陇东黄土高原草地与畜粪夏季的温室气体排放

引用本文

杨晗蕾, 陈先江, 侯扶江. 陇东黄土高原草地与畜粪夏季的温室气体排放. 草业科学, 2016,33(8):1454-1459
Yang Han-lei, Chen Xian-jiang, Hou Fu-jiang. Greenhouse gases emissions of rangeland and livestock manure in the eastern Gansu Loess Plateau in summer. Pratacultural Science,2016,33(8): 1454-1459 复制到剪切板

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《草业科学》编辑部

陇东黄土高原草地与畜粪夏季的温室气体排放

杨晗蕾, 陈先江, 侯扶江

草地农业生态系统国家重点实验室兰州大学草地农业科技学院,甘肃兰州 730020

通讯作者:侯扶江(1971-),男,河南扶沟人,博士,教授,研究方向为草畜互作。E-mail:[email protected]

第一作者:杨晗蕾(1995-),女,陕西咸阳人,在读本科生,研究方向为草地农业系统管理。E-mail:[email protected]

收稿日期: 2016-01-04

基金: 国家自然科学基金(31172249); 长江学者和创新团队发展计划(IRT13019); 国家科技支撑计划课题(2011BAD17B02-03)

摘要

采用静态箱法测定了陇东黄土高原天然草地、栽培草地[紫花苜蓿( Medicago sativa)地]、撂荒地、猪粪和羊粪8月份3种主要温室气体的通量,甲烷排放量分别是-290.212、-204.18、-180.14、47.84和33.59 mg·(d·m²)^-1,CO₂排放值分别是266.99、418.72、947.31、6 110.63和14 771.80 mg·(d·m²)^-1,N₂O排放值依次为-4.87、-2.56、5.31、1 050.55和1 911.76 mg·(d·m²)^-1,温室气体排放总量分别为-8 395.69、-5 425.62、-2 012.6、568 110.19和310 915.58 mgCO₂·(d·m²)^-1。研究区3种草地土壤表现为碳汇,天然草地碳汇效应最好,粪肥表现为碳源。猪粪和撂荒地土壤的3种温室气体通量均与7.5 cm土温线性相关。猪粪和羊粪系统温室气体间的排放均呈线性关系。

关键词: 黄土高原; 典型草原; 紫花苜蓿; 撂荒地; 厩肥; 温室气体排放; 碳平衡

中图分类号:S812.29 文献标志码:A 文章编号:1001-0629(2016)8-1454-06 doi: 10.11829/j.issn.1001-0629.2015-0524

Greenhouse gases emissions of rangeland and livestock manure in the eastern Gansu Loess Plateau in summer

Yang Han-lei, Chen Xian-jiang, Hou Fu-jiang

State Key Laboratory of Grassland Agro-ecosystems, College of Pastoral Agriculture Science and Technology, Lanzhou University, Lanzhou 730020, China

Corresponding author: Hou Fu-jiang E-mail:[email protected].

Abstract

The three major greenhouse gas flux of fallow cropland, Alfalfa grassland, rangeland, sheep manure and pig manure in Longdong loess plateau were determined using static box method in August. The results showed that the methane emission values in study area of abandoned cropland, alfalfa land, rangeland, sheep manure and pig manure was -290.212, -204.18, -180.14, 47.84 and 33.59 mg·(d·m²)^-1, respectively; CO₂ emission values was 266.99, 418.72, 947.31, 6 110.63, 14 771.80 mg·(d·m²)^-1, respectively; N₂O emission values was -4.87, -2.56, 5.31, 1 050.55, 1 911.76 m·(d·m²)^-1, respectively, and their total emissions were -8 395.69, -5 425.62, -2 012.6, 568 110.19 and 310 915.58 mg CO₂·(d·m²)^-1. These three studied grassland performed as carbon sink and rangeland had the best carbon sequestration effect. Manures performed as carbon source. These 3 greenhouse gas flux of pig manure and abandoned land soil had linear correlation with temperature in 7.5 cm soil. System greenhouse gas emissions of pig and sheep manure system had linear relation.

Keyword: the Loess plateau; grassland types; greenhouse gases; carbon balance

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近30年来, 生态系统碳平衡引起了各国科学家、政治家、企业家的高度重视, 并成为四大国际全球变化研究组织[国际地圈生物圈计划(IGBP)、世界气候研究计划(WCRP)、全球变化人类行为计划(IHDP)、国际生物多要性研究计划(DIVERSITAS)]共同关注的研究方向之一^[1], 是当前生态学、经济学等自然科学和社会科学诸多学科的研究前沿和热点。

我国约有4亿hm²草原, 约占国土总面积的41.7%, 为耕地面积的4倍, 森林面积的3.6倍, 是面积最大的陆地生态系统^{[2, 3]}。我国草原面积虽然只占世界草原的6%~8%, 碳贮量却占到世界草原的9%~16%^[4]。草原牧区和农牧交错带生产全国23.2%的牛肉、51.4%的羊肉、35.6%的牛奶和64.5%的羊毛^[5]。据估计, 目前全球每年分别有20%的CH₄和55%的N₂O由家畜肠道发酵及其排泄物产生^{[6, 7, 8, 9]}, 足见家畜生产对温室气体减排的重要性^{[10, 11]}。

黄土高原地处农牧交错带, 草原占黄土高原总土地面积的33.0%, 其中重度退化、中度退化和轻度退化面积分别占14.0%、50.8%和20.5%^[13]。作物/天然草地-家畜综合生产系统是黄土高原占绝对优势的草地农业系统, 其中草原和家畜是关键的两个组分, 二者的温室气体排放是草地农业系统碳平衡的关键, 但是以往对黄土高原草原和家畜粪肥的温室气体排放的文献报道相对较少^[14]。为此, 研究黄土高原草原和家畜排泄物的温室气体排放特征与影响因素, 以期为区域碳平衡的调控提供理论和技术指导。

1 材料与方法

1.1 研究区概况

研究区位于甘肃省环县甜水镇兰州大学草地农业科技学院野外试验站, 37.12° N, 106.82° E, 平均海拔1 650 m, 属黄土高原丘陵沟壑区。年均温7.1 ℃, ≥ 0 ℃的年积温3 097.2 ℃· d, 无霜期123 d, 年日照时数2 766.4 h, 日照率> 60%。年均降水量359.3 mm, 60%以上的降水集中于6-9月, 降水年际变幅45%~100%; 年均蒸发量1 993.3 mm, 年平均大风日约为38 d, 属典型大陆性季风气候。该地区湿润度k值约为1.16^[15], 根据草原综合顺序分类法, 当地草原属微温微干典型草原类^[16]。

1.2 取样与测定

2014年8月, 选择天然草地、栽培草地[紫花苜蓿(Medicago sativa)地]、撂荒地、猪粪及羊粪为主要研究对象, 样方大小为1 m× 1 m, 每个研究对象3个重复。猪粪与羊粪厩肥呈圆台状堆积, 平均体积0.1 m³, 3次重复。

温室气体用静态箱法测定^{[17, 18, 19]}。连续测定3 d, 测定时间分别为05:00、09:00、14:00和18:00, 分别采集盖箱后0、5、10、15 min时的气体样品。CH₄和CO₂的浓度利用LGR甲烷/二氧化碳激光分析仪测定, N₂O通过LGR氧化亚氮分析仪测定, 计算出气体交换速率^{[17, 18, 19]}。

草地和粪堆用土温计测量5和10 cm土温^[20], 测定时间与气体测定同步。

温室气体日排放量用积分法计算。以温室气体速率折线图对时间进行积分, 作为当日的温室气体排放总量。3种温室气体排放的二氧化碳当量按CO₂:CH₄:N₂O=1:25:298计算^[21]。

1.3 数据统计分析

应用SPSS 19.0统计软件进行各指标之间的显著性差异检验、回归分析及其斜率的差异显著性检验。

2 结果与分析

2.1 温室气体排放总量

甲烷吸收峰值和谷值, 撂荒地分别出现在中午和上午, 分别为0.18和0.09 mg· (m²· min)^-1; 栽培草地则分别出现在凌晨和中午, 分别为0.16和0.09 mg· (m²· min)^-1; 天然草地吸收峰值在凌晨, 为0.25 mg· (m²· min)^-1, 谷值在上午, 为0.14 mg· (m²· min)^-1。甲烷日吸收量, 天然草地显著高于栽培草地42.13%(P=0.014)。一天中, 羊粪和猪粪只有上午吸收甲烷, 二者的日排放动态类似, 均在下午表现为排放高峰, 分别为0.08和0.09 mg· (m²· min)^-1; 上午为吸收高峰, 分别为0.16和0.07 mg· (m²· min)^-1; 栽培草地和天然草地的土壤呼吸高峰均出现在下午, 分别为0.41和0.29 mg· (m²· min)^-1; 二者的谷值分别出现在凌晨和上午, 为0.08和0.003 mg· (m²· min)^-1。撂荒地土壤呼吸峰值为0.41 mg· (m²· min)^-1、谷值为0.26 mg· (m²· min)^-1, 分别在下午和上午。羊粪和猪粪CO₂的排放日动态较为一致, 均为先升高再降低, 中午达到峰值, 分别是11.13和4.47 mg· (m²· min)^-1。

一天中, 栽培草地和撂荒地N₂O的排放速率和动态一致, 均为下降趋势, 早晨排放速率最高值分别为0.01和0.007 mg· (m²· min)^-1。栽培草地和天然草地午后表现出对N₂O的吸收, 且天然草地的N₂O吸收速率高于栽培草地和撂荒地。两种粪肥一天中持续排放N₂O, 从早到晚均表现为增加的趋势。

撂荒地、栽培草地和天然草地均吸收CH₄, 而猪粪和羊粪排放CH₄(表1)。5种系统土壤均是CO₂的排放源, 其中栽培草地的土壤呼吸与撂荒地的差异不显著(P=0.540), 天然草地的土壤呼吸显著小于撂荒地71.82%(P=0.008)(表1); 羊粪与猪粪的日呼吸量分别是撂荒地的15.59倍和6.45倍, 是栽培草地的35.28倍和14.59倍, 是天然草地的55.33倍和22.89倍。栽培草地和天然草地是N₂O的弱汇, 撂荒地是弱源, 羊粪和猪粪是N₂O的强排放源, 两者分别是撂荒地的360.03倍和197.84倍(表1)。

2.2 土壤温度与温室气体排放

猪粪和撂荒地土壤的3种温室气体通量均与7.5 cm土温显著线性相关(P< 0.05), 栽培草地土壤的N₂O和CO₂也可用7.5 cm土温进行预测, 羊粪和天然草地只有N₂O通量与7.5 cm土温极显著线性相关(P< 0.01)(表2)。对于3种温室的土壤通量, 5种系统的土壤N₂O通量与土温的线性关系均显著, 土壤N₂O通量对土温的敏感性表现为羊粪> 猪粪> 天然草地> 紫花苜蓿地> 撂荒地; 土壤CO₂通量对土温的敏感性依次为猪粪> 撂荒地> 紫花苜蓿地; 只有猪粪和撂荒地的土壤CH₄通量与土温的线性关系显著, 且前者对土温的敏感性高于后者。紫花苜蓿地和天然草地土壤N₂O通量以及撂荒地的土壤CH₄通量与7.5 cm土温显著负相关, 其它则为正相关(表2)。

表1 各系统夏季温室气体日排放总量 Table 1 The daily greenhouse gas(GHG) emission of different ecosystems in August

表2 土壤温室气体排放(E)与7.5 cm土壤温度(T_S)的关系 Table 2 The relationship between daily soil GHG emissions (E) and 7.5 cm soil temperature (T_S)

类型Type	回归方程Regression equation	R²	P
撂荒地Abandoned cropland	$\begin{matrix} E_{C H_{4}} \end{matrix}$ =-0.004T_S-0.035	0.571	0.004
	$\begin{matrix} E_{N_{2} O} \end{matrix}$ =-0.000T_S+0.013	0.407	0.047
	$\begin{matrix} E_{C O_{2}} \end{matrix}$ =0.017T_S-0.177	0.468	0.002
栽培草地Cultivated grassland	$\begin{matrix} E_{C H_{4}} \end{matrix}$ =0.002T_S-0.192	0.126	0.258
	$\begin{matrix} E_{N_{2} O} \end{matrix}$ =-0.001T_S+0.030	0.461	0.015
	$\begin{matrix} E_{C O_{2}} \end{matrix}$ =0.014T_S-0.011	0.435	0.002
天然草地Rangeland	$\begin{matrix} E_{C H_{4}} \end{matrix}$ = 0.001T_S-0.211	0.011	0.746
	$\begin{matrix} E_{N_{2} O} \end{matrix}$ =-0.002T_S+0.045	0.552	0.009
	$\begin{matrix} E_{C O_{2}} \end{matrix}$ =0.001T_S+ 0.116	0.004	0.837
羊粪Sheep manure	$\begin{matrix} E_{C H_{4}} \end{matrix}$ =0.005T_S-0.179	0.210	0.134
	$\begin{matrix} E_{N_{2} O} \end{matrix}$ =0.094T_S-1.659	0.698	0.002
	$\begin{matrix} E_{C O_{2}} \end{matrix}$ =0.092T_S+6.948	0.044	0.512
猪粪Pig manure	$\begin{matrix} E_{C H_{4}} \end{matrix}$ =0.005T_S-0.093	0.396	0.028
	$\begin{matrix} E_{N_{2} O} \end{matrix}$ =0.030T_S-0.150	0.698	0.001
	$\begin{matrix} E_{C O_{2}} \end{matrix}$ =0.137T_S-0.351	0.848	0.000

表2 土壤温室气体排放(E)与7.5 cm土壤温度(T_S)的关系 Table 2 The relationship between daily soil GHG emissions (E) and 7.5 cm soil temperature (T_S)

2.3 3种温室气体排放的相关性

猪粪与羊粪3种温室气体排放之间相关性显著, 可以相互预测排放量, 也可以根据任意两种温室气体的排放量预测第3种温室气体的排放量(表3)。总体上, 猪粪CH₄和N₂O随CO₂的变化幅度显著高于羊粪(P=0.038)。

表3 3种温室气体排放的相关性 Table 3 The relationship between three types of GHG emission

类型Type	回归方程Regression equation	R²	P
猪粪Pig manure	$\begin{matrix} E_{C H_{4}} \end{matrix}$ =0.041 $\begin{matrix} E_{C O_{2}} \end{matrix}$ -0.099	0.644	0.002
	$\begin{matrix} E_{C O_{2}} \end{matrix}$ =15.602 $\begin{matrix} E_{C H_{4}} \end{matrix}$ +2.641	0.644	0.002
	$\begin{matrix} E_{N_{2} O} \end{matrix}$ =0.209 $\begin{matrix} E_{C O_{2}} \end{matrix}$ -0.042	0750	0.000
	$\begin{matrix} E_{C O_{2}} \end{matrix}$ =3.588 $\begin{matrix} E_{N_{2} O} \end{matrix}$ +0.921	0750	0.000
	$\begin{matrix} E_{C H_{4}} \end{matrix}$ =0.148 $\begin{matrix} E_{N_{2} O} \end{matrix}$ -0.061	0.483	0.012
	$\begin{matrix} E_{N_{2} O} \end{matrix}$ =3.261 $\begin{matrix} E_{C H_{4}} \end{matrix}$ +0.510	0.483	0.012
	$\begin{matrix} E_{C H_{4}} \end{matrix}$ =0.041 $\begin{matrix} E_{C O_{2}} \end{matrix}$ -7.757 $\begin{matrix} E_{N_{2} O} \end{matrix}$ -0.099	0.644	0.010
	$\begin{matrix} E_{N_{2} O} \end{matrix}$ =0.209 $\begin{matrix} E_{C O_{2}} \end{matrix}$ -0.001 $\begin{matrix} E_{C H_{4}} \end{matrix}$ -0.043	0.750	0.002
	$\begin{matrix} E_{C O_{2}} \end{matrix}$ =2.469 $\begin{matrix} E_{C O_{2}} \end{matrix}$ +7.549 $\begin{matrix} E_{C H_{4}} \end{matrix}$ +1.382	0.828	0.000
羊粪Sheep manure	$\begin{matrix} E_{C H_{4}} \end{matrix}$ =0.018 $\begin{matrix} E_{C O_{2}} \end{matrix}$ -0.184	0.439	0.019
	$\begin{matrix} E_{C O_{2}} \end{matrix}$ =42.852 $\begin{matrix} E_{C H_{4}} \end{matrix}$ +9.266	0.439	0.019
	$\begin{matrix} E_{N_{2} O} \end{matrix}$ =0.165 $\begin{matrix} E_{C O_{2}} \end{matrix}$ -0.285	0.364	0.038
	$\begin{matrix} E_{C O_{2}} \end{matrix}$ =2.210 $\begin{matrix} E_{N_{2} O} \end{matrix}$ +6.912	0.364	0.038
	$\begin{matrix} E_{C H_{4}} \end{matrix}$ =0.035 $\begin{matrix} E_{N_{2} O} \end{matrix}$ -0.033	0.394	0.029
	$\begin{matrix} E_{N_{2} O} \end{matrix}$ =11.174 $\begin{matrix} E_{C H_{4}} \end{matrix}$ +1.182	0.394	0.029
	$\begin{matrix} E_{C H_{4}} \end{matrix}$ =0.007 $\begin{matrix} E_{C O_{2}} \end{matrix}$ +0.020 $\begin{matrix} E_{N_{2} O} \end{matrix}$ -0.079	0.516	0.038
	$\begin{matrix} E_{N_{2} O} \end{matrix}$ =0.092 $\begin{matrix} E_{C O_{2}} \end{matrix}$ +7.246 $\begin{matrix} E_{C H_{4}} \end{matrix}$ +0.332	0.458	0.064
	$\begin{matrix} E_{C O_{2}} \end{matrix}$ =1.154 $\begin{matrix} E_{N_{2} O} \end{matrix}$ +29.956 $\begin{matrix} E_{C H_{4}} \end{matrix}$ +7.903	0.492	0.048

表3 3种温室气体排放的相关性 Table 3 The relationship between three types of GHG emission

3 讨论与结论

3.1 3类土地的温室气体排放

3种土地夏季均吸收CH₄, 其中天然草地碳汇功能最显著, 与内蒙古典型草原温室气体吸收与排放情况的研究结论相吻合^[22]。天然草地的CH₄吸收峰值主要出现在凌晨, 谷值在上午, 与其它两类土壤的日变化有差异, 主要是因为土壤吸收CH₄受水分含量、土壤孔隙度(主要影响输送氧气的能力)、温度和植物生长状态的影响^{[23, 24]}。

3种土地土壤均是CO₂的排放源, 其中天然草地的土壤呼吸作用最弱, 扩大天然草地面积对于减少当地农业系统的温室气体排放有积极作用^[25]。栽培草地既可以为草食家畜提供优质牧草, 同时有利于保护天然草地, 具有减排增汇的作用^[26]。

3.2 动物生产为系统中较大的温室气体排放源

家畜(尤其是反刍动物)及其排泄物对陆地生态系统温室气体的贡献, 已经成为草地生态系统与气候变化的热点问题之一^{[30, 31]}。粪肥排放的温室气体总量是草地的10~20倍(表1), 这首先与动物产品中拥有丰富的有机质有关, 另外, 巨大数量粪肥的露天堆积造成其内部微生物的大量繁殖, 由此产生的呼吸作用产物使粪肥成为系统中最大的温室气体排放源。若不及时加以处理和利用, 则会削弱草地生态系统的碳汇功能。

3.3 土壤温度是影响温室气体排放的主要因素

土壤呼吸日变化或季节性变化的大部分变异常用温度变化来解释^[32]。本研究中, 生产系统温室气体的排放与土壤温度的变化有明显的线性关系, 这与Fang等^[33]对土壤呼吸日变化量与温度的关系研究结果相一致。随土壤温度的升高, 温室气体排放速率明显增大, 这一规律在粪肥中较草地-作物地系统中更为明显。推测温度通过影响土壤微生物的活性间接影响温室气体排放速率。

3.4 需要建立作物-家畜综合生产系统

家畜排泄物是所有种类的温室气体的主要来源(CO₂、CH₄、N₂O、NO)^{[34, 35]}。黄土高原农户对于粪肥随意堆积的处理方式不仅会造成温室气体的大量排放, 也导致粪肥中的有机质被浪费。因此, 家畜排泄物管理最好的方式是建立作物-家畜综合生产系统, 粪便尽可能快地进入沼气池中, 控制温室气体的释放^[36], 并加以利用, 沼渣用于作物生产, 既减少温室气体的排放, 也促进农户系统的能量循环, 资源循环利用, 达到人-草-畜-环境协调发展。

The authors have declared that no competing interests exist.

参考文献

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[1]	齐玉春, 董元社, 耿元波, 杨小红, 耿立会. 我国草地生态系统碳循环研究进展. 地理科学进展, 2003, 22(4): 342-352. Qi Y C, Dong Y S, Geng Y B, Yang X H, Geng L H. The progress in the carbon cycle researches in grassland ecosystem in China. Progress in Geography, 2003, 22(4): 342-352. (in Chinese) [本文引用:1]
[2]	国家统计局. 中国农村统计年鉴. 北京: 中国统计出版社, 2006. The National Bureau of Statistics. China Rural Statistical Yearbook. Beijing: China Statistics Press, 2006. (in Chinese) [本文引用:1]
[3]	方精云, 杨元合, 马文红, 安尼瓦尔·买买提, 沈海花. 中国草地生态系统碳库及其变化. 中国科学: 生命科学, 2010, 40(7): 566-576. Fang J Y, Yang Y H, Ma W H, Anniwaer·Maimaiti, Shen H H. Ecosystem carbon stocks and their changes in China’s grassland s. Sciences China: Life Sciences, 2010, 40(7): 566-576. (in Chinese) [本文引用:1]
[4]	Ni J. Carbon storage in terrestrial ecosystems of China: Estimates at different spatial resolutions and their responses to climate change. Climatic Change, 2001, 49(3): 339-358. (in Chinese) [本文引用:1]
[5]	刘加文. 从数字看草原. 草原与草坪, 2008(4): 77-79. [本文引用:1]
[6]	Johnson D E, Hill T M, Ward G M, Johnson K A, Branine M E, Carmean B R, Lodman D W. Ruminants and Other Animals in Atmospheric Methane: Sources, Sinks and Role in Global Change. Heidelberg, Berlin: Springer, 1993: 199-229. [本文引用:1]
[7]	Khalil M A K. Atmospheric Methane: Sources, Sinks and Role in Global Change. Springer, 2013: 180-197. ) [本文引用:1]
[8]	Subak S, Paul R, David V H. National greenhouse gas accounts: Current anthropogenic sources and sinks. Climatic Change, 1993, 25(1): 15-58. [本文引用:1]
[9]	Kroeze C, Mosier A, Bouwman L. Closing the global N₂O budget: A retrospective analysis 1500-1994. Global Biogeochemical Cycles, 1999, 13(1): 1-8. [本文引用:1]
[10]	Lockyer D R, Jarvis S C. The measurement of methane losses from grazing animals. Environmental Pollution, 1995, 90(3): 383-390. [本文引用:1]
[11]	Flessa H, Dörsch P, Beese F, König H, Bouwman A F. Influence of cattle wastes on nitrous oxide and methane fluxes in pasture land . Journal of Environmental Quality, 1996, 25(6): 1366-1370. [本文引用:1]
[12]	Lassey K R, Ulyatt M J, Martin R J, Walker C F, Shelto I D. Methane emissions measured directly from grazing livestock in New Zealand . Atmospheric Environment, 1997, 31(18): 2905-2914. [本文引用:1]
[13]	程积民. 从澳大利亚、新西兰草地畜牧业发展论黄土高原草地建设. 西北植物学报, 1999, 19(5): 82-86. Cheng J M. The discussion about grassland construction in Loess Plateau experienced from development of grassland animal husband ry in Australian and New Zealand . Acta Botanica Boreali-Occidentalia Sinica, 1999, 19(5): 82-86. (in Chinese) [本文引用:1]
[14]	侯扶江, 南志标, 任继周. 作物-家畜综合生产系统. 草业学报, 2009, 18(5): 211-234. Hou F J, Nan Z B, Ren J Z. Intergrated crop-livestock production system. Acta Prataculturae Sinica, 2009, 18(5): 211-234. (in Chinese) [本文引用:1]
[15]	侯扶江, 南志标, 肖金玉, 常生华. 重牧退化草地的植被、土壤及其耦合特征. 应用生态学报, 2002, 13(8): 915-922. Hou F J, Nan Z B, Xiao J Y, Chang S H. Characteristics of vegetation, soil and their coupling of degraded grassland s. Chinese Journal of Applied Ecology, 2002, 13(8): 915-922. (in Chinese) [本文引用:1]
[16]	任继周. 分类、聚类与草原类型. 草地学报, 2008, 16(1): 4-10. Ren J Z. Classfiction and cluster applicable for glassland type. Acta Agrestia Sinica, 2008, 16(1): 4-10. (in Chinese) [本文引用:1]
[17]	王跃思, 王明星. 农田CO₂/N₂O自动采样观测系统. 中国科学院研究生学报, 1997, 14(1): 17-22. Wang Y S, Wang M X. CO₂/N₂O automatic sampling observation system in irrigation. Journal of Graduate University of Chinese academy of Sciences, 1997, 14(1): 17-22. (in Chinese) [本文引用:2]
[18]	王跃思, 纪宝明, 王明星. 半干旱草原地-气温室气体CO₂、CH₄和N₂O交换速率定方法研究. 环境科学, 2000, 21(3): 10-15. Wang Y S, Ji B M, Wang M X. Measurement of the exchange rate of greenhouse gases between field and atmosphere in semi-arid grassland . Environmental Science, 2000, 21(3): 10-15. (in Chinese) [本文引用:2]
[19]	王跃思, 王明星. 静态箱/气相色谱法自动检测农田N₂O排放. 分析测试技术与仪器, 1997, 3(1): 10-15. Wang Y S, Wang M X. Detection of farmland N₂O emissionsby static box/gas chromatographic method automatically. Analytical Techniques and Instruments, 1997, 3(1): 10-15. (in Chinese) [本文引用:2]
[20]	Chen J B, Hou F J, Chen X J, Wan X L, Millner J. Stocking rate and grazing season modify soil respiration on the Loess Plateau, China. Rangeland Ecology & Management, 2015, 68(1): 48-53. [本文引用:1]
[21]	David A, Richarcl A. Climate models and their evaluation. Climate Change 2007: Working Group Ⅰ: The Physical Science Basis, IPCC. 2007. [本文引用:1]
[22]	王跃思. 内蒙古天然与放牧草原温室气体排放研究. 应用生态学报, 2003, 14(3): 372-376. Wang Y S. Greenhouse gases emission or uptake in Inner Mongolia natural and free grazing grassland s. Chinese Journal of Applied Ecology, 2003, 14(3): 372-376. (in Chinese) [本文引用:1]
[23]	Huang Y, Sass R L, Fisher Jr F M. A semi empirical model of methane emission from flooded rice paddy soils. Global Change Biology, 1998, 4(3): 247-268. [本文引用:1]
[24]	Bender M, Conrad R. Effect of CH₄ concentrations and soil conditions on the induction of CH₄ oxidation activity. Soil Biology and Biochemistry, 1995, 27(12): 1517-1527. [本文引用:1]
[25]	张英俊, 杨高文, 刘楠, 常书娟, 王晓亚. 草原碳汇管理对策. 草业学报, 2013, 22(2): 290-299. Zhang Y J, Yang G W, Liu N, Chang S J, Wang X Y. Review of grassland managment practices for carbon sequertration. Acta Prataculturae Sinica, 2013, 22(2): 290-299. (in Chinese) [本文引用:1]
[26]	田福平, 时永杰, 胡宇, 陈子萱, 路远, 张小甫, 李润林. 我国人工草地碳储量研究进展. 江苏农业科学, 2013, 40(12): 10-13. [本文引用:1]
[27]	Johnson D E, Johnson K A, Ward G M, Branine M E. Ruminants and other animals. In: Khalil M A K. (ed). Atmospheric Methane: Its Role in Global Environment. Heidelberg, Berlin: Springer-Verlag, 2000: 112-133. [本文引用:1]
[28]	Kroeze C, Mosier A, Bouwman I. Closing the global N₂O budget: A retrospective analysis 1500-1994. Global Biogeochemical Cycles, 1999, 13(1): 1-8. [本文引用:1]
[29]	葛世栋, 徐田伟, 李冰, 曹慧, 赵亮, 徐世晓. 高寒草甸粪斑的温室气体排放. 草业科学, 2014, 31(1): 40-48. Ge S D, Xu T W, Li B, Cao H, Zhao L, Xu S X. Effects of yak dung on greenhouse gas emission during growing season in the alpine meadow. Pratacultural Science, 2014, 31(1): 40-48. (in Chinese) [本文引用:1]
[30]	Rossi F, Vecchia P, Masoero F. Estimate of methane production from rumen fermentation. Nutrient Cycling in Agroeeosystems, 2001, 60(1): 89-92. [本文引用:1]
[31]	Monteny G J, Groenestein C M, Hilhorst M A. Interactions and coupling between emissions of methane and nitrous oxide from animal husband ry. Nutrient Cycling in Agroecosysterns, 2001, 60(3): 123-132. [本文引用:1]
[32]	Liu X, Wan S, Su B, Hui D, Luo Y. Response of soil CO₂ efflux to water manipulation in a tallgrass prairie ecosystem. Plant and Soil, 2002, 240(2): 213-223. [本文引用:1]
[33]	Fang C, Moncrieff J B. The dependence of soil CO₂ efflux on temperature. Soil Biology and Biochemistry, 2001, 33(2): 155-165. [本文引用:1]
[34]	Amon B, Amon T, Boxberger J, Alt C. Emissions of NH₃, N₂O and CH₄ from dairy cows housed in a farmyard manure tying stall (housing, manure storage, manure spreading). Nutrient cycling in Agroecosystems, 2001, 60(3): 103-113. [本文引用:1]
[35]	Clemens J, Ahlgrimm H J. Greenhouse gases from animal husband ry: Mitigation options. Nutrient Cycling in Agroecosystems, 2001, 60(3): 287-300. [本文引用:1]
[36]	林巧燕, 布仁巴音, 汪诗平. 反刍家畜及其排泄物对N₂O和CH₄排放的贡献. 生态学杂志, 2011, 30(11): 2604-2612. Lin Q Y, Burenbayin, Wang S P. Contributions of ruminants and their excreta to N₂O and CH₄ emissions. Chinese Journal of Ecology, 2011, 30(11): 2604-2612. (in Chinese) [本文引用:1]

2003

0.0

齐玉春, 董元社, 耿元波, 杨小红, 耿立会. 我国草地生态系统碳循环研究进展. 地理科学进展, 2003, 22(4): 342-352.

Qi Y

, Dong Y

, Geng Y

, Yang X

, Geng L

The progress in the carbon cycle researches in grassland ecosystem in China.

Progress in Geography, 2003, 22(4): 342-352. (in Chinese)

Carbon is one of the most important life elements on the earth It distributes widely in the atmosphere, biosphere, hydrosphere and lithosphere Together with the exchange of the substance and energy, the carbon element is transformed among different earth layers, as constitutes the most important biogeochemical cycle process of the earth Atmosphere, ocean, terrestrial ecosystem and lithosphere are four main carbon pools Among these carbon pools, the terrestrial ecosystem has the biggest uncertainty because of the complexity of underlying surface and the human activities Study on the carbon cycle of the terrestrial ecosystem has become the focus of global change research As one of the important parts of terrestrial ecosystem, grassland ecosystem occupies particular eco geographical place and has special biogeochemical cycling process, which make it important in the study of the terrestrial ecosystem carbon cycle and the sustainable development of eco environment In this paper, the importance of the carbon cycle in grassland ecosystem was discussed Then, the research results of carbon cycle in the grassland ecosystem in China were summarized and analyzed, including the plant, the litter fall, the soil carbon pool and the greenhouse gases flux and so on.

1. Institute of Geographic Sciences and Natural Resources Research, CAS, Beijing 100101,China; 2. College of Resource and Environment, Northwestern Sci tech University of Agriculture and Forestry, Yangling 712100

文中首先分析了草地生态系统在碳循环研究中的地位和重要性,进而对我国草地生态系统碳循环的研究现状作了较为详尽的阐述,包括植物、凋落物、土壤三大碳库以及主要含碳温室气体通量等,对其主要研究结论进行了深入的剖析。同时提出了今后我国草地生态系统碳循环的重点研究方向和研究领域。

... 近30年来,生态系统碳平衡引起了各国科学家、政治家、企业家的高度重视,并成为四大国际全球变化研究组织[国际地圈生物圈计划(IGBP)、世界气候研究计划(WCRP)、全球变化人类行为计划(IHDP)、国际生物多要性研究计划(DIVERSITAS)]共同关注的研究方向之一^[1],是当前生态学、经济学等自然科学和社会科学诸多学科的研究前沿和热点 ...

2006

0.0

... 6倍,是面积最大的陆地生态系统^[2,3] ...

2010

0.0

方精云, 杨元合, 马文红, 安尼瓦尔·买买提, 沈海花. 中国草地生态系统碳库及其变化. 中国科学: 生命科学, 2010, 40(7): 566-576.

Fang J

, Yang Y

, Ma W

, Anniwaer·Maimaiti, Shen H H. Ecosystem carbon stocks and their changes in China’s grassland s. Sciences China: Life Sciences, 2010, 40(7): 566-576. (in Chinese)

准确评估草地生态系统碳库及其年际变化,对揭示草地在中国陆地生态系统碳循环中的作用以及合理利用有限的草地资源有着极为重要的意义.虽然中国学者在研究草地碳库及其动态变化方面已开展了很多工作,但目前仍缺乏对中国草地生态系统碳库及其动态变化特征的全面认识.通过综述当前中国草地碳循环研究的最新进展,结合本研究组的工作,试图全面评价中国草地生态系统碳库(植被生物量碳库和土壤有机碳库)及其动态变化.结果显示:(1)不同研究得到的中国草地生物量碳密度(单位面积生物量)存在较大差异,为215.8~348.1gC/m2,平均值为300.2gC/m2.同样,对中国草地土壤有机碳密度(单位面积土壤碳库)的估算也存在显著差异,在8.5~15.1kgC/m2之间变动,但考虑到8.5kgC/m2的估算值是基于近千个土壤剖面的实测数据计算得到,全国平均水平的土壤碳密度一般不会超过此值.因此,若采用目前最广泛使用的草地面积(331×104km2),那么中国草地生态系统碳库约为29.1PgC(1Pg=1×1015g),其中96.6%的碳储存于土壤有机质中.(2)文献报道的近20年中国草地生物量和土壤有机碳库的变化方向和变化量均存在差异.按照最新的估算,中国草地生物量和土壤有机碳库在过去20年里没有发生显著变化,即中国草地生态系统处于中性碳汇状态.(3)中国草地生物量的时空变异与降水量的变化关系密切.土壤有机碳库的空间变异主要受与降水量密切相关的土壤水分的影响,但土壤质地等因素也起一定作用.此外,放牧与围封等人类活动将对草地生物量和土壤碳库及其动态变化产生强烈影响.

... 6倍,是面积最大的陆地生态系统^[2,3] ...

2001

0.0

... 我国草原面积虽然只占世界草原的6%~8%,碳贮量却占到世界草原的9%~16%^[4] ...

2008

0.0

... 5%的羊毛^[5] ...

1993

0.0