禁牧增強了高寒草地凈生態系統碳吸收,但降低植物養分含量
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2020-10-12 14:48
大范圍開展的禁牧活動是恢復退化草地的重要方法,其中植物的營養狀態和草地碳循環都可以指示恢復狀態。然而,由于缺乏野外調查,禁牧對青藏高原草場的凈生態系統CO2交換和礦物質養分的影響尚不清楚。在這里,我們選取青藏高原中部的高山草原上為對象,研究了禁牧對凈生態系統CO2交換和葉面礦質元素的影響。結果表明,通過增加生態系統的總光合作用,七年禁牧使生長期的凈CO2吸收量增加17%(圖1)。在晝夜和季節尺度上,禁牧使生態系統呼吸對溫度的敏感性降低了16-17%。因此,在氣候變暖的背景下,禁牧可能是增強草地生態系統碳固存的有效途徑。我們進一步發現,禁牧顯著降低了50%的土壤硝態氮濃度和葉面礦質元素濃度(如氮,鈣,硫,鐵和錳;圖2)。禁牧促使葉面C:N比升高16%,N:P比降低15%。這些結果表明,禁牧提高了生態系統的凈CO2吸收量,但加劇了植物生長中礦質養分的限制。本研究發現,禁牧可以通過直接禁止放牧和間接改變植物養分的狀況來影響高寒草原的碳循環(圖3)。本研究在線發表于國際期刊Catena.
圖1 禁牧對凈生態系統碳交換量(NEE),生態系統呼吸(ER)、生態系統總光合作用(GEP)的影響。
圖2 禁牧對草地葉片營養元素含量的影響
圖3 禁牧對凈生態系統碳吸收影響的示意圖
中國科學院A類戰略性先導科技專項“泛第三極環境變化與綠色絲綢之路建設”為該成果的第一標注項目。
論文信息:Yongwen Liu, Tenzintarchen, Xiaodong Geng, Da Wei, Dongxue Dai, Xu-Ri. Grazing exclusion enhanced net ecosystem carbon uptake but decreased plant nutrient content in an alpine steppe. Catena, 2020,195: 104799. https://doi.org/10.1016/j.catena.2020.104799