《青藏高原植被恢复与药用资源繁育学科组在青海省灌丛生态系统土壤碳储量方面取得重要成果》

  • 来源专题:长江流域资源与环境知识资源中心 | 领域情报网
  • 编译者: changjiang
  • 发布时间:2018-06-07
  • 土壤碳库是陆地生物圈内最大的碳库,分别是大气碳储量的3.3倍,植被碳储量的4.5倍。其微小的变化会对大气CO2浓度产生重要影响,因此在全球碳循环中起着重要作用。而作为气候变化的敏感区,青藏高原的气温升高、降水不均匀变化、以及氮沉降可能显著的改变该区域土壤碳的分解释放,形成气候变暖的正反馈。探究这种关系之前,需明确土壤碳库的大小及其分布特征。尽管对青藏高原草地生态系统土壤碳库已经进行了相关的研究,但由于缺乏对灌丛生态系统土壤碳的观测资料,学术界迄今对该区域土壤有机碳的估算存在很大的不确定性。

      研究小组以青海省灌丛生态系统土壤碳为研究对象,在2011至2013年间对该区域的59处样地进行了采样,获取了177个土壤剖面的上千份土壤样品。通过曲线拟合,多元回归分析,克里金插值法等方法,评估了青海省土壤碳库储量及其控制因素。研究人员发现,青海省灌丛生态系统系统1m土壤碳库为1.36 Pg C (1Pg = 1015g);灌丛碳储量分布从东往西,从南往北逐渐降低;结合气候要素与土壤信息表明,温度与降水的增加以及土壤pH的降低都会促进土壤有机碳的增加。上述结果证明青海省灌丛土壤是一个显著的“碳汇”。

      青海省灌丛土壤碳的空间分布

      该研究成果Distribution and controlling factors of soil organic carbon storage in the northeast Tibetan shrublands近期在线发表在Journal of soils and sediments。论文链接:http://link.springer.com/article/10.1007/s11368-018-2037-9。博士研究生聂秀青为论文的第一作者,周国英研究员为通讯作者。该项研究得到了国家科技支撑计划项目(2014BAC0501),国家科技性工作专项(2015FY11030001-5),中国科学院战略先导科技专项(XDA0505030304),国家自然科学基金(40801076)的资助。

相关报告
  • 《南京土壤所在青藏高原草毡表层形成过程与功能研究取得进展 》

    • 来源专题:长江流域资源与环境知识资源中心 | 领域情报网
    • 编译者:changjiang
    • 发布时间:2017-09-14
    • 时间: 2017-05-10 编辑: 打印 大 中 小 关闭.   草毡表层 (mattic epipedon) 是青藏高原及部分高山地带独特的由土壤物质与活/ 死根交织缠结而成的毡状表层,是高寒草甸生态系统土壤形态特征和发生过程的综合体现。《中国土壤系统分类》考虑其在我国青藏高原分布广泛,在国际土壤分类领域首次将其划为诊断表层,赋予其重要的土壤发生分类学地位,但对其形成机理、空间分布以及生态水文功能等方面的研究国内外鲜有报道。   南京土壤研究所张甘霖课题组近年来对青藏高原东北缘祁连山区进行了系统的调查研究,对草毡表层的形成过程及其生态水文效应,不同发育程度草毡表层空间分布特征及其影响因素等方面取得了重要认识。研究发现,草毡表层的细土物质主要来自于全新世黄土沉积,这些外来粉尘大大提升了高寒地区粗骨质土壤的生产潜力,促进草毡表层的形成,而草毡表层的发育有助于捕获更多降尘并保护其免受侵蚀,细土层不断加积,是祁连山区土壤形成的关键过程 (Geoderma, 2016, 282, 9-15, doi: 10.1016/j.geoderma.2016.07.003 ) 。细土物质的积累为高寒山区另一关键成土过程- 土壤有机碳的积累提供了基质。他人报道认为(Qiu, Nature, 2016, 529, 7585) ,青藏高原草毡表层储存了约180 亿吨有机碳,占全国1 米土体有机碳储量的1/5 。研究团队针对祁连山区草毡表层富集土壤有机碳的特点,开发了用于模拟土壤有机碳深度分布的分段指数函数,并预测出30cm 土层有机碳储量超过80% ,远高于前人预测而更接近于实际调查结果 (Scientific Reports, 2016, 6, 21842, doi:10.1038/srep21842) 。与黄土发育的非草毡层相比,草毡表层中有机碳的积累显著降低了土壤容重 (R2 =0.81) ,提高了土壤孔隙度 (R2 =0.77) ,田间持水量 (R2 =0.49) ,萎蔫含水量 (R2 =0.56) 与阳离子交换量 (R2 =0.96) ;考虑到草毡表层下覆土层多为高砾石含量的冰碛物,草毡表层是土壤水分、养分保蓄的关键层段,是青藏高原及高山土壤的主要功能区 (Journal of Hydrology, 2014, 519, 3086-3093, doi: 10.1016/j.jhydrol.2014.10.054; European Journal of Soil Science, 2017, 68, 270-280, doi: 10.1111/ejss.12425) 。如果说青藏高原是亚洲水塔,草毡层无疑是水塔的“开关”,控制着土壤水分的保蓄和径流产生。   祁连山区草毡表层的空间分布呈明显的区域聚集特征,集中分布于祁连山中部和东南部。在海拔3000 m 以上,草毡表层的发育程度随海拔的降低呈增强的趋势;海拔相对较低的地区,地势平缓(利于土壤水分汇集和保持)和温度适宜(利于植被生长和根系缠结)是促进草毡表层发生发育的关键因素 (Geoderma Regional, 2017, 10, 1-10, doi:10.1016/j.geodrs.2017.02.001 ; 生态学报, 2017, 37, 20, doi:10.5846/stxb201608031598; Pedosphere, in press) 。   相关研究对青藏高原土壤形成过程与保育、土壤有机碳精确估算、土壤生态服务功能评估价等方面具有重要意义。 草毡表层的形成过程及其生态水文效应 . .
  • 《武汉植物园在青藏高原湿地植物多元素含量的研究中取得进展》

    • 来源专题:生物安全知识资源中心—领域情报网
    • 编译者:hujm
    • 发布时间:2023-01-06
    •  植物元素含量的研究对揭示植物对变化环境的响应和适应机制具有重要意义,但传统研究大多局限在对陆生植物及核心元素碳、氮和磷元素的含量等方面,未对高寒湿地植物的多元素含量开展深入的研究。   武汉植物园科研人员通过对青藏高原湿地植物24种元素的含量和变化的大规模调查,发现无论是何种生活型的湿地植物,其大量元素的变异程度均较小,而微量元素的变异程度相对更大,符合限制元素稳定性假说。研究结果还表明,分类和系统发育对于青藏高原湿地植物多元素含量变化的影响有限,土壤和水体的多元素含量及理化性质对湿地植物多元素格局的影响大于空间和气候因子的影响。尽管人类活动的影响并未纳入最佳选择模型中,但仍不能忽视。该研究的结果使我们对湿地植物元素的认识超越了核心元素的框架,促进了对高寒湿地植物多元素的格局和驱动因素的理解。   研究结果以“Variations of multi-elements in wetland plants on the Tibetan Plateau are mainly determined by environmental factors”为题发表于国际学术期刊Ecological Indicators。湿地生态学学科组周雯副研究员为第一作者,水生植物与水生态系统健康学科组邢伟研究员为通讯作者。本研究得到了国家自然科学基金项目(31870346,32170375)、武汉应用基金前沿项目(2020020601012287)的支持。