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放牧是目前内蒙古草原最主要的人类利用方式。本论文以内蒙古典型草原生态系统为研究对象,涡度相关法为主要技术手段,通过对围栏封育和自由放牧两种管理方式下典型草原净生态系统碳交换(Net Ecosystem Exchange,NEE)及环境因子连续两个生长季的观测(2006年5月~2007年9月),同时结合测定的生物量、叶面积指数及生态系统光合和呼吸作用等指标,阐述了不同时期NEE的季节变化规律及其与主要环境和生物因子的关系;重点估算并比较了围栏封育和自由放牧管理方式下该生态系统的碳“源汇”差异,揭示了放牧对NEE的影响。
本研究主要内容包括:⑴围封和放牧样地之间的NEE的日变化特征有很大差异。围封样地生长季NEE的日变化曲线通常呈双峰型,而放牧样地NEE的日变化曲线通常呈单峰型。⑵围封与放牧样地间NEE的日变化、季节变化及年际变化都有显著差异。在观测的两个生长季,围封样地均表现为大气CO2的源,在2006年和2007年分别分别向大气排放111.24和34.00 gCm-2。放牧样地可能表现为大气CO2源也可能是碳汇,在2006年排放43.35 g C m-2,是大气CO2的源;而在2007年净固定了43.02 g Cm-2,是CO2的汇。⑶生物量、光照、温度和水分等对NEE有重要影响。水分胁迫是限制植物生长的关键因子。土壤水分条件不同,土壤温度和水分对NEE的影响不同。在2006年,放牧和围封样地之间NEE的差异主要由地上生物量的差异引起;而在2007年土壤水分状况较好的情况下,两者NEE的差异主要由土壤水分的差异引起。⑷与围封样地相比较,放牧地生态系统的呼吸作用和初级生产力更强和更高。放牧刺激了生态系统的呼吸作用和光合生产能力,但对光合生产能力的促进更大,因而其固碳能力增强。⑸凋落物的存在与否及放牧活动都强烈的影响羊草草原的净生态系统碳交换。如果没有凋落物的分解,围封样地表现为弱的碳源或者碳汇;如果考虑到羊的采食作用,则羊草草原表现为碳平衡或者弱的碳汇作用。