亚洲免费av电影一区二区三区,日韩爱爱视频,51精品视频一区二区三区,91视频爱爱,日韩欧美在线播放视频,中文字幕少妇AV,亚洲电影中文字幕,久久久久亚洲av成人网址,久久综合视频网站,国产在线不卡免费播放

        ?

        草地生態(tài)系統(tǒng)對模擬大氣增溫的響應

        2014-08-25 01:20:57黃文華王樹彥焦志軍韓國棟
        草業(yè)科學 2014年11期
        關鍵詞:草甸生物量群落

        黃文華,王樹彥,韓 冰,焦志軍,韓國棟

        (1.內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學生命科學學院,內(nèi)蒙古 呼和浩特 010018; 2.內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學農(nóng)學院,內(nèi)蒙古 呼和浩特 010018)

        草地生態(tài)系統(tǒng)對模擬大氣增溫的響應

        黃文華1,王樹彥2,韓 冰1,焦志軍1,韓國棟1

        (1.內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學生命科學學院,內(nèi)蒙古 呼和浩特 010018; 2.內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學農(nóng)學院,內(nèi)蒙古 呼和浩特 010018)

        氣候變暖是全球氣候變化的主要趨勢,對生態(tài)系統(tǒng)將產(chǎn)生不可估量的影響。增溫使植物的生長期延長,生物量有所增加,生長最適宜溫度低的植物光合速率增加;而氣孔導度變化沒有規(guī)律,葉片中鈉、鉀、磷的含量顯著下降。增溫條件下不同草地類型植物群落的生物量的變化不一致,高寒草甸的矮嵩草(Kobresiahumilis)將會被其他替代,羊草草原會被大針茅(Stipagrandis)替代。被研究的草地動物主要是昆蟲和鼠類,增溫后昆蟲世代數(shù)增加,并有向高海拔和高緯度地區(qū)擴散的趨勢;增溫樣地鼠類的種群密度有所提高,性別比例和種群年齡結(jié)構(gòu)未發(fā)生改變。增溫使土壤呼吸和土壤酶活性增強,土壤細菌量增加,有機碳的變化不確定。本文總結(jié)了草地生態(tài)系統(tǒng)各組分對于增溫的響應,但增溫對草地生態(tài)系統(tǒng)和生物圈的影響有待于進一步深入持久的研究。

        全球變暖;草地生態(tài)系統(tǒng);植物;動物;土壤

        全球變暖是21世紀全球氣候變化的主要趨勢[1]。監(jiān)測和研究表明,由19世紀開始的溫室效應正在繼續(xù)和擴大,全球表面溫度在過去的100年里上升了0.4~0.8 ℃,在高緯度和高海拔地區(qū)升幅更大[2]。根據(jù)政府間氣候變化專門委員會(IPCC)第4次評估報告的預測,到2100年全球的平均氣溫將升高1.4~4.0 ℃[3]。

        草地生態(tài)系統(tǒng)作為陸地生態(tài)系統(tǒng)的主體類型,占陸地總面積的1/4~1/3,對氣候和環(huán)境的變化十分敏感[4]。中國草地面積約4億hm2,約占國土總面積的42%,是我國最重要的自然資源。野外自然條件下生態(tài)系統(tǒng)增溫試驗是研究全球變暖與陸地生態(tài)系統(tǒng)關系的主要方法之一[5]。在模擬增溫的條件下,我國學者對青藏高原及周緣地區(qū)的高寒草原、內(nèi)蒙古典型草原、荒漠草原、東北草甸草原等不同草地生態(tài)系統(tǒng)的不同層面進行了研究。

        生態(tài)系統(tǒng)包括生物部分和非生物部分。增溫對植物的影響主要是通過改變植物的生長生理、物候特征,從而在群落層面改變生物量的生產(chǎn)、分配及生物的多樣性等。增溫對于草地生態(tài)系統(tǒng)動物的影響主要是對昆蟲和鼠類的影響。土壤對增溫的響應是從土壤呼吸、土壤酶、土壤有機碳、土壤養(yǎng)分的改變來實現(xiàn)的。本文綜述草地生態(tài)系統(tǒng)對模擬大氣增溫的響應,并提出了在全球氣候變化下模擬增溫需要進一步深入研究的方向,為減少溫室氣體排放造成的氣候變暖提供理論依據(jù)。

        1 植物對大氣增溫的響應

        1.1植物個體對大氣增溫的響應

        植物是草地生態(tài)系統(tǒng)的主體,溫度是影響植物生長和發(fā)育的重要生態(tài)因子之一。增溫可能促進植物生長發(fā)育[6-7],也可能抑制其生長[8-9]或無顯著影響[10](表1)。

        表1 植物個體生理指標對模擬增溫的響應Table 1 The response of the plant individual physiological indexes of simulated warming

        注:“/ ”表示目前沒有研究結(jié)果,下同。

        Note: “/” means no study result.The same below.

        在野外自然條件下采用開頂式生長室模擬增溫處理,發(fā)現(xiàn)單子葉草本植物發(fā)草(D.caespitosa)地上生物量增加,其光響應曲線明顯高于對照處理,凈光合速率、蒸騰速率、氣孔導度、最大凈光合速率等指標都明顯上升;而雙子葉植物遏藍菜(T.arvense)的凈光合速率、蒸騰速率和氣孔導度在增溫后明顯下降[11]。趙建中等[12]對青藏高原矮嵩草草甸的莎草科黑褐苔草(Carexalrofusca)研究發(fā)現(xiàn),其葉片數(shù)目隨溫度的升高而減少,分蘗數(shù)和生物量在一定的溫度范圍內(nèi)達到最大值,溫度過高或過低都不利于它們的生長和發(fā)育,認為莎草科植物存在最適宜生長溫度。對高寒草甸重要植物矮嵩草(K.humilis)、高山唐松草(T.alpinum)、垂穗披堿草(E.nutans)和麻花艽(G.straminea)的研究發(fā)現(xiàn),增溫使矮嵩草、麻花艽和垂穗披堿草氣孔密度上升,而高山唐松草下降;4種植物的氣孔長度均減??;高山唐松草和垂穗披堿草氣孔導度下降,矮嵩草和麻花艽上升[13]。一般來說,溫度升高,減少高寒植物低溫脅迫,促進有機質(zhì)礦化[14],從而促進植物生長和CO2吸收增加,這時最大氣孔導度增加更具適應意義。但是,對于光合最適溫度較低的植物來說,溫度增加后,達到光合最適溫度的時間可能減少,不利于CO2吸收。這樣,不同的植物對于增溫的響應不同,其生理指標的變化也不同,但是各種變化總是朝著最適宜增溫的方向進行。

        一般情況下,增溫能使植物物候進程加快,春季物候期提前,植物的秋季物候期推遲,植物生長季長度延長。矮嵩草草甸中的短穗兔耳草(Lagotisbrachystachya)在增溫時營養(yǎng)生長被促進,生殖生長被抑制,同時表現(xiàn)出匍匐莖的數(shù)目隨著增溫而減少。增溫能使矮嵩草草甸的各種群生長期延長,各物候的始期提前,而末期推遲[15]。Dunne等[16]利用輻射加熱器改變環(huán)境溫度研究美國科羅拉多亞高山草地,11種灌叢和草本花期對增溫反應各有不同,有一些物種對增溫的響應更為敏感,從而破壞種間競爭關系,引起群落優(yōu)勢種和組成發(fā)生改變。

        羊草草原上,增溫使羊草(Leymuschinensis)的生物量增加,分蘗和根的生物量增加,而鞘的生物量稍降低,對葉、根莖的影響較小。溫差增大提高了分蘗和根的投資比例,而降低了其他器官的投資,表明夜間溫度的降低將促進葉等源器官和鞘等暫儲器官干物質(zhì)的向外轉(zhuǎn)移,增加對分蘗和根的投資,這是羊草對晝夜溫差加大的適應性反應[17]。Regory等[18]通過轉(zhuǎn)移積雪的方法提高土壤溫度,研究增溫對阿拉斯加草本植物的影響,結(jié)果表明增溫沒有使葉片大小和萌發(fā)數(shù)量發(fā)生變化。

        對增溫條件下松嫩草原羊草葉片礦質(zhì)元素的影響進行研究,與對照相比,增溫對葉片氮、鈣離子、鎂離子含量的影響差異不顯著,卻使磷含量顯著降低了8.73%,鉀離子含量顯著降低了10.6%,鈉離子含量顯著降低了12.8%[19]。對羊草4大類12亞類植硅體的研究發(fā)現(xiàn),增溫后植硅體普遍增大,原因是增溫促進了羊草的同化作用,吸收積累更多的硅元素。其中帽型植硅體中,尖頂帽型和平頂帽型的含量隨著溫度的升高而增加,刺帽型的含量下降。植硅體有規(guī)律的變化,說明其對外界的環(huán)境很敏感,能夠反映環(huán)境因子的變化,作為古環(huán)境的代用指標是有效的[20]。由此可見,通過對植硅體的研究能夠發(fā)現(xiàn)隨著溫度的升高,羊草對于硅元素的吸收是增加的,但是其他的礦質(zhì)元素并沒有特殊的規(guī)律。

        溫度低的區(qū)域,溫度是植物生長的主要限制因子,溫度高的區(qū)域,營養(yǎng)成分則是植物生長的主要限制因子。所以,溫度作為重要的生態(tài)因子,對植物的生長和發(fā)育起著至關重要的作用,但是不同的草原類型,不同的增溫裝置、不同的植物種類對于增溫的響應也不同。

        1.2植物群落對增溫的響應

        溫度變化影響了植物的生長發(fā)育,進而對植物的群落結(jié)構(gòu)產(chǎn)生一定的影響。增溫條件下對群落生物量的研究得到了不同的結(jié)果(表2)。

        已有的研究表明,阿拉斯加苔原、英格蘭北部草原在增溫后生物量顯著增加[21]。在未來溫度升高2.6 ℃的條件下,美國矮草草原的生產(chǎn)力將增加[22]。Rebeeca等[23]在落基山脈用紅外線設備照射控制環(huán)境溫度,發(fā)現(xiàn)加熱小區(qū)的三齒蒿(Artemisiatridentata)的地上生物量有所增加。對海北矮嵩草草甸連續(xù)5年的觀測發(fā)現(xiàn),植物群落地上部分生物量、平均高度、蓋度均表現(xiàn)為逐漸上升的趨勢[24]。徐振峰等[25]用開頂式生長室對川西北亞高山草地研究,建群種糙野青茅(Deyeuxiascabrescens)和牛尾蒿(A.roxburghiana)的地上生物量均顯著增加,伴生種中華羊茅(Festucasinensis)的地上生物量卻有所減少,地上總生物量增加。

        溫度升高造成生態(tài)適應性差的野古草(Arundinellahirta)生產(chǎn)力顯著下降,致使整個測試群落生產(chǎn)力降低,溫度升高對鐵桿蒿(A.sacrorum)和黃背草(Themedatriandra)的影響較小[26]。在海北對矮嵩草草甸的模擬增溫研究表明,短期的增溫條件下群落的總生物量變化不明顯,增溫導致禾草生物量顯著增加,而雜類草生物量顯著減少[27]。分析可能原因是生長期延長,生物量增加,植物發(fā)育生長速率加快,雜類草成熟期提早,生長期縮短,加之玻璃纖維的存在使暖室內(nèi)外溫度交換減緩,減少了溫度日變化,限制干物質(zhì)積累,最終導致生物量減少。氣候暖干化導致植被明顯退化,造成高寒草甸禾本科牧草產(chǎn)量不同程度地減少[28]。由此可見,增溫對植物的生物量的影響沒有定論,有待進一步的研究。

        增溫對于群落結(jié)構(gòu)及物種的多樣性產(chǎn)生深刻的影響。氣候變化影響著草原生態(tài)系統(tǒng)植物的種類和數(shù)量,受人類干擾的草原比天然草原更容易受氣候變化的影響,對氣候的阻抗小[29]。增溫后,不同草原類型的群落結(jié)構(gòu)也得到不同的結(jié)果。高寒草甸禾草和莎草(Cyperusrotundus)的蓋度減少,雜類草的蓋度增加;而沼澤草甸中禾草和莎草的蓋度增加,雜類草蓋度減少,且大幅度的增溫促進了這種趨勢[11]。對高寒草甸不同溫度梯度上進行模擬增溫的研究顯示,隨著溫度的升高,形成明顯的群落層片結(jié)構(gòu),上層以禾草為主,下層以莎草科和雜類草為主。禾草占據(jù)上層空間形成郁閉環(huán)境,因此矮嵩草等下層植物為了爭取更多的陽光和生存空間,植株高度整體增加[30]。對中溫型草原群落結(jié)構(gòu)特征研究,預測草原群落高度將有所增加,分層結(jié)構(gòu)也將向上層推移。在內(nèi)蒙古羊草草原上,優(yōu)勢種羊草、卵穗苔草(Carexduriuscula)、艾蒿(A.vulgaris)在溫度升高時初級生產(chǎn)力下降,而次優(yōu)勢種大針茅(S.grandis)、西伯利亞羽茅(Achnatherumsibiricum)、冰草(Agropyroncristatum)的重要值和初級生產(chǎn)力隨溫度升高而略有升高[31]。若這種趨勢繼續(xù)下去, 大針茅有可能代替羊草, 成為群落的最優(yōu)建群種。在新疆天山巴音布魯克草原上,隨著溫度的升高,物種豐富度增加[32]。相關研究也表明, 隨著退化程度的加劇, 草地群落的物種組成、結(jié)構(gòu)和群落多樣性發(fā)生了重大改變[33],因此, 在未來全球增溫的趨勢下, 在海拔相對較低地區(qū)的矮嵩草草甸的優(yōu)勢種將會發(fā)生改變, 優(yōu)勢種矮嵩草有可能被其他植物所代替, 使得群落的結(jié)構(gòu)和功能發(fā)生改變。在凋落物的研究中發(fā)現(xiàn),凋落物分解速率加快,降低了凋落物中的氮含量,原因是凋落物中氮的釋放加快從而加快了高寒草甸生態(tài)系統(tǒng)的氮循環(huán),但是增溫卻增加凋落物中磷的固定,由此預測未來增溫條件下有可能會導致生態(tài)系統(tǒng)中磷缺乏[34]。

        表2 植物群落水平對模擬增溫的響應Table 2 The response of plant community levels of simulated warming

        增溫后, 羊草草原群落禾本科種子雨及種子庫含量減少,實生苗出生數(shù)顯著增加,克隆苗出生數(shù)變化不大;雜類草種子雨及種子庫含量增加,實生苗出生數(shù)減少,克隆出生數(shù)變化不大,羊草群落最終密度減少。植被最終的密度減少,地上植被、種子雨、種子庫、實生苗之間的相似性系數(shù)與對照比無規(guī)律變化[35]。

        總的來說,增溫后植物群落的生物量、群落結(jié)構(gòu)、種子雨和種子庫等都發(fā)生了深刻的變化,最終導致群落演替的發(fā)生。

        2 草地生態(tài)系統(tǒng)動物對增溫的響應

        動物作為草地生態(tài)系統(tǒng)中食物鏈的最頂端,更加容易受到全球氣候變暖的影響。在草地生態(tài)系統(tǒng)中常見動物主要是昆蟲、鼠類和大型食草動物。大多數(shù)昆蟲需要越冬完成生活史,暖冬可以增加其越冬成活率,有可能造成第二年的大爆發(fā)。根據(jù)有效積溫法則,氣候變暖將增加昆蟲發(fā)生季的有效積溫,導致昆蟲世代數(shù)增加[36]。昆蟲飛行活動存在著最適宜溫度和臨界溫度。當溫度低于最適宜溫度時,氣候變暖增強昆蟲移動;反之,則不利于昆蟲移動。低溫還會阻礙昆蟲向取食地點的轉(zhuǎn)移,導致昆蟲因饑餓而死亡。綜合氣候數(shù)據(jù)顯示,害蟲的暴發(fā)與日均溫有顯著的正相關。許多昆蟲的分布受到溫度的限制,一些寒冷地區(qū)雖然有寄主植物,但昆蟲無法完成整個生活史,這些地區(qū)在氣候變暖條件下會增加昆蟲定居的機會。氣候變暖會導致昆蟲的重新分布和生物入侵,受氣候變暖的影響,昆蟲傾向于向高緯度(兩極方向) 或高海拔分布擴散[37]。氣候變暖還會影響到種間關系,主要是指昆蟲與天敵之間,不同的發(fā)生物候期有可能導致害蟲大爆發(fā)。氣候變化還通過影響植物的開花時間和傳粉昆蟲活動時間,改變它們之間的相互關系[38]。

        鼠類是草地生態(tài)系統(tǒng)中最具有代表性的動物,對于鼠類在增溫條件下的研究較少。利用開頂式生長小室對海北高寒草甸增溫樣地的根田鼠進行了研究,結(jié)果表明在冬季增溫樣地內(nèi)根田鼠的種群密度顯著高于對照,而其性別比、存活率、種群平均體重以及年齡結(jié)構(gòu)無明顯變化[39]。目前,增溫條件下對于草地生態(tài)系統(tǒng)中大型食草動物的研究尚未見報道。

        3 土壤對增溫的響應

        土壤作為生命系統(tǒng)支持體系的重要組成部分,對全球增溫的響應更加敏感和廣泛。土壤有機碳是土壤中較為活躍的部分,土壤有機碳的動態(tài)在土壤生產(chǎn)力和全球碳循環(huán)中起著十分重要的作用。但溫度升高對土壤有機碳動態(tài)變化影響的研究仍存在著很大的不確定性。氣候變暖對土壤碳庫的影響主要表現(xiàn)在兩個方面:一方面,溫度升高,增加土壤有機質(zhì)分解,土壤釋放CO2和CH4量明顯增加,導致土壤中碳的損失[40],并且土壤有機質(zhì)的分解速率會隨溫度升高而加快。在氣候變暖條件下,溫度每升高1 ℃,土壤有機碳損失10%或更高[41];另一方面,空氣中CO2濃度升高引起凈光合效率提高,從而補償了氣候變暖導致的土壤有機碳的減少,因而土壤有機碳儲量的變化可能不大。用紅外輻射增溫裝置對川西北亞高山草原研究發(fā)現(xiàn)土壤的有機碳含量下降,而這種降低作用隨增溫時間的延長而減弱[42]。這是由于在增溫初期,微生物活性增強,使得土壤活性有機碳庫極易被分解釋放出來;而隨著增溫時間延長,結(jié)構(gòu)性有機碳由于結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、復雜難以分解利用,土壤碳釋放表現(xiàn)出對溫度敏感性的降低。李娜[43]和潘新麗等[44]對荒漠草原和川西北高寒草甸的研究都證實了增溫增加了土壤的有機碳的含量,其原因是增溫改變了植物的生長速率,提高了碳固定能力,向土壤輸入的碳相應的就增加。這種增溫對土壤有機碳不確定性可以認為是不同生態(tài)系統(tǒng)的土壤對氣候變暖的響應的強度和廣度是不同的。

        土壤呼吸是一個十分復雜的土壤生態(tài)學過程,主要包括土壤微生物呼吸、土壤動物呼吸和植物根系的呼吸。溫度是影響總土壤呼吸速率最重要的因子之一。內(nèi)蒙古荒漠草原土壤呼吸的季節(jié)變化和日變化均表現(xiàn)出與土壤溫度變化趨勢的一致性,土壤呼吸速率與土壤溫度呈正相關[45]。相對短期增溫后, 高寒草甸土壤呼吸速率顯著提高;長期增溫下的土壤呼吸與對照沒有明顯差別,對溫度升高表現(xiàn)出適應性[46]。

        土壤酶來源于動植物的分泌及其殘體和微生物的分泌,是土壤生態(tài)系統(tǒng)代謝的一類重要動力。土壤酶參與土壤環(huán)境中生物化學過程,與有機物質(zhì)分解、營養(yǎng)物質(zhì)循環(huán)、能量轉(zhuǎn)移、環(huán)境質(zhì)量等密切相關,并且對環(huán)境條件的變化十分敏感,可作為土壤質(zhì)量的生物指標[47]。溫度是控制土壤酶活性的一個重要的因子。大多數(shù)研究都集中在脲酶、過氧化物酶、蔗糖酶(分別參與了尿素轉(zhuǎn)化過程,土壤呼吸以及土壤腐殖質(zhì)化過程)、磷酸酶和土壤蛋白酶等活力的測定。在高寒草甸土壤的研究中發(fā)現(xiàn)這3種酶的活力都和增溫呈正相關關系,且隨著土壤深度的增加,活力下降,并且不同的酶對于溫度的敏感性不同。其原因是土壤酶大多數(shù)為胞外酶,屬于土壤微生物的分泌產(chǎn)物,增溫增加了土壤微生物的量,所以土壤酶的活性增加。

        增溫試驗并沒有使內(nèi)蒙古荒漠草原土壤貧瘠化加速,反而能夠增加土壤的有機質(zhì)含量[48]。在地下經(jīng)過復雜的微生物等綜合作用,土壤有機質(zhì)分解為其他營養(yǎng)元素,供植物生長吸收的同時也增加了地上、地下生物量,從而為土壤提供物質(zhì)來源并為下一季度的有機質(zhì)分解提供了物質(zhì)基礎。增溫條件下高寒草甸土壤中全氮和有機碳都增加[49]。增溫促進碳磷循環(huán),但同時會減緩氮循環(huán)[50]。增溫對土壤全氮、速效氮、土壤全磷、速效磷含量的影響不顯著[51],全鉀變化沒規(guī)律,說明增溫對土壤全鉀的影響不大,原因是土壤中鉀含量主要受土壤礦物質(zhì)種類的影響,主要來源是礦物風化的部分,而從有機質(zhì)分解供應的較少。對青藏高寒草甸的研究發(fā)現(xiàn),增溫顯著增加了木質(zhì)素含量及“木質(zhì)素/氮”的比例。說明未來增溫條件下,高寒草甸生態(tài)系統(tǒng)的碳、氮循環(huán)過程將可能加快。

        增溫處理顯著增加了細菌的數(shù)量,對真菌和放線菌無顯著影響,可能的原因是細菌的生長速度快,對溫度變化比較敏感[52]。熊金波等[53]研究發(fā)現(xiàn),短期的增溫處理顯著地改變了土壤細菌的群落結(jié)構(gòu)而多樣性和豐富度沒有明顯改變,解釋原因為增溫改變了土壤和植物的特征,間接地影響和作用于土壤微生物群落。

        4 展望

        在過去的二十多年中,對氣候變暖對生態(tài)系統(tǒng)的影響進行了大量的研究。在今后的研究中應注意以下幾個方面:

        1)增溫設備不同,不同的生態(tài)系統(tǒng)會做出特異性的響應[54]。所以,在今后的試驗中可以在同一個研究對象選擇不同的增溫設備,比較差異,整合結(jié)果,完善模型的參數(shù)估計和驗證。

        2)全球變暖的效應是一個長期的效應。生態(tài)系統(tǒng)不同組分對溫度的敏感性不同,短期的增溫試驗往往不能得出作為整體的生態(tài)系統(tǒng)響應與適應全球變暖的正確結(jié)論。所以,在以后的試驗中注重原始數(shù)據(jù)的積累,綜合不同生態(tài)系統(tǒng)的研究結(jié)果。

        3)生物圈是全球最大生態(tài)系統(tǒng),是物質(zhì)流、能量流、信息流高度統(tǒng)一的整體。在以后的試驗中不能單一地測定某些指標來衡量全球變暖的效應。另外,以前的研究都是集中在植物個體、群落結(jié)構(gòu)等層次的研究,應增加在基因和蛋白質(zhì)水平的適應機制研究。

        4)全球變暖涉及到許多生態(tài)因子的變化,應增加如氮素沉積,降水格局的變化等因子的作用,才能加強對增溫條件下生態(tài)系統(tǒng)的響應認識的全面性。

        5)全球變暖的大背景下,對草地生態(tài)系統(tǒng)中植物-害蟲-天敵之間相互作用關系的變化為研究重點,加強害蟲風險的評估,對于因增溫而引起的生物入侵更應該防范。

        總之,全球變暖對草地生態(tài)系統(tǒng)的影響我們還是知之甚少,只有加強這方面的研究,才能正確地應對全球變暖這一世界性難題,促進生態(tài)可持續(xù)發(fā)展。

        [1]IPCC.Climate Change,Impact,Adaptation,and Vulnerability[M].London:Cambridge University Press,2001.

        [2]Houghton J T,Ding Y,Griggs D J.Climate Change 2001:The Scientific Basis[M].Cambridge:Cambridge Unversity Press,2001.

        [3]IPCC.Climatic Change 2007:The Physical Science Basis[R].IPCC WGI Fourth Assessment Report,Geneva:Intergovernmental Panel on Climate Change,2007.

        [4]林慧龍,王軍,徐震,陳鐘.草地農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)中的碳循環(huán)研究動態(tài)[J].草業(yè)科學,2005,22(4):59-62.

        [5]Shen K P,Harte J.Ecosystem climate manipulations[A].Sala O E,Jackson R B,Mooney H A,Howarth R W.Methods in Ecosystem Science[M].New York:Springer-Verlag Press,2000:353-369.

        [6]徐光利,金澤新,何維明,王興龍,車秀霞.不同增溫處理對夏蠟梅光合特性和葉綠素熒光參數(shù)的影響[J].生態(tài)學報,2012,32(20):6343-6353.

        [7]Chapin F S,Shaver G R,Giblin A E,Nadelhoffer K J,Laundre J A.Responses of arctic tundra to experimental and observed changes in climate[J].Ecology,1995,76(3):694-711.

        [8]Chaves M M,Pereira J S,Maroco J,Rodrigues M L,Ricardo C P P,Osorio M L,Carvalho I,Faria T,Pinheiro C.How plants cope with water stress in the field Photosynthesis and Growth[J].Annals of Botany,2002,89:907-916.

        [9]Teramura A H,Sulivan J H,Ziska L H.Interaction of elevated ultraviolet-B radiation and CO2on productivity and photosynthetic characteristics in wheat,rice and soybean[J].Plant Physiology,1990,94(2):470-475.

        [10]Kudog,Suzulis.Warming effects on growth, production and vegetation structure of alpine shrubs:A five-year experiment in northern Japan[J].Oecologia,2003,135:280-287.

        [11]石福孫,吳寧,吳彥,王乾.模擬增溫對川西北兩種植物生長以及光和特征的影響[J].應用與環(huán)境生物學報,2009,15(6):750-755.

        [12]趙建中,劉偉,周華坤,張毓,于龍,許慶民.模擬增溫效應對矮嵩草生長特征的影響[J].西北植物報,2006,26(12):2533-2539.

        [13]張立榮,牛海山,汪詩平,李英年,趙新全.增溫與放牧對矮嵩草草甸4種植物氣孔密度和氣孔長度的影響[J].生態(tài)學報,2010,30(24):6961-6969.

        [14]Xu X F,Tian H Q,Wan S Q.Climate warming impacts on carbon cycling in terrestrial ecosystems[J].Journal of Plant Ecology,2007,31(2):175-188.

        [15]周華坤,周興民,趙新全.模擬增溫效應對矮嵩草草甸影響的初步研究[J].植物生態(tài)學報,2000,24(5):547-553.

        [16]Dunne J A,Harte J,Taylor K J.Subalpine meadow flowering phenology responses to climate change intergrating experimental and gradient methods[J].Ecological Monographs,2002,73(1):69-86.

        [17]許振柱,周廣勝.中國植物學會七十周年年會論文摘要匯編[C].成都:中國植物學會七十周年年會,2003.

        [18]Regory S,Steven F O,Ericw P.Effects of lengthened growth season and soil warming on photology and physiology ofPolygonumbistorta[J].Global Change Biology,2000,6(3):357-364.

        [19]侯文娟.增溫和施氮對松嫩草原羊草葉片礦質(zhì)元素的影響[D].長春:東北師范大學,2011.

        [20]介冬梅,葛勇,郭繼勛,劉紅梅,石連旋.中國松嫩草原羊草植硅體對全球變暖和氮沉降模擬的響應研究[J].環(huán)境科學,2010,31(8):1708-1715.

        [21]石福孫,吳寧,羅鵬.川西北亞高山草甸植物群落結(jié)構(gòu)及生物量對溫度升高的響應[J].生態(tài)學報2008,28(11):5287-5293.

        [22]Morgan J A,Lecain D R,Mosier A R,Milchunas D G.Elevated CO2enhances water relations and productivity and affects gas exchange in C3and C4grasses of the Colorado shortgrass steppe[J].Global Change Biology,2001,7(4):251-466.

        [23]Rebeeca S,Loik M E,Harte J.Gas change and water relations of two Rocky Mountain shrub species exposed to a climate change manipulation[J].Plant Ecology,2000,146(2):197-206.

        [24]劉偉,王長庭,趙建中,許慶民,周立.矮嵩草草甸植物群落數(shù)量特征對模擬增溫的響應[J].西北植物學報,2010,30(5):995-1003.

        [25]徐振峰,胡庭興,李小艷,張遠彬,鮮駿仁,王開運.川西亞高山采伐跡地草坡群落對模擬增溫的短期響應[J].生態(tài)學報,2009,29(6):2089-2095.

        [26]楊永輝,王智平,佐倉保夫,唐常源,新藤靜夫.全球變暖對太行山植被生產(chǎn)力及土壤水分的影響[J].應用生態(tài)學報,2002,13(6):667-671.

        [27]李英年,趙亮,趙新全,周華坤.5年模擬增溫后矮嵩草草甸群落結(jié)構(gòu)及生產(chǎn)量的變化[J].草地學報,2004,12(3):236-239.[28]王謀,李勇,白憲洲,黃潤秋.全球變暖對青藏高原腹地草地資源的影響[J].自然資源學報2004,19(3):331-335.

        [29]Grime J P.Plant Strategies,Vegetation Processes,and Ecosystem Properties[M].2nd edition.New York:John Wiley and Sons,Ltd,2001.

        [30]李娜,王根緒,楊燕,高永恒,柳林安,劉光生.短期增溫對青藏高原高寒草甸植物群落結(jié)構(gòu)和生物量的影響[J].生態(tài)學報2011,31(4):895-905.

        [31]劉欽普,林震山.內(nèi)蒙古草原羊草群落優(yōu)勢物種對氣候變暖的響應[J].地理科學進展,2006,25(1):63-71.

        [32]李凱輝,胡玉昆,王鑫,范永剛,吾買爾·吾守.不同海拔梯度高寒草地地上生物量與環(huán)境因子關系[J].應用生態(tài)學報,2007,18(9):2019-2024.

        [33]祁彪,張德罡,丁玲玲,張力,汪璽,楊予海.退化高寒干旱草地植物群落多樣性特征[J].甘肅農(nóng)業(yè)大學學報,2005,40(5):626-631.

        [34]林巧燕,徐廣平,蘇愛玲,段吉闖,張振華,羅彩云,汪詩平.增溫對高寒草甸群落凋落物質(zhì)量動態(tài)變化的影響[J].廣西植物,2011,31(6):770-774.

        [35]李勝平.羊草群落種子雨、種子庫、幼苗再生對模擬增溫和施氮的響應[D].長春:東北師范大學,2010.

        [36]Thomson L J,Macfadyen S,Hoffmann A.Predicting the effects of climate change on natural enemies of agricultural pests[J].Biological Control,2010,52(3):296-306.

        [37]Bale J S,Masters G J,Hodkinson I D,Awmack C,Bezemer T M,Brown V K,Butterfield J,Buse A,Coulson J C,F(xiàn)arrar J,Good J E G,Harrington R,Hartley S,Jones T H,Lindroth R L,Press M C,Symrnioudis I,Watt A D,Whittaker J B.Herb ivory in global climate change research:Direct effects of rising temperature on insect herbivores[J].Global Change Biology,2002,8(1):1-16.

        [38]Wall M A,Timmerman-Erskine M,Boyd R S.Conservation impact of climatic variability on pollination of the federally endangered plant,Clematissocialis(Ranunculaceae)[J].Southeast Naturalist,2003,2(1):11-24.

        [39]孫平,魏萬紅,趙亞軍,徐世曉,趙同標,趙新全.局部環(huán)境增溫對根田鼠冬季種群的影響[J].獸類學報,2005,23(5):261-268.

        [40]McKane R B,Rastetter E B,Shaver G R,Nadelhoffer K J,GiblinA E,Laundre J A,Chapin F S.Climatic effects on tundra carbon storage inferred from experimental data and a model[J].Ecology,1997,78(4):1170-1187.

        [41]Kirschbaum M U F.The temperature dependence of soil organic matter decomposition,and the effect of global warming on soil organic C storage[J].Soil Biology and Biochemistry,1995,27(6):753-760.

        [42]陳智,尹華軍,衛(wèi)云燕,劉慶.夜間增溫和施氮對川西亞高山針葉林土壤有效氮和微生物特性的短期影響[J].植物生態(tài)學報,2010,34(11):1254-1264.

        [43]李娜.增溫和施氮對荒漠草原生態(tài)系統(tǒng)土壤溫室氣體通量的影響[D].呼和浩特:內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學,2010.

        [44]潘新麗,林波,劉慶.模擬增溫對川西亞高山人工林土壤有機碳含量和土壤呼吸的影響[J].應用生態(tài)學報,2008,19(8):1637-1643.

        [45]珊丹.控制性增溫和施氮對荒漠草原植物群落和土壤的影響[D].呼和浩特:內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學,2008.

        [46]張南翼.模擬增溫及氮沉降對松嫩草原土壤氮素、磷素耦合作用的影響[D].長春:東北師范大學,2010.

        [47]顏慧,鐘文輝,李忠佩,蔡祖聰.長期施肥對紅壤水稻土磷脂脂肪酸特性和酶活性的影響[J].應用生態(tài)學報,2008,19(1):71-75.

        [48]包秀榮.控制性增溫和施氮對荒漠草原土壤的影響[D].呼和浩特:內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學,2009,31-35.

        [49]李娜,王根緒,高永恒.模擬增溫對長江源區(qū)高寒草甸土壤養(yǎng)分狀況和生物學特性的影響研究[J].土壤學報,2010,47(6):1214-1224.

        [50]劉琳,朱霞,孫庚,羅鵬,王蓓.擬增溫與施肥對高寒草甸土壤酶活性的影響[J].草業(yè)科學2011,28(8):1405-1410.

        [51]馬琳娜.松嫩草原土壤有機碳、氮素、磷素對模擬增溫和施氮的響應[D].長春:東北師范大學,2009:33-34.

        [52]譚成玉.松嫩草原微生物活性對模擬增溫和施氮的響應[D].長春:東北師范大學,2010,29-33.

        [53]熊金波,孫懷博,彭飛,林先貴,薛嫻,褚海燕.青藏高原短期增溫實驗引起土壤細菌群落的快速響應[A].中國土壤學會第十二次全國會員代表大會暨第九屆海峽兩岸土壤肥料學術交流研討會論文[C].成都:中國土壤學會,2012:945.

        [54]牛書麗,韓興國,馬克平,萬師強.全球變暖與陸地生態(tài)系統(tǒng)研究中的野外增溫裝置[J].植物生態(tài)學報,2007,31(2):262-271.

        (責任編輯 武艷培)

        Theresearchofgrasslandecosystemresponsetosimulatedatmosphericwarming

        HUANG Wen-hua1, WANG Shu-yan2, HAN Bing1, JIAO Zhi-jun1,HAN Guo-dong1

        (1.College of Life Science of Inner Mongolia Agricultural University, Hohhot 010018, China; =2.Agronomy College of Inner Mongolia Agricultural University, Hohhot 010018, China)

        Global warming has brought great impacts on the ecological system including extending plants growth period, increasing biomass, increasing photosynthetic rate of the plants with lower optimum temperature without changing stomatal conductance, decreasing the content of sodium, potassium and phosphorus in the leaves.With the temperature increasing, the biomass variations of different types of grassland were inconsistent.Kobresiahumilisin alpine meadow would be substitute by other grass andEymuschinensiswould be substitute byStipagrandis.The insects and rodents were mainly studied with warming which showed that insects increased generations and had a tendency to spread to the high altitude and high latitudes and the rodent increased population density without changing of sex ratio and population age structure.Warming enhanced soil respiration, the activities of soil enzyme and the content of soil bacteria.The present paper summarized the response of each component in grassland ecological system which need further study the influence the grassland ecosystem and biosphere.

        global warming; grassland ecological system; plant; animal; soil

        HAN Bing E-mail:hb_nmg@163.com

        2013-11-13 接受日期:2014-03-11

        國家自然科學基金(31060057、31100330、31360113);中科院“西部之光”人才培養(yǎng)項目;內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學草業(yè)與草地資源教育部重點實驗室

        黃文華(1984-),男,甘肅天水人,在讀碩士生,主要研究植物分子生物學。E-mail:huangwenhuags@163.com

        韓冰(1970-),女(蒙古族),內(nèi)蒙赤峰人,教授,博士,主要研究植物抗逆生物學。E-mail:hb_nmg@163.com

        S812.29

        :A

        :1001-0629(2014)11-2069-07

        10.11829j.issn.1001-0629.2013-0640

        猜你喜歡
        草甸生物量群落
        高山草甸
        The world's narrowest river
        山地草甸
        大學生牙齦炎齦上菌斑的微生物群落
        合成微生物群落在發(fā)酵食品中的應用研究
        輪牧能有效促進高寒草地生物量和穩(wěn)定性
        武功山山地草甸的成因調(diào)查
        活力(2019年21期)2019-04-01 12:17:10
        生物量高的富鋅酵母的開發(fā)應用
        春季和夏季巢湖浮游生物群落組成及其動態(tài)分析
        基于SPOT-5遙感影像估算玉米成熟期地上生物量及其碳氮累積量
        日本少妇又色又爽又高潮| 中文字幕精品一区二区日本 | 免费人成视频在线观看视频| 天堂√最新版中文在线天堂| 久久久久中文字幕精品无码免费 | 男人边做边吃奶头视频| 亚洲va国产va天堂va久久| 人妻aⅴ中文字幕| 99精品一区二区三区无码吞精| 人禽伦免费交视频播放| 色欲aⅴ亚洲情无码av蜜桃| 国产成人拍精品免费视频| 精品一二区| 亚洲av激情久久精品人| 亚洲综合网中文字幕在线| 在线视频精品少白免费观看| 日韩五码一区二区三区地址| 青青青免费在线视频亚洲视频| 高级会所技师自拍视频在线 | 中文字幕一区二区在线| 国产三级av在线精品| 蜜桃视频在线观看网址| 日本中文字幕一区二区有码在线 | 又粗又黄又猛又爽大片免费| 丰满爆乳一区二区三区| 欧洲无码一级毛片无遮挡| 女同av免费在线播放| 一区二区在线观看视频亚洲| 午夜视频在线观看国产19| 国产亚州精品女人久久久久久 | 久久9精品区-无套内射无码| 亚洲精品成人区在线观看| 少妇人妻在线视频| 亚洲高清在线观看免费视频| 国产主播性色av福利精品一区| 青青草成人在线免费视频| 风流老太婆大bbwbbwhd视频| 国产又色又爽又黄刺激在线视频| 国产精品 高清 尿 小便 嘘嘘| 人妻丝袜中文字幕久久| 精品一区二区三区婷婷|