戴黎聰, 郭小偉, 張法偉,柯 潯,曹瑩芳, 李以康,李 茜,林 麗,朋措吉,舒 鍇,曹廣民,杜巖功,*

1 中國科學(xué)院西北高原生物研究所, 西寧 810008 2 中國科學(xué)院大學(xué), 北京 100049

植被凈初級生產(chǎn)力(Net primary productivity, NPP)不僅是碳循環(huán)和陸地生態(tài)系統(tǒng)過程的一個重要組成部分,同時也是評價陸地生態(tài)系統(tǒng)健康程度的一個重要指標(biāo)[1- 2]。準(zhǔn)確評估草地凈初級生產(chǎn)力及其年際變異對于預(yù)測未來氣候變化對草地生產(chǎn)力影響具有重要意義。

草地作為陸地生態(tài)系統(tǒng)分布最廣的生態(tài)系統(tǒng)類型之一,其分布面積約占全球陸地面積的25%,我國草地面積約為4×108 hm2,其碳儲量約占世界草地總儲量的9%—16%[3]。因此,草地在全球氣候調(diào)節(jié)和碳循環(huán)中發(fā)揮重要作用[4]。以往研究表明,草地凈初級生產(chǎn)力具有明顯的年際變異且對外界氣候變化較為敏感,比如溫度的上升,降水的多少都對草地的生產(chǎn)力具有重要的影響[5]。近年來,關(guān)于草地生產(chǎn)力的時間變異及其與氣候關(guān)系已有較多報道[6- 9]。此外,很多方法被用于探究草地凈生產(chǎn)力對氣候變化響應(yīng)研究,如長期監(jiān)測法[10]、遙感法[11]和控制實(shí)驗(yàn)法[12]。大量研究表明,溫帶草原生產(chǎn)力主要受降水影響較大,過去研究者通過以內(nèi)蒙古草原為研究對象,發(fā)現(xiàn)降水的時空變化是影響內(nèi)蒙古草原生產(chǎn)力的主要限制因子,而溫度對其生產(chǎn)力影響微弱[13- 14]；還有研究表明,草地生產(chǎn)力主要受前年降水影響,而當(dāng)年降水對草地生產(chǎn)力影響較小[15]。盡管過去關(guān)于草地生產(chǎn)力及其與氣候因素關(guān)系已經(jīng)做了大量研究,但總的來說,以往研究主要是集中于溫帶草原和熱帶草原研究,且過去研究由于地下生物量獲取較為困難,多是集中于地上生產(chǎn)力研究,而對地下生產(chǎn)力的評估較為匱乏,成為高寒草地生產(chǎn)力對全球氣候變化響應(yīng)過程及碳評估研究的瓶頸。

高寒草甸是青藏高原的主體植被類型,在發(fā)揮高原屏障功能方面具有重要作用,且相比于其他生態(tài)系統(tǒng),高寒草甸對氣候變化更為敏感,尤其在全球氣候變暖背景下,其植被生產(chǎn)力如何響應(yīng)氣候變化仍不清楚[16]。盡管在區(qū)域尺度上,植被生產(chǎn)力主要受降水調(diào)控[17],但在不同生態(tài)系統(tǒng)中其對氣候因素響應(yīng)不同,如在干旱和半干旱地區(qū),草地生產(chǎn)力主要受水分限制[18],而在濕潤生態(tài)系統(tǒng)中主要受溫度限制,水分則不是影響其生產(chǎn)力的主要因子[19]。青藏高原是我國高寒草甸主要分布區(qū)域。由于其氣候環(huán)境條件惡劣,生物量獲取較為困難,過去研究多為單一植被類型,而對不同植被類型生產(chǎn)力估測及其對氣候響應(yīng)研究較為薄弱,且過去多是基于遙感法估測草地生產(chǎn)力,而基于長期實(shí)地調(diào)查數(shù)據(jù)探究高寒生態(tài)系統(tǒng)生產(chǎn)力及其周轉(zhuǎn)率研究十分匱乏。本研究基于2008—2016年9年青海海北站兩種植被類型(即小嵩草草甸和金露梅灌叢)凈初級生產(chǎn)力及其氣候數(shù)據(jù),分析了它們生產(chǎn)力的年際變異及其影響因子,同時探究了兩種植被類型周轉(zhuǎn)值的差異。本研究對于揭示高寒生態(tài)系統(tǒng)不同植被類型草地生產(chǎn)力的年際動態(tài)以及預(yù)測其未來氣候變化的響應(yīng)具有重要意義。

1 研究區(qū)域概況

本研究區(qū)域位于中國科學(xué)院海北高寒草甸生態(tài)系統(tǒng)定位站(37°37′N,101°19′E)(簡稱海北站),其地處青藏高原東北隅,平均海拔為3200 m,該區(qū)域?yàn)榈湫偷母咴箨懶约撅L(fēng)氣候,年均溫為-1.7℃,年降水為570 mm,且80%降水集中在5—9月(即植被生長季),該區(qū)域無明顯四季之分,一年只有冷暖兩季,冬季寒冷干燥,平均氣溫-14.8℃；夏季溫暖多雨,7月份最暖,平均氣溫9.8℃(該區(qū)域植被類型有小嵩草草甸和金露梅灌叢,小嵩草草甸優(yōu)勢種主要是小嵩草(Kobresiahumilis),總蓋度約為70%—90%,伴生種主要有異針茅 (StipaalienaKeng)、早熟禾(PoaannuaL)、麻花艽(GentianastramineaMaxim)、美麗風(fēng)毛菊(Saussureasuperba)、婆婆納(VeronicapolitaFries),土壤類型為暗沃寒凍雛形土(MatCry-gelicCambisols),土壤厚度約為60 cm,主要物種多為禾本科和莎草科；金露梅灌叢優(yōu)勢種主要是金露梅(Potentillafruticosa),總覆蓋度約50%—90%,伴生種主要有矮嵩草(Kobresiahumilis)、線葉嵩草(Kobresiacapillifolia)、藏異燕麥(Helictotrichontibeticum)、紫羊茅(Festucarubra)、高山唐松草(Thalictrumalpinum)和雪白委陵菜(Potentillanivea)等,主要物種多為雜類草；該區(qū)域土壤類型為草氈寒凍雛形土(Mat-cryosodSoil),土層厚度約為50 cm。兩種植被根系主要分布在0—40 cm土層中,具體土壤理化性質(zhì)見表1。

表1 兩種植被不同土層深度土壤養(yǎng)分特征

SOM: Soil organic carbon; AP: Available phosphorus; AK: Available potassium; AN: Available nitrogen; TN: Total nitrogen

2 研究方法

2.1 野外取樣

該區(qū)域兩種植被類型生物量(地上生物量和地下生物量)于2008—2016年的5—9月25日左右每月測量一次。地上生物量采用標(biāo)準(zhǔn)收獲法,通過在100 m×10 m樣地按照10 m間隔隨機(jī)選取10個樣方,鑒于地上生物量較為豐富,樣方面積采用50 cm×50 cm大小[20],重復(fù)5—8次。地下生物量現(xiàn)存量采用根鉆法(Ф為7 cm)測定,按0—10、10—20、20—30 cm和30—40 cm分層采集,重復(fù)5次,然后以水洗法進(jìn)行根系的洗滌,分別將地上生物量和地下生物量現(xiàn)存量放置65℃下烘干至恒重稱重。

2.2 凈初級生產(chǎn)量和周轉(zhuǎn)值數(shù)據(jù)

本研究中,每年生長季地上生物量的最大值作為地上凈初級生產(chǎn)力,一般在八月末左右；地下凈初級生產(chǎn)量采取地下根系最大現(xiàn)存量與最小現(xiàn)存量的差值來計算。根系周轉(zhuǎn)值可用以下公式計算[2 1]：

TR=AI/BBP

式中,TR為根系周轉(zhuǎn)值;AI為地下生物量的每年凈增量; BBP為每年根系現(xiàn)存量的最大值。

2.3 氣象數(shù)據(jù)

氣象因子包括年降水和年均溫,數(shù)據(jù)來源于青海北高寒草地生態(tài)系統(tǒng)國家野外科學(xué)觀測研究站氣象觀測站。數(shù)據(jù)獲取時段為2008—2016年,其中降水由于翻斗式雨量計敏感性較差,采用人工觀測數(shù)據(jù),年均溫采用MAWS (vaisala)進(jìn)行觀測。所有數(shù)據(jù)分析和作圖均采用Origin 9.0軟件完成。

3 結(jié)果

3.1 年均溫和年降水年際動態(tài)

2008—2016年,年均氣溫呈現(xiàn)波動式上升趨勢,上升幅度約為0.8℃/(10a),相比于年均溫,年降水年際波動較大,但總體較為平穩(wěn),9年間平均降水為477.71 mm(圖1)。

圖1 年均溫和年降水年際波動Fig.1 The interannual variation of mean annual air temperature and mean annual precipitation

3.2 兩種植被地上和地下生物量季節(jié)動態(tài)

兩種植被地上生物量季節(jié)動態(tài)存在一定差異 (圖2),金露梅灌叢地上生物量動態(tài)變化總體呈單峰曲線,5—7月為地上生物量快速累積時期,8月達(dá)到其峰值,為(245.74±10.74) g/m2,之后8—9月,其地上生物量快速下降；而小嵩草草甸地上生物量動態(tài)變化總體呈逐漸增加趨勢,且于9月份達(dá)其峰值,為(199.61±10.07) g/m2。對于地下生物量而言,5—7月金露梅灌叢和小嵩草草甸地下生物量表現(xiàn)為逐漸增加趨勢,且在7月達(dá)到一個峰值,分別為(3498.66±161.43)g/m2、(6151.18±321.37)g/m2,之后7—8月,其地下生物量均呈快速下降趨勢,于8月達(dá)到一個谷值,分別為(2913.11±175.52)、(5597.73±323.00)g/m2,隨著植物的枯黃,養(yǎng)分向地下轉(zhuǎn)移,8—9月地下生物量快速累積。

圖2 兩種植被地上、地下生物量季節(jié)動態(tài)Fig.2 The seasonal dynamic of above-belowground biomass among two vegetation types

3.3 兩種植被凈初級生產(chǎn)力和根系周轉(zhuǎn)值年際動態(tài)

對于小嵩草草甸而言,2008—2016年地上凈初級生產(chǎn)力表現(xiàn)為顯著增加趨勢(P<0.05),增幅為7.02 g m-2a-1,而地下凈初級生產(chǎn)力和總凈初級生產(chǎn)力呈波動式上升趨勢,但沒有達(dá)到顯著性水平(P>0.05),9年間地上、地下和總凈初級生產(chǎn)力平均值分別為(217.55±9.95、(1882.75 ±161.33) g m-2a-1和(2100.30±163.38) g m-2a-1,其中地下凈初級生產(chǎn)力約占總凈初級生產(chǎn)力的89.64%,表明小嵩草凈初級生產(chǎn)力主要分布于地下部分(圖3)。相比于小嵩草草甸,金露梅灌叢地上凈初級生產(chǎn)力、地下凈初級生產(chǎn)力和總凈初級生產(chǎn)力年際波動較小,2008—2016年9年間地上凈初級生產(chǎn)力、地下凈初級生產(chǎn)力和總凈初級生產(chǎn)量平均值為(256.27±11.4)、(1614.31±173.03) g m-2a-1和(1870.58±177.93) g m-2a-1,其中地下凈初級生產(chǎn)力約占總凈初級生產(chǎn)力的86.30%(圖3)。此外,兩種植被類型根系周轉(zhuǎn)值均呈逐漸增加趨勢,但沒有達(dá)到顯著性水平(P>0.05)(圖4)。

圖3 兩種植被地上、地下和總凈初級生產(chǎn)力年際動態(tài)Fig.3 The interannual dynamic of aboveground net primary production (ANPP), belowground net primary production (BNPP) and total net primary production (NPP) among two vegetation types

圖4 兩種植被根系周轉(zhuǎn)值年際動態(tài)Fig.4 The interannual dynamic of root turnover across two vegetation types

總的來說,金露梅灌叢地上凈初級生產(chǎn)力顯著高于小嵩草草甸地上凈初級生產(chǎn)力(P<0.05),而金露梅灌叢地下和總凈初級生產(chǎn)力與小嵩草草甸無顯著差異(P>0.05)(圖5)。

圖5 兩種植被凈初級生產(chǎn)力比較Fig.5 The comparison of net primary productivity among two vegetation types

3.4 氣候因子對兩種植被凈初級生產(chǎn)力的影響

圖6 兩種植被類型地上凈初級生產(chǎn)力與氣候因素關(guān)系Fig.6 The relationship between aboveground net primary production (ANPP) and climate factors among two vegetation types

如圖6可知,不同植被對氣候條件響應(yīng)不同,對于金露梅灌叢而言,其地上凈初級生產(chǎn)力與年均氣溫呈顯著正相關(guān)(P<0.05),而小嵩草草甸地上凈初級生產(chǎn)力與年均氣溫?zé)o顯著相關(guān),表明金露梅對溫度較為敏感,而小嵩草草甸則對低溫具有一定的適應(yīng)性。此外,降水對兩種植被類型地上凈初級生產(chǎn)力均影響較小,表明降水不是高寒植被生長主要限制因子,相比于降水,溫度對高寒植被凈初級生產(chǎn)力影響更大。對于地下凈初級生產(chǎn)力和總凈初級生產(chǎn)力,年均溫和年降水均無顯著影響(圖7),表明地下凈初級生產(chǎn)力受外界氣候因素影響較小。

圖7 兩種植被類型地下凈初級生產(chǎn)力與氣候因素關(guān)系Fig.7 The relationship between belowground net primary production (BNPP) and climate factors among two vegetation types

3.5 兩種植被根系周轉(zhuǎn)值特征

對于金露梅灌叢而言(表2),不同土層地下凈初級生產(chǎn)力差異較大,隨著土層深度的增加,地下凈初級生產(chǎn)力逐漸減小,其中0—10 cm根系凈初級生產(chǎn)量約占總地下凈初級生產(chǎn)力的52.10%,10—20,20—30 cm和30—40 cm地下凈初級生產(chǎn)力分別占總地下初級生產(chǎn)力的23.92%、16.64%和7.34%；而地下根系周轉(zhuǎn)值隨著土層深度的增加呈逐漸增大趨勢,其中0—10、10—20,20—30 cm和30—40 cm根系周轉(zhuǎn)值分別為0.35 a-1、0.40 a-1、0.43 a-1和0.37 a-1。對于小嵩草草甸而言,其地下凈初級生產(chǎn)力亦呈逐漸較小趨勢,且主要分布于0—10 cm土層中,約占總地下凈初級生產(chǎn)力的66.69%,而10—20,20—30 cm和30—40 cm地下凈初級生產(chǎn)力分別僅占總地下初級生產(chǎn)力的21.16%、8.58%和3.57%,與金露梅灌叢類似,其地下根系周轉(zhuǎn)值隨著土層深度的增加逐漸增加,30—40 cm地下根系周轉(zhuǎn)率最大,為0.47 a-1(表3)。

表2 2008—2016年金露梅灌叢不同土層深度地下凈初級生產(chǎn)力和周轉(zhuǎn)值

總體而言,兩種植被地下根系周轉(zhuǎn)值均隨著土層深度的增加呈逐漸增加趨勢,而地下凈初級生產(chǎn)力隨著土層深度的增加逐漸減小,且金露梅灌叢0—40 cm地下根系周轉(zhuǎn)值高于小嵩草草甸。

表3 2008—2016年小嵩草草甸地下凈初級生產(chǎn)力和周轉(zhuǎn)值

4 討論

4.1 氣候因子對兩種植被地上凈初級生產(chǎn)力影響

近年來,關(guān)于氣候因素對草地生產(chǎn)力已經(jīng)做了大量研究,以往研究表明,溫度和降水是影響草地凈初級生產(chǎn)力的主導(dǎo)因子[22]。此外,還有研究表明當(dāng)年草地生產(chǎn)力主要受前年降水影響,即前年降水越多,當(dāng)年草地生產(chǎn)力越高[15]。然而本研究中發(fā)現(xiàn),不同植被類型對氣候條件響應(yīng)不同,如金露梅灌叢地上凈初級生產(chǎn)力主要受溫度調(diào)控,而降水對其地上凈初級生產(chǎn)力影響較??；對于小嵩草草甸而言,其地上凈初級生產(chǎn)力受溫度和降水較小?？偟膩碚f,兩種植被類型其地上凈初級生產(chǎn)力均不受降水限制,無論是當(dāng)年降水還是前年降水均對該區(qū)域植被地上凈初級生產(chǎn)力無顯著影響,這與過去研究存在一定的差異[8]。這主要?dú)w咎以下兩個方面：一方面是氣候條件,盡管在區(qū)域尺度上,草地生產(chǎn)力主要受降水影響,降水的豐寡在一定程度上決定草地生產(chǎn)力的高低,然而對于某一研究地點(diǎn)而言,則需要考慮氣候條件的差異,由于本研究區(qū)域?qū)儆跐駶櫢吆鷳B(tài)系統(tǒng),低溫和較短的生長季是限制該區(qū)域植被生長的主要因子。因此,相比于水分條件,該區(qū)域植被生長更受溫度限制。此外,該區(qū)域分布季節(jié)性凍土,由于生長季季節(jié)性凍土的消融,在一定程度補(bǔ)給了植被生長季所需的水分,從而減小了植被對降水的敏感性。另一方面是由于土壤質(zhì)地的不同,本研究區(qū)域土壤質(zhì)地為壤土,且表層土壤分布豐富的有機(jī)質(zhì),加之其致密的草氈層,使得表層土壤具有較強(qiáng)的持水能力,從而緩解干旱季節(jié)水分對植被的脅迫。

至于金露梅灌叢和小嵩草草甸對溫度響應(yīng)不同,則可能是由于不同植被類型對溫度適應(yīng)不同,過去研究表明,相比于高寒灌叢,高寒草甸植被對于極端低溫和較大的溫差具有較強(qiáng)的適應(yīng)性[23]。此外,由于小嵩草草甸獨(dú)特的生物學(xué)特征,即致密的草氈層,該草氈層具有一定的保暖作用,能夠緩解低溫對植被生長的脅迫[24]。另一方面則可能是物種組成的不同,由于小嵩草草甸優(yōu)勢種主要由禾本科和莎草科組成,以往基于海北站長期的水熱控制實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn),增溫能夠增加禾本科豐富度,而減小莎草的豐富度[12],由于物種豐富度與地上凈初級生產(chǎn)力具有較好的相關(guān)關(guān)系。因此,禾本科地上凈初級生產(chǎn)力的增加量抵消了莎草科地上凈初級生產(chǎn)力的減少量,從而導(dǎo)致溫度對整個群落地上凈初級生產(chǎn)力沒有顯著影響。而金露梅灌叢主要以金露梅為優(yōu)勢物種,其蓋度達(dá)50%—90%,溫度的增加一方面可以延長植被的生長季,另一方面能夠促進(jìn)植被的代謝和土壤氮的礦化[25],從而增加植被地上凈初級生產(chǎn)力。

此外,本研究還發(fā)現(xiàn),高寒生態(tài)系統(tǒng)兩種植被類型地下凈初級生產(chǎn)力受外界氣候條件影響較小,年均溫和年降水對其地下凈初級生產(chǎn)力均無顯著影響,表明高原生態(tài)系統(tǒng)其地下凈初級生產(chǎn)力相對較穩(wěn)定,是一個穩(wěn)定的碳庫。由此可推測,在全球氣候變化背景下,溫度和降水的改變對高原生態(tài)系統(tǒng)地下凈初級生產(chǎn)力影響較小,且相比于氣候因素,則可能更受制于人類干擾和其他因素影響。

4.2 兩種植被地下根系周轉(zhuǎn)值特征

根系周轉(zhuǎn)值作為陸地生態(tài)系的一個重要參數(shù),對于養(yǎng)分的循環(huán)和碳的周轉(zhuǎn)具有重要意義[26]。過去研究發(fā)現(xiàn),高寒生態(tài)系統(tǒng)根系周轉(zhuǎn)值介于0.26—0.46 a-1范圍內(nèi)[27],平均值約為0.35 a-1[28]。在本研究中金露梅灌叢地下0—40 cm根系周轉(zhuǎn)值為0.38 a-1,這與過去在金露梅灌叢研究結(jié)果基本一致[28],而小嵩草草甸地下0—40 cm根系周轉(zhuǎn)值為0.27 a-1,該值低于過去研究界定的范圍。此外,該區(qū)域高寒灌叢根系周轉(zhuǎn)值高于高寒草甸根系周轉(zhuǎn)值,由于根系周轉(zhuǎn)值越大,植被利用營養(yǎng)元素的能力就越強(qiáng)[29]。因此,相比于小嵩草草甸,金露梅灌叢利用營養(yǎng)元素的能力更強(qiáng)?？偟膩碚f,本研究根系周轉(zhuǎn)值低于全球草地平均根系周轉(zhuǎn)值(0.53 a-1)[26]。這主要來源于以下兩個方面,一方面是計算地下凈初級生產(chǎn)力方法的不同。目前為止主要有3種計算地下凈初級生產(chǎn)力的方法：方法Ⅰ是用最大地下生物量與最小地下生物量之差法表示,方法Ⅱ是決策矩陣法,方法三是用相鄰采樣間隔生物量的增量之和表示[15]。然而,最大地下生物量與最小地下生物量之差和決策矩陣法經(jīng)常低估了真實(shí)地下凈初級生產(chǎn)力值,且不同計算方法所算的地下凈初級生產(chǎn)力常相差達(dá)一個數(shù)量級。而本研究地下凈初級生產(chǎn)力計算方法是采用最大生物量與最小生物量之差,所得結(jié)果可能低于真實(shí)地下凈初級生產(chǎn)力,致使本研究地下根系周轉(zhuǎn)值低于全球平均值。另一方面可能是由于氣候條件和土壤養(yǎng)分條件的不同。過去研究表明,隨著海拔的不斷上升,溫度逐漸減小,植被根系周轉(zhuǎn)值呈減小趨勢[26]。溫度對根系周轉(zhuǎn)值的影響主要是通過影響土壤養(yǎng)分的礦化和凋落物的分解,如溫度的升高促進(jìn)了有機(jī)質(zhì)的礦化和凋落物的分解,從而加快了根系的呼吸速率和根系碳水化合物的消耗,致使根系周轉(zhuǎn)速度加快[30]。同時,養(yǎng)分的條件也是調(diào)控根系周轉(zhuǎn)值另一重要影響因素,如在養(yǎng)分匱乏的生態(tài)系統(tǒng)中,植物為了增加土壤養(yǎng)分的吸收,植物根系往往會具有較長的壽命[29],根系周轉(zhuǎn)速度較慢,從而導(dǎo)致養(yǎng)分匱乏的生態(tài)系統(tǒng)比養(yǎng)分豐富的生態(tài)系統(tǒng)地下根系周轉(zhuǎn)值小。由于本研究區(qū)域?qū)儆诟吆鷳B(tài)系統(tǒng),年均氣溫基本處于零度以下,加之該生態(tài)系統(tǒng)養(yǎng)分匱乏,致使該生態(tài)系統(tǒng)地下根系周轉(zhuǎn)值低于其他生態(tài)系統(tǒng)。

此外,本研究還發(fā)現(xiàn),無論是小嵩草草甸還是金露梅灌叢,其地下根系周轉(zhuǎn)值均表現(xiàn)為隨土層深度的增加呈逐漸增大趨勢,這與過去研究者不一致[22]。通常認(rèn)為,根系的周轉(zhuǎn)值主要受土壤養(yǎng)分、土壤溫度和土壤水分調(diào)控,且土壤養(yǎng)分、土壤溫度和土壤水分隨著土壤深度的增加呈逐漸減小趨勢。因此,植被根系周轉(zhuǎn)值亦呈逐漸減小趨勢[22],而本研究并沒有發(fā)現(xiàn)這一結(jié)果。以上研究結(jié)果不同,在一定程度上說明,植被根系周轉(zhuǎn)值不僅受土壤養(yǎng)分和土壤水熱條件影響,可能還受其他因素調(diào)控,如根系粒徑和以植物根系為食物的動物數(shù)量影響,以往研究表明,植物根系的粒徑對于根系的周轉(zhuǎn)值具有重要影響,且細(xì)根系(≤2 mm)的周轉(zhuǎn)值明顯高于比粗根系(>2 mm)的周轉(zhuǎn)值,這主要是由于細(xì)根系具有較強(qiáng)的生理活性,如較強(qiáng)的呼吸作用和較高的養(yǎng)分吸收作用,從而導(dǎo)致細(xì)根的壽命較短,周轉(zhuǎn)值較大[31]。由于該研究區(qū)域其根系粒徑隨著土層深度的增加呈逐漸較小趨勢[32],致使該研究區(qū)域植被根系周轉(zhuǎn)值隨著土壤深度的增加呈逐漸增大趨勢,而土壤動物對根系周轉(zhuǎn)值的影響主要是通過啃食植物的根系,從而加快植物根系的分解速率。

5 結(jié)論

本文基于2008—2016年青藏高原小嵩草草甸和金露梅灌叢凈初級生產(chǎn)力與氣候數(shù)據(jù),分析得出以下結(jié)論：

(1)不同植被類型地上凈初級生產(chǎn)力對氣候條件響應(yīng)不同,溫度的上升能夠顯著增加金露梅地上凈初級生產(chǎn)力,而對小嵩草草甸地上凈初級生產(chǎn)力無顯著影響。對于濕潤的高寒生態(tài)系統(tǒng),降水不是限制植被生長的主要因子,相比于降水影響,溫度對其影響更大。

(2)高寒生態(tài)系統(tǒng)地下凈初級生產(chǎn)力受外界氣候因素影響較小,鑒于地凈初級生產(chǎn)力占總凈初級生產(chǎn)力70%以上,是陸地生態(tài)系統(tǒng)重要的碳庫。因此,在全球氣候變化背景下,其地下凈初級生產(chǎn)力是一個較為穩(wěn)定的碳庫。

(3)對于金露梅灌叢和小嵩草草甸,其根系周轉(zhuǎn)值均隨著土壤深度的增加呈逐漸增大趨勢,且金露梅灌叢平均周轉(zhuǎn)值(0—40 cm)高于小嵩草草甸平均周轉(zhuǎn)值,表明金露梅灌叢利用營養(yǎng)元素的能力高于小嵩草草甸。