地上地下生物量分配格局

IAE科尔沁沙地不同沙丘类型及丘间低地地上地下生物量分配格局IAE研究背景和目的IAE生物量分配是生物多样性保护、生态恢复和固碳潜力研究的核心问题(Nishizuka1988;Higgins2002)，环境异质性是影响植物生物量分配的重要因素(Steineretal,1991;Hutchingsetal,2004)，进而影响整个碳库储量的变化。研究背景和目的生物量分配环境异质性碳库储量影响再分配IAE中国是沙漠化较严重的国家之一，沙漠总面积约130万平方千米，约占全国土地面积的13％左右。八大沙漠和四大沙地遍布中国北方干旱半干旱地区。研究背景和目的IAE不同沙丘类型具有更高的异质性，特别是其特殊生境——丘间低地对环境的响应尤为明显，对其生境的破坏就会导致生物量的重新分配，进而影响到碳库格局以及沙丘生态系统的固碳潜力。研究背景和目的基于以上分析，特提出以下四个科学问题：3）土壤碳库是沙丘碳库的主要组分；4）流动沙丘的固碳潜力。2）异质性影响地上地下生物量的分配差异;1）风沙活动导致植物地上地下生物量的再分配；IAE设计与方法IAE设计与方法研究地点科尔沁沙地位于内蒙古东部的西辽河中下游，成为沙漠化最为严重的地区之一。沙地面积大约5.06万平方千米，是中国最大的沙地。IAE异质性生境类型选择设计与方法ActiveduneSemi-stabilizedduneStabilizeddune莎草白草虫实差巴嘎蒿白草虫实绿珠藜沙米荩草莎草狗尾草虫实绿珠藜狗尾草ILAILSSILSIAE土壤容重(g/cm3)=W/V土壤含水量（%），105℃烘干生物量碳B′=B×45%辛普森指数土壤有机质的测定（重铬酸钾外烧法）设计与方法测量与计算指标IAE结果IAE0%10%20%30%40%50%60%70%80%90%100%ILAILSSILSASSSPercentage%DifferentdunetypesandinterdunelowlandsAGBBGB一、风沙活动导致地上地下生物量再分配结果与分析•无论是A还是ILA，其地下生物量BGB的比例均要高于其他情形，且总体上随着沙丘固定程度的增加，BGB的比例有减小的趋势。IAE结果与分析•0-20cm固定沙丘的根系碳储量占BGB总量50%以上；0-20cm半固定和流动沙丘的根系碳储量仅占BGB总量约20%；0-20cm各丘间低地ILA、ILSS和ILS的根系碳储量占BGB总量的40%。IAEPLOTSPLANTLITTERAGBBGBSOILTotalCarbonAGB/BGBA1.20±0.72b0.86±0.40b2.07±0.85b(0.40%)4.12±7.12b(0.80%)511.94±94.58c(98.80%)518.13±96.14c1:1.99SS22.66±23.83ab9.47±10.51b32.13±21.05a(2.89%)36.74±26.00a(3.30%)1043.77±304.52b(93.81%)1112.64±287.71b1:1.14S26.42±26.29a21.46±8.29a47.88±26.67a(2.11%)48.56±17.39a(2.14%)2174.16±735.96a(95.75%)2270.60±747.24a1:1.01结果与分析二、碳库比例构成PLOTSPLANTLITTERAGBBGBSOILTotalCarbonAGB/BGBILA10.73±5.38b11.15±6.21b21.88±6.57c(0.99%)55.71±24.57a(2.52%)2125.50±827.69b(96.49%)2203.09±818.92b1:2.55ILSS19.34±13.79ab25.50±13.53ab44.83±18.96b(0.99%)80.07±95.46a(1.77%)4396.68±1593.63a(97.24%)4521.58±1566.17a1:1.79ILS33.04±17.86a38.50±17.17a71.54±19.11a(1.62%)45.72±15.70a(1.04%)4261.06±1304.53a(97.32%)4378.32±1328.25a1:0.64IAE1）沙丘生态系统中土壤碳占碳库总量的93%以上，区间为[93.81%，98.80%]。2）与不同沙丘类型相比，丘间低地的土壤碳比例相对稳定，最低为96.49%，最高也仅到97.32%，和丘间低地的群落异质性基本吻合。3）碳储量方面，随着流动沙丘向固定沙丘的转化，碳储量有显著性增加，固定沙丘的碳储量增长为流动沙丘的4倍；丘间低地层面，ILS和ILSS均显著高于ILA，碳储量高于ILA约2倍。结果与分析IAE结论与讨论IAE受风沙活动影响，植物倾向于把更多的生物量分配与地下，同时在地下生物量的分配方面，深层土壤（＜20cm）的比重较高。结论与讨论一、风沙活动影响植物生物量分配格局AGB/BGB环境因子优越生境更多的用于生长（AGB）干扰生境更多的用于生存（BGB）IAE与不同沙丘类型相比，丘间低地的生物量分配差异较小，可保持较高的稳定性；不同沙丘类型间的生物量分配则存在显著差异。结论与讨论二、异质性影响植物生物量分配差异AGB/BGB异质性异质性高生物量分配有着显著差异异质性低生物量分配差异亦不大IAE若流动沙丘恢复为固定沙丘，碳库储量将变为原来4倍；同时，ILA也随之成为为ILSS，碳库储量将增长至ILA的2倍，流动沙丘的8倍。结论与讨论三、草地沙化导致了土壤碳库的减少固定沙丘ILA流动沙丘ILSIAE1）土壤是最主要的碳库（carbonpool）陆地土壤所含的碳总量大概是植被的2-3倍(PostandKwon,2000)，如森林生态系统超过2/3的碳储备在土壤中(Dixon,1994)，而沙丘生态系统中土壤碳占碳库总量的93%以上，区间为【93.81%，98.80%】。2）丘间低地的固碳潜力要高于沙丘ILA的固碳能力与固定沙丘大致接近，但ILSS和ILSS的固碳量要显著高于固定沙丘（是其将近2倍）。结论与讨论四、土壤和丘间低地是沙丘生境的主要碳库IAE谢谢大家欢迎批评指正IAE0.000.100.200.300.400.500.600.700.80ActiveduneSemi-stabilizedduneStabilizedduneSinpsonindixDifferentdunetypesInterdunelowlandsDunesBaCbAaBbAaAa补充1辛普森指数•不同沙丘类型间，辛普森指数（D）沿着荒漠化的趋势递减：固定沙丘（D=0.55）＞半固定沙丘（D=0.30）＞流动沙丘（D=0.07）。不同丘间低地D值都要在0.4以上，一般都要显著高于不同沙丘(p＜0.05)。