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\摇 摇 摇 摇 摇 生 态 学 报
摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 (SHENGTAI XUEBAO)
摇 摇 第 31 卷 第 18 期摇 摇 2011 年 9 月摇 (半月刊)
目摇 摇 次
高寒矮嵩草草甸冬季 CO2释放特征 吴摇 琴,胡启武,曹广民,等 (5107)………………………………………
开垦对绿洲农田碳氮累积及其与作物产量关系的影响 黄彩变,曾凡江,雷加强,等 (5113)……………………
施氮对几种草地植物生物量及其分配的影响 祁摇 瑜,黄永梅,王摇 艳,等 (5121)………………………………
浙江天台山甜槠种群遗传结构的空间自相关分析 祁彩虹,金则新,李钧敏 (5130)……………………………
大兴安岭林区不同植被对冻土地温的影响 常晓丽,金会军,于少鹏,等 (5138)…………………………………
樟子松树轮不同组分的稳定碳同位素分析 商志远,王摇 建,崔明星,等 (5148)…………………………………
内蒙古不同类型草地叶面积指数遥感估算 柳艺博,居为民,朱高龙,等 (5159)…………………………………
杭州西湖北里湖荷叶枯落物分解及其对水环境的影响 史摇 绮,焦摇 锋,陈摇 莹,等 (5171)……………………
火干扰对小兴安岭落叶松鄄苔草沼泽温室气体排放的影响 于丽丽,牟长城,顾摇 韩,等 (5180)………………
黄河中游连伯滩湿地景观格局变化 郭东罡,上官铁梁,白中科,等 (5192)………………………………………
黄土区次生植被恢复对土壤有机碳官能团的影响 李摇 婷,赵世伟,张摇 扬,等 (5199)…………………………
我国东北土壤有机碳、无机碳含量与土壤理化性质的相关性 祖元刚,李摇 冉,王文杰,等 (5207)……………
黄土旱塬裸地土壤呼吸特征及其影响因子 高会议,郭胜利,刘文兆 (5217)……………………………………
宁南山区典型植物根际与非根际土壤微生物功能多样性 安韶山,李国辉,陈利顶 (5225)……………………
岩溶山区和石漠化区表土孢粉组合的差异性———以重庆市南川区为例 郝秀东,欧阳绪红,谢世友 (5235)…
夏蜡梅及其主要伴生种叶的灰分含量和热值 金则新,李钧敏,马金娥 (5246)…………………………………
苏柳 172 和垂柳对 Cu2+的吸收特性及有机酸影响 陈彩虹,刘治昆,陈光才,等 (5255)………………………
导入 TaNHX2 基因提高了转基因普那菊苣的耐盐性 张丽君,程林梅,杜建中,等 (5264)………………………
空气湿度与土壤水分胁迫对紫花苜蓿叶表皮蜡质特性的影响 郭彦军,倪摇 郁,郭芸江,等 (5273)……………
黄土高原旱塬区土壤贮水量对冬小麦产量的影响 邓振镛,张摇 强,王摇 强,等 (5281)…………………………
咸阳地区近年苹果林地土壤含水量动态变化 赵景波,周摇 旗,陈宝群,等 (5291)………………………………
苗药大果木姜子挥发油成分变化及其地理分布 张小波,周摇 涛,郭兰萍,等 (5299)……………………………
环境因子对小球藻生长的影响及高产油培养条件的优化 丁彦聪,高摇 群,刘家尧,等 (5307)…………………
不同基质对北草蜥和中国石龙子运动表现的影响 林植华,樊晓丽,雷焕宗,等 (5316)…………………………
安徽沿江浅水湖泊越冬水鸟群落的集团结构 陈锦云,周立志 (5323)……………………………………………
黑胸散白蚁肠道共生锐滴虫目鞭毛虫的多样性分析与原位杂交鉴定 陈摇 文,石摇 玉,彭建新,等 (5332)……
基于熵权的珠江三角洲自然保护区综合评价 张林英,徐颂军 (5341)……………………………………………
专论与综述
中小尺度生态用地规划方法 荣冰凌,李摇 栋,谢映霞 (5351)……………………………………………………
土地利用变化对土壤有机碳的影响研究进展 陈摇 朝,吕昌河,范摇 兰,等 (5358)………………………………
海洋浮游植物与生物碳汇 孙摇 军 (5372)…………………………………………………………………………
多年冻土退化对湿地甲烷排放的影响研究进展 孙晓新,宋长春,王宪伟,等 (5379)……………………………
生源要素有效性及生物因子对湿地土壤碳矿化的影响 张林海,曾从盛,仝摇 川 (5387)………………………
生态网络分析方法研究综述 李中才,徐俊艳,吴昌友,等 (5396)…………………………………………………
研究简报
不同群落中米氏冰草和羊草的年龄结构动态 金晓明,艾摇 琳,刘及东,等 (5406)………………………………
主题分辨率对 NDVI空间格局的影响 黄彩霞,李小梅,沙晋明 (5414)…………………………………………
期刊基本参数:CN 11鄄2031 / Q*1981*m*16*314*zh*P* ￥ 70郾 00*1510*35*
室室室室室室室室室室室室室室
2011鄄09
封面图说: 在树上嬉戏的大熊猫———大熊猫是中国的国宝,自然分布狭窄,数量极少,世界上仅分布在中国的四川、陕西、甘肃
三省的部分地区,属第四纪冰川孑遗物种,异常珍贵。 被列为中国国家一级重点保护野生动物名录,濒危野生动植
物种国际贸易公约绝对保护的 CITES附录一物种名录。 瞧,够得上“功夫熊猫冶吧。
彩图提供: 陈建伟教授摇 国家林业局摇 E鄄mail: cites. chenjw@ 163. com
第 31 卷第 18 期
2011 年 9 月
生 态 学 报
ACTA ECOLOGICA SINICA
Vol. 31,No. 18
Sep. ,2011
http: / / www. ecologica. cn
基金项目:国家自然科学基金资助项目(30970520, 40803022)
收稿日期:2010鄄10鄄29; 摇 摇 修订日期:2011鄄01鄄10
*通讯作者 Corresponding author. E鄄mail: caogm@ nwipb. ac. cn
吴琴, 胡启武, 曹广民, 李东.高寒矮嵩草草甸冬季 CO2释放特征.生态学报,2011,31(18):5107鄄5112.
Wu Q, Hu Q W, Cao G M, Li D. CO2 emission from an alpine Kobresia humilis meadow in winters. Acta Ecologica Sinica,2011,31(18):5107鄄5112.
高寒矮嵩草草甸冬季 CO2释放特征
吴摇 琴1,2, 胡启武1,2,曹广民2,*,李摇 东2
((1. 江西师范大学地理与环境学院,南昌摇 330022; 2. 中国科学院西北高原生物研究所,西宁摇 810001)
摘要:冬季碳排放在高寒草地年内碳平衡中占有重要位置。 为探讨高寒草地冬季碳排放特征及温度敏感性,于 2003—2005 年
在中国科学院海北高寒草甸生态系统研究站,利用密闭箱鄄气相色谱法连续观测了高寒矮嵩草草甸 2 个冬季的生态系统、土壤
呼吸通量特征。 结果表明:1)高寒矮嵩草草甸冬季生态系统呼吸、土壤呼吸均具有明显的日变化和季节变化规律,温度是其主
要的控制因子,能够解释 44%以上的呼吸速率变异。 2)冬季生态系统呼吸与土壤呼吸速率在统计上没有显著差异,土壤呼吸
占生态系统呼吸的比例高达 85%以上。 3)2003—2004 年冬季生态系统呼吸、土壤呼吸的 Q10值分别为 1. 53,1. 38;2004—2005
年冬季生态系统呼吸与土壤呼吸的 Q10值为 1. 86,1. 68,2 个冬季生态系统呼吸的 Q10值均高于土壤呼吸。 4)未发现高寒矮嵩草
草甸冷冬年份的 Q10值高于暖冬年份以及冬季的 Q10值高于生长季。
关键词:高寒草甸;生态系统呼吸;土壤呼吸;Q10
CO2 emission from an alpine Kobresia humilis meadow in winters
WU Qin1,2, HU Qiwu1,2, CAO Guangmin2,*, LI Dong2
1 School of Geography and Environment, Jiangxi Normal University, Nanchang 330022, China
2 Northwest Institute of Plateau Biology, Chinese Academy of Sciences, Xining 810001, China
Abstract: Winter carbon (C) flux is important for annual C balance over an ecosystem level, but the field measurements
are still lacking, especially in alpine grasslands which occupy approximately one third of the Tibetan Plateau area.
Consequently, a determination of winter carbon flux is essential for the assessment of alpine grassland carbon budget.
Previous studies showed that temperature coefficient (Q10), an index of temperature sensitivity for respirations, increased
with decreasing temperature in other ecosystem. This research therefore hypothesized that Q10 of soil and ecosystem
respiration in alpine meadows would be higher in winters than in summers and higher in cold winters than in warm winters.
To test the hypothesis above, ecosystem and soil CO2 fluxes were measured by a static chamber-chromatography method in
an alpine Kobresia humilis meadow in two continues winters from 2003 to 2005 at Haibei Alpine Meadow Ecosystem
Research Station of Chinese Academy of Sciences. The objectives of this study were to: 1) clarify the characteristics of
winter soil and ecosystem CO2 fluxes and their control factors, and 2) compare temperature sensitivity of CO2 fluxes under
different thermal regimes. Results showed that both ecosystem and soil respiration showed clear diurnal and seasonal
patterns. Temperature mainly controlled ecosystem and soil respiration, explaining more than 44% of the respiration
variance. Ecosystem respiration rates averaged 88. 43 mgCO2·m
-2·h-1(ranging from 51. 63 to 206. 07 mgCO2·m
-2·h-1) in the
first winter and 89. 50 mgCO2·m
-2·h-1 ( ranging from 35. 12 to 145. 17 mgCO2·m
-2·h-1 ) in the second winter. By
comparison, soil respiration rates varied from 47. 41 to 152. 94 mgCO2·m
-2·h-1(with mean of 77. 01 mgCO2·m
-2·h-1) in the
first winter and ranged from 28. 21 to 107. 89 mgCO2·m
-2·h-1(with mean of 68. 64 mgCO2·m
-2·h-1) in the second winter.
Because the aboveground parts were dead in winters, no significant difference was observed between ecosystem and soil
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respirations. Soil respiration accounted for more than 85% of ecosystem respiration, indicating that soil respiration
composed the main C loss from alpine meadow ecosystems in winters. Our estimate showed soil respiration could release
86郾 9 gC / m2 in one winter, which approximately counteracted 15% carbon fixed by alpine plants in the growing season.
Higher ecosystem respiration than soil respiration in winters could be ascribed to additional decomposition of dead litter
above the ground. The Q10 values of ecosystem respiration in the two winters were 1. 86 and 1. 53, respectively. By
comparison, the Q10 values of soil respiration were 1. 68 and 1. 38, respectively. The Q10 values of ecosystem respiration
were higher than those of soil respiration in both winters. This is mainly due to that aboveground standing or falling litter
comprised more labile carbon, such as sugars, starch, etc, resulting in higher substrate - availability for ecosystem
respiratory activities than soil. Additionally, the Q10 values of respirations were higher in the growing season than in the
winter and higher in warm winter than that in cold winter, not supporting our hypothesis. This indicates that the Q10 was
influenced not only by temperature, but also by substrate availability and microbial activities.
Key Words: alpine meadow; ecosystem respiration; soil respiration; Q10
呼吸是生态系统碳循环的重要环节,冬季生态系统呼吸释放的 CO2是区域碳收支极为重要的组成部分,
显著地影响着生态系统的碳平衡[1鄄4]。 然而,以往有关生态系统或土壤呼吸的研究工作大多数集中于生长
季,冬季 CO2释放的野外观测数据极为缺乏,极易造成生态系统全年呼吸通量及碳收支估测的不确定性[ 4]。
对于冬季几乎占去半年甚至更长时间的高寒草地而言,其漫长的冬季呼吸所释放的 CO2量抵消了生长季节所
固定 CO2的一大部分,因此,冬季 CO2通量成为高寒草地生态系统全年碳收支估测的关键。 研究表明,生态系
统或土壤呼吸的温度敏感性指数 Q10值随着温度的降低而增加[5鄄8]。 据此,假设高寒草甸冬季呼吸的 Q10值要
高于生长季,冷冬年份的 Q10值要高于暖冬年份。 通过连续 2 个冬季的呼吸通量测定,本研究试图探讨如下两
个科学问题:1)高寒草甸冬季 CO2释放特征与控制因子;2)冬季 CO2释放的温度敏感性,以验证科学假设。
1摇 材料与方法
1. 1摇 实验区概况
实验设置于中国科学院海北高寒草甸生态系统研究站(海北站)。 海北站地处青藏高原东北隅的青海海
北藏族自治州门源回族自治县境内,地理位置为 37毅29忆—37毅45忆N,101毅12忆—101毅23忆E,海拔在 3200 m 左右。
属典型的高原大陆性气候,冷季漫长而寒冷,暖季短暂而湿润,年均气温-1. 7 益,最冷月(1 月)平均气温为
-15 益,最热月(7 月)平均温度为 10 益,绝对最高气温 27 益,绝对最低气温可降至-37 益。 年降水量约为
580 mm,主要集中于 5—9 月,占年降水量的 80%左右。
选择长期适应于高寒生态环境下形成的耐寒中生植物高寒矮嵩草草甸为研究对象,为冬春草场。 其植物
群落以矮嵩草(Kobresia humilis)、羊茅(Festuca ovina)、垂穗披碱草(Elymus nutans)、早熟禾(Poa spp. )、恰草
(Koeleria cristata)、二柱头麃草( Scirpus distigmaticus)、麻花艽(Gentiana straminea)、美丽风毛菊( Saccssurea
superba)、雪白萎陵菜(Potentilla nivea)等为优势种,植被覆盖度达 95%以上。 土壤为草毡寒冻雏形土,理化性
状参见相关文献[ 9]
1. 2摇 实验设计
选择地势较平坦、植被分布较均一、具有代表性的地段为实验样地。 设置两种处理,FC:保持自然状态下
的天然草地,代表生态系统呼吸;FJ:齐地面剪除植物的地上部分并清除地表凋落物(此工作在每次实验的前
一天进行),代表土壤呼吸,主要是土壤微生物对有机质的分解和植物根系呼吸两大部分;每个处理随机设置
3 个重复。
1. 3摇 气体样品的采集与分析
气体样品的采集用密闭静态箱法[10],采样箱用进口 304K薄不锈钢板,用氩弧焊焊接制造,由地箱和顶箱
8015 摇 生摇 态摇 学摇 报摇 摇 摇 31 卷摇
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组成。 地箱为四面体(50 cm 伊 50 cm 伊 20 cm),上端有水槽,在实验开始前一个月将地箱埋入土中,周围以湿
土压实,在实验期间固定不动,防止土壤扰动而影响测量结果。 顶箱为正五面体(50 cm 伊 50 cm 伊 50 cm),箱
顶壁安装 2 个搅拌风扇,箱侧面分别安装电源插头、取气接口和便携式温度计探头,并配有 F46 采气管线 7
m,箱外面粘贴一层 3 cm 的泡沫隔热板,外覆白色防雨布,以防止太阳辐射下箱内温度的升高而影响观测结
果。 采样时地箱密封水槽内加水,使地箱与顶箱间的气路密封,切断箱内外空气的自由交换。
从 2003 年至 2005 年进行了连续 2a 的冬季(具体时间为 2003 年 11 月—2004 年 4 月;2004 年 11 月—
2005 年 4 月)CO2通量观测。 观测频次为每月进行 2—3 次,每次采样均在 9:00—11:00,此外,在 2004 年冬季
的 4 月份进行了 1 次日变化观测,观测时间段为 10:00,13:00,16:00, 20:00,0:00,04:00,7:00。 用 100 mL
医用注射器在扣箱后 0、10、20、30 min取样,并及时带回实验室进行分析。 CO2采用 Aligent 4890D气相色谱仪
进行分析,具体参数见文献[9]。 进行 CO2通量测定的同时,用 JM624 便携式数字温度计测定土壤表层、土壤 5
cm温度、箱内温度及气温,并记录采样时间段地表积雪等环境要素。
1. 4摇 通量的计算
F = 籽 VA
P
P0
T0
T
dC t
dt
式中,F (单位为 mgCO2·m-2·h-1) 是被测气体排放通量,V (cm3) 是箱体体积,A (cm2) 是箱体底面积,dC t / dt
(滋L·L-1·min-1) 为采样箱内被测气体体积混合比浓度变化率,t(min) 是采样时间,籽(g / L) 是标准状态下的
被测气体密度,T0(益) 和 P0(bar) 分别为标准状况下的空气绝对温度和气压,P (bar) 为采样地点的气压,T
(益) 为采样时的绝对温度。
1. 5摇 数据处理与分析
平均值的比较、相关、回归等统计分析均采用 SPSS 10. 0 软件,数据处理、制图采用 Excel、Sigma Plot 9. 0
等软件。
2摇 结果与分析
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40
80
120
160
200
240
10:00 13:00 16:00 20:00 0:00 04:00 07:00 时间 Time
CO 2释
放速
率
CO 2
emis
sion
rate(
mg C
O 2?m
-
2 ?h-1 )
-10
12
34
56
土壤
5cm温
度
Soil
temp
eratu
re at
5cm
depth
/°C

生态系统呼吸
土壤呼吸
土壤温度
/
图 1摇 高寒矮嵩草草甸冬季 CO2释放日变化
摇 Fig. 1 摇 Diurnal variation of CO2 emission from alpine Kobresia
humilis meadow in winter
2. 1摇 生态系统呼吸与土壤呼吸的日变化特征
高寒矮嵩草草甸冬季生态系统呼吸(FC 处理)与
土壤呼吸(FJ处理)均具有明显的日变化规律,且变化
趋势基本一致。 生态系统、土壤呼吸速率日变化范围分
别为 73. 95 — 175. 98 mgCO2·m-2·h-1,58. 99 — 134. 30
mgCO2·m-2·h-1,其中,夜间呼吸速率分别是白昼的
67% ,56% ;土壤呼吸占生态系统呼吸速率 68% 。 生态
系统、土壤呼吸速率在 16:00 左右达到最大值,然后逐
渐下降,在 1:00—4:00 左右达到最小值,这种变化规律
与土壤 5 cm 温度的变化规律基本一致(图 1),二者之
间达到显著正相关( r=0. 86, 0. 87,n=7, P<0郾 05)。
2. 2摇 生态系统呼吸与土壤呼吸的季节动态
2003—2004 年冬季(11 月—翌年的 4 月),生态系统呼吸与土壤呼吸速率变化范围为 51. 63—206. 07
mgCO2·m-2·h-1,47. 41—152. 94 mgCO2·m-2·h-1。 2004—2005 年冬季生态系统呼吸与土壤呼吸速率变化范围为
35. 12—145. 17 mgCO2·m-2·h-1,28. 21—107. 89 mgCO2·m-2·h-1。 2 个冬季生态系统呼吸与土壤呼吸变化趋势
相近,均表现出随着气温或土壤温度的降低而降低,至 3—4 月份气温逐渐回升时,呼吸速率逐渐增加(图 2)。
统计分析显示,2 个冬季的生态系统呼吸差异未达到显著性水准,土壤呼吸速率之间差异亦不显著。 由于冬
季地表植被呈完全枯萎状态,土壤呼吸与生态系统呼吸速率之间在统计上未达到显著性差异。 2003—2004
年冬季,土壤呼吸占生态系统呼吸的平均比例为 91% ,2004—2005 年冬季二者的比例则为 78% 。 相应地,地
9015摇 18 期 摇 摇 摇 吴琴摇 等:高寒矮嵩草草甸冬季 CO2释放特征 摇
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上部分的(立枯+凋落物)的 CO2释放在 2 个冬季大致占据 9% ,22% 。
0
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280
11-01 11-21 12-11 12-31 01-20 02-09 03-01 03-21 04-10 04-30 11-01 11-21 12-11 12-31 01-20 02-09 03-01 03-21 04-10 04-30
日期 Date
2003—2004年冬季 2004—2005年冬季
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160
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CO 2释
放速
率
CO 2
emis
sion
rate/(
mg C
O 2?
m-2 ?h-
1 )
生态系统呼吸 土壤呼吸
图 2摇 高寒矮嵩草草甸冬季 CO2释放季节动态
Fig. 2摇 Seasonal variation of CO2 emission from alpine Kobresia humilis meadow in winters
2. 3摇 高寒草甸 CO2释放速率与温度的关系
实验期间,气温、土壤 5 cm温度与生态系统呼吸和土壤呼吸之间均存在显著正相关关系,且气温、土壤 5
cm的温度与呼吸速率之间的相关性相当。 日变化中,温度可以解释 74%以上的呼吸速率变异;而季节变化
中,呼吸速率 44%以上的变异可以用温度来解释,温度成为高寒矮嵩草草甸冬季 CO2释放的主要控制因子,
二者之间的关系可以用指数函数很好的拟合(图 3)。 此外,温度与呼吸速率之间的相关性系数在 2 个冬季有
所差异,2003—2004 年冬季气温与生态系统呼吸、土壤呼吸之间的相关系数( r=0. 83, 0. 76, n=12, P<0. 01)
低于 2004—2005 年冬季( r=0. 83, 0. 76, n=12, P<0. 01)。
y = 133.74e0.0426xR2= 0.48 P<0.01
y = 106.83e0.0323xR2= 0.47 P<0.05
y = 124.43e0.0621xR2= 0.66 P<0.01
y = 90.552e0.052xR2= 0.56 P<0.01

0
50
100
150
200
250
300
-20 -15 -10 -5 0 5 -20 -15 -10 -5 0 5
呼吸
速率
Resp
iratio
n rat
e/(mg
CO 2
?m-2 ?
h-1 )
生态系统呼吸 土壤呼吸
2003—2004年冬季
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气温 Air temperature/°C
2004—2005年冬季
图 3摇 高寒矮嵩草草甸冬季 CO2释放与气温之间的关系
Fig. 3摇 Relationship between air temperature and respiration rate of Kobresia humilis meadow in winters
3摇 讨论
3. 1摇 高寒矮嵩草草甸冬季碳排放特征
早期研究认为,冬季土壤呼吸速率很小,因此在分析地气 CO2交换过程中可以忽略不计。 但最近的研究
发现,冬季土壤呼吸占全年土壤呼吸的很大比例,即使在高纬度和高寒地区也不能忽略[4, 11]。 高寒矮嵩草草
甸冬季时间长达 6 个月,因此,冬季碳排放在年内碳平衡中占据重要位置。 根据 2003—2005 年 2 个冬季的观
测,高寒矮嵩草草甸冬季生态系统、土壤平均呼吸速率分别达到 88. 96、72. 83 mgCO2·m-2·h-1,大约相当于生长
季生态系统呼吸速率(586. 97 mgCO2·m-2·h-1)的 15% ,土壤呼吸速率(400. 40 mgCO2·m-2·h-1)的 18% [9]。 以
6 个月的冬季时间初步估算高寒矮嵩草草甸冬季土壤呼吸排放的碳大约为 86. 9 gC / m2,与文献报道的针叶林
冬季土壤呼吸平均值 89. 1 gC / m2相当,略低于落叶林的冬季土壤呼吸平均值 103. 3 gC / m2,明显高于极地苔
0115 摇 生摇 态摇 学摇 报摇 摇 摇 31 卷摇
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原的平均值 12. 27 gC / m2[4,12]。 高寒矮嵩草草甸年净初级生产力(包括地上与地下)为 1523. 5 g / m2(干物质
量) [13],换算成固碳量为 609. 4 gC / m2。 因此,高寒矮嵩草草甸全年固定的碳大约 15%被冬季土壤呼吸消
耗掉。
冬季矮嵩草草甸土壤呼吸与生态系统呼吸在统计上没有显著差异,显示冬季生态系统碳排放主要以土壤
呼吸的形式进行。 2 个冬季土壤呼吸与生态系统呼吸的平均比例为 85% ,远高于二者生长季的比例[14]。 根
据研究区气象站的观测,2003—2004 年冬季为相对冷冬,其平均气温为-8. 0 益,2004—2005 年则为相对暖
冬,平均气温为-5. 7 益。 土壤呼吸与生态系统呼吸的比例也由 2003—2004 年冬季的 91%降到 2004—2005
年冬季的 78% 。 这可能是由于暖冬年份气温升高有利于地表立枯及凋落物的分解,从而增加了地上部分的
CO2释放,相应降低了土壤呼吸占生态系统呼吸的比例。
雪是土壤过程的重要调节者,持续的雪覆盖能有效地隔离土壤与大气,起着绝缘体的作用,通常能够防止
土壤冻结,为生物过程提供有效的水分[15鄄16]。 Monson等在一个山地森林的研究表明:冬季土壤呼吸对积雪厚
度的变化非常敏感,雪覆盖的减少导致了土壤呼吸速率的降低[17]。 冬季通量观测也出现了类似的结果,例
如,实验期间的 2005 年 3 月 16 日,3 月 27 日地表均有积雪,积雪深度分别为 15 cm,5 cm。 这 2 次的生态系统
呼吸分别达到 103. 43 mgCO2·m-2·h-1、112. 01 mgCO2·m-2·h-1;土壤呼吸速率则达到 89. 84 mgCO2·m-2·h-1、
81郾 72 mgCO2·m-2·h-1,均明显高于气温相差不大的其它通量观测日的生态系统、土壤呼吸速率。
3. 2摇 高寒矮嵩草草甸冬季 CO2释放的温度敏感性
Q10值被广泛应用于评价土壤或生态系统呼吸对于温度变化的敏感性,其值一般在 1. 3—3. 3 之间变
化[18鄄19 ]。 根据生态系统呼吸和土壤呼吸与气温之间的指数关系(图 3),分别计算了冬季矮嵩草草甸 CO2释
放的温度敏感性指数 Q10,其中,2003—2004 年冬季生态系统呼吸的 Q10值为 1. 53,土壤呼吸的 Q10值为 1. 38;
2004—2005 年冬季生态系统呼吸与土壤呼吸的 Q10值分别为 1. 86,1. 68。 2 个冬季生态系统呼吸的 Q10值均
高于土壤呼吸,这可能是因为植物地上立枯部分及凋落物含有更多易分解的碳,如糖类、淀粉等碳水化合物,
从而使得生态系统呼吸的基质活性高于土壤呼吸[ 20]。
生态系统或土壤呼吸的温度敏感性指数 Q10值随着温度的降低而增加[5-8]。 据此,假设高寒草甸冷冬年
份 CO2释放的 Q10值要高于暖冬年份,冬季 Q10值要高于生长季,而实验结果并没有支持我们的假设,相反,暖
冬年份的生态系统、土壤呼吸的 Q10值均高于冷冬年份。 此外,矮嵩草草甸植物生长季生态系统呼吸的 Q10值
为 2. 0,亦高于 2 个冬季生态系统呼吸的 Q10值[14]。 Q10的变化不仅受温度的影响,还受到土壤水分、基质有效
性、土壤微生物活性等因素的影响以及这些因素的交互作用影响[20]。 例如,温度变化会降低水分有效性,进
而导致呼吸的温度敏感性降低。 有学者观测到一年中相对干旱时期的土壤呼吸、生态系统呼吸的温度敏感性
较低,即归因于水分有效性降低后使得基质通过土壤水膜供给微生物的有效性降低而导致的[21鄄24]。 因此,矮
嵩草草甸出现的生长季生态系统呼吸的 Q10值高于冬季,以及暖冬年份的 Q10值高于冷冬年份与各时段用于
呼吸的基质有效性密切相关。 高寒草甸生长季植物体不同器官的光合产物(碳水化合物)蕴藏丰富,用于自
养呼吸的基质有效性极高,且土壤水分有效性高、微生物活跃。 在这种没有其它生态因子限制的情形下,生态
系统呼吸很可能对温度表现出更高的敏感性,因此,出现较高的 Q10值。 2003—2004 年的冷冬年份,整个通量
观测时段的平均气温为-11. 5 益、土壤 5 cm平均温度-5. 9 益;2004—2005 年暖冬年份通量观测时段的平均
气温、土壤温度则分别为-6. 3、-3. 1 益。 因此,受基质有效性、微生物活性等影响,基于冷冬极低温度下的观
测数据而得到的 Q10要低于暖冬年份的 Q10值。
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2115 摇 生摇 态摇 学摇 报摇 摇 摇 31 卷摇
ACTA ECOLOGICA SINICA Vol. 31,No. 18 September,2011(Semimonthly)
CONTENTS
CO2 emission from an alpine Kobresia humilis meadow in winters WU Qin, HU Qiwu, CAO Guangmin, et al (5107)………………
Effect of cultivation on soil organic carbon and total nitrogen accumulation in Cele oasis croplands and their relation to crop yield
HUANG Caibian, ZENG Fanjiang, LEI Jiaqiang, et al (5113)
…
……………………………………………………………………
Biomass and its allocation of four grassland species under different nitrogen levels
QI Yu, HUANG Yongmei, WANG Yan, et al (5121)
……………………………………………………
………………………………………………………………………………
Small鄄scale spatial patterns of genetic structure in Castanopsis eyrei populations based on autocorrelation analysis in the Tiantai
Mountain of Zhejiang Province QI Caihong, JIN Zexin, LI Junmin (5130)………………………………………………………
Influence of vegetation on frozen ground temperatures the forested area in the Da Xing忆anling Mountains, Northeastern China
CHANG Xiaoli,JIN Huijun,YU Shaopeng,et al (5138)
………
……………………………………………………………………………
Analysis of stable carbon isotopes in different components of tree rings of Pinus sylvestris var. mongolica
SHANG Zhiyuan, WANG Jian, CUI Mingxing, et al (5148)
……………………………
………………………………………………………………………
Retrieval of leaf area index for different grasslands in Inner Mongolia prairie using remote sensing data
LIU Yibo, JU Weimin, ZHU Gaolong, et al (5159)
………………………………
………………………………………………………………………………
Decomposition of lotus leaf litter and its effect on the aquatic environment of the Beili Lake in the Hangzhou West Lake
SHI Qi, JIAO Feng, CHEN Ying, et al (5171)
……………
……………………………………………………………………………………
Effects of fire disturbance on greanhouse gas emission from Larix gmelinii鄄Carex schmidtii forested wetlands in XiaoXing忆an
Mountains, Northeast China YU Lili, MU Changcheng, GU Han, et al (5180)…………………………………………………
Wetland landscape transition pattern of Lianbo Beach along the Middle Yellow River
GUO Donggang,SHANGGUAN Tieliang,BAI Zhongke,et al (5192)
…………………………………………………
………………………………………………………………
Effect of revegetation on functional groups of soil organic carbon on the Loess Plateau
LI Ting, ZHAO Shiwei,ZHANG Yang, et al (5199)
…………………………………………………
………………………………………………………………………………
Soil organic and inorganic carbon contents in relation to soil physicochemical properties in northeastern China
ZU Yuangang, LI Ran, WANG Wenjie, et al (5207)
………………………
………………………………………………………………………………
Characteristics of soil respiration in fallow and its influencing factors at arid鄄highland of Loess Plateau
GAO Huiyi, GUO Shengli, LIU Wenzhao (5217)
………………………………
…………………………………………………………………………………
Soil microbial functional diversity between rhizosphere and non鄄 rhizosphere of typical plants in the hilly area of southern Nixia
AN Shaoshan,LI Guohui,CHEN Liding (5225)
……
……………………………………………………………………………………
Differences in the surface palynomorph assemblages on a karst mountain and rocky desertification areas: a case in Nanchuan
District,Chongqing HAO Xiudong, OUYANG Xuhong,XIE Shiyou (5235)………………………………………………………
Ash content and caloric value in the leaves of Sinocalycanthus chinensis and its accompanying species
JIN Zexin, LI Junmin, MA Jine (5246)
………………………………
……………………………………………………………………………………………
Uptake kinetic characteristics of Cu2+by Salix jiangsuensis CL J鄄172 and Salix babylonica Linn and the influence of organic acids
CHEN Caihong, LIU Zhikun, CHEN Guangcai, et al (5255)
…
………………………………………………………………………
Introduction of TaNHX2 gene enhanced salt tolerance of transgenic puna chicory plants
ZHANG Lijun,CHENG Linmei,DU Jianzhong,et al (5264)
………………………………………………
…………………………………………………………………………
Effects of air humidity and soil water deficit on characteristics of leaf cuticular waxes in alfalfa (Medicago staiva)
GUO Yanjun, NI Yu,GUO Yunjiang, et al (5273)
…………………
…………………………………………………………………………………
Influence of water storage capacity on yield of winter wheat in dry farming area in the Loess Plateau
DENG Zhenyong, ZHANG Qiang, WANG Qiang, et al (5281)
…………………………………
……………………………………………………………………
Research of dynamic variation of moisture in apple orchard soil in the area of Xianyang in recent years
ZHAO Jingbo, ZHOU Qi, CHEN Baoqun, et al (5291)
………………………………
……………………………………………………………………………
Volatile oil contents correlate with geographical distribution patterns of the miao ethnic herb Fructus Cinnamomi
ZHANG Xiaobo,ZHOU Tao,GUO Lanping,et al (5299)
……………………
……………………………………………………………………………
Effect of environmental factors on growth of Chlorella sp. and optimization of culture conditions for high oil production
DING Yancong, GAO Qun, LIU Jiayao, et al (5307)
………………
………………………………………………………………………………
The effects of substrates on locomotor performance of two sympatric lizards, Takydromus septentrionalis and Plestiondon chinensis
LIN Zhihua, FAN Xiaoli, LEI Huanzong, et al (5316)
……
……………………………………………………………………………
Guild structure of wintering waterbird assemblages in shallow lakes along Yangtze River in Anhui Province, China
CHEN Jinyun, ZHOU Lizhi (5323)
…………………
…………………………………………………………………………………………………
Phylogenetic diversity analysis and in situ hybridization of symbiotic Oxymonad flagellates in the hindgut of Reticulitermes chinensis
Snyder CHEN Wen, SHI Yu, PENG Jianxin, et al (5332)………………………………………………………………………
An entropy weight approach on the comprehensive evaluation of the Pearl River Delta Nature Reserve
ZHANG Linying, XU Songjun (5341)
………………………………
………………………………………………………………………………………………
Review and Monograph
On planning method of mesoscale and microscale ecological land RONG Bingling, LI Dong, XIE Yingxia (5351)……………………
Effects of land use change on soil organic carbon:a review CHEN Zhao,L譈 Changhe,FAN Lan,et al (5358)………………………
Marine phytoplankton and biological carbon sink SUN Jun (5372)………………………………………………………………………
Effect of permafrost degradation on methane emission in wetlands: a review
SUN Xiaoxin, SONG Changchun, WANG Xianwei, et al (5379)
……………………………………………………………
…………………………………………………………………
A review on the effects of biogenic elements and biological factors on wetland soil carbon mineralization
ZHANG Linhai, ZENG Congsheng, TONG Chuan (5387)
………………………………
…………………………………………………………………………
A review of studies using ecological network analysis LI Zhongcai, Xu Junyan, WU Changyou, et al (5396)…………………………
Scientific Note
Dynamics of age structures on Agropyron michnoi and Leymus chinensis in different communities
JIN Xiaoming, AI Lin, LIU Jidong, et al (5406)
………………………………………
…………………………………………………………………………………
The impact of thematic resolution on NDVI spatial pattern HUANG Caixia, LI Xiaomei, SHA Jinming (5414)………………………
2009 年度生物学科总被引频次和影响因子前 10 名期刊绎
(源于 2010 年版 CSTPCD数据库)
排序
Order
期刊
Journal
总被引频次
Total citation
排序
Order
期刊
Journal
影响因子
Impact factor
1 生态学报 11764
2 应用生态学报 9430
3 植物生态学报 4384
4 西北植物学报 4177
5 生态学杂志 4048
6 植物生理学通讯 3362
7
JOURNAL OF INTEGRATIVE
PLANT BIOLOGY
3327
8 MOLECULAR PLANT 1788
9 水生生物学报 1773
10 遗传学报 1667
1 生态学报 1. 812
2 植物生态学报 1. 771
3 应用生态学报 1. 733
4 生物多样性 1. 553
5 生态学杂志 1. 396
6 西北植物学报 0. 986
7 兽类学报 0. 894
8 CELL RESEARCH 0. 873
9 植物学报 0. 841
10 植物研究 0. 809
摇 绎《生态学报》 2009 年在核心版的 1964 种科技期刊排序中总被引频次 11764 次,全国排名第 1; 影响因
子 1郾 812,全国排名第 14;第 1—9 届连续 9 年入围中国百种杰出学术期刊; 中国精品科技期刊
摇 摇 编辑部主任摇 孔红梅摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 执行编辑摇 刘天星摇 段摇 靖
生摇 态摇 学摇 报
(SHENGTAI摇 XUEBAO)
(半月刊摇 1981 年 3 月创刊)
第 31 卷摇 第 18 期摇 (2011 年 9 月)
ACTA ECOLOGICA SINICA
摇
(Semimonthly,Started in 1981)
摇
Vol郾 31摇 No郾 18摇 2011
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