北京理加联合科技有限公司

LICA United Technology Limited

服务热线: 13910499761 010-51292601
企业邮箱
应用支持 Application Support
News 应用支持

土壤呼吸 | 放牧强度如何影响草原碳汇?希拉穆仁草原研究揭示深层土壤碳的流失风险

日期: 2026-03-03
浏览次数: 74


土壤呼吸 | 放牧强度如何影响草原碳汇?希拉穆仁草原研究揭示深层土壤碳的流失风险

在全球碳循环的宏大网络中,草原是沉默却关键的“碳仓”。它覆盖了地球陆地面积的三分之一,储存着约34%的陆地有机碳,对维持气候稳定、生态平衡和生物多样性具有不可替代的作用。

然而,随着放牧压力的不断增加,这一“碳仓”正面临被重新塑造的风险。在我国北方地区,放牧是草原利用的主要方式。适度放牧可以促进牧草更新、提高土壤养分循环效率,被视为维持草原生态系统活力的重要手段。

但另一方面,过度放牧会导致植被退化、土壤板结、碳储量下降,甚至触发荒漠化过程。

最近,一项发表在《Journal of Environmental Management》上的研究,以内蒙古的希拉穆仁草原为对象,通过长期的野外实验,深入揭示了不同放牧强度如何像一只“无形的手”,影响着地上的植被和地下的碳循环。

土壤呼吸 | 放牧强度如何影响草原碳汇?希拉穆仁草原研究揭示深层土壤碳的流失风险

 

图1.研究框架

研究方法:一场持续六年的放牧强度实验

实验设计:从2018年起至采样年份,每年5月1日至10月31日进行连续放牧。

CK(对照组):完全不放牧,让草地自然恢复;

LG(轻度放牧):每公顷每月1.5只羊;

MG(中度放牧):每公顷每月3.0只羊;

HG(重度放牧):每公顷每月4.5只羊;

采样区设置:每个放牧强度样地选择九个采样点,设置0.5 m × 0.5 m的样方测定植被盖度;

监测方法:

采集不同深度(0-10 cm、10-20 cm、20-40 cm)的土壤样本,分析土壤容重、孔隙度、含水量、土壤酶活性及氮、磷、钾的含量等数据;

土壤碳通量的测量使用了PS-9000便携式土壤碳通量自动测量系统(北京理加联合科技有限公司),该系统结合温度传感器进行长期监测。该测量系统能够精准测量不同放牧强度下的碳通量变化,支持连续、无人值守的土壤碳流动监测,帮助研究人员捕捉土壤碳的日变化与季节动态。

土壤呼吸 | 放牧强度如何影响草原碳汇?希拉穆仁草原研究揭示深层土壤碳的流失风险

 

图2. 植被覆盖度(%)和植物有机碳含量(%)

 

土壤呼吸 | 放牧强度如何影响草原碳汇?希拉穆仁草原研究揭示深层土壤碳的流失风险

 

图3. 土壤碳通量和温度。

土壤呼吸 | 放牧强度如何影响草原碳汇?希拉穆仁草原研究揭示深层土壤碳的流失风险

 

图4 (i). 土壤碳组分含量和土壤碳储量。

土壤呼吸 | 放牧强度如何影响草原碳汇?希拉穆仁草原研究揭示深层土壤碳的流失风险

 

图5 (ii). 土壤有机碳(SOC)含量和碳氮比。

土壤呼吸 | 放牧强度如何影响草原碳汇?希拉穆仁草原研究揭示深层土壤碳的流失风险

 

图6. 相关性图,分段结构方程模型(SEM)展示了植被、土壤养分、酶活性、土壤环境指标和土壤碳通量对土壤碳组分的影响。红色和蓝色实线分别表示显著正相关和负相关关系,黑色虚线表示非显著关系。线宽表示效应显著性的程度,*表示P < 0.05,**表示P < 0.01,***表示P < 0.001。

主要发现

植被:放牧强度决定“草”的命运

轻度放牧刺激草地更新,中度放牧平衡生物量与碳积累;

重度放牧显著降低植被覆盖度(下降37.7%),但植株碳含量反升——说明植物在“压力”下重新分配了碳资源。

土壤:结构与养分的再平衡

总氮含量(TN)在重度放牧下降低30%,但速效钾(AK)显著上升;

适度放牧区的β-纤维素酶活性提升超过15%,表明碳分解–再生循环被激活。

碳储量:中度放牧最“划算”

土壤有机碳储量(SOC)随放牧强度增加而上升;

中度放牧(MG)使SOC储量提高13.8%,C:N比提高77.5%,说明此强度下碳积累最稳定、碳循环效率最高。

研究结论与管理建议

1、连续6年放牧实验表明:草原碳储量随放牧强度先增后稳,中度放牧是最佳平衡点。

2、适度放牧可增强土壤酶活与碳固定能力,促进植被碳氮循环。

3、过度放牧会破坏地表结构,减少活性碳组分,削弱草原碳汇功能。

4、推荐管理策略:

· 实施中度放牧(约3只羊/公顷·月);

· 结合季节性轮牧与适时休牧;

· 动态监测土壤碳通量与SOC储量,以碳汇提升为目标优化放牧制度。

 

科学放牧,不仅关乎牧民的生计,更关乎地球的呼吸

发表期刊:Journal of Environmental Management【影响因子:8.4】

研究单位:山东农业大学、黄河流域土壤-水-森林-草地生态保护协同创新中心等

研究地点:内蒙古自治区北部达茂旗东南部的希拉穆仁典型荒漠草原

使用设备:PS-9000便携式土壤碳通量自动测量系统


News / 相关新闻 More
2026 - 08 - 31
研究背景干旱区森林的植物水文过程是区域水循环的重要组成部分,不仅影响群落结构、生态功能和生产力,也关系到区域物质与能量平衡。作为干旱生态系统最主要的水分输入,降水具有显著的季节差异和有限的时间可利用性。天山北麓针叶林是典型的寒温带森林,春夏降雨较为充沛,冬季寒冷漫长,降雪量较大且积雪持续时间较长,形成了独特的季节性水分供给格局。然而,在这一降水时空格局下,植物在生长季对夏季降雨与冬季来源水分的相对利用程度仍不清楚。基于此,新疆大学常顺利老师团队联合新疆生产建设兵团等团队,以天山北坡的异果小檗和黑果栒子为研究对象,借助稳定同位素技术,解析不同季节降水对土壤补给及灌木用水的贡献,为认识干旱区山地森林的水分利用策略及其对气候变化的响应提供了数据支撑。相关成果发表于《Journal of Hydrology: Regional Studies》。 图1.研究区及采样样地的位置。a为中国及天山山脉的...
2026 - 08 - 24
小麦蛋白质含量直接影响面粉的加工品质与经济价值。传统凯氏定氮法虽准确,但耗时且会破坏样品,难以满足快速检测需求。近红外高光谱成像为蛋白质无损估算提供了新方法,但海量波段也带来了较高的数据处理和设备成本。因此,如何筛选少量关键波长,在简化模型与硬件的同时保持估算精度,成为推动该技术实际应用的关键。针对这一问题,印度科学与创新研究院与澳大利亚皇家墨尔本理工大学联合团队利用高光谱成像技术,结合混合波长筛选与光谱分箱方法,从147个波长中锁定6个关键波长,实现了小麦蛋白质含量的准确估算,相关成果发表于《Food Chemistry》。 图1.实验流程:数据处理、光谱预处理、波长选择、光谱分箱及模型构建。实验设计研究团队采集了2021至2022年度印度5个小麦主产区的621份样本,蛋白含量覆盖9.5%至17.25%的宽幅范围。采用Resonon Pika NIR-320高光谱成像仪获取光谱数据,每份...
2026 - 08 - 24
研究背景多年冻土区CH₄排放是全球变暖的重要潜在正反馈,但已有研究和模型大多以CH₄通量与温度呈单调响应为基本假设,对CH₄产生/氧化过程可能存在的非线性阈值特征、以及升温—降温季节间水热条件的不对称性关注较少。这提示相同温度在升温相与降温相可能对应不同的通量状态(即“滞后效应”),但这一现象在水文异质性较强的森林—湿地过渡带此前尚缺乏长期原位证据的检验。为此,哈尔滨师范大学臧淑英老师团队依托中国东北大兴安岭北极镇,开展两年高频监测,系统检验CH₄通量的相位依赖性温度阈值及其水文—微生物调控机制,成果发表于《Journal of Forestry Research》。图1.研究区域、样地位置和实验装置。研究方法研究区位于中国东北大兴安岭北极镇,地处欧亚多年冻土带南缘,多年冻土退化剧烈;设置三个关键采样期:活动层融化初期(5 月初)、生长旺季(7 月中旬)、土壤冻结前期(10 月末)。每个生...
2026 - 08 - 17
研究背景生物多样性如何影响入侵,是生态学的核心议题。经典理论认为物种丰富的群落更能抵御外来入侵,但这一认知几乎全部建立在生长季活体植物的研究之上,对植物衰老后凋落物产生的持续影响关注较少。凋落物分解既能释放氮、磷等养分,促进入侵植物生长,也可能携带真菌病原菌,对入侵植物形成生物抑制。这两种相反作用如何共同影响植物入侵,以及本地植物与入侵植物之间的系统发育亲缘关系是否会改变其作用方向,仍有待深入研究。基于此,兰州大学吴纪华老师团队研究以3种入侵菊科植物和12种本土植物凋落物为对象,通过设置不同凋落物多样性、亲缘关系及杀菌处理开展温室实验。结果表明,近缘凋落物主要通过病原菌溢出抑制入侵植物,远缘凋落物则通过养分富集促进其生长,为揭示植物亲缘关系调控多样性—可入侵性关系提供了数据支撑。成果发表于《New Phytologist》。图1.概念图展示了凋落物多样性与入侵性之间潜在机制的关系。研究方法...
关闭窗口】【打印
Copyright ©2018-2023 北京理加联合科技有限公司
犀牛云提供企业云服务

北京理加联合科技有限公司

地址:北京市海淀区安宁庄东路18号光华创业园5号楼(生产研发)
          光华创业园科研楼四层
电话:13910499761 13910124070  010-51292601
传真:010-82899770-8014
邮箱:info@li-ca.com
邮编:100085

 



 


 


  • 您的姓名:
  • *
  • 公司名称:
  • *
  • 地址:
  • *
  • 电话:
  • *
  • 传真:
  • *
  • 电子邮箱:
  • *
  • 邮政编码:
  • *
  • 留言主题:
  • *
  • 详细说明:
  • *
在线留言
关注我们
  • 官方微信
  • 官方手机端
友情链接:
X
1

QQ设置

3

SKYPE 设置

4

阿里旺旺设置

等待加载动态数据...

等待加载动态数据...

5

电话号码管理

  • 010-51292601
6

二维码管理

等待加载动态数据...

等待加载动态数据...

展开