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: 24


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 - 04 - 07
农药精准施用的挑战霜霉病等真菌性病害是全球葡萄生产中的重要威胁。近140年来,铜基抗菌化合物一直是防治植物病原菌的重要手段。然而,在实际操作中因杀菌剂施用不当及农药飘移,不仅造成经济损失,还会引致农业土壤持续污染。当前,水敏纸仍是农药飘移评估的常用方法,但该方法已被证明难以精准表征农药在葡萄园的整体沉积状况。高光谱成像技术凭借非破坏性、信息维度丰富的优势,已成功应用于葡萄品种分类、果实成熟度与品质评估、冠层实时监测等领域,而利用该技术实现叶片表面农药沉积量的定量检测,仍是亟待深入研究的开放性课题。近期,西班牙布尔戈斯大学的研究团队在《Data》发表了一篇Data Descriptor,公开了一个包含372幅葡萄叶片高光谱图像的数据集。该数据集系统揭示了3种杀菌剂在不同浓度和施用条件下的光谱差异,可为精准农业中的农药沉积监测、定量分析以及机器学习模型构建提供重要的数据基础。 图1.机械工作台...
2026 - 04 - 07
研究背景人口增长和农业发展的需求推动氮肥大量施用,虽保障了粮食安全,却给水生环境带来巨大压力。氮肥过量施用后,硝酸盐会通过径流和淋溶作用向地表水体迁移,进而引发水体富营养化、藻类水华、地下水污染等问题。在农业小流域,硝酸盐的迁移主要受暴雨驱动的水文过程影响,暴雨会激活地表与浅层地下径流通道,让土壤快速饱和,进而加快硝酸盐经径流和淋溶向河网的迁移速度。现有研究虽证实了暴雨事件与硝酸盐迁移过程存在关联,但不同暴雨型态在事件尺度上对硝酸盐的具体调控机制,目前仍未明确。为此,华中农业大学史志华老师团队以丹江口库区农业小流域为研究对象,结合高频水文监测与稳定水同位素示踪法,完成20场暴雨事件的原位观测与样品分析,系统阐明不同暴雨峰值模式下硝酸盐的输出途径与规律,相关成果发表于国际权威期刊《Water Research》。该研究为解析暴雨结构对农业流域硝酸盐输出的调控作用提供了精准的数据支撑,在揭示水...
2026 - 03 - 31
研究背景青藏高原作为全球变化敏感区和放大器,近几十年来增温幅度显著高于全球平均水平,其生态系统水热格局和碳循环过程正在发生深刻变化。土壤呼吸是陆地生态系统向大气释放CO₂的主要途径,其强度及变化直接影响生态系统碳收支,并关系到气候变化背景下陆地碳循环反馈的准确评估。然而,在气候敏感的色季拉山,土壤CO₂通量(FCO₂) 如何在日尺度上响应温度与水分的耦合作用?海拔梯度是否真的像传统理论预期的那样,导致通量单调下降?这些问题仍待解答。近期,西藏农牧大学研究团队联合河海大学等团队以青藏高原色季拉山为研究对象,开展了为期两年的原位高频观测研究。其成果发表于知名期刊 《Forests》(2026),研究结果揭示了色季拉山FCO₂非单调的海拔分布格局及其背后的温度主导与水分阈值驱动机制,为优化高寒生态系统碳循环模型及精准评估气候变暖背景下的碳反馈效应提供了重要的科学支撑与数据支持。 图1.研究区域。...
2026 - 03 - 31
研究背景冬枣作为一种营养丰富的功能性水果,其内部品质指标,尤其是可溶性固形物含量(SSC),是决定果实甜度、风味及消费者购买决策的核心因素。传统的SSC检测依赖于破坏性折光法,效率低下且无法满足大规模、无损、在线评估的需求。可见/近红外光谱技术(Vis-NIRS)因其快速、无损的特性,已成为农产品品质检测的主流手段。然而,在实际应用中仍面临因成熟度异质性和测量位置的不确定性导致模型预测结果波动。近日,塔里木大学施明登老师团队在《Journal of Food Composition and Analysis》上发表了一项研究成果,提出了一种结合对比学习与光谱技术的新方法,成功攻克冬枣SSC无损检测中成熟度变异与测量位置不确定性两大技术瓶颈,为冬枣的在线品质监测提供了全新思路。 图1.无损数据采集系统。研究方法样本采集:冬枣采自新疆阿拉尔市塔克拉玛果业有限公司的果园,涵盖4个成熟度阶段(白熟...
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