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锡林河流域温带草地植物VOC释放及其对草地生态系统碳循环的贡献

何念鹏  
【摘要】:植物源挥发性有机碳化合物(Volitale organic compounds, VOC)是大气VOC的主要来源,与对流层大气质量、大气化学密切相关。鉴于温带草地的分布范围很广,草地植物VOC释放潜力某种程度上影响植物源VOC的总释放量。另外,植物源VOC也是光合作用固定碳素的损失方式之一,可能在特定区域或生态系统中具有重要意义。基于上述想法,本文设计了四个方面的实验作为研究内容:1) 温带草地物种水平VOC释放潜力、及其与植物功能群的关系?2)沙地植物物种水平VOC释放潜力、及其与植物功能群的关系?3)沙地植物-草地植物VOC释放潜力存在显著性差异吗?4)温带典型草地和退化草地的VOC释放速率如何?在生态系统水平,植物源VOC对温带草地碳循环的贡献多大? 在所测定的175种温带草地植物中,不同植物间异戊二烯和单萜释放潜力差异很大; 除少数物种外,大多数植物的异戊二烯和单萜释放潜力都较低,尤其是典型草地的优势物种。在此基础上,作者探讨了分类学赋值方法对温带草地植被的可行性,并初步建立了锡林河流域温带草地植物的VOC释放目录(共277种植物)。另外,温带草地植物的异戊二烯和单萜释放潜力与植物功能群(植物生活型和水分功能群)具有一定的联系,尤其是植物生活型。总的来说,温带草原的优势生活型(物种),即多年生根茎禾草(或多年生丛生禾草),具有较低的异戊二烯和单萜释放潜力。各水分功能群间差异不显著,但中旱生植物、旱中生植物(温带草原的优势功能群),具有较低的异戊二烯、单萜释放潜力。因此,温带草原退化过程中,那些具有较高VOC释放潜力的植物,重要性将会增加。 沙地植物种类组成非常丰富,不同物种间的异戊二烯和单萜释放潜力变异也很大。另外,沙地植物的异戊二烯和单萜释放潜力与其功能群间关系较密切,不同植物生活型间差异显著; 其中也以多年生根茎禾草、多年生从生禾草的释放潜力最低,而乔木的释放潜力相对最高; 该结论基本与草地的研究结论一致。然而,沙地植物的异戊二烯和单萜释放潜力与其水分功能群的关系比较模糊,中生植物具有更高的释放潜力,湿生植物的释放潜力较小。 通过对比沙地植物和草地植物的释放潜力,发现沙地植物的异戊二烯和单萜


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