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       面积达 250 万平方公里 平均海拔 4000 米以上 的青藏高原，广泛分布着 以 高寒草地 为主的陆地生态系统 为主的陆地生态系统 为主的陆地生态系统 为主的陆地生态系统 为主的陆地生态系统 （高寒草甸、 原（高寒草甸、 原（高寒草甸、 原（高寒草甸、 原（高寒草甸、 原（高寒草甸、 原高寒 荒漠草原、高寒 湿地等 ，共约 160 万平方公里 ），干旱和半地区的 高寒草原 以 70 万平方 公里 的面积居首 。受制于 当地低温 和干旱的 干旱的 双重限制，高寒草地对气候变化 双重限制，高寒草地对气候变化 双重限制，高寒草地对气候变化 双重限制，高寒草地对气候变化 双重限制，高寒草地对气候变化 双重限制，高寒草地对气候变化 双重限制，高寒草地对气候变化 和人类活动干扰极为敏感。然而， 和人类活动干扰极为敏感。然而， 在气候变化和 气候变化和 气候变化和 人类活动干扰加剧情境下， 人类活动干扰加剧情境下， 人类活动干扰加剧情境下， 人类活动干扰加剧情境下， 人类活动干扰加剧情境下， 人类活动干扰加剧情境下， 我们对高寒生态系统 将作何响应和反馈 将作何响应和反馈 将作何响应和反馈 将作何响应和反馈 还所知甚少 还所知甚少 还所知甚少 。本文旨在揭示 本文旨在揭示 本文旨在揭示 高寒 草地 生态系统呼吸 、CH 4和 N2O通量 特征 ，及其对模拟 氮沉降和围栏禁牧的响应。
      依托位于 高原腹地的 纳木错综合观测研究站（以下简称“”） 纳木错综合观测研究站（以下简称“”） 纳木错综合观测研究站（以下简称“”） 纳木错综合观测研究站（以下简称“”） ，首 先在高寒草原开展了温室气体 排放 /吸收 的连续 定位观测 （生态系统呼吸 、CH 4和 N2O通量 ），并后续涵盖了高寒草甸和 沼泽化草甸 两种高寒草地 。在此基 础上 ，重点 以高寒草原 为研究对象，分别开展了 为研究对象，分别开展了 为研究对象，分别开展了 为研究对象，分别开展了 为研究对象，分别开展了 为研究对象，分别开展了 模拟多梯度氮沉降 控制 实验， 以及 禁牧 /放牧样地 的对比 研究 。在连续 4年生长季 期间（ 期间（ 2009 年－ 2012 年） 统一采用静态箱－气相色谱法 ，定期测了 生态系统呼吸 及 CH 4和 N2O通量 。 基于 多个生长季 的野外 定位 观测 资料 ，获得如下研究结果：
      1. 连续三个生长季的观测发现 高寒草原 生态系统呼吸强度 和 N2O排放均 较低 （分别为 132.7±20.1 32.7±20.1 mg.COmg.COmg.CO mg.CO2.m -2.h -1和 0. 14±0.3 4±0.3 8 μg.N μg.N μg.N 2O.mO.m -2.h -1），但却具 ），但却具 ），但却具 ），但却具 有较高的 CH 4吸收能力（－ 吸收能力（－ 吸收能力（－ 60.01±7.1 μg.CH 60.01±7.1 μg.CH 60.01±7.1 μg.CH 60.01±7.1 μg.CH 60.01±7.1 μg.CH 60.01±7.1 μg.CH 4.m -2.h -1），是青藏高原重要的 ），是青藏高原重要的 ），是青藏高原重要的 ），是青藏高原重要的 ），是青藏高原重要的 ），是青藏高原重要的 CH 4汇。 高寒草甸 具有中等的 生态系统呼吸 强度和较弱的 CH 4吸收能力（分别为 274.4±29.8 mg.CO 274.4±29.8 mg.CO 274.4±29.8 mg.CO274.4±29.8 mg.CO 274.4±29.8 mg.CO2.m -2.h -1和 40.6±7.2 μg.CH 40.6±7.2 μg.CH 40.6±7.2 μg.CH 40.6±7.2 μg.CH 40.6±7.2 μg.CH 4.m -2.h -1），但却排放了较多的 ），但却排放了较多的 ），但却排放了较多的 ），但却排放了较多的 ），但却排放了较多的 ），但却排放了较多的 N2O（3.49±0.94 μg.N 3.49±0.94 μg.N 3.49±0.94 μg.N 3.49±0.94 μg.N 3.49±0.94 μg.N 2O.mO.m -2.h -1）。 沼泽化草甸 1内地形复杂，具有最高的 生态系统 呼吸强度 呼吸强度 呼吸强度 呼吸强度 （564.8±55.3 564.8±55.3 mg.COmg.CO mg.CO2.m -2.h -1），总体是 ），总体是 ），总体是 ），总体是 ），总体是 CH 4的弱源（ 的弱源（ 的弱源（ 的弱源（ 110.4±20.7 110.4±20.7 110.4±20.7 μg.CH μg.CH μg.CH μg.CH 4.m -2.h -1）， N2O排放量也较低 （1.17±2.54 μg.N 1.17±2.54 μg.N 1.17±2.54 μg.N 1.17±2.54 μg.N 1.17±2.54 μg.N 2O.mO.m -2.h -1）。三种高寒生 态系统 生态系统呼吸 均对温度变化 较为 敏感（除个别年份， 敏感（除个别年份， 敏感（除个别年份， 敏感（除个别年份， 敏感（除个别年份， Q10 值均大于 2.0 ）， 而在高寒草原和甸的 CH 4吸收过程 主要 受土壤水分 调节。
       2. 在高寒草原 开展的 多梯度氮沉降 控制 实验， 探讨了 温室气体排放 /吸收 量与氮输入之间的关系 。梯度氮输入 显著 促进了高寒草原的 促进了高寒草原的 促进了高寒草原的 促进了高寒草原的 生态系统 呼吸（2010 年 N160 处理增加 为 26 .4 %，2011 2011年为 23 .2 %）；同时，还通过 促进 低 温时段的 生态系统呼吸 ，降低 其对温度 变化 的 敏感性（更低Q10 值）， 值）， 这表 明生态系统呼吸 的温度敏感性对氮素存在依赖，且输入生长季两端 的温度敏感性对氮素存在依赖，且输入生长季两端 的温度敏感性对氮素存在依赖，且输入生长季两端 的温度敏感性对氮素存在依赖，且输入生长季两端 的温度敏感性对氮素存在依赖，且输入生长季两端 的温度敏感性对氮素存在依赖，且输入生长季两端 的温度敏感性对氮素存在依赖，且输入生长季两端 的温度敏感性对氮素存在依赖，且输入生长季两端 的温度敏感性对氮素存在依赖，且输入生长季两端 的温度敏感性对氮素存在依赖，且输入生长季两端 的温度敏感性对氮素存在依赖，且输入生长季两端 的温度敏感性对氮素存在依赖，且输入生长季两端 的温度敏感性对氮素存在依赖，且输入生长季两端 的温度敏感性对氮素存在依赖，且输入生长季两端 的 生态系统呼吸 影响更强（春季和秋） 。
       3. 高寒草原土壤对 CH 4的吸收能力被 梯度 氮输入 削弱 （2010 年N160 处理 为 22.0 %，2011 2011年达26.5 %）。分析 还发现， CH 4吸收能力与 NO3−呈现非线性关系， NO3−浓度在 7 mg. 7 mg.7 mg.kg-1左右 CH 4吸收能力达到最大， NO3−浓度过低或高均不利 于CH 4的氧化 吸收 过程 。
       4. 在氮输入不断加大的情景下， N2O排放量有了 显著 的提高 ，但 N2O排 放因子 却在 不断下降 （2010 年 N10 处理的排放因子为 0.68% ，而 N160 处理仅 为 0. 10 %；2011 2011年 N10处理排放因子为 0. 56 %，而 N160 处理仅 为 0.1 0%）。因 此， 由于受可获得性碳的限制， 氮沉降对 N2O排放的促进并不会随氮沉降 量 或持续 时间 而出现线性 增长 。
       5. 在高寒草原自由放牧样地和围栏禁对比研究发现 在高寒草原自由放牧样地和围栏禁对比研究发现 在高寒草原自由放牧样地和围栏禁对比研究发现 在高寒草原自由放牧样地和围栏禁对比研究发现 ，围栏禁牧已 经极大地 促进了 高寒草原 地上生物量，改变了其种组成结构； 地上生物量，改变了其种组成结构； 地上生物量，改变了其种组成结构； 地上生物量，改变了其种组成结构； 地上生物量，改变了其种组成结构； 地上生物量，改变了其种组成结构； 地上生物量，改变了其种组成结构； 地上生物量，改变了其种组成结构； 地上生物量，改变了其种组成结构； 地上生物量，改变了其种组成结构； 并影响了土 壤特性，造成土容重 壤特性，造成土容重 壤特性，造成土容重 壤特性，造成土容重 壤特性，造成土容重 降低和 pH 升高 。围栏禁牧 。围栏禁牧 。围栏禁牧 总体 使退化高寒草原 进入恢 复演替过程。围栏禁牧没有改变 生态系统呼吸 、CH 4吸收和 N2O通量的季节 规律，但它却降低了 规律，但它却降低了 规律，但它却降低了 规律，但它却降低了 规律，但它却降低了 CO 2 排放对温度的敏感性，同时显著地提高了 排放对温度的敏感性，同时显著地提高了 CH 4吸收 能力（ 能力（ 17.8 －33.8% ），围栏禁牧 的实施将 从对气候变暖 起到一定的缓解作用。
        总之， 基于 在纳木错站 连续数个生长季的原位观测 ，发现 高寒草原 具有 生 态系统呼吸 和 N2O排放 较弱， CH 4吸收较强的特征 ，是重要的 CH 4汇。模拟 汇。模拟 汇。模拟 氮沉降 促进 了生态系统 呼吸 和 N2O排放， 排放， 但二者 排放量 与氮输入量之前呈 非 线性关系 ；同时，模拟 氮沉降显著削弱 了高寒草原 对 CH 4的吸收能力 ，CH 4吸收在 NO3−约为 7 mg. 7 mg.7 mg.7 mg.kg-1时达到最大 。氮 输入量（或 NO3−）与三种温室气体 排放 /吸收量之间的关系，表明生态统响应非线性过程 。目前 大规模实施 的围栏禁牧和退还草工程 的围栏禁牧和退还草工程 ，在保护和恢复草场的同时，也能促进 在保护和恢复草场的同时，也能促进 在保护和恢复草场的同时，也能促进 在保护和恢复草场的同时，也能促进 在保护和恢复草场的同时，也能促进 在保护和恢复草场的同时，也能促进 在保护和恢复草场的同时，也能促进 在保护和恢复草场的同时，也能促进 在保护和恢复草场的同时，也能促进 高寒草原 CH 4吸收并降低 生态系统呼吸的 温度敏感性，对 气候变暖进程 形成 负反馈 。