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半干旱沙丘与草甸典型植被类型区大气-叶片-凋落物-土壤连续体碳同位素特征
引用本文:张苗苗,刘廷玺,段利民,王冠丽,杨宇晗.半干旱沙丘与草甸典型植被类型区大气-叶片-凋落物-土壤连续体碳同位素特征[J].生态学报,2022,42(18):7663-7675.
作者姓名:张苗苗  刘廷玺  段利民  王冠丽  杨宇晗
作者单位:内蒙古农业大学水利与土木建筑工程学院, 呼和浩特 010018;内蒙古农业大学水利与土木建筑工程学院, 呼和浩特 010018;内蒙古自治区水资源保护与利用重点实验室, 呼和浩特 010018
基金项目:国家自然科学基金重点国际(地区)合作研究项目、地区项目(51620105003,51869017);内蒙古自然科学基金重点项目(2018ZD05);教育部创新团队发展计划(IRT_17R60)
摘    要:稳定碳同位素技术能够指示生态系统的物质循环与能量流动,根据生态系统碳转移动态,可以探明生态系统中碳循环过程和固碳能力。以科尔沁沙地半流动沙丘固沙植被差巴嘎蒿(Artemisia halodendron)、半流动半固定沙丘固沙植被小叶锦鸡儿(Caragana microphylla)和黄柳(Salix gordejevii Chang),以及在草甸地广泛分布的芦苇(Phragmites australis)与玉米(Zea mays Linn)5种典型植被为研究对象,分析了各植被群落冠层处大气、叶片、凋落物、土壤连续体的δ13C值和碳含量的分布特征及各组分间的关系。结果表明:沙丘植被冠层处大气CO2浓度显著低于草甸植被,受控于土壤水分特征和植物生长特性。在逆境胁迫下,小叶锦鸡儿叶片水分利用效率最高,固碳耗水成本最低。叶片碳含量和δ13C值均受叶片生育期的影响,新叶片潜在碳蓄积能力更强,水分利用效率更高。叶片凋落物δ13C值在不同植被间存在显著差异,说明了植物功能性的驱动作用。随着土壤深度的增加,有机质分解彻底,土壤有机碳含量减小,δ13C值呈偏正的趋势。沙丘土壤δ13C值高于草甸,沙丘土壤有机碳周转速率高于草甸,土壤类型对有机碳周转影响较大。有助于深入理解沙地-草甸相间地区碳循环关键过程,为荒漠化治理提供理论依据。

关 键 词:半干旱地区  稳定碳同位素  碳周转  有机碳  水分利用效率
收稿时间:2021/5/19 0:00:00
修稿时间:2022/4/16 0:00:00

Carbon isotope characteristics of atmosphere-leaf-litter-soil continuum in typical vegetation types of semi-arid sand dune and meadow
ZHANG Miaomiao,LIU Tingxi,DUAN Limin,WANG Guanli,YANG Yuhan.Carbon isotope characteristics of atmosphere-leaf-litter-soil continuum in typical vegetation types of semi-arid sand dune and meadow[J].Acta Ecologica Sinica,2022,42(18):7663-7675.
Authors:ZHANG Miaomiao  LIU Tingxi  DUAN Limin  WANG Guanli  YANG Yuhan
Institution:Water Conservancy and Civil Engineering College, Inner Mongolia Agricultural University, Hohhot 010018, China;Water Conservancy and Civil Engineering College, Inner Mongolia Agricultural University, Hohhot 010018, China;Inner Mongolia Water Resource Protection and Utilization Key Laboratory, Hohhot 010018, China
Abstract:
Keywords:semi-arid areas  Stable Carbon Isotope  carbon cycle  organic carbon  water use efficiency
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