摘要
中国北方的半干旱温带草原面积约占全国草原的78%，由于长期的不合理利用，使得该区域面临严重的生态问题，为了改善和保护生态环境，我国在农牧交错带实行退耕还草工程，生态系统功能逐渐恢复，温室气体交换通量也随之发生变化。甲烷(CH4)是仅次于二氧化碳(CO2)的第二大温室气体，许多研究表明草地是大气CH4的汇，但是农田转变为草地后，这种汇如何变化尚不清楚。本研究从土壤-大气CH4交换通量角度出发，研究退耕还草的生态功能。以内蒙古农牧交错带退耕还草后的人工草地和常年耕作的农田为研究对象，采用静态暗箱-气相色谱法研究退耕还草对土壤-大气CH4交换通量的影响，为评价退耕还草政策提供更加科学全面的理论依据。人工草地包括连续放牧(Continuous Grazing, CG)、划区轮牧(Rotation Grazing, RG)和禁牧草地(Ungrazed Grassland, UG)三个处理，农田包括玉米地(Corn Field, CF)、土豆地(Potato Patch, PP)和撂荒地(Abandon Land, AL)三个处理。主要研究结果如下： (1)人工草地CH4年平均吸收通量显著小于农田(p＜0.05)。人工草地年平均CH4吸收总量比农田低11.4%~45.3%，表明退耕还草会减少土壤对大气CH4的吸收。 (2)人工草地和农田CH4的吸收量在作物生长期占全年最大比例，但是在作物非生长期CH4吸收量也占全年较高比例(18%~48%)，对全年CH4通量的估算具有重要意义。 (3)土壤温度是影响CH4通量的重要环境因子，人工草地和农田各个处理全年土壤-大气CH4通量与土壤温度呈显著负相关关系(p＜0.05)。土壤湿度也是影响CH4通量的重要环境因子，除了撂荒地AL，其他处理(CG、RG、UG、CF和PP)全年CH4通量与土壤湿度的相关关系均达到显著水平(p＜0.05)。年平均土壤温度和年平均土壤湿度相结合可以解释CH4年累积量的47%。 (4)土壤铵态氮也是人工草地和农田CH4通量的重要影响因子，在研究期内人工草地三个处理(CG、RG和UG)和农田两个处理(CF和PP)CH4通量与土壤铵态氮含量均达到显著性相关关系(p＜0.05)。并且所有处理CH4通量年累积量与年平均土壤铵态氮含量达到极显著正相关关系(p＜0.01)。在研究期内各处理土壤可溶解性有机碳和土壤硝态氮对人工草地和农田CH4通量影响不显著。但是在所有处理中，CH4通量的年累积量与年平均土壤可溶解性有机碳含量呈显著相关关系(p＜0.05)，其与年平均土壤硝态氮含量之间呈显著负相关关系(p＜0.05)。
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