地上地下生物量分配格局

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补充1
辛普森指数
Interdune lowlands
0.80 0.70 0.60
Dunes
Aa
IAE
Aa Aa
Ba Bb
Sinpson indix
0.50 0.40 0.30 0.20 0.10 0.00 Active dune Semi-stabilized dune Stabilized dune
科尔沁沙地 不同沙丘类型及丘间低地 地上地下生物量分配格局
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研究背景和目的
研究背景和目的
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生物量分配是生物多样性保护、生态恢复和固碳潜力研 究的核心问题(Nishizuka 1988; Higgins 2002)，环境 异质性是影响植物生物量分配的重要因素(Steiner et al, 1991; Hutchings et al, 2004)，进而影响整个碳 库储量的变化。
土壤有机质的测定（重铬酸钾外烧法）
B ′=B×45%
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结果
结果与分析
一、风沙活动导致地上地下生物量再分配
AGB
100% 90% 80% 70%
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BGB
Percentage %
60% 50% 40% 30% 20% 10% 0%
ILA
ILSS
ILS
A
SS
S
Different dune types and interdune lowlands
设计与方法
异质性生境类型选择
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莎草 白草
Active dune
虫实 差巴嘎蒿 白草 Semi-stabilized dune
虫实 绿珠藜
Stabilized dune
沙米 ILA
荩草 莎草 狗尾草 ILSS
虫实 绿珠藜 狗尾草 ILS
设计与方法
测量与计算指标
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土壤容重(g/cm3) = W/V 土壤含水量（%），105℃烘干 生物量碳 辛普森指数
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1）风沙活动导致植物地上地下生物量的再分配； 2）异质性影响地上地下生物量的分配差异; 3）土壤碳库是沙丘碳库的主要组分； 4）流动沙丘的固碳潜力。
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设计与方法
设计与方法
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研究地点
科尔沁沙地位于内蒙 古东部的西辽河中下 游，成为沙漠化最为 严重的地区之一。沙 地面积大约5.06万平 方千米，是中国最大 的沙地。
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结论与讨论
结论与讨论
一、风沙活动影响植物生物量分配格局

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受风沙活动影响，植物倾向于把更多的生物量分配与地下， 同时在地下生物量的分配方面，深层土壤（＜20 cm）的比 重较高。 优越生境 更多的用于生长（AGB）
环境因子
AGB/BGB
干扰生境 更多的用于生存（BGB）
结论与讨论
结果与分析
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1）沙丘生态系统中土壤碳占碳库总量的93%以上，区间 为[93.81%，98.80%]。 2）与不同沙丘类型相比，丘间低地的土壤碳比例相对稳 定，最低为96.49%，最高也仅到97.32%，和丘间低地的 群落异质性基本吻合。 3）碳储量方面，随着流动沙丘向固定沙丘的转化，碳储 量有显著性增加，固定沙丘的碳储量增长为流动沙丘的4 倍；丘间低地层面，ILS和ILSS均显著高于ILA，碳储量 高于ILA约2倍。
Cb
Different dune types
• 不同沙丘类型间，辛普森指数（D）沿着荒漠化的趋势来自百度文库减：固定沙丘
（D=0.55）＞半固定沙丘（D=0.30）＞流动沙丘（D=0.07）。不同丘 间低地D值都要在0.4以上，一般都要显著高于不同沙丘 (p＜0.05)。
55.71±24.57a
(2.52%) 80.07±95.46a (1.77%) 45.72±15.70a (1.04%)
2125.50±827.69b
2203.09±818.92b (96.49%) 4396.68±1593.63a 4521.58±1566.17a (97.24%) 4261.06±1304.53a 4378.32±1328.25a (97.32%) 1:0.64 1:1.79 1:2.55
环境异质性
影响
再分配 生物量分配 碳库储量
研究背景和目的

中国是沙漠化较严重的国家之一，沙漠总面积约130 万平方千米，约占全国土地面积的13％左右。八大沙 漠和四大沙地遍布中国北方干旱半干旱地区。
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研究背景和目的

不同沙丘类型具有更高的异质性，特别是其特殊生 境——丘间低地对环境的响应尤为明显，对其生境 的破坏就会导致生物量的重新分配，进而影响到碳 库格局以及沙丘生态系统的固碳潜力。 基于以上分析，特提出以下四个科学问题：
ILA
结论与讨论
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四、土壤和丘间低地是沙丘生境的主要碳库


1）土壤是最主要的碳库（carbon pool） 陆地土壤所含的碳总量大概是植被的2-3倍(Post and Kwon, 2000) ，如森林生态系统超过2/3的碳储备在土壤中(Dixon, 1994) ，而沙丘生态系统中土壤碳占碳库总量的93%以上， 区间为【93.81%，98.80%】。 2）丘间低地的固碳潜力要高于沙丘 ILA的固碳能力与固定沙丘大致接近，但ILSS和ILSS的固碳 量要显著高于固定沙丘（是其将近2倍）。
21.88±6.57c
ILA 10.73±5.38b 11.15±6.21b (0.99%) 44.83±18.96b ILSS 19.34±13.79ab 25.50±13.53ab (0.99%) 71.54±19.11a ILS 33.04±17.86a 38.50±17.17a (1.62%)
结果与分析
二、碳库比例构成
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PLOTS PLANT LITTER AGB 2.07±0.85b A 1.20±0.72b 0.86±0.40b (0.40%) 32.13±21.05a SS 22.66±23.83ab 9.47±10.51b (2.89%) 47.88±26.67a S 26.42±26.29a 21.46±8.29a (2.11%) PLOTS PLANT LITTER AGB (2.14%) BGB (95.75%) SOIL Total Carbon AGB/BGB (3.30%) 48.56±17.39a (93.81%) 2174.16±735.96a 2270.60±747.24a 1:1.01 (0.80%) 36.74±26.00a (98.80%) 1043.77±304.52b 1112.64±287.71b 1:1.14 BGB 4.12±7.12b SOIL 511.94±94.58c 518.13±96.14c 1:1.99 Total Carbon AGB/BGB
二、异质性影响植物生物量分配差异

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与不同沙丘类型相比，丘间低地的生物量分配差异较小，可 保持较高的稳定性；不同沙丘类型间的生物量分配则存在显 著差异。
异质性高 生物量分配有着显著差异 异质性 AGB/BGB 异质性低 生物量分配差异亦不大
结论与讨论
IAE
三、草地沙化导致了土壤碳库的减少

若流动沙丘恢复为固定沙丘，碳库储量将变为原来4倍；同 时，ILA也随之成为为ILSS，碳库储量将增长至ILA的2倍， 流动沙丘的8倍。 固定沙丘 ILS 流动沙丘
• 无论是A还是ILA，其地下生物量BGB的比例均要高于其他情形，且总体 上随着沙丘固定程度的增加，BGB的比例有减小的趋势。
结果与分析
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• 0-20 cm固定沙丘的根系碳储量占BGB总量50%以上；0-20 cm半固定和
流动沙丘的根系碳储量仅占BGB总量约20%；0-20 cm各丘间低地ILA、 ILSS和ILS的根系碳储量占BGB总量的40%。