1. 研究目的与意义、国内外研究现状（文献综述）
在全球陆地生态系统中，草地占到了20%(Scurlock and Hall 1998)。在草地生态系统中，放牧是一种主要的土地利用方式(Cao et al. 2004; Lin et al. 2011)。青藏高原上的草地土壤储藏着大量的有机碳，有机碳的微小改变会显著改变空气中二氧化碳浓度，影响着全球气候变化(Bellamy et al. 2005;Cui and Graf 2009)。而放牧活动中，土壤呼吸是二氧化碳流向空气中的首要途径，此种方式的二氧化碳排放是全球二氧化碳排放的25%。 青藏高原是世界上最高的高原，此生态系统对全球气候变化十分脆弱和敏感(Cao et al. 2004)。在中国和东亚地区，青藏高原扮演着最先响应气候变化的重要角色。 国内外的一些研究表明放牧会减少土壤呼吸(Chen et al. 2015)，也会增加土壤呼吸(Cao et al. 2004)，另外对土壤呼吸没有影响(Risch and Frank 2006)。不同研究呈现出不同结果，而目前还没有放牧对土壤呼吸影响的整合分析。因此，我们搜集放牧对土壤呼吸影响有关的文献，完成一个整合分析(McSherry and Ritchie 2013)。整合分析是一种比较不同研究结果的定量方法。在完成整合分析的同时，采集青藏高原东缘地区的土壤，室内培养，测定土壤呼吸，研究青藏高原放牧对土壤呼吸的影响。 References： Bellamy, P. H., P. J. Loveland, R. I. Bradley, R. M. Lark, and G. J. Kirk. 2005. Carbon losses from all soils across England and Wales 1978-2003. Nature 437:245-248. Cao, G., Y. Tang, W. Mo, Y. Wang, Y. Li, and X. Zhao. 2004. Grazing intensity alters soil respiration in an alpine meadow on the Tibetan plateau. Soil Biology and Biochemistry 36:237-243. Chen, J. B., F. J. Hou, X. J. Chen, X. L. Wan, and J. Millner. 2015. Stocking Rate and Grazing Season Modify Soil Respiration on the Loess Plateau, China. Rangeland Ecology Management 68:48-53. Cui, X., and H.-F. Graf. 2009. Recent land cover changes on the Tibetan Plateau: a review. Climatic Change 94:47-61. Lin, X., Z. Zhang, S. Wang, Y. Hu, G. Xu, C. Luo, X. Chang, J. Duan, Q. Lin, B. Xu, Y. Wang, X. Zhao, and Z. Xie. 2011. Response of ecosystem respiration to warming and grazing during the growing seasons in the alpine meadow on the Tibetan plateau. Agricultural and Forest Meteorology 151:792-802. McSherry, M. E., and M. E. Ritchie. 2013. Effects of grazing on grassland soil carbon: a global review. Glob Chang Biol 19:1347-1357. Risch, A. C., and D. A. Frank. 2006. Carbon dioxide fluxes in a spatially and temporally heterogeneous temperate grassland. Oecologia 147:291-302. Scurlock, J. M. O., and D. O. Hall. 1998. The global carbon sink: a grassland perspective. Glob Chang Biol 4:229-233. |
2. 研究的基本内容和问题
通过放牧对土壤呼吸影响的整合分析，定量得到世界范围内放牧对土壤呼吸的影响。部分研究结果是放牧会减少土壤呼吸，部分研究结果是会增加土壤呼吸，而另外一些研究结果则对土壤呼吸无影响。因此，很有必要通过整合分析，来综合分析放牧对土壤呼吸的影响。 在完成整合分析的同时，进行室内试验。土壤培养实验和土壤理化性质的测定，来说明青藏高原东缘地区放牧对土壤呼吸的影响。 通过整合分析和室内试验，共同说明放牧对土壤碳库的影响。在未来全球气候变化下，放牧作为一种土地利用方式，何种程度的放牧有利于维持土壤与空气碳流通稳定，减缓气候变化对地球带来的负面影响。 |
3. 研究的方法与方案
我们在2015年10月采集青藏高原东缘地区土壤，分别是全年放牧土壤、冬季放牧土壤和不放牧土壤，每种处理下的土壤取3个点。采回的土壤分别过2mm筛子，一部分用于土壤呼吸培养，一部分置于4℃冰箱中，用于土壤理化性质分析，剩下部分置于-80℃冰箱中，用作土壤微生物分析。测定土壤呼吸，我们分为上下两层土壤分别进行培养。上层土壤是0-10cm，下层土壤是10-20cm。 我们以关键词grazing,pasture,clipping,soil respiration在Web of science共搜集到16篇文献，对这16篇文献进行数据提取，利用MetaWin和Sigmaplot软件整合数据，得出一般性结论。 我们将以上两种研究方法很好地结合起来，同时进行，技术路线如下： 此研究方案，在研究思路上开拓创新，提出的科学问题与全球实际问题紧密联系；在试验方案上，本实验室具备所有会应用到的仪器和软件，且实验方法成熟。 |
4. 研究创新点
在已有的研究中，放牧对土壤呼吸的影响是不一的，有降低、增加或者无影响，而目前没有此研究的整合分析，因此无法判断全球范围内放牧对土壤呼吸的影响程度。并且，土壤呼吸作为土壤和空气碳流通的主要途径，与全球气候变化有着紧密联系。因此，在此背景下，我们完成放牧对土壤呼吸影响的整合分析。同时，在完成整合分析的同时，开展室内试验，说明在全球放牧对土壤呼吸的影响程度下，青藏高原东缘地区的放牧对土壤呼吸的影响，预测这个地区对全球气候变化的影响。 |
5. 研究计划与进展
2015.10-2015.11 采集的土壤过2mm筛，去除植物根及杂物，20克土壤放入-80℃冰箱，25克土壤风干，20克土壤进行呼吸培养，剩余土壤放入4℃冰箱；测定土壤含水量，进行呼吸培养；整合分析数据提取。 2015.11-2015.12 每隔5天测定土壤呼吸速率；提取土壤NH4 -N、NO3--N，并用流动分析仪测定含量；测定土壤中微生物碳、氮含量，土壤中碳、氮含量；测定土壤pH；整合分析定量统计分析。 2015.12-2016.1 每隔5天测定土壤呼吸速率；将地上部植物分类，并称重；地下部根称重；提取呼吸培养完成后土壤中的NH4 -N、NO3--N，并用流动分析仪测定含量；整合分析得出一般性结论。 2016.2-2016.4 分析整合分析和室内试验数据，撰写毕业论文。 |
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