氮素对高寒草甸生态系统碳循环影响的模拟研究

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1、密级：中国科学院大学UniversityofChineseAcademyofSciences硕士学位论文研究所：2013年5月TheModelingofEfiectsofNitrogenonAlpineMeadowEcosystemCarbonCycle●_-●_-___-______一II_________一ByLILeiADissertation／ThesisSubmittedtoUniversitvofChineseAcademyofSciences■一InpartialfulfillmentoftherequirementForthedegree

2、ofMasterofScienceInstituteofGeographicSciencesandNaturalResourcesResearch，CASMay,2013致谢本论文是在国家973项目一“中国陆地生态系统碳一氮．水通量的相互关系及其环境影响机制”(2010CB833503)和国家973项目一“中国陆地生态系统碳源汇特征及其全球意义”(2010CB950603)的资助下完成的，在此表示感谢。时光飞逝，三年的硕士生活逐渐接近尾声，值此论文完成之际，向所有关心和帮助过我的专家、老师以及亲朋好友表达最真诚的感谢!首先我要感谢导师黄玫副研究员。本论文

3、无论是选题、数据资料的搜集、方案设计还是模型的验证、论文的撰写等工作，都是在黄老师的悉心指导和帮助下完成的。黄老师对科学前沿问题的准确把握、严谨的工作态度、渊博的专业知识和仁慈的师长风范将使我受益终生。三年来，无论是学习工作上，还是日常生活中，黄老师都无微不至地关心和帮助我，在轻松愉快的环境中进行着繁重而单调的科研工作，使我的硕士生活既充实又愉快。我要特别感谢季劲钧研究员，从模型修改方案的确立、公式的推导、科学问题的提出、模型参数的选取和调试等等都倾注了季老师大量的心血。季劲钧先生丰富的阅历、高深的学术造诣、活跃创新的学术思维给我留下了非常深刻的印象。季

4、劲钧先生已年过70，仍言传身教、倾其所学，为我答疑解惑，悉心指导。他严谨求实的治学态度、孜孜不倦的工作精神将是我今后读博期间以及科研工作的源源动力，激励我在科研的道路上不断前进，勇攀高峰。同时，感谢王绍强研究员，感谢王老师在论文开题、技术路线和研究内容等方面的建议和指导，王老师对科研工作严谨的态度使我受益匪浅。感谢顾峰雪副研究员，感谢顾老师在模型修改、模型调参等过程中提供的帮助和指导。感谢宋明华副研究员，感谢宋老师在模型模拟结果的验证方面提供的实验数据和指导。感谢方华军副研究员、闰慧敏副研究员和张黎老师在论文完成过程中给予的帮助和建议。感谢王军邦老师在学

5、习和生活中的关心和帮助。感谢研究生部陈力老师、王淑强老师等在学习和生活中给予的大力支持和帮助，对他们在学生管理和培养过程等环节做出的繁重工作表示由衷的感谢!感谢在本文盲审过程中参与审阅的各位老师，谢谢你们提出的修改意见和建议，使本文有了进一步的完善。感谢杨毅师姐、杨秀静师姐、宗宁师兄、王昭生师兄、商贵铎师兄、李悦悦师弟、侯晶师妹以及办公室3221所有兄弟姐妹们。因为有你们在身边，才使枯燥的科研工作充满欢乐。你们对我学习和生活上的帮助和关心，我将铭记于心。感谢朱龙腾、黄昆、柏林川和808班的兄弟姐妹们。科研的苦恼，生活的压力，人生的迷茫⋯⋯时不时地困扰着我

6、，每次和你们推心置腹的聊天都将挫折和困难打得“粉身碎骨”。“革命”友谊将伴随着我们一生。最后，感谢我的家人，谢谢你们对我的理解和支持，你们是我强大的后盾和前进的动力!衷心祝愿各位老师身体健康，工作顺利。祝福家人一切平安顺利，幸福安康。祝福同窗好友前程似锦，再创辉煌!李雷2013年5月15日北京，地理资源所3221室摘要氮素是植物生长所必需的营养元素之一。人类活动引起的大气氮沉降增加对陆地生态系统碳循环过程具有重要影响。理解氮素对陆地生态系统碳循环过程的影响是预测未来生态系统碳平衡变化的关键所在。本研究在AVIM2模型的基础上，增加了土壤有机物氮分解过程、

7、土壤有效氮转化过程、植物根吸收土壤有效氮过程、大气氮沉降过程和氮素对光合作用的限制作用五个过程的模拟，通过增加氮循环模块，实现了陆地生态系统碳氮循环的模拟，发展了AVIM2的新版本AVIM2．CN模型。作者利用AVIM2．CN模型模拟了氮沉降对当雄高寒草甸生态系统碳循环的影响，探讨了当雄高寒草甸生态系统碳循环主要过程对氮沉降响应的差异性。此外，还模拟了不同水平氮添加对当雄高寒草甸生态系统碳循环不同组分的影响，分析了NPP、NEP、土壤呼吸、叶面积指数、生物量和土壤碳密度对氮添加的响应的敏感性。模型模拟得到的主要结论如下：1．当雄高寒草甸生态系统的土壤有效

8、氮含量和植被根的吸收速率具有明显季节变化。土壤有效氮含量3月至8月较高，平均值为