Three years of CO2, CH4and N2O fluxes from different sheepfolds in a semiarid steppe region, China
Baoling Mei
School of Ecology and Environment, Inner Mongolia University, Hohhot 010021, China
1.明确了三个羊圈的年度温室气体通量特征。
2.羊的存在和温度是导致羊圈温室气体通量的关键因素。
3.夏季羊圈的温室气体通量Q10值比冬季羊圈更高。
4.羊圈的温室气体通量不受放牧策略类型的影响。
5.羊圈是半干旱草原地区温室气体排放的不容忽视的热点地区。
为了更好地评估半干旱草原地区牲畜圈的温室气体排放，减少区域和国家温室气体排放清单的不确定性，我们连续3年测量了对比管理制度下羊圈（即连续和轮牧策略下的夏季羊圈和冬季羊圈）的二氧化碳(CO2)、甲烷(CH4)和一氧化二氮(N2O)的通量。我们的结果表明，这些温室气体通量具有很大的年内和年际变化，强调了多年测量对于实现具有时间代表性的年度预算的重要性。羊的存在和温度似乎是驱动羊圈CH4、CO2和N2O通量的关键因素，例如，较高的温室气体排放量通常发生在有羊的季节。然而,羊圈类型对温室气体通量的温度敏感性有明显影响,即夏季羊圈的温室气体通量Q10值普遍高于冬季羊圈.3个羊圈的年CH4、CO2和N2O排放量分别估算为1.5–16.5kgC/ha−1yr−1(或1.9–2.6gC/yr−1sheep−1)、8.6–16.0tC/ha−1yr−1(或5.1–6.6kgC/ha−1sheep−1)和28.3–41.9kgN/ha−1yr−1(或19.0–26.8gN/yr−1sheep−1).3年平均，所有羊圈的年度净温室气体排放量(CH4+CO2+N2O)为47至71吨CO2当量/公顷/年(或27-36kgC/ha−1sheep−1)，其中CO2和N2O排放贡献最大；此外，不同羊圈类型和放牧策略之间的年度净温室气体排放量没有显著差异。鉴于当地草原土壤的土壤呼吸(CO2)和N2O排放量较低，同时也是大气CH4的净汇，该地区的羊圈地点无疑是温室气体排放的重要热点之一，并可能成为减排行动的重点区域。
图 1. 2012–2015 年期间不同羊圈的（a）气温（T air）和降水量、（b）粪便和土壤混合层 5 cm 深度处的温度（T fs）和（c）粪便和土壤混合层 0–6 cm 深度处湿度（M fs）的季节性动态。SSF-CG：连续放牧的夏季羊圈；SSF-RG：轮牧的夏季羊圈；WSF：冬季羊圈。GS：放牧季节，从 6 月到 10 月；NGS：非放牧季节，从 11 月到次年 5 月。
图 2. 2012–2015 年期间不同羊圈粪便和土壤混合层 0–15 cm 深度处铵 (NH4+ )和硝酸盐 (NO3− ) 浓度的季节性动态 (a) 。SSF -CG：连续放牧的夏季羊圈；SSF-RG：轮牧的夏季羊圈；WSF：冬季羊圈。GS：放牧季节，从 6 月到 10 月；NGS：非放牧季节，从 11 月到次年 5 月。
图 3. 2012-2015年期间不同羊圈的 (a) 甲烷 (CH4)、(b) 二氧化碳 (CO2) 和 (c) 一氧化二氮 (N2 O)通量的季节性动态。SSF-CG：用于连续放牧的夏季羊圈；SSF-RG：用于轮牧的夏季羊圈；WSF：冬季羊圈。GS：放牧季节，从 6 月到 10 月；NGS：非放牧季节，从 11 月到次年 5 月。
图4. 粪便土壤混合层CH4、CO2和N2O通量与温度的关系。图a、c和e显示区分三个羊圈的数据，图b、d和f显示未区分三个羊圈的数据。*： p < 0.05，**：p < 0.01。SSF-CG：连续放牧的夏季羊圈；SSF-RG：轮牧的夏季羊圈；WSF：冬季羊圈。相应的阴影区域表示非线性回归的95％置信区间。图e中虚线圆圈内的点未参与拟合。
图5. 三个羊圈温室气体通量的全球变暖潜力（GWP）。SSF-CG：连续放牧的夏季羊圈；SSF-RG：轮牧的夏季羊圈；WSF：冬季羊圈。
