藏北牧区畜粪燃烧与养分流失的生态效应研究

藏北牧区是典型的高寒缺能、生态脆弱地区,长期以来以畜粪为主的能源结构在满足能源消费的同时,畜粪燃烧使得其中的有机质、养分排空,致使室内空气污染和草地物质循环受阻。本研究基于田野调查、实验分析、结合统计数据,分析了1988-2010年藏北牧区那曲、班戈和尼玛3县的牦牛排粪、牛粪燃用的时空过程,评估了牛粪燃用引起的有机质、养分直接排空流失效应。研究表明区域尺度的牛粪排放量主要取决于牦牛存栏数,那曲县、班戈县和尼玛县年均牦牛排粪量分别为15.1、6.5和4.8万t干物质(dM)。牛粪燃用量主要与乡村人口有关,那曲、班戈和尼玛年均牦牛粪燃用量分别为9.0、4.7和3.6万tdM。藏北牧区的牛粪燃用强度(牛粪燃用量与牛粪排放量之比)为70%,其中那曲县61%、班戈县72.2%、尼玛县76.8%。牛粪燃用后95%以上的有机碳、氮都直接释放到大气中了。那曲、班戈和尼玛年均释放的氮为0.19、0.10、0.08万t。与牛粪还田相比,牦牛粪大量燃烧引起土壤有机质和速效磷含量降低,草地初级生产力降低。未来,应该大力发展替代能源、降低牛粪燃用强度,加大牛粪、粪灰还田力度以优化牛粪利用方式,协调牛粪的燃料和肥料功能。