放牧对内蒙古典型草原枯落物积累及分解的影响

文中依托中国农业科学院草原研究所锡林浩特试验基地的放牧控制试验平台,测定了大针茅+羊草草原不同放牧强度下枯落物量及厚度,采用分解袋法测定了不同放牧小区内的枯落物残留率和分解速率,研究了短期放牧时间内,放牧强度对大针茅+羊草草原枯落物分解的影响。研究结果表明:1)不同放牧强度下枯落物现存量存在极显著差异(p <0. 01),且随放牧强度的增加而减少,极重度放牧下枯落物现存量比CK减少了95. 49%;2)不同放牧强度下枯落物厚度存在显著差异(p <0. 05),且随放牧强度的增加而减少,比CK减少了25. 93%~93. 22%;3)分解第一年,枯落物质量损失率最大,为45. 75%~53. 1%,尤其是分解的前90天(6~8月),水热条件较好,有利于土壤微生物的生长和繁殖,对枯落物的分解具有促进作用,枯落物质量损失率达到20%左右。分解第二年枯落物分解变慢,质量损失率为12. 55%~20. 8%。4)放牧不同程度的加快了枯落物的分解,轻度和中度放牧强度下分解速率最快,其次为重度和极重度放牧,围封对照区枯落物分解最慢,说明适度放牧更有利于枯落物分解。     

放牧强度对小针茅草原枯落物分解的影响

文中依托内蒙古苏尼特右旗中国农业科学院荒漠草原试验示范基地的放牧控制试验平台,研究了不同放牧强度下小针茅草原枯落物的残留率、分解速率和质量损失率的动态变化,并探讨了分解速率与水热因子的关系。研究结果表明:1)经过一个生长季的分解,放牧不同程度地加速了枯落物的分解。中度放牧小区群落枯落物的分解速率最高,为1.225×10~(-3)g·d~(-1),比对照区高35.28%。2)随着分解时间的延长,不同放牧强度下小针茅群落枯落物的质量累积损失率呈增加的趋势。3)枯落物分解的质量损失量在不同的季节其增加的快慢有差异,在分解的5~7月,枯落物月质量损失量迅速增加,8月份以后枯落物月质量损失量开始降低。不同放牧强度下枯落物质量损失量大小依次为:MG>EG>HG>LG>CK。说明适度放牧有利于枯落物的分解。4)7月份枯落物的分解速率最快,其次为8月份,7、8月份水热条件较好,有利于土壤微生物的生长和繁殖,对枯落物的分解具有促进作用。     

科尔沁沙地南缘典型林分枯落物层与土壤层水源涵养能力研究

研究科尔沁沙地南缘人工林枯落物层与土壤层对该地区水文效应的影响，为该地区之后人工林的经营与恢复提供理论依据。以不同配置模式的人工林为研究对象，利用熵权法对不同配置模式的人工林水源涵养能力进行评估。对于不同配置模式中的枯落物持水量与浸水时间、枯落物吸水速率与浸水时间以及土壤入渗时间与入渗速率进行拟合，均呈现出显著的函数关系；针阔混交林模式在枯落物有效拦蓄量、土壤最大持水量、土壤有效持水量和毛管持水量中均为最大，灌木纯林最小，其它的配置模式在枯落物层和土壤层的水文过程中表现有所差异；运用相关性分析和主成分分析对林地涵养水源指标进行分析和因子筛选，最终筛选出9个指标对6种不同的配置模式进行枯落物层和土壤层水文效应进行综合评价，表明水源涵养能力最强的针阔混交林模式，并且不同配置模式中混交林在枯落物层与土壤层的整体表现都优于纯林。     

三江平原典型环型湿地不同埋藏深度枯落物的热值研究

本文研究了埋藏在不同深度的3种典型湿地植物枯落物的热值在一个生长季内的变化特征,并初步探讨了其影响因素。研究表明小叶章和漂筏苔草枯落物热值呈现相同的变化特征:0-10cm、10-20cm、20-30cm三个层次两种植物的枯落物热值随着分解的进行,逐渐下降。30-40cm层次热值呈现波状起伏。而毛果苔草枯落物热值的变化起伏大,规律特征不明显。     

菹草腐烂分解过程中污染物的动态释放

采用分解袋法,对典型沉水植物菹草进行了连续100天的室外腐烂分解试验,分析了菹草干物质的损失及营养元素释放的动态变化规律。结果表明:在100天的分解实验中,菹草干物质量急剧减少,且表现为前期损失快,后期损失减缓的趋势,第100天时,菹草干物质质量损失了92.51%,残留率为7.49%。采用Olson指数模型菹草枯落物干物质的动态变化,计算其分解速率常数(k)为0.028g/d,分解50%干物质所需时间为24.47天,分解95%干物质量所需时间为105.57d,年残留率为0,表明菹草枯落物在一年内能彻底分解。植物枯落物中氮磷含量随着分解时间的延长而呈波动变动,但氮磷营养元素的损失与干重的损失速率并不同步。分解初期氮含量上升,随后呈下降-上升的变化趋势,而磷含量总体呈现波动下降趋势。试验结束后,氮、磷元素分别释放了9.14%、32.02%。此外,菹草枯落物氮、磷元素积累指数(NAI)平均值分别为46.10和32.23,表明菹草在腐烂分解过程中,氮磷元素均以净释放为主。     

内蒙古扎兰屯市典型森林枯落物、土壤水源涵养功能研究

对扎兰屯林区3种典型(天然兴安落叶松、天然白桦、人工兴安落叶松)林分不同郁闭度等级林下枯落物及土壤水文特性进行了研究。结果表明:1)森林枯落物储量为24.81~82.32t/hm2,天然林枯落物的储量明显高于人工林。天然白桦林枯落物持水量最大(270.25t/hm2),人工落叶松纯林最小(88.25t/hm2)。枯落物对水分的有效拦蓄量为天然落叶松林(122.36t/hm2)天然白桦林(94.49t/hm2)人工落叶松林(67.99t/hm2)。2)土壤最大持水量为2958.51~3723.39t/hm2,其总孔隙度、最大持水量均表现为天然落叶松林天然白桦林人工落叶松林。土壤有效持水量天然白桦林(1033.23t/hm2)天然落叶松林(946.37t/hm2)人工落叶松林(833.34t/hm2)。3)天然落叶松林和人工落叶松林当郁闭度处于85%以上,天然白桦林郁闭度处于55%以下时,其枯落物量和最大持水量最大;天然落叶松林在郁闭度65.2~67%,天然白桦林郁闭度40.07~54.52%,人工落叶松林郁闭度85.66~100%时,枯落物对水分有效拦蓄量最大。4)天然落叶松林郁闭度73.49~96%,天然白桦林郁闭度为56.07~65.37%,人工落叶松林郁闭度为46.72~67.29%时,其土壤有效持水量最大。     

沙地生态系统中蚂蚁活动与地表植被及土壤环境间的互作关系

动物扰动与植被和土壤环境的之间互作关系是土壤生态系统的重要一环,对植被结构、动物分布和土壤特性具有重要的调节作用,对沙地生态系统恢复过程具有不可估量的影响。文中根据在科尔沁沙地土壤动物的研究结果,总结了地表植被和土壤条件对蚂蚁活动分布的影响,分析了蚂蚁活动对植被分布、结构和土壤性状的反馈作用,详细地探讨了蚂蚁筑丘活动与...     

五台山两种林分不同层次对氮的截留效应初探

在氮(N)沉降不断增加和气候变化的背景下,为研究五台山典型亚高山林分各层次对N的截留效应,在五台山选择两种林分:华北落叶松林(HL)和云杉×华北落叶松混交林(YH),于2016年5月至9月,采集大气降雨、林内雨、枯落物渗滤液、地表径流,检验水体pH和TN、NH_4~+、NO_3~-浓度。结果表明:五台山降雨呈弱酸性(pH 6.89),HL林冠层及土壤层对水体pH缓冲效果优于YH。HL林冠层截留了降雨中TN、NH_4~+,YH林冠层则释放了TN、NH_4~+、NO_3~-。HL枯落物层截留了NO_3~-,YH枯落物层则拦截了NH_4~+。HL和YH土壤层都拦截TN、NH_4~+、NO_3~-,但HL林内雨、枯落物渗滤液和地表径流中TN、NH_4~+、NO_3~-浓度全部低于YH。因此,HL对水体中N的截留能力优于YH,且土壤层是改善水质的主要层次。     

植被对小流域汇流及侵蚀产沙影响研究

本文从物理概念出发对小流域产汇流及侵蚀产沙过程进行研究,并结合实例分析了流域内森林植被对产汇流和侵蚀产沙的影响。森林植被的调节径流、防治侵蚀的功能体现在各个层面,林冠及下部枯落层可削减雨滴动能;树干及下部枯落层可削减地表径流流速;林地可改善土壤的渗透性,减少地表径流流量;根系可固持土壤,增加抗蚀力。     

绵刺(Potaninia mongolica)繁殖对策与种群更新的生境选择行为研究

以绵刺地表枯落物水浸液和蒸馏水为对比,对绵刺的种子发芽时间、种子发芽率和幼苗生长速度进行实验。实验结果表明:绵刺地表枯落物水浸液对绵刺种子萌发时间、萌发率和幼苗生长速度相对于蒸馏水有明显地抑制作用。10%枯落物水浸液和2%土壤表层水浸液对绵刺种子萌发时间、种子萌发率和幼苗生长速度抑制作用最为显著;说明绵刺枯落物具有化学他感作用,但这种他感作用与目前研究的异株克生作用不同,它在绵刺母株株丛内,排斥自身种子定居,以无性繁殖扩大对株丛内均质性生境的利用,实现种群的更新;在株丛外,以种子占据异质性生境进行种群的更新。因此,绵刺繁殖对策和生境的选择具有行为性,即绵刺植株以无性繁殖方式进行亲本基因的识别,有效地保存基因,而通过他感排斥作用,使种子携带的基因通过种子扩散器的作用,进行长距离的传播,在新的生境中定居,避免了亲代与子代有限资源的争夺,传播基因,这种繁殖策略的采用和生境的选择行为既保存了基因,又提高了种群的适合度。     

元谋干热河谷典型植被枯落物持水能力研究

选取元谋干热河谷3种植被恢复典型人工纯林(印楝、新银合欢、桉树),通过对林下枯落物蓄积量的实地调查和室内持水过程试验,测定枯落物的持水能力和持水过程。结果表明:1)3种林分单位面积枯落物蓄积量由大到小依次为:新银合欢(5.751t/hm2)桉树(3.328t/hm2)印楝(2.041t/hm2)。2)3种林分枯落物持水能力存在显著差异。最大持水量、蓄水量、最大拦蓄量和有效拦蓄量大小依次为新银合欢桉树印楝;自然持水量、自然持水率和最大持水率大小依次为印楝新银合欢桉树。3)将3种林分枯落物持水过程分析得出:枯落物持水量和吸水速率分别与浸水时间呈显著的对数关系和幂函数关系,枯落物在1h内持水量和吸水速率迅速增加,随着时间的延长,吸水速率逐渐下降,24h后基本达到饱和。     

放牧对小针茅荒漠草原枯落物及植被生产力的影响

在内蒙古苏尼特右旗荒漠草原试验示范基地,设置不同放牧强度和围栏对照5个处理,于2014年的5 ～10月生长季测定不同放牧强度下小针茅草地枯落物的蓄积量、蓄积动态、地上生物量和地下生物量月动态,并探讨了小针茅荒漠草原枯落物蓄积量及地上、地下生物量对放牧强度的响应.研究结果表明:1)围封条件下小针茅群落枯落物蓄积量最大,平均值为29.22g/m2;随着放牧强度的增加枯落物蓄积量减少;极重度放牧条件下小针茅群落枯落物蓄积量比围封对照区减少了57.77％.2)5-10月生长季,小针茅群落枯落物蓄积量在不同放牧强度下均随时间呈”Ⅴ”型的变化规律.3)小针茅群落地上和地下生物量均随着放牧强度的增加而减少,地下根系主要分布在0 ～ 10cm深度土层中,占0-30cm地下生物量的57.23％ ～ 66.83％,该比例随着放牧强度的增加而减少.     

六盘山四种典型森林生态水文功能的综合评价

为合理评价水源涵养林垂直结构改变对其水文功能的影响,在对宁夏六盘山香水河小流域内4种典型结构林分(华北落叶松+灌木复层林、华北落叶松纯林、稀植乔木的天然灌丛林、天然灌丛林)林冠层、枯落物层、土壤层的结构指标和功能指标测定的基础上,采用层次分析法建立了林分生态水文功能的层次结构模型,并用综合评分法对4种典型林分进行了评价。结果表明:林冠层生态水文功能以华北落叶松人工纯林最优,枯落物层以华北落叶松+灌木复层林最优,土壤层以稀植乔木的天然灌丛林最优。不同林分生态水文功能整体表现为华北落叶松+灌木复层林(0.902)>稀植乔木的天然灌丛林(0.893)>华北落叶松人工纯林(0.782)>天然灌丛(0.708),说明复层林的综合生态水文功能要好于单层林,表明在六盘山营林区对华北落叶松人工纯林进行林下补植灌木和对退化的天然灌丛稀植乔木等措施有助于林分生态水文功能的发挥。     

六盘山北侧叠叠沟小流域几种典型植被群落的水文功能研究

在宁夏六盘山北侧的半干旱区,研究了华北落叶松林、沙棘灌丛、虎榛子灌丛、草地植被类型的冠层截留与再分配、枯落物持水及土壤蓄水等水文功能。结果表明,不同植被类型的冠层截留能力相差较大,其中,沙棘灌丛的截留率最高（24.80%）,华北落叶松林略低（21.40%）,虎榛子灌丛最低（9.25%）;与此相反,树干茎流率以虎榛子灌丛为最高（33.18%）,超出大多数干旱半干旱区灌木树干茎流范围（2%～10%）。从季节变化上看,不同植被群落的截留率均为6月份最大,7—9月份持续下降,10月份出现回升;但截留量均为7月份最大。枯落物持水性能以华北落叶松林样地为最高,其次为虎榛子灌丛、沙棘灌丛和草地,这与各植被类型枯落物层贮存量的大小排序一致。1 m土 层的土壤容重以虎榛子样地为最小(1.03 g·cm^-3),然后依华北落叶松(1.07 g·cm^-3)、草地(1.08 g·cm^-3)、沙棘(1.16 g·cm^-3)的顺序增大。土壤总孔隙度、最大持水量以华北落叶松林样地为最高,毛管孔隙度、毛管持水量以虎榛子样地为最高,非毛管孔隙度以草地为最高;这几项指标均以沙棘样地为最低。综上所述,从林冠截持、枯落物持水性、土壤物理性质等总体来看,华北落叶松人工林的土壤存蓄水、调水能力最强,其次为虎榛子灌丛和草地,沙棘灌丛最差。     

模拟增温、施氮对荒漠草原土壤中小型动物群落的影响

为了解全球气候变化对内蒙古荒漠草原土壤动物的影响,以四子王旗短花针茅荒漠草原为研究对象,采用野外增温、施氮、增温施氮和对照处理,观测土壤中小型动物群落的变化。结果表明,荒漠草原土壤动物不同类群对增温、施氮的响应不同:1)增温显著降低短花针茅荒漠草原鞘翅目幼虫类群数,对其它土壤动物无显著影响;施氮显著提高弹尾目昆虫的密度以及中气门亚目昆虫的密度和类群数,对其它土壤动物无显著影响;增温施氮显著降低鞘翅目幼虫密度和类群数,对其它土壤动物无显著影响。2)短花针茅荒漠草原土壤中小型动物有明显表聚性,其中增温施氮0-10cm密度显著高于10-20cm;施氮0-10cm密度和类群数均显著高于10-20cm。研究表明,气候变暖和氮沉降有可能影响土壤动物的群落组成和垂直结构。     

退化沙质草地恢复过程中植被生物量变化及其与土壤碳的关系

植物生物量分配特征及其向土壤中的物质输入是退化沙质草地生态系统恢复,尤其是土壤碳含量增加的关键环节。本研究以科尔沁沙地不同恢复阶段的流动沙丘、半固定沙丘、固定沙丘和封育草地为研究对象,调查分析草本植被生物量分配特征、根系性状和土壤理化性质特征,厘清生物量分配特征和根系性状与土壤碳的相互关系。结果发现：随着沙化草地逐步恢复,植被地上生物量、根系生物量、地表凋落物以及地下残体均呈显著的增加趋势（P<0.01）,相对于沙化严重的流动沙丘,半固定沙丘、固定沙丘和封育草地的植物总干物质（生物量+凋落物）分别增加了11.0%、116.3%和151.2%。与生物量变化趋势相同,土壤碳含量随沙化草地的逐步恢复显著增加（P<0.05）,其中0～10 cm层的增加速率高于10～20 cm层。结构方程模型（SEM）分析显示,0～10 cm层土壤碳含量受地表凋落物、地下残体和根表面积3个因素的影响,10～20 cm层土壤碳含量仅受地下残体和根表面积两个因素的影响,同时,两层土壤碳含量均与地上生物量无显著的关系。研究结果表明,在退化沙质草地恢复过程中,土壤碳含量主要受凋落物输入以及根系性状的影响,而...     

农牧交错带小流域防护林水源涵养功能研究

文中以内蒙古赤峰市敖汉旗大五家流域内防护林为研究对象,重点研究该流域内不同防护林涵养水源功能的现状,旨在评价不同植被类型水源涵养功能的差异,同时探寻低功能涵养水源型防护林更新改造途径。研究结果表明:不同防护林的土壤理化性质以及涵养水源功能差异明显,华北落叶松白榆混交、杨树柠条混交枯落物的现存量为3.4695~4.8536 t/hm2,最大持水量为64.225~66.125mm;华北落叶松白榆混交的植被类型具有良好的涵养水源能力,为164.563 t/hm2;灌木纯林和灌木混交林在实际调查中表现较差,在今后的森林经营中应考虑营造针阔混交林。     

土壤中氮营养斑研究进展

由于自然和人为因素,营养斑(nutrient patch)在土壤中是普遍存在的。从70年代以来,国外就通过各种模拟方式对土壤中营养斑进行了大量的研究,尤其以对氮营养斑研究居多。研究表明:氮营养斑对新生根系的繁殖影响较为明显,但不同植物反应不一样,影响机理还不很清楚。营养斑也是生物活性较强、种群数量较多区域,在养分循环体系中起着特殊作用。营养斑对土壤的理化性质和生物性质可能有很大的影响,但这方面的研究很欠缺。本文主要对土壤中氮营养班的研究进展做一综述。     

东北农牧交错带小流域不同林草植被类型水源涵养功能综合评价

以内蒙古赤峰市敖汉旗大五家流域内林草植被为研究对象,从林冠层、枯落物层、土壤层和林分生产力等方面选择评价指标,通过层次分析法确定评价指标的权重,应用主成份分析方法对不同林草植被涵养水源功能进行综合评价。旨在评价不同林草植被类型水源涵养功能的差异,为探寻低功能涵养水源型林草植被更新改造途径提供依据。研究结果表明:华北落叶松白榆混交类型涵养水源功能较高,其次是杨树柠条混交类型,油松沙棘混交类型涵养水源功能最差,在该流域应提倡营造针阔混交林。     

通辽市杨树人工林含碳率及碳密度分析

利用NPP实测法对通辽市杨树人工林各层次、林木各器官的含碳率以及碳密度进行了研究。结果表明:林木各器官含碳率的变化范围在35.96%~52.39%之间,排序为叶皮枝干根;草本层含碳率的变化范围在34.93%~44.24%之间;枯落物层含碳率的变化范围在34.19%~39.44%之间;土壤各层有机碳含量(土壤含碳率)的变化范围在0.41~21.14g·kg-1之间。杨树人工林碳密度为100.44t·hm-2,其中林木为27.27t·hm-2;草本层为0.13t·hm-2;枯落物层为0.65t·hm-2;土壤碳密度为72.38t·hm-2,土壤有机碳含量和碳密度均呈现随着土层深度的增加而逐渐下降的变化规律。文中对于杨树人工林含碳率的研究为今后更精确的测算当地杨树人工林碳储量提供数据基础及理论依据,也将为今后通辽市林业发展及碳汇造林提供科学依据。