西北内陆河流域水资源利用的生态经济研究

水资源是西北内陆河流域生态环境建设和经济社会发展的控制因素,是进行各类基础设施建设的前提条件.利用生态经济学中的生态经济协调发展理论和可持续发展的思想,从生态、社会和经济3个方面对水资源开发利用的可持续性进行综合评价,找到水资源生态系统和社会经济系统的平衡点,达到生态和经济平衡,实现水资源的可持续利用.     

贺兰山西坡不同海拔梯度草地土壤氮特征

以阿拉善左旗境内贺兰山中段(西坡)及山前地带不同海拔下的草地为研究对象,分析不同海拔梯度下草地土壤全氮的分布特征及其与气候因子、植被特征和土壤特性的关系.结果表明,土壤全氮含量随海拔的降低而逐渐降低,在典型草原中沿土壤垂直剖面依次降低,在高寒草甸、荒漠化草原和草原化荒漠0～20与20～40 cm土层中差异不显著,但高于40～60 cm土层.在海拔1 360～1 380 m草原化荒漠的5个样地上,由于放牧利用程度和植被类型的不同,0～20 cm土层土壤氮的含量变幅在0.022 8%～0.034 7%.0～20,20～40和40～60 cm土层土壤全氮含量与年降水量、植被盖度、草地生产力、土壤含水量、有机碳含量和<0.05 mm颗粒含量呈极显著正相关,与年均温、土壤pH值呈极显著负相关(P<0.001).偏相关分析显示,影响0～20 cm土层全氮(TN)含量最主要的因素是植被盖度(C)和年降水量(AP),相关方程是TN%=0.002 040 C 0.000 585 AP-0.076 800;而影响20～40 cm土层全氮含量的最主要因素是草地生产力(B),与土壤全氮回归方程为TN%=0.001 6 B 0.024 7.而各环境因素中影响土壤全氮含量最主要的因素,0～20 cm土层为土壤有机碳和年降水量,20～40 cm土层主要受土壤有机碳的影响.     

草地生态系统碳循环研究进展

随着全球气候变化和陆地生态系统碳循环研究的发展,碳循环正成为草地生态系统研究的热点.本文在介绍其研究发展过程、主体内容和方向的同时,对目前的研究动态和研究方法进行系统的概述,重点分析了目前国内外草地生态系统碳循环过程研究、机制研究、研究方法及模型的发展动态,并对今后草地生态系统碳循环和相关研究提出了建议.     

光氮互作对草地早熟禾碳氮代谢的影响

以草地早熟禾的3个品种为试验材料,研究了高低光照下不同的施氮水平对植株体内碳氮代谢的影响。对可溶性糖和硝酸还原酶的含量测定结果显示:高低光强下早熟禾的氮素同化能力均随着氮水平的升高呈现先升高后降低的趋势,碳代谢的中间产物可溶性糖随着氮水平的升高呈现先降低后升高的趋势,高低光下糖的含量随着氮水平的升高其品种间差异逐渐减小;在低氮条件下,植物的氮素同化能力较弱,光合碳代谢相对较强,糖含量较高,随着氮水平的增大,光合产物逐渐流向氮素代谢,硝酸还原酶含量升高。     

草地土壤肥力及其营养管理的必要性

介绍了草地土壤肥力的来源,土壤基本养分对草地生产的作用,草地植物与动物对养分的需求量及缺乏症状,说明了加强草地营养管理以及维持草地生态系统营养平衡的重要性,指出增强对土壤肥力和营养管理是提高草地生产能力、保证草地生态系统平衡、保障草地可持续利用的关键技术措施.     

关于促进和扶持紫云英种植的建议

紫云英,又称红花草,二年生草本植物,喜温暖湿润条件,有一定的耐寒能力,对土壤要求不高,适宜在大田栽培,多分布在我国长江流域及南方各省区。紫云英为重要的绿肥作物和牲畜饲料,主要用作稻田冬季绿肥栽种,可为土壤提供极好的有机质和氮素,对维持南方农田生态系统中氮循环有着重要的意义,是稀有的生物有机肥作物。     

干旱年份沙质草地生态系统净CO2通量年变化特征

草地生态系统是干旱半干旱区生态系统类型的重要组成部分,在区域生态系统碳平衡中起着极为重要的作用。采用涡度相关法对科尔沁沙质草地生态系统进行连续两年(2015和2016年)的碳通量观测,此两年恰逢研究区的相对干旱之年,年降水量约为历史平均值的60%。研究结果表明:1)年最大日均CO₂吸收速率分别为-6.68和-9.58 g·m^-2·d^-1,年最大日均释放速率分别为5.69和5.21 g·m^-2·d^-1。2)生长季(5-9月)碳吸收量分别为-120.54和-139.83 g·m^-2,非生长季碳释放量分别为230.33和212.82 g·m^-2。3)全年尺度上沙质草地生态系统表现为碳源,2015年净碳释放量(109.79 g·m^-2·年^-1)稍高于2016年(72.99 g·m^-2·年^-1)。4)生态系统净CO₂交换量(NEE)与空气温度、土壤温度及土壤湿度存在显著相关关系,但不同年份同期NEE对环境温度和湿度的响应程度不尽一致。     

三峡库区消落带不同海拔狗牙根草地土壤微生物生物量碳氮磷含量特征

为探究库区消落带优势草本植物狗牙根人工植被恢复后土壤质量及肥力的变化,选择三峡库区消落带150, 160和170 m海拔人工构建狗牙根植被土壤为研究对象,并以裸地作为对照,测定土壤微生物生物量碳、氮、磷和相关理化性质。结果表明:(1)各海拔狗牙根微生物生物量均显著高于裸地,表明狗牙根人工植被构建对土壤微生物恢复具有重要意义。(2)土壤微生物生物量碳、氮含量160 m高程显著高于150和170 m高程,但土壤微生物生物量磷(SMBP)却显著低于150和170 m高程,需要特别注意P元素的下移,加强水体P含量的检测。(3)土壤微生物生物量碳氮比和碳磷比变化范围分别为5.93~15.62和7.11~19.99,土壤微生物生物量碳、氮、磷占土壤有机碳、全氮、全磷百分比的范围分别为0.68%~2.57%、0.68%~3.33%、1.95%~5.23%。狗牙根土壤微生物生物量碳氮比和碳磷比显著低于裸地,表明狗牙根土壤有效氮、有效磷高于裸地;土壤微生物生物量碳、氮、磷占土壤有机碳、全氮、全磷百分比显著高于裸地,表明狗牙根土壤营养元素周转速率快于裸地。(4)微生物生物量碳、氮、磷与土壤有机碳、全氮和土壤含水率有显著或极显著相关性,与土壤pH值呈不同程度的负相关。因此,在三峡库区消落带进行狗牙根草地恢复重建能显著提高土壤微生物生物量及土壤质量,对加强三峡库岸生态系统的稳定性具有重要意义。     

秋末刈割处理对沙地苜蓿冬季根颈非结构碳氮的影响

为解决科尔沁沙地紫花苜蓿秋末是否应该刈割及最佳刈割时期的争议,对秋末不同时期刈割处理和未刈割的8个紫花苜蓿品种根颈中非结构碳氮物质变化进行了测定。结果表明,未刈割紫花苜蓿根颈中可溶性糖含量、淀粉含量均显著高于不同时期刈割的紫花苜蓿根颈中含量(P<0.05);土壤冻融交替期(11月1日),秋末晚割(10月15日)紫花苜蓿根颈中可溶性蛋白含量和游离氨基酸含量与未刈割相比均显著增加(P<0.05)。土壤封冻期(12月1日),未刈割紫花苜蓿根颈中可溶性蛋白、游离氨基酸含量均高于不同时期刈割根颈中含量,其中游离氨基酸含量晚割(10月15日)均显著低于未刈割根颈中含量(P<0.05),可溶性蛋白含量10月1日刈割均显著低于未刈割根颈中含量(P<0.05),且10月1日刈割后苜蓿根颈中游离氨基酸、可溶性蛋白含量经过“增长-降低-稳定”过程。两时期测定结果不同,可能与刈割后苜蓿再生长有关;未刈割与刈割处理不同紫花苜蓿品种间根颈中可溶性糖、淀粉、可溶性蛋白、游离氨基酸含量存在差异;未刈割紫花苜蓿根颈中C/N显著大于不同时期刈割处理的根颈中C/N。初步结论为:科尔沁地区冬季寒冷、降雪少,秋末刈割导致地上碳水化合物无法向根系运输,且刈割后苜蓿再生长消耗根系营养物质。为确保紫花苜蓿安全越冬保障苜蓿根系中积累大量储藏物质,不适宜秋末敏感期刈割或选择种植刈割后根颈中C/N高的紫花苜蓿品种如东苜1号等。     

高寒草甸草原净初级生产力对气候变化响应的模拟

利用1957-2014年气象数据和1998-2014年实测数据驱动CENTURY模型模拟海北高寒草甸草原生态系统地上净初级生产力(ANPP)的动态变化,并利用典型浓度路径RCP4.5和RCP8.5情景下5个大气环流模型的气候情景数据来模拟未来气候变化和CO₂浓度变化对草地生态系统ANPP的影响。结果表明:1)研究地点1998-2014年的ANPP观测值与模拟值变化趋势吻合度较高,Pearson相关性系数为0.67,均方根误差为19.62 g·m^-2,CENTURY模型适用于模拟气候变化对高寒草甸草原影响的研究。2)过去50多年,高寒草甸草原的年平均最低气温、最高气温和年平均气温都呈极显著的波动上升趋势(P<0.01),年降水量年际波动特征比较明显,降水主要集中在植被的生长季。过去50多年,高寒草甸草原ANPP平均值达到271 g·m^-2,总体变化趋势为增加,但变化趋势不显著(P>0.05)。3)与基准时段(2001-2014年)相比,高寒草甸草原未来2030s(2015-2040年)、2050s(2041-2070年)、2080s(2071-2099年)时段多模型年平均降水量、年平均温度、年平均最低和最高温度变化率均为正值。不考虑CO₂肥效作用下,高寒草甸草原多模型平均ANPP在RCP4.5和RCP8.5情景下分别增加2.21%,11.53%,17.78%和8.34%,21.68%,40.32%;考虑CO₂肥效作用下,高寒草甸草原多模型平均ANPP在RCP4.5和RCP8.5情景下分别增加2.89%,14.29%,24.28%和11.57%,31.74%,57.29%。考虑和不考虑CO₂肥效的情况下,5个大气环流模型引起的模拟结果的不确定性都在合理范围之内,多大气环流模型与CENTURY耦合模拟的ANPP结果较为一致。