典型草原枯落物分解过程中官能团的动态特征

选择锡林浩特东部国家气候观象台的生态监测研究样地,对大针茅(Stipa grandis)、羊草(Leymus chinensis)、糙隐子草(Cleistogenes squarrosa)、知母(Anemarrhena asphodeloides)枯落物的化学结构特征进行阐释。结果表明:(1)枯落物分解速率呈先增大后减小的变化趋势,且知母枯落物分解速率高于大针茅、羊草和糙隐子草;枯落物总碳(TC)含量为富集-释放模式,在第120d时,知母枯落物TC含量高于其他3种植物。(2)大针茅、羊草、知母、糙隐子草枯落物所含的主要官能团为-OH;=C-H、-CH 2、-CH 3;C=O;C=O、C=C;C-O。(3)不同植物枯落物官能团含量在分解初期迅速减少,在分解后期减少趋势较为缓慢,与分解过程中枯落物的分解速率变化趋势一致;知母的含碳官能团含量在分解结束后最低,而羊草的则最大,且知母和糙隐子草损失量最大,与分解过程中枯落物TC含量的特征一致。(4)大针茅的支链化指数最大,羊草的最小;糙隐子草的芳香性指数最大,知母的最小。不同植物芳香性指数在分解初期迅速减少,在分解后期减少趋势较为缓慢,与分解速率变化趋势一致。     

生物炭对混施沼肥秸秆还田腐解特性的影响

为提高秸秆与沼肥同步翻埋还田的腐解效果,在室温条件下,秸秆中混施沼肥,采用网袋法模拟翻埋还田,在105 d的试验周期内,探讨在土壤中配施生物炭对秸秆与沼肥同步翻埋还田腐解的影响规律。结果表明,在土壤中配施生物炭能显著提高秸秆各指标的降解速度,且不同土壤之间玉米秸秆的降解率表现为砂土组大于壤土组,添加生物炭组大于未添加生物炭组,试验结束时,壤土组、壤土+生物炭组、砂土组、砂土+生物炭组的降解率分别为69.96%、74.63%、78.19%和79.14%;腐解前49 d为秸秆各组分的快速腐解期,后期腐解速率逐渐变慢;秸秆的降解率与纤维素降解率具有显著的相关性,添加生物炭对木质素的降解具有显著的促进作用,且木质素的降解与有机碳的降解呈正相关性。     

岷江源头区乔灌交错带地被物和土壤持水能力

通过野外调查和室内试验,定量评价了岷江源头区交错带云杉针叶林、云杉针叶林—山生柳灌丛交错区(乔灌)和窄叶鲜卑花灌丛3个林型的地被物(枯落物和苔藓)和土壤持水特征。结果表明:3个林型地被物储量差异显著,其大小顺序为乔灌(72.67t/hm~2)针叶林(43.87t/hm~2)灌丛(11.00t/hm~2);针叶林和乔灌的苔藓层的储量分别为27.00,44.71t/hm~2,占地被物总储量的61.5%以上。地被物层最大持水总量表现为乔灌(21.23mm)针叶林(11.33mm)灌丛(2.45mm);针叶林和乔灌枯落物层的最大持水量分别为7.45,12.12mm,均大于苔藓层的最大持水量;针叶林和乔灌枯落物层和苔藓层最大持水量分别是其储量的4.3~4.4,1.4~2.0倍。土壤容重随土层深度增加而增大,持水能力则随土层深度增加而降低;0—20cm最大持水量大小顺序为乔灌(153.70mm)灌丛(132.28mm)针叶林(128.25mm)。综合地被物持水和土壤持水,交错带生态系统的持水能力在不同林型间差异显著,其最大持水量表现为乔灌(174.93mm)针叶林(139.58mm)灌丛(134.73mm),其中,土壤层是生态系统持水能力的主导层,占综合持水量的87.9%以上。研究结果有利于全面认识岷江源头区生态水文效应。     

重庆四面山林下典型植被对水分截留的影响

为探究西南地区林下植被与水分运移的定量关系,研究林下植被对水分截留的影响,在重庆四面山选取草珊瑚(Sarcandra glabra Nakai)、杜茎山(Maesa japonica Moritzi)、常山(Orixa japonica Thunb)3种典型常见灌木,采用人工模拟降雨方法分别研究了单株灌木、枯落物截留特征以及灌木和枯落物组合结构的截留特征。结果表明:(1)单株灌木、枯落物、灌木和枯落物组合结构对降雨的截留过程大致分为3个阶段,即快速截留阶段、饱和稳定阶段和降雨结束滞后冠滴雨阶段;(2)3种典型灌木草珊瑚、杜茎山、常山的截留量均随降雨强度的增大呈先增大后减小的规律;(3)枯落物最大截留量与降雨强度呈正相关关系,枯落物单位面积质量与枯落物平均最大、最小截留量间呈正相关关系;(4)与单株灌木和枯落物各自截留状况相比,灌木和枯落物组合结构最大截留量与降雨强度呈正相关关系,且快速截留阶段历时较长、最大截留量也较大。在雨强为35mm/h时,草珊瑚、杜茎山和其枯落物组合结构最大截留量大于灌木和枯落物各自最大截留量之和,常山和其枯落物组合结构最大截留量小于常山和其枯落物各自的最大截留量之和,在雨强为70,95mm/h时各组合结构最大截留量小于单株灌木和枯落物单独的最大截留量之和。林下灌木和枯落物在水分运移过程中均扮演了重要角色,其中枯落物对水分截留的贡献更大。因此,合理进行林下植被构建与配置能有效截留水分,对减少林地土壤侵蚀有一定的积极作用。     

青葙的自毒作用及对其他植物的化感作用

【目的】研究青葙Celosia argentea L.的自毒作用及对其他植物的化感作用,从化感作用的角度探讨其作为常见田间杂草并与入侵植物三叶鬼针草Bidens pilosa L.共存的适应机制。【方法】采用室内生测方法,测定了青葙新鲜叶片水浸提液对青葙、三叶鬼针草、油菜Brassica campestris L.和萝卜Raphanus sativus L.4种植物种子萌发和幼苗生长的影响;采用室内盆栽试验,测定了青葙鲜叶水提取液浇灌和鲜叶覆盖对青葙生长的影响,以及青葙和三叶鬼针草凋落物覆盖的相互化感作用。【结果】青葙鲜叶水浸提液对4种受体植物种子萌发和幼苗生长均有不同程度的抑制作用,且随着提取液质量浓度的增加,抑制作用增强。无论是浇灌青葙水浸提液还是添加青葙叶片覆盖的处理都可以降低盆栽青葙的生物量,其中,质量浓度为0.250 0 g·mL~(-1)提取液浇灌盆栽的青葙,其生物量比对照降低了37.5%。将三叶鬼针草和青葙的凋落物覆盖盆栽的青葙和三叶鬼针草,40 d后均显著抑制了青葙生物量;与对照相比,单独覆盖青葙凋落物使盆栽三叶鬼针草的地上部质量和总生物量分别降低了23.0%和22.2%。【结论】青葙既有自毒作用,又对油菜和萝卜有较强的化感作用,应控制田间青葙的大量生长,同时栽培青葙时应避免连作;青葙和三叶鬼针草具有相互的化感抑制作用,青葙通过化感作用实现与三叶鬼针草的共存。     

基于变分模态分解-BA-LSSVM算法的配电网短期负荷预测

配电台区日负荷序列呈现为既包含变化趋势、又含有波动细节的不规则曲线,该文借助变分模态分解(variational mode decomposition,VMD)将包含这些信息的原始日负荷序列分解为不同频率尺度的子序列,并结合一系列复杂的环境因素,分别利用不同的最小二乘支持向量机(least squares support vector machine,LSSVM)模型进行负荷预测,最后将基于不同频率分量的预测结果相加得到最终的日负荷预测结果。为了提高LSSVM预测能力,采用蝙蝠算法(bat algorithm,BA)对各LSSVM的参数进行寻优,同时,该文分析了影响负荷变化的环境因素,设计了一套因素归一化方法,预测过程考虑了环境因素的影响。仿真结果表明,该文提出的考虑复杂环境因素的预测思想及对历史日负荷进行VMD分解、BA优化、LSSVM预测的组合预测方法能有效提高短期日负荷预测的准确性。     

药材植物淋出物对油松枯落物分解和土壤酶活性的影响

【目的】研究油松(Pinus tabuliformis)林下9种药材植物淋出物对油松枯落物分解和土壤酶活性的影响,为选择适宜油松林下种植的药材植物及适宜的林药复合模式提供依据。【方法】以秦岭山区广泛分布的典型油松林及林下9种常见药材植物蒲公英(Taraxacum mongolicum)、地丁(Corydalis bungeana)、薄荷(Mentha haplocalyx)、鱼腥草(Houttuynia cordata)、细辛(Asarum sieboldii)、荆芥(Nepeta cataria)、金银花(Lonicera japonica)、绞股蓝(Gynostemma pentaphyllum)和夏枯草(Prunella vulgaris)为研究对象,通过药材植物茎叶淋出物(以水浸提液模拟)喷浇油松枯落物进行分解试验,研究药材植物茎叶淋出物对油松枯落物分解速率、养分(C、N、P、Cu、Zn和Mn)释放和土壤酶活性的影响。【结果】蒲公英、地丁、薄荷、鱼腥草、金银花和荆芥的茎叶淋出物均显著抑制了油松枯落物的分解及总体养分释放(除金银花茎叶淋出物对N释放、荆芥茎叶淋出物对N和P的释放影响不显著外)。蒲公英、地丁、薄荷、鱼腥草和金银花茎叶淋出物均显著降低了土壤多酚氧化酶的活性,金银花茎叶淋出物降低了土壤中羧甲基纤维素酶活性,荆芥茎叶淋出物均显著降低了土壤中羧甲基纤维素酶和β-葡萄糖苷酶的活性。【结论】细辛、绞股蓝和夏枯草可与油松进行林药复合种植,其余6种药材植物应避免在油松林下种植或降低种植密度。     

模拟氮沉降对季风常绿阔叶林凋落物碳氮组分的影响

【目的】探究季风常绿阔叶林凋落物对氮沉降增加的响应规律。【方法】设置4个氮添加水平:对照、低氮、中氮和高氮,其年添加氮量分别为0、35、70和105 kg·hm~(–2),分干、湿季收集凋落物样品,并进行碳、氮组分含量分析。【结果】随氮添加量的上升,凋落物总有机碳(TOC)和水溶性有机碳(WSOC)含量显著增加,且WSOC/TOC质量比具有上升趋势。氮添加未显著改变酸不溶组分碳(AIFC)含量以及AIFC/TOC质量比,但与对照比较均具有下降趋势。不同的氮添加处理均未显著改变凋落物总氮(TN)、水溶性氮(WSN)和酸不溶组分氮(AIFN)含量,以及WSN和AIFN占TN的比例。短期氮添加对凋落物C/N质量比和AIFC/AIFN质量比无显著影响,但显著增加干季的WSOC/WSN质量比。【结论】氮沉降促进了季风常绿阔叶林凋落物中可溶性有机碳的积累,这可能有利于可溶性有机物转入土壤中,从而影响生态系统中的养分循环。     

2000-2016年陈巴尔虎旗植被覆盖度时空变化遥感动态监测

为研究我国典型农牧交错区长时序地表生态变化特征，以内蒙古自治区陈巴尔虎旗为例，基于2000—2016年MODIS NDVI数据，综合应用MVC、像元二分模型、一元线性回归模型、T检验等方法，对陈巴尔虎旗植被覆盖时空变化特征进行定性定量分析。结果表明：受气候、地形、人为因素等影响，陈巴尔虎旗地区植被覆盖度呈现东高西低的空间分布特征；17年该地区的植被覆盖整体呈波动下降趋势，平均植被覆盖度由2000年的58.81%减少到2016年的48.14%；植被覆盖度减少的区域占55.66%，主要分布在宝日锡勒镇、巴彦库仁镇、鄂温克民族苏木。研究成果为定量评估区域生态变化的累积效应提供了数据支撑。     

生态景观林10种林分枯落物的水文效应

[目的]对北京市大兴区生态景观林主要造林树种林下枯落物层的持水能力进行定量研究,为森林生态建设和水土保持工作的开展提供理论依据。[方法]以研究区生态景观林中10种不同林分的枯落物层为研究对象,采用室内浸泡法对其水文效应特征进行分析研究。[结果]该区枯落物总蓄积量在2.37~5.33t/hm~2之间,顺序依次为:毛白杨油松千头椿刺槐国槐银杏金叶榆元宝枫旱柳紫叶李;最大持水量为5.56~24.92t/hm~2,最大持水率为208.64%~481.62%,最大拦蓄量为5.37~24.24t/hm~2,有效拦蓄量为4.54~20.51t/hm~2;10种林分不同枯落物层的持水量与浸泡时间呈较显著的对数函数关系,其吸水速率与浸泡时间则存在着较显著的幂函数关系。[结论]综合比较10种林分枯落物的持水性能,认为毛白杨的持水能力较好,能够较好地涵养水源。