北方草地及农牧交错区草地植被碳储量及其影响因素

【目的】 草地生态系统在全球碳平衡中有重要的意义,草地植被碳库及其变化机制研究是植被生态学的重要命题。本文研究北方草地和农牧交错区草地植被碳密度及其空间格局,解析不同区域草地植被碳密度的关键影响因素,分析了气候、土壤、放牧等因素对地上地下植被碳库的相对贡献。【方法】 基于2002—2009年北方草地及农牧交错带草地植被调查数据,结合同期MODIS/NDVI遥感影像和1﹕100万草地类型图,建立了我国主要草地类型的生物量估算模型;整合野外考察数据和前人研究结果,探讨了研究区地上地下生物碳库及其空间格局;基于研究区255个县级行政单元,分析了不同类型草地植被碳库与气候要素、土壤要素及家畜承载量的关系,应用一般线性模型（GLM）解析了不同影响因素对草地碳密度的相对贡献。【结果】 （1）北方草地与农牧交错区草地地上平均生物碳密度为36.9 g C·m^-2,地下生物碳密度为362.9 g C·m^-2,地下生物碳密度高于地上10倍,均呈从东到西递减的趋势,频率分布图基本服从对数正态分布,不同草地类型的生物碳密度存在明显差异;（2）整个研究区及草原亚区、荒漠亚区、农牧交错亚区内,地上生物量与年降水量（MAP）呈极显著正相关、与年均气温（MAT）均呈极显著负相关,与土壤黏粒含量（Clay%）呈显著正相关、与土壤砂粒含量（Sand%）呈显著负相关,整个研究区家畜承载量与草地地上生物量之间呈极显著正相关;（3）一般线性模型（GLM）分析结果表明,年平均降水量（MAP）、年均气温（MAT）、土壤黏粒含量（Clay%）、放牧强度对地上生物量空间变异的解释率分别达到29.6%（P<0.001）、5.8%（P<0.001）、0.8%（P<0.05）、1.3%（P<0.001）;地下生物量的空间变异主要来自于年降水量（MAP）、年均气温（MAT）、土壤砂粒含量（Sand%）,对方差的解释率分别达到12.1%（P<0.001）、6.8%（P<0.001）、1.9%（P<0.005）,放牧强度没有明显贡献。【结论】 气候条件尤其是年降水量是草地生物量碳库的主要影响因素,但对地上生物量影响更为明显;土壤质地对植被生物碳库也有显著贡献,尤其对地下生物量的影响更加显著;放牧强度只能解释地上生物量变化的1.3%、对地下生物量没有显著贡献,这一发现意味着气候对生物量碳库的贡献远大于放牧影响。     

盛行风作用下柴木达盆地典型多花柽柳灌丛资源岛特征

[目的] 探究盛行风作用下柴达木盆地诺木洪地区典型多花柽柳(Tamarix hohenackeri)灌丛资源岛特征,旨在深入了解在类似的生境下柽柳灌丛的生态学意义,为盐碱地改良和荒漠—绿洲的生态保护提供借鉴。[方法] 通过对柴达木盆地诺木洪地区荒漠—绿洲过渡带典型多花柽柳灌丛周围土壤系统采样,全面了解冠下、冠缘和间地110 cm深不同土层土壤有机碳(SOC)、土壤含水率(SMC)、土壤pH和EC值特征,探讨盛行风对灌丛资源岛的影响。[结果] ①典型多花柽柳灌丛周围,冠下枯落物和地下生物量显著大于冠缘和间地,SOC含量在冠下显著大于冠缘,具有资源岛特征; ②盛行风背风向冠下SMC、冠缘和间地SOC含量显著大于其他方向,且冠缘0—5 cm土层有着较低的土壤pH值; ③背风向地上生物量和冠缘枯落物量显著大于其他方向,减少了水分蒸发,促进了SOC的增加。[结论] 柴达木盆地荒漠—绿洲过渡带多花柽柳灌丛周围土壤不仅冠下具有资源岛特征,且背风向土壤会形成更适合植物生长的SMC,SOC含量和较低土壤pH值,即风影区资源岛。     

漓江水陆交错带不同立地类型草本植物根系特征

在漓江流域水陆交错带选取缓坡、陡坡、江心洲、人工岸坡4种典型立地类型,对主要优势草本植物的根长、根表面积、根系生物量、地上生物量、根冠比等指标进行了调查和比较研究。结果表明:(1)同一立地类型不同优势草本植物根系生物量、地上生物量、根冠比差异性均显著。各立地类型不同优势草本植物根长、根表面积均存在一定的差异性,其中不同优势草本植物根长度和表面积在陡坡和人工岸坡立地类型均存在显著性差异(p<0.05);根表面积在江心洲立地类型存在显著性差异(p<0.05)。(2)水蓼(Polygonum hydropiper)、小蓬草(Conyza canadensis)最适合生长的立地类型是缓坡类型;白背黄花稔(Sida rhombifolia L.)、土牛膝(Achyranthes bidentata Bl.)最适合生长的立地类型是陡坡类型;紫菀(Aster tatarian)、艾草(Artemisia argyi)最适合生长的立地类型是江心洲类型;葎草(Humulus scandens Merr.)最适合生长的立地类型是人工岸坡类型。     

漓江水陆交错带植被与土壤空间分异规律

面对近年来漓江出现水资源短缺、植被退化等生态问题,研究漓江流域水陆交错带植被、土壤特性空间分异规律,旨在为漓江水陆交错带植被恢复、景观美化、典型湿地的保护管理及其可持续利用等方面提供科学依据。该研究以喀斯特地貌漓江流域水陆交错带为研究区域,通过对水陆交错带4个典型梯度带植被与土壤调查,分析其分布及两者相关关系,结果表明:随着河岸梯度高程增加,植被丰富度、多样性、均匀度、优势度和覆盖度呈现递增趋势,分别由0递增至9.500、1.742、0.774、0.786、0.673;土壤容重由1.065g/cm3先增加至1.352g/cm3,后下降至1.257g/cm3,呈现先增后减趋势;砂粒含量明显下降,粉黏粒含量显著增加;土壤有机质质量分数由25.522mg/kg先下降至15.634mg/kg,后增加至26.148mg/kg,呈现先减后增趋势;全氮质量分数由0.399g/kg增至0.556g/kg;有效磷质量分数由13.930mg/kg降低至4.685mg/kg。漓江水陆交错带喀斯特碱性土壤pH值与全氮含量相关系数为0.628,呈显著负相关;与有效磷含量相关系数为0.942,呈极显著正相关。植被丰富度、多样性、均匀度、优势度和覆盖度与土壤粉粒含量、黏粒含量、全氮含量以及有机质含量呈现正相关关系,与砂粒含量、土壤容重、pH值、有效磷含量呈现负相关;研究结果还显示,全氮含量是对植被生长影响最大的土壤因子。规范漓江沿岸居民行为和充分利用砾石河滩现有条件进行适当开发均有助于漓江水陆交错带的植被恢复。     

农牧交错带不同封育时间对植物特征值及多样性的影响

为研究我国北方农牧交错带不同封育时间对干旱、半干旱草原植物特征值及多样性的影响,同时探索农牧交错带草原封育周期,本研究选取位于我国农牧交错带的宁夏盐池人工封育草原为研究对象,采用样方调查法,于每年7-8月份(植物生长季节)对封育区植被生长状况进行调查,调查内容包括:植物名称、植物种数、株数、盖度、高度、地上生物量(鲜重)等。运用生态学、地统计学原理,结合Biodiversity Pro、Microcal Origin等生态学统计软件对外业数据进行处理、分析,结果表明:封育2-3年后植物群落优势种优势地位得到巩固,而一些伴生种则在竞争中消失;封育区植物特征值在封育2-3年后达到最大,如地上生物量(鲜重)在封育3年达到最大值,为6907.75kg/hm2,此后呈下降趋势;封育区主要植物重要值及植物物种多样性均在封育2-3年后出现最大值,此后也不同程度地呈下降趋势。     

Combating Aeolian Desertification in Northern China

Progress in combating aeolian desertification (land degradation resulting from wind erosion) has been achieved in an agro‐pastoral ecotone of northern China since the mid‐1980s. This paper reviews three common measures used to combat and control aeolian desertification in such regions. In addition, it introduces a case study on the recovery of a degraded semi‐arid ecosystem to provide regional lessons and support theoretical and practical approaches to desertification prevention and reversal on a global scale. On the basis of the analysis and evaluation of three kinds of typical measures and one regional scale case, this study shows that human‐caused aeolian desertified land can be rehabilitated. Although the technologies and management of combating aeolian desertification in an agro‐pastoral ecotone of northern China still need further improvement through more experimentation and practical application in the future, the experience gained to date contains important lessons for the recovery of degraded land on a global scale. Copyright © 2013 John Wiley & Sons, Ltd.     

微生物制剂修复白洋淀水陆交错带水体模拟研究

探究微生物制剂的修复效果和最佳投放浓度,为实际应用微生物制剂修复白洋淀水陆交错带生态系统奠定研究基础。采集鲥餱淀水陆交错带表层（0 ~ 20 cm）黑泥作为实验底泥,加入鲥餱淀湖水,投入组PP微生物制剂（成品活菌数不低于7×1010个/g）浓度分别为3.0、5.0、10.0、20.0 mg/L。结果显示,微生态制剂对上覆水CODCr、总磷和总氮的最高降解率分别为33.57%、83.33%和42.98%,对底泥全氮和有机碳的最高降解率分别为31.16%和19.53%;底泥中多酚氧化酶、脲酶和蛋白酶的活性提高;水体中放线菌门相对丰度增加,蓝细菌门丰度下降明显,Candidatus Rhodoluna、Aquirestis和Hydrogenophaga（氢噬胞菌属）等相对丰度显著高于对照组（P ＜0.05）。推荐微生物制剂投加浓度为3 ~ 5 mg/L（活菌个数不少于2.1×108 ~ 3.5×108个/L）。     

祁连山林线区域青海云杉种群对气候变化的响应

研究祁连山林线区域青海云杉种群结构、年轮生长及林线位置对气候变化的响应。结果表明:在区域气候变暖的背景下,青海云杉林线种群1～30龄的幼龄个体数量最多,占总数的80.9%;100年来林线种群密度大约增加了23倍,但林线位置并没有发生明显变化;年轮分析得出,气候变暖导致近30年来林线树木径生长明显增加,青海云杉树木年轮指数与当年夏季、秋季以及上一年夏季平均气温显著正相关,与上一年秋季及当年6月份的平均气温呈极显著正相关。     

农林交错区景观敏感性分析——以黑龙江省牡丹江地区为例

利用1976年到2005年遥感影像数据获取农林交错区景观特征数据,并构建景观特征敏感性指数,利用GIS的地统计学分析方法对景观特征敏感性指数进行普通克里格球状模型拟合分析.结果表明:农林交错区农林用地的动态变更过程直接影响研究区景观特征敏感性,使林地的敏感度明显增加.林地的敏感性从0.4538增加到0.5331.从整体空间分布上看,表现为敏感性以人口聚集地为中心向外呈环状递减的特征.     

Fluctuation theory and the practice of grassland vegetation in the northern farming-pastoral ecotones of China

Vegetation fluctuation is an important part of vegetation dynamics. The characteristics of vegetation fluctuation are quite different between grassland and forest communities. By inferring from ecologic and statistical information, grassland vegetation fluctuation and its fluctuation ratio were defined, and an equation for the fluctuation ratio was established for the first time with the fluctuation coefficients specified via expert weighting method. The quantitative grassland vegetation fluctuation and its fluctuation ratio between the years 2002 and 2006 in Yanchi County, Ningxia, northwestern China, in the northern farming-pastoral ecotones, were studied. Results showed that the largest positive fluctuation ratio of 0.685, implying the best vegetation growth in recent years occurred in 2003, while the most negative fluctuation ratio of −1.098, i.e., the worst vegetation growth during this period, occurred in 2005. __________ Translated from Journal of Beijing Forestry University, 2007, 29 (6): 129–133 [译自: 北京林业大学学报]