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【目的】定量评价冰雪冻灾干扰下的亚热带林生态系统恢复力,以期为森林生态系统科学管理和抚育、促进生态恢复、增强森林生态系统恢复力提供理论基础和应用参考。【方法】基于森林生态系统的自组织能力、抵抗能力和适应能力,遴选气候、土壤、地形、生态存储和人类活动方面关键指标并结合遥感影像监测技术,建立森林生态系统恢复力综合评价指标体系;以湖南省道县为研究案例,对冰雪冻灾极端气候干扰下的南方丘陵山区森林生态系统恢复力进行综合定量评价。【结果】自组织能力、抵抗能力、适应能力单个核心属性评价结果与恢复力综合定量评价结果均差异显著;恢复力评价应综合考虑自组织能力、抵抗能力和适应能力3个核心属性功能;道县森林生态系统自组织能力归一化值为0.4~0.9,空间分布整体上呈北部、西部及东南部山区相对较高;绝大部分区域抵抗能力归一化值为0.5~0.6;适应能力归一化值主要为0.4~0.5,主要分布于道县北部、西部、东南部地区及中部部分区域;平均恢复力处于中等水平,为1.2~1.8,其中北部、西部部分地区及南部山区的森林生态系统恢复力水平相对较高。【结论】为客观、准确、便捷地评价森林生态系统恢复力,恢复力评价应该全面考虑森林生态系统受干扰前的结构、受干扰的破坏情况、受干扰后恢复的各过程,应综合考虑生态系统恢复力自组织能力、抵抗能力和适应能力3种核心属性功能。遥感动态监测与传统森林资源调查相结合是恢复力综合定量评价的有效手段。自然状态的森林生态系统具有相对较高的恢复力,减少人类活动干扰范围和程度、保持森林生态原始状态有助于显著提高森林生态系统恢复力。 相似文献
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温带针阔叶林土壤有机碳动态和微生物群落结构对有机氮添加的响应特征 总被引:1,自引:0,他引:1
森林生态系统土壤有机碳(soil organic carbon,SOC)转化和碳储量动态对大气氮沉降增加的响应是具有特异性的,取决于土壤初始氮状态、施氮类型、剂量与持续时间。过去相关研究主要集中在无机氮沉降效应方面,对有机氮沉降如何影响温带针阔混交林SOC及其组分含量尚不清楚,鲜有研究关注氮素富集条件下SOC变化的微生物学机制。以长白山温带针阔混交林为研究对象,设置4个尿素添加水平(0、40、80、120 kg·hm~(–2)·a~(–1),以N计,下同)的原位控制试验。施肥三年后,采集0~10 cm矿质层土壤样品,测定土壤不同形态氮含量、土壤团聚体比例和不同粒径SOC含量;利用磷脂脂肪酸(PLFA)技术测定土壤微生物不同种群相对丰度与群落结构,探讨SOC含量变化与微生物群落变化之间的相关关系。结果表明,施氮三年显著增加了土壤NO_3~--N、DON和TN含量,土壤酸化明显。施氮虽然未显著增加表层土壤总SOC含量,但是显著增加活性SOC组分(颗粒态有机碳和团聚体结合态有机碳)含量,增幅介于27.5%~96.3%,导致SOC组分发生累积的大气氮沉降临界负荷为80kg·hm~(–2)·a~(–1)以N计下同。SOC含量的变化(ΔSOC)与团聚体结合态有机碳、颗粒态有机碳含量的变化正相关。除好氧细菌丰度外,施氮总体上未改变微生物种群丰度,但是显著改变了微生物的群落结构,革兰氏阳性细菌/革兰氏阴性细菌(G+/G–)丰度比例增加而好氧/厌氧细菌(A/AN)丰度比例下降。有机氮富集倾向于促进温带针阔混交林土壤团聚体的形成,局域产生厌氧微环境,好氧/厌氧细菌(A/AN)丰度比例下降。活性SOC组分含量、土壤团聚体百分比和微生物PLFA丰度之间显著相关,暗示微生物群落结构与SOC积累和稳定之间关系密切。上述研究结果表明,氮素富集会改变温带针阔混交林土壤微生物群落结构,进而导致土壤碳积累。 相似文献
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研究大气氮沉降对青藏高原高寒草甸土壤CH4吸收的影响,对于揭示氮素调节土壤CH4吸收的机制和评价氮沉降增加背景下大气CH4收支平衡至关重要。通过构建多形态、低剂量的增氮控制试验,测定土壤CH4净交换通量和相关土壤理化性质,分析高寒草甸土壤CH4通量变化特征及其主要驱动因子。研究结果表明:自然状态下高寒草甸土壤是大气CH4汇,CH4平均吸收量为(35.40±1.92)μg·m-2·h-1。土壤CH4吸收主要受水分驱动,其次为土壤NH4+-N和NO3--N含量。NH4+-N抑制CH4吸收,NO3--N促进CH4吸收;不同剂量氮素输入对土壤CH4吸收影响也不尽相同,低氮处理促进土壤CH4吸收,而中氮和高氮处理抑制土壤CH4吸收。结果显示青藏高原高寒草甸土壤是重要的大气CH4汇,在未来大气氮沉降加倍的情景下CH4汇功能增强,但当氮沉降量增加两倍以上时CH4汇功能将会减弱。 相似文献
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荒漠化重建地区土壤有机碳动态研究 总被引:4,自引:1,他引:3
土壤有机碳(Soilorganiccarbon,SOC)是反映土地荒漠化的重要指标。本研究以陕西省榆林市为例,开展小区域沙漠化重建地区SOC动态的实证研究。SOC数据来源于1982年土壤普查和2003年重复采样,土样的采集、分析和统计方法分别为土钻取土法、重铬酸钾氧化法、吸管法和面积加权法。研究结果表明:SOC含量与粗砂粒显著负相关(R=-0.50,a=0.01),与粘粒显著正相关(R=-0.45,a=0.05),20年间土壤颗粒细化趋势比较明显;20年间原始剖面、1m深和耕层SOC含量、密度和储量都有不同程度的增加,其中对人类活动最敏感的耕层土壤变化最显著,SOC含量、密度和储量分别增加了0.55g/kg,0.15kg/m2,10.07GgC。该研究结果表明防风固沙、可持续性农耕等措施会卓有成效地促进土地沙漠化的恢复和重建。 相似文献
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以岳西县国家级生态示范区为例,研究构建了1套可量化的可持续发展评价指标体系,并用指数叠加法与模糊综合评价法研究该生态示范区不同时空尺度的可持续发展度和隶属度结果表明,在基准水平年(2000年)、近期目标年(2005年)和远景目标年(2010年)3个规划年限中,生态示范区复合系统可持续发展度分别为0.268、0.541和0.859,并分别以不可持续发展、初级可持续发展和可持续发展隶属度为最大(0.487、0.484和0.663);在不同规划年限中自然子系统可持续发展度和可持续发展隶属度均为最优,这与该县生态环境优越、经济社会水平低、发展潜力大的客观实际非常符合。 相似文献
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【目的】 人工草地建设是缓解天然草地放牧压力、促进退化草地恢复的有效方式。开展施氮和补水对呼伦贝尔人工草地土壤有机碳(SOC)组成、土壤微生物群落数量和活性变化的研究,以深入认识不同管理方式对人工草地土壤碳截存及其稳定性的影响及调控机制。【方法】 在3种人工草地种植模式(紫花苜蓿单播、无芒雀麦单播及苜蓿-无芒雀麦混播)下构建施氮(0、150 kg N·hm-2·a-1)和补水(0、60 mm)双因素试验,采集各处理土壤样品,使用SOC物理分组、磷脂脂肪酸(PLFA)分析以及土壤酶活性测定,分析不同水氮处理对SOC组分以及土壤微生物数量、组成和活性的影响,揭示土壤微生物群落组成或活性与SOC组分的耦联关系。【结果】 3年的施氮和补水处理显著影响不同土壤有机碳组分的含量。施氮处理整体上增加了苜蓿单播和苜蓿-无芒雀麦混播草地土壤的颗粒态有机碳(POC)含量,但是降低了矿物结合态有机碳(MAOC)的含量,而旱季补水则显著提高了无芒雀麦单播草地土壤粗颗粒态有机碳的含量。施氮和补水对土壤微生物群落数量和组成没有产生显著影响,但是显著影响了4种土壤酶的活性。单施氮处理显著降低β-N-乙酰氨基葡萄糖苷酶(NAG)在苜蓿单播草地土壤中的活性,但是显著提高其在无芒雀麦单播草地土壤中的活性。单补水处理显著降低了苜蓿单播和无芒雀麦单播草地土壤的纤维二糖水解酶(CB)和NAG活性。补水+施氮处理显著降低苜蓿单播草地土壤中β-葡萄糖苷酶(βG)、CB和NAG的活性,但显著提高苜蓿-无芒雀麦混播草地土壤中CB活性。不同水氮处理下土壤总PLFA及各微生物类群PLFA的变化量与POC变化显著正相关,而与MAOC显著负相关。βG和CB活性以及土壤酶C/N比、C/P比的变化量则与POC变化量负相关,并且在补水情况下更为显著。【结论】 在呼伦贝尔半干旱区人工草地,施氮显著促进土壤活性碳组分积累、降低惰性有机碳组分含量,不利于土壤碳库的稳定性。补水和施氮显著影响了土壤微生物群落的活性,并且不同水氮处理下土壤酶化学计量比的变化与土壤有机碳组分变化密切相关。这些结果表明人工草地土壤微生物对碳、氮、磷养分需求的差异是调控活性有机碳组分周转的重要驱动力。 相似文献
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氮素富集对青藏高原高寒草甸土壤有机碳迁移和累积过程的影响 总被引:3,自引:0,他引:3
为深入揭示陆地生态系统碳固定对大气氮沉降增加的响应机理,基于海北高寒草甸多形态(NH4Cl、(NH4)2SO4、KNO3)、低剂量(N 0、10、20、40 kg hm-2a-1)的增氮控制试验平台,采集各处理水平下不同深度土壤样品,利用颗粒分组法分离测定总土壤有机碳(SOC)以及各粒径组分的碳含量和δ13C值。研究结果表明:低氮显著增加了土壤粗颗粒态有机碳(Macro POC)和矿质结合态有机碳(MAOC)的含量,而高氮处理正好相反。施氮一致降低土壤细颗粒态有机碳(Micro POC)含量。此外,添加硝态氮肥对SOC各组分含量和δ13C值的影响显著高于铵态氮肥。总体而言,低氮导致地表30 cm层SOC储量增加了4.5%,而中氮和高氮导致SOC储量分别下降了5.4%和8.8%。低氮处理时新增的碳以Macro POC为主,而高氮处理时损失的碳主要是Micro POC。连续5 a施氮促进了颗粒态有机碳(POC)组分的分解,进而导致SOC稳定组分的比例增加。可以认为,大气氮沉降或低剂量施氮(10 kg hm-2a-1)短期内有利于青藏高原高寒草甸土壤碳截留,硝态氮较铵态氮输入对土壤碳储量增加更为有益。 相似文献
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新疆伊犁地区伊宁县温牙尔乡英买里大队回族农民木沙家,于一九八三年建一只10m~3户用沼气池,由于坚持科学管理和综合利用沼气,连续五年来,不仅解决了全家五口人的炊事、照明所需的能源,而且坚持以沼气中心发展家庭种植和养殖业,直接从沼气综合利用上 相似文献