若尔盖湿地潜在蒸散时空动态特征及影响因子

潜在蒸散(ET0)对水资源评价和气候变化均具有重要意义。利用若尔盖湿地及其周边19个气象站1960—2015年逐日气象资料,根据辐射修正的Penman-Monteith模型计算了湿地潜在蒸散量,采用累积距平、Mann-Kendall检验、Pettitt检验、Theil-Sen趋势度、Hurst指数等方法分析了蒸散变化规律,并对蒸散影响因子进行了主成分分析。结果表明:(1)若尔盖湿地年ET0均值为625.3mm,并以4.89mm/10a的速率显著上升(p<0.01),四季ET0表现为夏季>春季>秋季>冬季。年、秋、冬ET0分别在1968年(p<0.01),1997年(p<0.01),2003年(p<0.1)突变上升,春、夏两季未出现突变。(2)湿地年均ET0呈南部、东部边缘高、西北—东南一线较低的空间分布特征,且变化速率由东北向西南递减,其中西部班玛以北及南部马尔康、黑水之间地区ET0呈缓慢下降趋势。(3)湿地年ET0的Hurst指数在0.56～0.91间,主要呈四周高、中部低的空间分布规律。未来湿地ET0变化趋势以持续性增加为主,面积比例为96.88%。(4)气温上升是引起湿地ET0增加的最主要原因,其次是日照时数的增加和相对湿度的降低。净辐射、风速和降水量的减少引起的ET0减少被气温等其他因素作用所抵消。     

若尔盖高寒沼泽湿地退化过程中土壤有机氮组分的演变特征

为明确湿地退化过程中土壤有机氮组分的变化及其生物有效性,采用实地采样调查、室内分析与数理统计法,研究若尔盖自然湿地保护区内相对原生沼泽(RPM)向轻度退化沼泽(LDM)、中度退化沼泽(MDM)、重度退化沼泽(HDM)退化过程中土壤有机氮组分的演变特征及与有效氮的耦合关系。结果表明,当沼泽发生中度、重度退化时,土壤全氮(TN)含量分别降低33.4%～77.8%、69.4%～93.7%(P0.05),碱解氮(AN)含量分别降低36.8%～80.2%、57.6%～82.2%(P0.05)。4类湿地土壤的酸解氨态氮、氨基酸态氮、未知态氮含量均按RPM、LDM、MDM、HDM的顺序降低。与RPM相比,HDM土壤酸解氨态氮与未知态氮含量分别降低66.3%～70.8%、62.2%～78.4%(P0.05),MDM和HDM土壤氨基酸态氮含量分别降低47.2%～68.6%、85.7%～86.7%(P0.05)。氨基糖态氮含量随着湿地退化先升高后降低。随着湿地退化程度的加剧,氨基糖态氮与酸解氨态氮占全氮的比例上升,而氨基酸态氮的比例下降。酸解氨态氮和未知态氮分别是影响RPM和HDM土壤碱解氮含量的主要有机氮组分,LDM与MDM土壤碱解氮含量却主要受有机氮组分中氨基酸态的控制。若尔盖湿地退化降低了土壤全氮及酸解组分氮含量,减弱了土壤氮"汇"功能,改变了有机氮组分对氮素有效性的贡献。     

若尔盖高寒草地沙化对土壤活性有机碳组分的影响

为了解若尔盖高寒草地沙化对土壤活性有机碳组分的影响,采用空间代替时间的方法,通过野外土壤采集,并结合室内化验分析,研究了若尔盖高寒草原不同沙化阶段土壤有机碳及其活性组分的含量和变化特征。结果表明:沙化对高寒草地0—60cm土层土壤有机碳含量具有显著影响,随沙化程度加剧,土壤总有机碳、溶解性有机碳、易氧化有机碳和微生物量碳含量均呈现显著下降的特征,极重度沙化阶段较潜在沙化阶段分别减少了74.76%,80.24%,76.02%和83.24%;活性有机碳组分的损失较土壤总有机碳明显,其中微生物量碳含量的下降幅度最大;随土层深度的增加,沙化草地土壤有机碳含量及其变化量均呈下降趋势,其中,0—20cm土层土壤有机碳含量变化最为显著;土壤总有机碳、溶解性有机碳、易氧化有机碳和微生物量碳含量均呈极显著正相关关系(P0.01)。     

基于MODIS和NOAA数据尺度转换的若尔盖植被变化研究

为获得若尔盖地区较长时间序列的遥感植被指数,采用重采样技术和一元线性回归方法实现了GIMMS NDVI和MODIS NDVI的空间尺度转换和时间尺度外推。结果表明:（1）不同重采样方法对MODIS NDVI数据的影响与空间尺度有关,对GIMMS NDVI数据的影响则与空间尺度关系不大;（2）空间分辨率2.5 km,对不同植被类型可建立GIMMS NDVI和MODIS NDVI数据的一元线性转换关系,利用GIMMS NDVI拟合的结果与MODIS数据的差值统计符合正态分布;（3）1982—2013年,以1998年为节点若尔盖地区的植被先退化后逐渐恢复,尽管近几年植被指数平均水平高于研究初期,但局部地区的植被退化形势仍然比较严峻。     

2001—2013年若尔盖地区植被退化的时空格局分析

为了解若尔盖地区生态变化的过程,利用2001—2013年的MODIS-NDVI数据,以植被覆盖度为指标监测若尔盖地区植被退化过程,采用主成分分析方法筛选景观指数分析了植被退化格局的时空特征。结果表明:近年来研究区植被退化以2008年为节点分为2个阶段,第1阶段退化范围逐年扩大,第2阶段局部地区退化得到控制但整体退化加重;PD,AI和FRAC_AM指数揭示了研究区植被退化格局破碎度增大的过程,第1阶段较低退化程度的斑块密度不断增大,第2阶段较重退化程度的斑块持续侵入并相连成片。虽然该区生态环境治理已取得一定的效果,但生态恶化的趋势并未得到根本遏制,且植被退化主要发生在北部地区。     

朗川公路若尔盖湿地段人工移栽草皮的群落生态学研究

通过对若尔盖湿地国家自然保护区国道213郎川段的回覆草皮进行植物群落人工恢复的野外定位试验和调查,对人工切割不同规格草皮植物群落及其α多样性指数进行了初步研究.结果表明,切割草皮试验样地物种丰富度S、Simpson和Shannon-Wiener多样性指数和均匀度指数均低于背景值;优势度指数高于背景值,优势种和建群种以禾本科、莎草科等为主,切割草皮上优势种的基本指标均高于背景样方;切割面积为30 cm×30 cm时厚度的增加会导致物种多样性和均匀度的增加,面积为50 cm×50 cm、厚度为20 cm样地会保持较为稳定的多样性指标,且有利于保持较高的地下生物量密度和地上生物量.草皮切割面积Sq与物种丰富度S和Ma之间呈极显著正相关,与Berger-Parker优势度指数呈极显著负相关.     

基于气象适宜度指数的若尔盖湿地天然牧草产量估算模型

气象条件极大地制约着若尔盖湿地天然牧草的生长状况,为了从气候条件适宜角度评估牧草长势年景的优劣,利用若尔盖湿地天然草场牧草1983—2013年近31年(2002年缺测)牧草产量观测资料,得到能够反映光、温、水对牧草生长影响程度的气象适宜度指数,分析了若尔盖湿地天然牧草产量与气象因子之间的关系,分别建立了5月、6月和7月牧草产量气象适宜度线性和生长曲线估算模型。结果表明:所建立的牧草产量气象适宜度估算模型能够较好地模拟牧草产量的演变趋势;各月气象适宜度产量线性模型的精度普遍高于生长曲线模型;与干重模型相比,鲜重模型精度较差。受牧草产量观测资料精度的限制,6、7月牧草产量估算模型还需要进一步改进。     

湿地退化条件下土壤碳氮磷储量与生态化学计量变化特征

为了研究湿地退化过程中土壤碳氮磷储量与生态化学计量变化,明确碳氮"汇"功能的变化和土壤碳、氮、磷的平衡关系,采用实地采样调查、室内分析与数理统计法,研究了若尔盖自然湿地保护区内未退化湿地沼泽(MA)、沼泽化草甸(MM)、草甸(ME)3种不同退化程度湿地的典型样地在碳氮磷含量、储量以及生态化学计量的变化特征。结果表明,草甸化沼泽土与草甸土全剖面总有机碳、全氮含量较沼泽土分别降低了29.55%,6.52%和67.53%,40.04%,碳氮储量分别降低了67.49%,60.10%和85.14%,54.47%;3种土壤全磷剖面含量大小顺序为MMMEMA,其储量高低顺序是MEMAMM。随着土层深度的增加,沼泽土的总有机碳、全氮含量明显升高,全磷含量与草甸化沼泽土、草甸土的总有机碳、全氮、全磷含量均呈现降低趋势;3种土壤碳氮磷储量40—100cm土层高于0—40cm土层。沼泽土、草甸化沼泽土、草甸土3种不同类型土壤C/N分别为40.38,31.70,23.26,C/P分别为409.52,247.46,113.07,N/P分别为10.43,7.90,5.02,土壤C/N、C/P、N/P均随湿地退化而减小,较高的C/P与N/P14揭示氮磷元素均是影响植物生长的限制性因素,且受氮素限制高于磷素。因此,若尔盖湿地退化导致土壤碳氮含量与储量降低,碳氮"汇"功能减弱,尤其是碳"汇"。     

若尔盖高原湿地生态系统研究综述

从湿地分类、湿地生物、湿地生境以及湿地退化4个方面对近年来若尔盖的科研成果进行阐述和总结,最后对若尔盖湿地研究的发展进行展望。     

若尔盖湿地土壤酶活性和理化性质与微生物关系的研究

本文旨在研究若尔盖湿地土壤退化过程中四种典型土壤(泥炭土、沼泽土、草甸土、风沙土)中脲酶、过氧化氢酶、转化酶、多酚氧化酶活性及其与理化性质、微生物数量的相关性分析。结果表明:随着土壤深度增加,脲酶、转化酶活性逐渐降低,过氧化氢酶、多酚氧化酶活性逐渐升高;随着土壤退化程度的加剧,脲酶和转化酶活性总体呈下降趋势;泥炭土、沼泽土、草甸土中过氧化氢酶活性显著高于风沙土;多酚氧化酶活性随退化程度加剧呈上升趋势,但在沼泽土中活性最低。泥炭土、沼泽土、草甸土中转化酶及风沙土中过氧化氢酶与土壤理化性质、微生物数量的相关性较显著。因此土壤酶活性(脲酶、转化酶)、理化性质(含水量、有机质、全氮、全磷、全钾)、微生物数量能较好地指示当地土壤退化状况。