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。     

围封、放牧、刈割对内蒙古典型草原土壤线虫群落的影响

为探讨围封、放牧、刈割对典型草原土壤线虫的影响,本文基于高通量测序确定土壤线虫群落组成,分析不同利用方式下土壤线虫群落差异及其表征的生态学意义。研究结果表明：围封、放牧、刈割处理下的线虫群落结构未呈现显著性差异,但在不同草地利用方式的影响下,土壤线虫在优势营养类群、生态学指数层面表现为有差异性的响应结果;与围封处理相比,放牧和刈割对草地生态系统产生一定干扰作用,这使得土壤线虫连通性和捕食关系有所减弱;刈割使温带典型草原土壤线虫群落的Shannon指数和均匀度指数显著降低,但有利于土壤养分富集。研究结果丰富了草地土壤线虫多样性和群落演变的研究内容,证实土壤线虫所指示的草地生态系统状况随着利用方式的改变而发生变化,为温带典型草原的草地恢复、可持续发展等不同阶段制定科学的草地利用方式提供参考。     

三江源区草地退化与人工恢复对土壤理化性状的影响

以三江源区不同退化程度的天然草地及不同恢复年限的人工草地为研究对象,系统分析土壤理化性质随取样深度的动态变化。结果表明:(1)人工草地土壤含水量及全氮、全钾、全磷、速效钾、速效磷的含量随恢复年限均表现出先减小后增大的"V"形变化趋势;(2)随着退化程度增加,退化草地土壤中含水量逐渐降低,全氮、全钾、有机质、速效钾含量未表现出逐渐降低趋势,而草地的裸斑面积、土壤及养分的流失量逐渐增加;(3)人工草地及退化草地土壤中全氮、速效钾、有机质含量均随着取样深度增加而逐渐降低,草地恢复年限和退化程度基本不影响养分在土壤中的空间分布;(4)人工草地建设使退化草地有机质、全氮、全钾的含量增加,尤其有利于0-4cm的土壤养分增加。因而,人工草地建设可以作为三江源区退化草地土壤恢复的措施之一。     

放牧对温带典型草原植物物种多样性及土壤养分的影响

为探讨放牧强度对植物多样性及土壤养分的影响,本文以内蒙古温带典型草原毛登牧场为研究对象,选取围封、中度放牧、重度放牧3个放牧强度的试验样地,运用方差分析法研究不同放牧强度下植物多样性和土壤养分含量的差异性,采用典范对应分析揭示植物多样性与土壤养分间的关系。结果表明,植物群落物种组成受放牧强度影响变化显著,部分优势种重要值降低;放牧强度增大对植物群落多样性指数影响不显著,围封样地植物群落Pielou均匀度指数显著大于中度放牧、重度放牧样地（P<0.05）;围封样地土壤全钾（0~20 cm）、土壤有机质（0~40 cm）含量显著（P<0.05）大于中度放牧、重度放牧样地,硝态氮、铵态氮、全磷含量在不同强度放牧样地间差异不显著。典范对应分析结果表明,放牧干扰下温带典型草原多年生禾本科草本植物多样性与全钾、土壤有机质、铵态氮含量呈正相关,多年生非禾本科草本植物多样性与硝态氮、全磷含量呈正相关。     

青藏高原高寒草地退化与人工恢复过程中植物群落的繁殖适应对策

以三江源区不同退化程度高寒草甸和不同恢复年限人工草地作为研究对象,通过野外调查与采样、实验室分析,探究了高寒地区退化天然草地与人工恢复草地的植被群落繁殖构件数量变化。结果表明：在群落水平上,天然草地退化和人工草地建植会对植物繁殖构件的数量和生物量产生影响。随着天然草地退化程度的增加,营养枝数量和生物量则明显下降,而繁殖枝的数量和生物量明显升高（P<0.05）;随着人工草地恢复年限的增加,营养枝的数量和生物量逐渐增加,而繁殖枝的数量和生物量则逐渐降低（P<0.05）;随着恢复年限的增加,人工草地繁殖构件的变化逐渐接近未退化天然草地。在功能群水平上,植物繁殖构件数量亦随草地退化程度和人工恢复年限而变化。随着恢复年限的增加,禾本科、莎草科、杂类草的营养枝数量和生物量均呈现显著增加（P<0.05）,而繁殖枝数量和生物量则显著下降,禾本科的繁殖构件数量远远大于莎草科和杂类草;随着退化程度的增加,三大功能群的营养枝枝数和生物量显著增加（P<0.05）,而繁殖枝则呈现相反的趋势。本研究实证了草地退化和人工恢复改变植物群落繁殖分配对策的科学假设,为高寒草地植被恢复重建技术的发展和更新提供理论支撑。     

内蒙古地区水足迹量化及水资源评价分析

为探讨内蒙古地区水资源现存问题和发展规律,合理利用区域水资源,基于水足迹理论对内蒙古1998—2018年用水结构进行分析,并评价区域水资源利用状况。结果表明:全区水足迹整体呈上升趋势,2018年总水足迹达778.58亿m3。从构成上看,农业蓝绿水足迹始终占总水足迹主导地位,所占比例为72.43%～82.97%。对比各地级市用水特征,由于阿拉善地区生态蓝水足迹较高,因而人均蓝水足迹最高;兴安盟降水量大、作物产量较低,因此人均绿水足迹最高;研究区总体水资源压力始终处于较高状态,乌海地区水资源压力位居第一,但研究区总体上尚未出现水质性缺水问题。综上,内蒙古地区亟需通过调整用水结构等以改善当地水资源利用现状,促进区域可持续发展。     

基于稳定同位素技术的黄河支流河岸植被水分来源解析

[目的] 分析比较不同水分梯度下植物水的氢氧同位素特征,为黄河流域生态保护与防蚀控沙中适宜物种的筛选提供一定的理论基础。[方法] 采用氢氧稳定同位素技术,基于HYSPLI4气团轨迹模型和贝叶斯混合模型MixSIAR,分析黄河主要支流—西柳沟河流河岸不同水分梯度下优势植物对潜在水源利用率,进而提出不同植物的水分利用策略。[结果] 研究区在采样期间降水的水汽主要来源于西北季风输送和局地蒸发。在水分充足的河漫滩样地,植物以浅层土壤水（0—30 cm）为主要水源。距离河道较远的河谷阶地上,草本类植物主要利用浅层和中层土壤水（0—70 cm）,灌木类和高大草本类植物转而吸收更深层的土壤水（70—100 cm）,出现水文生态位分离的现象。[结论] 当水分缺乏时,灌木类植物会因为吸水模式的优势具有更强的生存竞争力。灌木类植物是黄河流域生态保护与防蚀控沙的适宜物种。     

乌梁素海芦苇湿地遥感生物量估算研究

以定量遥感的手段实现对内蒙古乌梁素海湿地生物量的估算。在定点监测芦苇生长周期内的生物量基础上,分析了各监测点生物量(鲜重和干重)实测数据与同期4种植被指数NDVI、DVI、PVI、RVI的相关关系。建立一元线性估算模型及多种非线性估算模型并进行对比分析。结果表明:对于乌梁素海而言,芦苇地上生物量(鲜重与干重)与所选4种植被指数均存在显著正相关关系,鲜重、干重的最优模型均是基于NDVI的三次多项式估算模型。精度检验结果显示:用NDVI三次多项式估算模型计算出的鲜重和干重的预测值与实测值较接近,鲜重的平均误差为19.90%,拟合精度达到80.10%;干重的平均误差为18.71%,拟合精度达到81.29%,可以满足乌梁素海地区芦苇生物量宏观估测的需要。通过分析2013年7月研究区芦苇总生物量干鲜重的空间分布图可得,乌梁素海地区芦苇干重在1 000~1 500 g·m~(-2),鲜重在3 000~4 500 g·m~(-2),且高生物量和低生物量相对较少。     

一种新型垃圾填埋场生物覆盖层基质的甲烷氧化动力学研究

陶粒与堆肥的混合基质可作为氧化消减垃圾填埋气的材料。在实验室模拟条件下,分析了生物覆盖层基质的含水率、温度、初始甲烷浓度、初始氧气浓度等环境因子对甲烷氧化效率的影响,借助O rigin version 7.5软件进行生物覆盖层材料甲烷氧化动力学参数拟合,旨在为实际工程应用提供科学依据。试验结果表明:堆肥与陶粒的复合基质最佳含水率为40%时,甲烷的氧化速率达6.28μmolCH4.g-1h-1;覆盖层材料的最大甲烷氧化速率为Vm ax为9.10427μmolCH4g-1h-1,半速常数Km为3.45%。