青藏高原东缘某隧道建设区典型植物水分利用策略

[目的] 揭示青藏高原东缘隧道建设区植物的水分利用特征及其对环境变化的响应,为自然和人为影响下的生态脆弱区水土保持工作提供科学参考。[方法] 通过测定海拔3 230 m的某隧道建设区2020—2021年不同月份典型植物木质部水和各潜在水源的δ²H和δ¹⁸O值,利用MixSIAR模型计算植物吸收各潜在水源的比例,并计算每两种植物间的相似性比例指数(PS指数)以比较不同物种的水分竞争关系。[结果] 紫羊茅(Festuca rubra)、川西云杉(Picea likiangensis var. balfouriana)和刺叶高山栎(Quercus spinosa)以浅层土壤水(0—40 cm)作为主要水源;川杨(Populus szechuanica)主要吸收中深层(40—200 cm)土壤水;2021年8月和10月植物对浅层土壤水的利用比例较2020年同时期明显降低;川西云杉对0—40 cm和40—80 cm层土壤水的利用比例与相应层土壤含水量分别存在显著正相关和显著负相关关系(p＜0.05);在时间尺度上,川杨在2020年10月与其他3种植物的水分竞争关系较弱,PS指数范围为0.19～0.54。[结论] 土壤含水量及外界温度的改变是青藏高原东缘植被水分利用策略变化的主要因素,且这两个因子的重要性因物种而异;隧道建设会引起土壤和土壤水的流失,从而导致隧道建设后土壤含水量的降低;隧道建设后植物对浅层土壤水的依赖比隧道建设前低,因此需关注生态脆弱区隧道建设对土壤水分及植被适应机制的影响。     

采伐对幕布山区毛竹林土壤呼吸的影响

利用LI-COR-8100土壤CO2通量自动测量系统测定了湖北赤壁幕布山区采伐毛竹林土壤表面CO2通量及5 cm深度的土壤温度、湿度,研究了采伐对毛竹林土壤呼吸的影响,并用壕沟法区分各组分呼吸。结果表明:采伐显著增加了毛竹林的土壤温度,但对土壤湿度无显著影响;采伐能增加土壤呼吸、凋落物呼吸与矿质呼吸,但降低了根系呼吸;土壤总呼吸及组分呼吸与土壤温度呈指数相关(R2=32.63%84.50%),与土壤湿度呈线性相关(R2=40.60%93.50%),运用土壤温度、湿度复合模型能提高预测土壤呼吸的准确性(R2=41.40%96.20%)。采伐毛竹林土壤呼吸的增加主要因为采伐后土壤温度升高所致。     

不同经营措施对毛竹林碳储量及碳分配影响

以无经营毛竹纯林为对照(Ⅰ),以垦复(Ⅱ)、施用除草剂(Ⅲ)、劈草毛竹纯林(Ⅳ)为研究对象,研究不同经营措施对毛竹林碳储量及碳分配影响,结果表明:(1)与对照相比,垦复、施用除草剂、劈草均增加了植被层碳储量;各林分植被碳储量分别为30.98、33.04、33.19、31.21 t/hm2,地上乔木层碳储量占主体,分别为23.68、25.01、26.34、25.21 t/hm2。(2)施用除草剂增加毛竹林生态系统碳储量及土壤碳储量,垦复、劈草降低了毛竹林生态系统碳储量和土壤碳储量;毛竹林生态系统碳储量分别为113.15、98.13、131.90、112.59 t/hm2,土壤碳储量占主体,分别为86.17、65.09、98.71、80.39 t/hm2。(3)毛竹林植被碳素(CO2)年固定量分别为9.33、11.29、9.94、9.95 t/(hm2.a),相当于固定CO234.21、41.38、36.47、36.48 t/(hm2.a),地上乔木层碳固定量的增加是毛竹林植被碳素年固定量增加的主要原因。     

不同经营措施对毛竹林土壤呼吸温度敏感性的影响

【目的】森林经营与管理降低土壤呼吸是实现CO2减排的重要手段。全球气候变暖背景下,确定不同经营措施对毛竹林土壤呼吸温度敏感性的影响有助于揭示毛竹林地下生态过程对气候变化的响应和适应,并有助于了解毛竹林土壤呼吸对气候变化的正负反馈。【方法】以无经营毛竹纯林为对照(Ⅰ),以垦复(Ⅱ)、施用除草剂(Ⅲ)、劈草(Ⅳ)毛竹纯林为研究对象,采用壕沟法和凋落物移除法区分了各组分呼吸,利用LI-8100测定了土壤呼吸速率及5cm土壤温度,并分析了土壤呼吸温度敏感性(Q10)。【结果】①土壤呼吸及组分呼吸与5cm处土壤温度呈指数相关;②土壤总呼吸Q10冬季>夏季>春季>秋季。垦复、施用除草剂、劈草均降低了土壤总呼吸温度敏感性;③根呼吸Q10夏季>冬季>春季>秋季。垦复、施用除草剂、劈草均降低了根呼吸温度敏感性;④凋落物呼吸Q10夏季>冬季>秋季>春季。垦复、施用除草剂、劈草均降低了凋落物呼吸温度敏感性;⑤矿质呼吸Q10春季>冬季>夏季>秋季。垦复增加了矿质呼吸温度敏感性,施用除草剂、劈草降低了矿质呼吸温度敏感性。【结论】相对降低土壤表面CO2通量和土壤呼吸适应未来全球气候变化而言,施用除草剂是本研究区毛竹林经营较为合理的方式。     

不同生态修复措施对藏东南工程边坡植被重建的作用

[目的] 评价青藏高原派墨公路生态恢复过程中环境因素对边坡植物群落的影响,为藏东南工程扰动区生态恢复计划提供理论依据。[方法] 以藏东南新修派墨公路为研究对象,基于沿线边坡生态恢复植物群落调查,分析群落盖度、物种多样性指数(Shannon-Wiener指数、Simpson多样性指数、Margalef丰富度指数、Pielou均匀度指数)、群落加权性状值(比叶面积、叶干物质含量、叶氮含量、叶磷含量)与环境变量(海拔、修复措施)的关系,探究当前恢复重建植物群落对环境变量及工程措施的响应。[结果] ①海拔显著影响Margalef丰富度指数、叶干物质含量(p＜0.05); ②高强度的措施显著提高群落盖度、比叶面积、叶氮含量(p＜0.05),但对叶磷含量有显著负向作用(p＜0.05); ③人为高度干预的SJP技术能够显著增加高海拔植物的叶干物质含量,对群落修复效果总体较好。[结论] 海拔高度和修复措施是派墨公路沿线边坡植物群落恢复的主要影响因素。随着海拔升高,植被自然恢复难度增大。应加大人为修复措施强度,避免引起高寒地区生态退化。     

施肥对闽西毛竹生物量及碳储量分布格局的影响

以闽西施用5 a竹林专用肥（一类）、5 a氮、磷、钾配方施肥（二类）、5 a有机肥（三类）、1 a竹林专用肥（四类）、1 a有机肥（五类）等不同施肥类型毛竹林为研究对象,以不施肥毛竹林（六类）为对照,研究了施肥对毛竹林生物量及碳储量分配格局的影响。结果表明： （1）施肥增大了毛竹生物量,表现为三类（91.18 t/hm2）＞一类（83.61 t/hm2）＞二类（71.38 t·hm2）＞五类（71.12 t/hm2）＞四类（65.13 t/hm2）＞六类（57.83 t/hm2）,施肥能够提高毛竹叶片、竹枝、竹秆等地上部分的生物量及其占毛竹总生物量的比例,增大毛竹地上/地下生物量的比值,且施肥5年（一、二、三类）＞施肥1 a（四、五类）＞不施肥（六类）;（2）不同施肥处理下毛竹碳储量为28.37～45.99 t/hm2,施用5 a有机肥（三类）最大,不施肥（六类）最小;竹秆是毛竹碳储量的主要贡献器官,而竹叶贡献率不足4％;与未施肥竹林相比,毛竹施肥后地上部分固碳总量有较大提升;（3）不同施肥处理下毛竹年净生产力、年固碳量和同化CO2量均表现为三类＞一类＞二类＞五类＞四类＞六类,年同化CO2量分别为41.42、41.17、30.99、23.47、20.69、20.00 t/（hm2·a）;施肥年限对毛竹年净生产力有较大影响,施肥5 a（一、二、三类）均能够显著提高毛竹年净生产力。     

雅鲁藏布江下游隧道工程对土壤有机碳稳定性的影响

隧道在高原山岭等地区道路建设中被广泛采用，但其对土壤有机碳稳定性的影响研究较少。土壤有机碳稳定性是评价土壤生态系统对外界环境变化响应的重要指标。为阐明土壤有机碳(SOC)对隧道工程建设的抗干扰能力，本研究以雅鲁藏布江下游隧道建设为依托，设置工程影响区(ED)和非影响区(CK)监测样地，从土壤活性有机碳(LOC)、团聚体和土壤酶活性等角度探究隧道建设对SOC稳定性的影响。结果表明，工程影响区SOC、LOC含量分别为291.40和110.28 mg·kg^-1,CK区域中分别为255.31和91.19 mg·kg^-1，两个区域差异不显著(P> 0.05)。ED和CK中，土壤粒径> 0.25 mm的团聚体占比均超过80%，随着团聚体粒径减小，ED的SOC含量呈现降低趋势，但ED与CK差异不显著。本研究表明，隧道建设未改变植被凋落物量，对SOC的输入与输出未产生显著影响。ED与CK区土壤酶、微生物生物量碳及土壤团聚体组成无显著差异，表明隧道工程建设对SOC稳定性的微生物学调控机制及土壤团聚体物理保护机制无显著影响，对SOC稳定性无显著影响。...