增温和氮添加对长江源区高寒沼泽草甸生态系统呼吸的影响

为探究高寒湿地生态系统对气候变化的响应,本研究对模拟增温（2.64℃）、氮添加（40 kg N·ha^-2·yr^-1）及其交互处理下的高寒沼泽草甸生态系统呼吸进行了2个生长季的监测。结果表明：增温显著提高了高寒沼泽草甸生态系统呼吸（约25%）,而氮添加对高寒沼泽草甸生态系统呼吸无显著影响;增温降低了高寒沼泽草甸生态系统呼吸对土壤温度变化的敏感性。在相对温暖的2015年生长季,增温和氮添加对生态系统呼吸起到协同促进作用。分析发现高寒沼泽草甸生态系统呼吸主要受表层土壤温度、植物生物量和土壤可溶性有机碳的影响;增温显著提高了植物地上和地下生物量,增强了自养呼吸,是增温提高生态系统呼吸的主要原因。本研究结果表明相比于大气氮沉降增加,高寒沼泽草甸生态系统呼吸对气候变暖的响应更加敏感。     

模拟降雨下坡度对含砾石土壤径流和产沙过程的影响

对含砾石土壤径流和产沙过程的研究不仅有助于深入理解该类型土壤中的水土过程,也可以为基于过程的土壤侵蚀模型模拟提供重要的土壤参数.通过室内模拟降雨试验,分析了3个坡度下含砾石土壤中的径流和产沙过程,研究结果表明,不同砾石含量的土壤在不同坡度下的产流在0～20 min内有明显增加的趋势,之后径流趋于平稳.随着砾石含量的增加,坡度对径流的影响减弱.坡面产沙高峰期出现在0～20 min内,且高峰期产沙量占总产沙量比例相对较大;当坡度为15°时,砾石含量(质量含量百分比)为20%,30%,40%的土壤在30 min后产沙量又增加,与其他坡度相比,土壤总产沙量也明显增加.实验中坡度是决定土壤产沙量的主要因素.     

模拟降雨条件下含砾石土壤的坡面产流和入渗特征

模拟降雨条件下研究了含砾石土壤的入渗过程,分析了砾石含量和坡度对土壤坡面产流时间和入渗的影响。研究结果表明:含砾石土壤的坡面产流时间与砾石含量和坡度密切相关,当坡度>5°时,产流时间与砾石含量呈线性负相关。当坡度<5°时,不同砾石含量的土壤入渗能力表现出明显差异;砾石含量为20%~30%时,土壤入渗相对增加;当坡度>10°时,砾石含量对入渗能力的影响不明显。利用Kostiakov入渗经验模型可以很好地模拟含砾石土壤的降雨入渗过程,模型中的经验系数K能够反映出降雨开始1 min内坡度和砾石含量对入渗的影响。     

长江源区草地覆盖变化对土壤团聚体分布及稳定性的影响

为了明确长江源区草地覆盖变化对土壤结构的影响,本研究以高寒草甸和沼泽草甸2种草地为研究对象,分析了不同植被覆盖度下土壤团聚体分布和稳定性特征。结果显示：高寒草甸土壤团聚体主要分布在2~0.25 mm和0.25~0.053 mm粒径范围内,沼泽草甸土壤团聚体在不同粒径范围内分布相对均匀;高寒草甸土壤大于0.25 mm团聚体含量（WR_0.25）表现为高覆盖度草地高于中覆盖度草地,随土层加深,低覆盖度草地WR_0.25显著高于高覆盖度草地和中覆盖度草地,除表层0~10 cm土壤外,高覆盖度沼泽草甸土壤WR_0.25显著高于中覆盖度和低覆盖度土壤;不同植被覆盖度下高寒草甸表层0~10 cm土壤团聚体平均重量直径（Mean weight diameter,MWD）和几何平均直径（Geometric mean diameter,GMD）无显著差异,在10~20 cm和20~40 cm土层差异显著,表现为低覆盖度 > 高覆盖度 > 中覆盖度,沼泽草甸土壤团聚体MWD和GMD则随草地植被覆盖度降低和土层加深而逐渐减小;中覆盖度草地土壤团聚体破坏率（Aggregate destruction rate,PAD）最大,其稳定性最差;高覆盖度草地土壤团聚体稳定性最好;在不同土层深度上,高寒草甸土壤团聚体稳定性无显著差异,沼泽草甸土壤随土层加深团聚体稳定性变差。本研究结果表明WR_0.25和PAD能够更好地评价土壤团聚体稳定性,而沼泽草甸土壤团聚体对植被覆盖变化的响应更为敏感。本研究结果有利于加强植被覆盖变化背景下对长江源区土壤保护机制的认识。     

典型喀斯特高原湖泊气候变化特征分析——以贵州草海为例

威宁草海是贵州省内最大的天然淡水湖泊,是喀斯特高原湖泊的典型代表。本研究基于威宁县1951—2016年逐月气温和降水资料,采用累积距平法、Mann—Kendall非参数检验、Sen’s斜率估计及Morlet小波分析等方法分析了草海地区气候变化特征。结果表明：1951—2016年草海地区气候向气温显著上升、降水明显下降的暖干化趋势发展;气温上升率为0.14℃/10 a,不同季节增温速率表现为秋季>冬季>夏季>春季,年降水量下降倾向率为21.46 mm/10 a,不同季节降水量下降速率表现为秋季>夏季>春季>冬季;从年代际变化来看,草海地区气温在20世纪50到70年代呈下降趋势,之后持续升高,不同季节表现为夏冬季开始变暖的时间要比春秋季开始变暖的时间早;年均气温在2002—2003年间发生突变,不同季节突变年份不一致,年降水量和不同季节降水量突变大多发生在1983年左右;Morlet小波分析表明,草海地区气温存在29、14、6年的尺度变化周期,年降水量存在30、20、9、4年的尺度变化周期。研究结果可为草海湿地生态环境保护和可持续发展提供科学依据,同时也为喀斯特高原湖泊区制定应对全球变暖策略提供数据支撑。     

土壤表面灰度值与表层土壤含水量关系研究

快速准确获取表层土壤水分是土壤学、生态学及相关学科研究的基础。该研究在室内条件下,研究了5种不同土壤表面灰度值与含水量之间的关系,以期为利用土壤表面灰度值反演表层土壤含水量建立试验基础。研究结果表明:土壤在烘干过程中,含水量的变化受孔隙结构的影响;对于不同类型的土壤,土壤表面灰度值受矿物质组成和有机质含量的影响,随着土壤有机质含量的增加,同一含水量下的土壤表面灰度值降低;土壤表面灰度值与表层土壤含水量呈指数负相关关系。     

水热互作对多年冻土区高寒沼泽草甸土壤温室气体排放的影响

为了探究温度和水分变化对多年冻土区高寒沼泽草甸土壤温室气体排放的影响，设置温度5,10和15℃(记作T5,T10和T15)和水分梯度75%,100%,130%土壤持水力(Water holding capacity, WHC,记作W75, W100和W130)室内交互培养实验。结果表明：各水分处理CO₂累积排放量随温度增加而增加，W75T5处理最低(818.59 mg·kg^-1),W100T15处理最高(3 420.50 mg·kg^-1);W75和W100处理CH₄累积排放量无明显规律，W130处理CH₄累计排放量随温度增加而增加；W75处理N₂O累计排放量随温度增加而降低，W100和W130处理随温度增加先增加后降低。CO₂累积排放量与微生物量碳显著负相关，与pH和过氧化氢酶显著正相关；CH₄累积排放量与电导率、脲酶显著负相关。温度、水分及其交互作用对全球增温潜势(GWP)影响显著；水热因素和土壤性质共同解释了...