不同土壤水分条件下杨树人工林水分利用效率对环境因子的响应

运用涡度相关(Eddy covariance,EC)开路系统和微气象观测系统,于2007年对位于北京市大兴区永定河沙地杨树(Populus euramertcana)人工林与大气间碳、水和能量交换进行了连续测定.通过分析总生态系统生产力(GEP)、蒸发散(ET)以及水分利用效率(WUE=GEP/ET)随相对土壤含水量(REW)的变化趋势,探讨杨树人工林不同土壤水分条件下水分利用效率对气象因子以及下垫面因素的响应,为杨树人工林经营管理提供理论依据.研究结果表明:当REW＜0.1时,GEP和ET受到严重水分胁迫的影响维持在较低水平,环境因子对GEP、ET和WUE的影响较小;当0.1＜REW＜0.4时,GEP和ET随着土壤体积含水量(VWC)的增加而增大,WUE随VWC的增大而减小;REW＞0.4时,气象因子是影响碳固定和水分损耗的主要原因,由于ET对气象因子变化的响应较GEP更为敏感,因此,WUE随空气饱和水汽压差(VPD)的增大而减小.沙地土壤保水能力较差,不能保证土壤水分被植物有效利用,因此当VWC处于5.2%-8.8％(0.1＜REW＜0.4)范围时,碳固定与水分消耗达到最高效率.研究表明杨树人工林WUE随降水变化而变化,未来气候变化和变异有可能影响杨树林耗水和生产力之间的关系.     

半干旱区草地站蒸散特征及其对气象因子和植被的响应

水分是制约半干旱区生态发展的重要因素,而蒸散（Evapotranspiration,ET）是地表水分消耗的重要过程。本文基于内蒙古半干旱区多伦和锡林浩特草地站多年通量、气象和植被数据,分析两个典型草地ET变化特征及其对植被和主要气象因子的响应,为半干旱区草地资源的持续开发与保护提供参考。结果表明：多伦站和锡林浩特站多年均ET总量分别为417.15 mm和440.20 mm,其中生长季ET分别占年总量的75.75%和72.38%。两站ET年内变化均呈单峰型,和热量因子、水分因子与植被状况均呈显著性正相关关系（P<0.01）。通径分析表明,两站ET变化均主要受到太阳净辐射直接作用的驱动,其次受到叶面积指数、降水和土壤含水量的间接影响。     

生命周期评价在畜牧生产中的应用研究现状及展望

生命周期评价（life cycle assessment,LCA）作为一种全程评价产品总体环境影响和生产效率的方法,被广泛应用于企业优化生产经营结构和政府政策制定等方面。近年来,出于粮食安全保障和生态环境保护的考虑,LCA在农牧生产中的应用越来越受到重视。但我国相关方面的研究和应用并不多见,特别是作为畜牧业重要产区的北方草原牧区,尚没有开展针对当地畜牧生产体系的LCA研究。在这一背景下,本文围绕主要环节和流程对国内外畜牧生产LCA方法框架和研究现状进行了综述,主要从LCA研究目的与范围的确定、生命周期清单分析和影响评价三个方面展开。国内外文献综述表明,国外畜牧产业中LCA的应用已相当普遍,无论从方法上还是技术上都已经相当成熟和完备,对我国畜牧产业LCA科学研究和实际应用均有较强的借鉴意义。然而,由于国内外畜牧产业的具体情况差异,国外LCA经验难以直接应用到国内。首先,在我国北方牧区,家庭牧场是当地畜牧生产的主要经营方式,具有季节性放牧与圈养舍饲结合、不同牲畜混养、牧民生活和生产经营界限不明确等特点,难以直接套用国外方法。此外,在我国开展畜牧生产LCA研究所需的数据收集非常困难,这是制约我国畜牧生产LCA应用的最大短板。最后,由于畜牧生产技术及经营方式的差距,相比于欧美澳等畜牧业发展成熟国家,我国北方牧区畜牧生产受降水等自然因素及市场供求价格因素影响年际间差异更大,这也是我国开展畜牧生产LCA研究必须考虑的问题。为了使 LCA 能够精准且广泛地应用于我国畜牧产业,应从以下几个方面进行改进：首先,开展我国北方牧区不同规模畜牧生产经营系统物料投入和产出的调查和研究,为畜牧产业LCA研究收集必要数据;其次,根据我国畜牧产业的特征建立并完善适合国情的畜牧业LCA标准方法和数据库,提升我国LCA结论的准确性;第三,在我国畜牧LCA研究中还应加大学科交叉力度,理清畜牧产业发展中的自然和社会驱动因素,为我国北方牧区畜牧产业的可持续发展提供数据参考和科技支撑。     

灌水和放牧对荒漠草原生态系统碳交换的影响

依托内蒙古乌兰察布市四子王旗境内短花针茅荒漠草原的10a放牧强度（不放牧、轻度放牧、重度放牧）试验平台,于2012年和2013年在荒漠草原生长季（5-10月）,设计放牧嵌套灌水的控制试验,以不灌水和不放牧为对照,研究净生态系统碳交换速率（net ecosystem exchange,NEE）、净生态系统呼吸速率（ecosystem respiration,RE）和总生态系统碳交换速率（gross ecosystem exchange,GEE）对不同水分条件（灌水、非灌水）和不同放牧强度的响应。结果表明：（1）荒漠草原生长季表现为净碳吸收（NEE和GEE<0）。不放牧条件下灌水通过增加土壤体积含水量（soli volumetric water content,Vwc）间接增加RE和生态系统碳吸收（P<0.01）,NEE、RE和GEE对灌水带来的土壤水分变化较为敏感。（2）不灌水条件下,NEE、RE和GEE在不同放牧强度处理中的差异并不显著,但8月后放牧带来的ΔNEE和ΔGEE正偏差显著大于8月前的负偏差（P<0.001）。（3）灌水和放牧的交互作用对NEE、RE和GEE均无显著影响,但放牧条件下增加Vwc可以增加生态系统碳吸收和呼吸作用。区分放牧强度时,RE和GEE对Vwc的线性回归模型斜率的绝对值在不放牧时最大（分别为0.26和0.61）,说明放牧导致荒漠草原生态系统碳交换对土壤水分变化的敏感性减小。     

蒙古高原为何能持续三千年游牧:草地、牲畜、人口关系的分析

文中基于草地、牲畜、人口的关系分析蒙古高原三千年游牧的历史。一定的草地只能承载一定数量的牲畜,如果牲畜数量过多或放牧强度太大,超越可持续草地生产力的临界值,草原就会退化;一定的牲畜数量只能承载一定数量的人口,如果人口过多会导致人均牲畜数量太小,人口也就不可持续。人口承载力是草地可承载的人口阀值;从生活水平的角度分析,这个阀值并不是最佳的人口数量:人均牲畜数量先是随人口与牲畜数量的增加而增加,然后开始减少到最低水平。在封闭的游牧系统里,一般来说,人口承载力受生态承载力及其他因素制约,最佳承载力低于最大生态与人口承载数量。游牧是适应蒙古高原非平衡生态和保持流动性的有效选择;除草地是牲畜的限制条件外,频发的灾害和战乱调控了牲畜与人口数量,保持了草地生态平衡和游牧可持续性。如今蒙古高原已不再封闭,自然灾害也不再是调控人口的最主要因素,草原生态系统也更加日益开放,草地、牲畜、人口的关系变的更加复杂,技术创新、产权变革和生计转型都是实现可持续发展的重要动力。