不同荒漠生态系统下有机碳和微生物碳的分布特征

基于新疆古尔班通古特沙漠南缘原始盐生旱生荒漠的3种建群灌木琵琶柴(Reaumuria soongori-ca)、多枝柽柳(Tamarix ramosissima)和梭梭(Haloxylon ammodendron)生态系统下土壤剖面实测数据,分析了土壤有机碳(SOC)和土壤微生物量碳(Mc)的垂直分布特征及其与土壤理化因子的关系。结果表明:3个生态系统类型之间土壤剖面SOC分布状况和含量不存在显著差别,但每个生态系统土壤剖面土层之间存在显著差别。各生态系统土壤上层均存在着一定厚度的SOC富集层,中部(10～30cm)SOC含量迅速下降,下部有机碳含量低而稳定。Mc分布与含量与SOC存在相似的规律。Mc对90cm以上的土壤碳循环起着重要的作用,而对深层次的碳库影响不大,不会对全球变化做出响应,但意义更重要,它们可以更长期保留于土壤中而不释放回大气圈。     

高寒草原对气候生产力模型的适用性分析

本研究利用中国科学院巴音布鲁克草原生态研究站1984-1990年、2004-2008年2个时间序列植物营养生长期的气候指标及净第一性生产力(NPP)实测值,结合北京模型、综合植被模型和林慧龙等建立的模型模拟研究区的NPP;根据3个模型NPP的模拟值与实测值对其进行了一元线性回归与相关分析,并基于NPP的模拟值探讨了研究区草地载畜量。结果表明,北京模型(R=0.857**)、综合植被模型(R=0.894**)和林慧龙建立的模型(R=0.894**)的NPP模拟值与实测值相关性及一元线性回归方程拟合较好,同时从线性回归的拟合度也揭示了降水是研究区NPP的主要限制因子,而温度对NPP的影响程度相对较小。在年均气温增加2和4℃,年降水量增加20%时,草地理论载畜量分别由目前的0.94个羊单位/hm2增加到1.49和1.62个羊单位/hm2。     

高寒草地群落物种多样性与土壤环境因子的关系

对新疆巴音布鲁克高寒草地植物群落4个物种多样性指数和14个土壤指标进行回归分析,结果表明,全盐,HCO3-,Ca2+,速效N,pH值,土壤含水量与物种多样性有显著相关关系(P<0.05).全盐,HC3-,Ca2+,速效N和土壤含水量与丰富度指数的最好拟合为二项式,pH值与丰富度指数的最好拟合为直线回归,全盐,Ca2+.和pH值与Shannon-Wiener指数的最好拟合为二项式,土壤含水量与Shannon-Wiener指数的最好拟合为直线回归,这表明物种多样性与土壤环境因子的关系并不是简单的正相关或负相关关系.     

巴音布鲁克高寒草地退化演替阶段植物群落特性研究

以新疆天山南坡巴音布鲁克高寒草地为研究对象,通过主分量分析以及群落多样性指标,分析了不同退化演替阶段高寒草地植物群落特性变化规律。结果表明:以重要值为参数通过主分量分析(PCA)对样方进行排序,得到未退化、轻度退化、中度退化、重度退化4种类型群落;随着植物群落的逆行演替,优良牧草盖度、高度、频度等呈递减趋势,杂类草表现为增加趋势,植物群落物种多样性丧失。未退化阶段群落羊茅(Festuca ovina)、紫花针茅(Stipa purpurea)为优势种,随着退化加重,天山赖草(Leymus tianschanicus)、委陵菜(Ptentilla spp.)等在群落中占主导地位,地下芽根茎型草本植物逐渐代替地面芽密丛型禾草植物成为群落优势种。     

甘肃马先蒿入侵对巴音布鲁克高寒草原凋落物分解的影响

【目的】凋落物分解是陆地生态系统养分循环和能量交换的重要途径,而植物群落物种组成是影响凋落物分解过程的关键因素之一。本地入侵植物甘肃马先蒿（Pedicularis kansuensis）大面积入侵高寒草原,导致群落建群种发生改变,但有关甘肃马先蒿入侵影响高寒草原群落凋落物分解速率的研究相对缺乏。因此,本研究以巴音布鲁克高寒草原入侵的甘肃马先蒿所在群落为研究对象,旨在探明入侵植物对草地凋落物的分解速率以及养分变化的影响。【方法】测定不同物种组成（甘肃马先蒿、本地优势物种紫花针茅（Stipa purpurea）、甘肃马先蒿和紫花针茅1∶1质量混合）凋落物的可溶性蛋白、木质素、纤维素和氮磷等养分含量,分析甘肃马先蒿和本地物种凋落物之间的分解速率差异。【结果】（1）与本地物种相比,甘肃马先蒿具有更高的分解速率;（2）甘肃马先蒿入侵提高了高寒草原凋落物的全氮、全磷、全钾和木质素含量,进而增加了土壤养分含量;（3）甘肃马先蒿入侵对凋落物养分中的全氮、全磷、全钾以及木质素含量的影响呈现正效应,对有机碳含量无明显影响,对可溶性蛋白在90～450 d的影响呈现正效应,其余时间段无明显影响,甘肃马先蒿对凋...     

高寒草原不同退化阶段土壤颗粒分形特征

土壤分形维数能够很好地反映土壤结构及土壤养分特征。利用杨培岭的土壤分形模型对巴音布鲁克高寒草原4种不同退化阶段(未退化CK、轻度、中度和重度)土壤分形维数变化进行了研究,探讨了土壤分形维数与土壤颗粒含量、土壤理化性质及其与草地退化的关系。结果表明：(1)土壤分形维数随退化程度的加重其值增大,分形维数在2.573~2.635。(2)土壤分形维数与不同粒径土壤颗粒含量之间存在明显的相关关系,其中土壤分形维数与砂粒含量呈极显著负相关(p=0.01),与粉粒含量呈显著正相关(p <0.05),与黏粒含量呈极显著正相关(p <0.0001)。(3)土壤分形维数与有机质含量和全氮含量呈显著负相关,与容重呈显著正相关,与土壤退化指数呈负相关(但不显著)。(4)适度放牧有利于提升土壤质量,但不能超过阈值。     

２，４-D丁酯对轮叶马先蒿的防除效果及对草地植被的影响

 为有效灭除草地害草轮叶马先蒿,采用２,４-D 丁酯在巴音布鲁克高寒草地进行了不同时期不同剂量化学防除试验。结果表明,防除轮叶马先蒿的最佳时期为盛花期;最佳药品用量是０．０６６ ｍＬ／ｍ^２;喷施２,４-D 丁酯后,草地植被生态环境得到明显改善,轮叶马先蒿被部分或完全灭除,优良牧草垂穗披碱草在草地群落中占据优势地位,同时杂类草新疆假龙胆受到一定的抑制,草地质量明显提高。     

新疆不同植被类型土壤有机碳特征

准确评估不同植被类型的土壤有机碳库,对揭示土壤有机碳在陆地生态系统碳循环中的作用具有重要意义。通过分析新疆地区10种植被类型的土壤有机碳密度(SOCD)的分布特征,估算了该地区的土壤有机碳储量。结果表明:在10个植被类型的0~100 cm土壤剖面中,SOCD垂直分布特征明显,呈逐渐降低趋势。新疆SOCD以针叶林最大,其值为63.86 kg·m~(-2),其他植被类型依次为:草甸、阔叶林、沼泽、草原、灌丛、高山植被、栽培植被、荒漠和无植被类型。土壤有机碳储量最大值分布在草甸中,为4.89 Pg,其他植被类型依次为:荒漠、草原、高山植被、无植被(裸地)、针叶林、栽培植被、阔叶林、灌丛、沼泽。在0~100 cm的土壤层,新疆地区土壤有机碳储量为16.4Pg。     

荒漠土壤水、盐、有机质空间分布及相互关系

为研究干旱区土壤中水、盐及有机质空间分布特征及相互关系,通过对艾比湖流域典型干旱荒漠区30块样地进行土壤(0~15、15~30、30~50 cm)样品采集和室内试验,分析土壤水、盐及有机质(SOM)的空间分布特征,并建立回归方程探讨其相互作用关系。结果表明,研究区土壤水分含量介于8.54%~10.40%,盐含量介于4.30~5.64 g/kg(属重盐土),SOM含量介于2.24~6.33 g/kg(较贫瘠);剖面土壤水分"底聚",盐分与SOM"表聚";各层土壤水、盐及SOM均属于中等变异强度,SOM变异强度较大;除0~15 cm SOM含量符合线性模型外,其余因素在所有土层均符合高斯模型,模型拟合度(R~2)均大于0.5;受结构性因素影响,各土壤因子均具有较强的空间自相关性,并且都具有良好的相关性,盐分主要通过水分影响SOM。本研究为更好地了解荒漠区土壤水、盐、有机质空间分布及相互关系提供理论依据。     

巴音布鲁克不同建植期人工草地土壤生物学特性研究

 以巴音布鲁克草原生态研究站附近建植４,８,１５和２０ａ高寒人工草地及天然草原０ａ（ＣＫ）为研究对象,对土壤微生物数量、土壤酶活性及其与土壤因子关系进行了研究。结果表明,５种不同建植期的微生物类群总数表现出４ａ＞８ａ＞０ａ＞１５ａ＞２０ａ,微生物组成以细菌最多,放线菌次之,真菌最少,且上层（０～２０ｃｍ）土壤微生物数量大于下层土壤的（２０～４０ｃｍ）;细菌、真菌及放线菌数量均在８月达到最大值,９月最小。土壤过氧化氢酶活性大小与微生物总数排列顺序一致,脲酶活性则为４ａ＞８ａ＞０ａ＞２０ａ＞１５ａ,同时,２种土壤酶活性均表现出上层大于下层的特点。逐步回归分析表明,速效氮和脲酶活性是影响该地区土壤微生物总数的主要因子;全磷和有机质是影响土壤脲酶活性的重要因子;全磷和ｐＨ 值是影响土壤过氧化氢酶活性主要土壤因子。