夏季休牧对高寒矮嵩草草甸温室气体排放的影响

以高寒矮嵩草草甸为研究对象,利用密闭箱－气相色谱法,对夏季休牧8a的围栏草地(休牧草地)和全年放牧的草地(放牧草地)的温室气体排放通量、土壤特性和生物量进行了对比研究。结果表明：与放牧草地相比,休牧草地植被盖度较之高41％,单位面积生物量较之高53％。同时,土壤特性也有较大不同;休牧草地的植被－土壤系统CO₂排放通量比放牧草地低20.7％,测定期间两者CO₂排放通量以每天每公顷排放C的质量计分别为30.7和38.7 kg·(hm²·d)^-1;试验期间高寒矮嵩草草甸植被－土壤系统是大气CH₄的弱汇,休牧后草地土壤对CH₄的吸收能力增强,休牧和放牧草地CH₄的平均吸收强度分别为28.1和21.9 g·(hm²·d)^-1;休牧草地土壤N₂O排放通量比放牧草地低,两者排放通量分别为4.5和7.6 g·(hm²·d)^-1。可见,夏季休牧措施降低了草地对大气中温室气体浓度增加的贡献。     

放牧高寒嵩草草甸的稳定性及自我维持机制

以空间代时间,在＂三江源＂和中国科学院海北高寒草甸生态系统研究站地区,将处于不同退化阶段的高寒嵩草草甸作为研究对象,进行了其植物群落、地表状况、草毡表层厚度、根土比和水分渗透速率的演替过程与规律研究,以明晰放牧高寒嵩草草甸退化过程中其系统稳定性及自我维持机制。结果表明,高寒嵩草草甸虽然结构简单,但在长期适应寒冷气候进化过程中形成了低矮化、细绒化和草毡表层加厚、极度发育等一系列特殊的稳定性维持机制,可以承受一定范围内的人为干扰和气候波动,具有较高的系统稳定性与自我调控能力,但系统遭到破坏后的恢复能力极差。今日高寒草甸的大面积退化,是人类所赋加于草地的承载力远超过其承载力阈值而导致系统稳定性崩溃的结果。     

不同放牧强度对肃北高寒草原土壤肥力的影响

对肃北高寒草原不同放牧强度下不同土层的土壤肥力变化等进行了研究.结果表明:(1)高寒草原土壤物理性质的变化对土壤化学性质具有重要的调控作用.土壤化学性质对土壤肥力的演变则具有关键影响.(2)随着放牧强度的提高,0-10 cm,10-20 cm土层土壤容重均呈不同程度的增加,土壤孔隙度、土壤含水量则分别呈显著的递减趋势.(3)轻度放牧草地土壤有机质、土壤全氮含量高于中度放牧和重度放牧草地,20-30 cm土层有机质随放牧强度的增大呈明显下降趋势,即随放牧强度的增大草地深层土壤肥力呈退化趋势;肃北高寒草原的速效养分以多氮少磷富钾为特点,土壤速效氮、磷、钾含量在总体上随放牧强度的增加呈下降趋势.(4)在剖面上不同土层0-10 cm.10-20 cm.20-30 cm.随着土层深度的增加土壤有机质、pH值、土壤全氮、土壤速效氮、速效磷含量呈增加趋势.相反速效钾呈下降趋势.     

短期放牧对高寒草甸土壤水稳性团聚体构成及稳定性的影响

土壤水稳性团聚体是土壤肥力的基础。以青藏高原东北边缘地区高寒草甸为对象,采用放牧控制试验研究不同放牧强度下各粒级水稳性团聚体含量、根系和微生物数量的变化特征,以期阐明短期放牧对水稳性团聚体及其稳定性的影响。结果表明,中牧能够增加土壤内水稳性大团聚体的含量。土壤水稳性团聚体有机碳含量随土层深度增加而减少,中牧时在0—10cm土层,粒径1mm的土壤水稳性团聚体有机碳含量显著低于对照,但在10—20cm土层,粒径1mm土壤水稳性团聚体有机碳含量大于对照和其他放牧处理;随着放牧梯度的增大,地下生物量也递增,在0—10cm土层表现最为明显;中牧处理下土壤中真菌数量最大,而放线菌的数量随着放牧强度的增大而增大。     

高寒矮嵩草草甸地面热源强度及与生物量关系的初步研究

在青藏高原海北高寒矮嵩草草甸地区,依据2002年涡度相关法观测的能量平衡各分量资料和6-10月植物地上、地下生物量测定值,分析了高寒矮嵩草草甸近地表热量平衡、地面热源强度的变化特征,讨论了地面热源强度与植物生物量季节变化过程中的相互关系。结果表明:在青藏高原海北高寒矮嵩草草甸地区,年内地面均为热源,热源强度季节变化明显,地面热源强度年平均为88.5 W/m2;地上生物量季节变化与热源强度具有显著的正相关关系,而地下生物量季节变化与热源强度关系不明显。     

青藏高原高寒嵩草草甸植被群落特征对退化演替的响应

以空间代替时间的方法,于2012年7月中旬-8月中旬在青藏高原祁连山南麓分别选取原生、轻度、中度和重度4种不同退化梯度的高寒嵩草（Kobresia）草甸,对其土壤理化、水分特征和植被群落进行研究,以探究高寒嵩草草甸生态功能退化过程中植被群落的变化特征.结果表明,中度退化样地的地上生物量、表层（0-10cm）土壤含水量和降水地表入渗速率显著最小（P＜0.01）,表层地下生物量、表层土壤有机质、表层田间持水量和草毡层厚度显著最大（P＜0.01）.基于退化高寒嵩草草甸群落的植被功能群和群落多样性的非度量多维排序结果表明,其退化过程可明确划分为原生植被、轻度退化、中度退化和重度退化4个阶段,冠层高度、地上生物量、草毡层厚度和降水地表入渗速率对群落变化的相对贡献较大.植被群落对退化过程的响应为非平衡型（Non-equilibrium）,群落变化的“分水岭”存在于中度退化和重度退化之间.研究结果对退化嵩草草甸的恢复措施选择具有重要的指导意义.     

高寒矮嵩草草甸地上生物量和叶面积指数的季节动态模拟

基于2007年中国科学院海北高寒草甸生态系统定位站植被和气象观测资料,探讨了高寒矮嵩草草甸群落叶面积指数、地上生物量的季节动态变化及其数学模型,分析了叶面积指数与地上生物量的相互关系,以及气象条件对叶面积指数和地上生物量的影响。结果表明,高寒矮嵩草草甸群落植被生长期地上生物量的季节动态变化可以用Logistic回归模型拟合;植被叶面积指数的季节动态变化可以用三次函数曲线拟合,叶面积指数受温度和降水量的影响明显,与植物生长期日平均气温≥3℃的积温和降水累积量分别有三次函数的拟合关系,而考虑与积温和降水累积量的综合关系可用二元二次函数拟合;同时,叶面积指数与地上生物量之间有二次函数的拟合关系。     

短期放牧对高寒草甸表层土壤入渗和水分保持能力的影响

为深入揭示短期放牧对高寒草甸生态系统地表水文过程的影响机理,基于5个放牧强度(A:2.75只羊/hm~2;B:3.64只羊/hm~2;C:4.35只羊/hm~2;D:4.76只羊/hm~2;E:5.20只羊/hm~2)的3a控制放牧试验,对比研究了表层土壤(0—10cm)物理性状、入渗过程、土壤水分特征曲线及持水和供水能力对放牧强度的响应。结果表明:C处理的土壤初始含水量显著高于D、E处理,但各放牧强度的土壤容重和4个孔隙指标无显著变化;放牧改变了土壤入渗过程,随放牧强度增加,B与C处理入渗较好,D与E处理入渗较差;Gardner模型适用于放牧强度的土壤水分特征曲线拟合,相关系数均达极显著水平,且表征土壤持水性能的a值与低中吸力段含水量表明B与C处理的持水能力高于其它处理;100kPa吸力下比水容量显示,A、B和C处理较D与E处理提高了土壤供水能力。总之,合理放牧强度短期内有利于保存高寒草甸土壤含水量,增强土壤导水性和持水能力,保证土壤有效供水,降低高寒草甸生态系统的退化风险。     

不同土地管理措施对高寒嵩草草甸植被及土壤理化特征的影响

在青海玛沁地区,选择 4 种处于不同退化阶段以及 2 种人工处理的高寒草甸为研究对象,探讨不同放牧强度和人工干预措施下,植被特征、土壤营养元素和土壤物理性状的变化过程,为合理利用和提高草地生产力提供依据.结果表明:随着退化的加剧,高寒草甸的盖度、高度、地上生物量和种类呈下降趋势,可食性牧草逐渐让位于杂草;土壤 N、C 含量以及含水量逐渐降低,体积质量逐渐增大.与重度退化草甸相比,经人工干预处理后草甸的生物量、盖度、高度以及土壤营养元素和物理性状都有所增加提高.这些结果表明随着植被的退化演替,土壤退化越来越严重,土壤越来越贫瘠化.人工干预能够在一定程度上改善土壤物理特征,提高草地的生物量.     

不同放牧强度对呼伦贝尔羊草草甸草原土壤活性有机碳的影响

土壤活性有机碳是土壤中较为活跃的化学组分,能反映土壤有机碳(SOC)的有效性,可作为土壤质量和肥力的指示性指标。研究探讨放牧干扰对羊草草甸草原土壤活性有机碳的影响,从而了解放牧对草地生态系统中碳循环的影响机制,旨在为退化草地生态恢复过程提供理论支撑。依托于呼伦贝尔草原生态系统国家野外科学观测研究站的长期肉牛放牧平台,分析6种不同放牧强度[不放牧(G0.00)、较轻度放牧(G0.23)、轻度放牧(G0.34)、中度放牧(G0.46)、重度放牧(G0.69)、极重度放牧(G0.92)]下羊草草甸草原土壤活性有机碳的变化,并探讨其相关性。结果表明:(1)土壤有机碳和活性碳组分的含量在不同土层间差异显著,随着土层深度的增加,SOC和活性有机碳[颗粒有机碳(POC)、可溶性有机碳(DOC)、微生物生物量碳(MBC)、易氧化有机碳(EOC)]含量均显著降低。(2)不同土层活性有机碳占比与放牧强度呈线性正相关,随着放牧强度的增加土壤活性有机碳占比也随之增加,不同放牧强度不同土层下土壤各形态活性有机碳占比呈POC>EOC>MBC>DOC的趋势,且EOC、MBC和POC占比随土壤深度增加而降低。(3)随着放牧强度的增加,植被群落地上生物量、地下生物量和土壤水分均呈下降趋势。(4)放牧强度与SOC和DOC呈显著负相关;植被群落地上生物量与土壤碳组分间呈显著正相关;地下生物量与DOC之间呈极显著正相关;土壤温度与POC呈显著负相关;土壤水分与POC呈极显著正相关,与SOC之间呈显著正相关。研究表明:放牧会降低地上生物量、地下生物量和土壤水分,适度放牧不仅能增加土壤有机碳和活性碳组分,而且能增加土壤活性碳占比,且符合中度干扰     

红外加热对大豆生态系统CO_2排放的影响

通过田间试验,采用静态箱-气相色谱法测定CO2排放通量,研究红外加热增加叶面温度对土壤、大豆-土壤系统CO2排放的影响。结果表明,红外加热叶面增温2℃促进了土壤CO2的排放,在鼓粒-成熟期对照与增温的排放通量分别为202.09±28.75、378.34±156.17mg·m-2·h-1,增温处理使CO2排放通量增加了87.21%,但未达到显著水平;增温使土壤CO2累积排放量显著增加了39.96%。对照和增温的大豆-土壤系统呼吸的气温敏感性系数Q10值分别为0.68和2.54,土壤呼吸的土壤温度Q10值分别为4.22和1.68。研究表明,增温能促进土壤CO2排放,增加大豆-土壤系统呼吸的Q10值,降低土壤呼吸的Q10值。研究结果可为气候变化条件下估算区域农田温室气体排放提供一定的科学依据。     

Effects of grazing and experimental warming on DOC concentrations in the soil solution on the Qinghai-Tibet plateau

Little information is available about the effects of global warming and land management on dissolved organic carbon (DOC) concentration in soil solution in the field. Here, for the first time, we used a free-air temperature enhancement (FATE) system in a controlled warming-grazing experiment in 2006 and 2007 to test the hypothesis that grazing modifies the response of soil solution DOC concentration to experimental warming. Warming with no-grazing (WNG) significantly increased the average soil solution DOC concentration to 40 cm soil depth by 14.1 and 17.2% compared with no-warming with no-grazing (NWNG) in 2006 and 2007 respectively based on 1.3-1.4 °C soil temperature increase. However, the lack of significant differences among warming with grazing (WG), no-warming with grazing (NWG) and NWNG indicate that moderate grazing modified the effect of warming on DOC concentration in the soil solution. The effect of grazing on DOC concentration in the soil solution varied with sampling date and soil depth. Generally, the direct contribution of soil temperature and soil moisture to variation of DOC concentration in the soil solution was small. Positive correlations were observed between soil solution DOC concentration in the surface soil and standing death quality and belowground biomass. The Lignin:N ratio in the standing death and belowground biomass at 10 cm soil depth explained 60% of the variation of mean DOC concentration at 10 cm soil depth. Soil moisture and belowground biomass explained 79% of the variation of the mean soil solution DOC concentration to 40 cm soil depth in 2007.     

牧压梯度下青藏高原高寒杂草类草甸生态系统呼吸和碳汇强度估算

于2010年5月-2011年12月在祁连山北坡夏季牧场的高寒杂草类草甸进行生物量监测,并利用密闭箱-气相色谱法进行土壤呼吸观测,以探讨不同牧压梯度下生态系统呼吸、土壤呼吸及碳汇强度的变化.结果表明,(1)生态系统和土壤呼吸速率与5cm日均地温具有极显著的指数关系(P＜0.01),轻牧、中牧和重牧条件下生态系统呼吸对温度的敏感性系数(Q10)分别为4.28、4.16和4.43,土壤呼吸的Q10分别为3.33、3.24和3.44;(2)生态系统呼吸和土壤呼吸均表现出冬季低,夏季高.轻牧、中牧和重牧梯度下生态系统年呼吸碳量分别为854.64、909.79和811.70g·m-2·a-1,而土壤呼吸碳量分别为564.24、606.92和534.56g·m-2·a-1.各牧压梯度下生态系统和土壤的年总释放碳量均无显著差异;(3)随着放牧强度增大,净初级生产碳量(分别为766.65、707.75和570.36g·m-2·a-1)和生态系统碳汇能力(分别为351.93、261.68和177.46g·m-2·a-1)逐渐减弱,但均表现为强碳汇区.研究结果可为了解青藏高原高寒杂草类草甸碳循环特征提供依据.     

Response of ecosystem respiration to warming and grazing during the growing seasons in the alpine meadow on the Tibetan plateau

Intensive studies reveal that there is much uncertainty regarding how ecosystem and soil respiration will respond to warming and grazing, especially in the alpine meadow ecosystem. We conducted a first of its kind field-manipulative warming and grazing experiment in an alpine meadow on the Tibetan plateau to determine the effects of warming and grazing on ecosystem and soil respiration for 3-years, from 2006 to 2008. Generally, warming and grazing did not affect seasonal average ecosystem respiration (Re), and there was no interaction between grazing and warming. However, they significantly affected the Re early in the growing season and by the end of the growing season. Warming significantly increased seasonal average soil respiration (Rs) by 9.2%, whereas the difference mainly resulted from data gathered early in the growing season, before June 2007. Positive correlations between soil temperature and Re and Rs were observed, and soil temperature explained 63-83% of seasonal Re variations during the 3-year study and 19-34% of Rs variations in 2007. Seasonal Re in 2008 and Rs in 2007 were slightly negatively correlated to soil moisture, but interannual average Re decreased with a decrease in precipitation for all treatments. Warming and grazing reduced the Q₁₀ value of Re in 2007 and 2008 but did not affect the Q₁₀ value of Rs. The Q₁₀ values of Rs were much lower than the Q₁₀ values of Re in 2007. These results suggest that grazing may reduce the temperature sensitivity of Re and that Re was mainly controlled by soil temperature rather than moisture which varied with timescale in the alpine meadow.     

基于CVM的闽江河口湿地生态系统非使用价值评价

以东亚—澳大利西亚候鸟迁徙路线上重要的驿站——闽江河口湿地为例,运用支付卡式条件价值评估法（CVM）,对该湿地生态系统的支付意愿进行面对面的问卷调查。共发放支付卡式CVM问卷500份,回收有效问卷482份,估算出闽江河口湿地生态系统的算术平均支付意愿值为151.16元/a,累计频度中位数为56.36元/a,支付意愿值相对分布频度曲线基本呈单调递减分布;考虑到本文目的是核算闽江河口湿地生态系统的经济价值,并为相关部门提供科学决策,因此,采用算术平均值计算其非使用价值,其值为5.01亿元/a;Spearman秩相关系数分析表明支付意愿与收入水平、受教育程度、年龄、性别和职业呈显著相关关系。     

干旱半干旱区马铃薯品种综合评价

以新引进的 10 个马铃薯品种为试验材料,采用高稳系数法、灰色关联系数法,通过综合评价指数对产量、产量性状及生态适应性等指标进行综合评价,以期为黄土高原丘陵沟壑区马铃薯的筛选推广提供理论依据.结果表明,2021-2022 年,青薯 9 号、陇薯 15 号、甘农薯 9 号和陇薯 10 号具有丰产稳产性,V7、丽薯6 号、大西洋和陇薯 7 号产量较低.通过灰色关联系数法分析发现,青薯 9 号、甘农薯 9 号 2 个品种生态适应性最强,表现稳定.综合评价表明,甘农薯 9 号、青薯 9 号、陇薯 15 号和陇薯 10 号产量及产量构成合理、生态适应性强、品质高,是适宜当地推广的优质马铃薯品种.     

Effects of warming and grazing on N2O fluxes in an alpine meadow ecosystem on the Tibetan plateau

A great deal of uncertainty is associated with estimates of global nitrous oxide (N₂O) emissions because emissions from arid and polar climates were not included in the estimates due to a lack of available data. In particular, very few studies have assessed the response of N₂O flux to grazing under future warming conditions. This experiment was conducted to determine the effects of warming and grazing on N₂O flux at different time scales for three years under a controlled warming-grazing system. A free-air temperature enhancement system (FATE) using infrared heaters and grazing significantly increased soil temperatures for both of growing (average 1.8 °C in 2008) and no-growing seasons (average 3.0 °C for 3-years) within 20-cm depth, but only warming reduced soil moisture at 10-cm soil depth during the growing season during the drought year of 2008. Generally, the effects of warming and grazing on N₂O flux varied with sampling date, season, and year. No interactive effect between warming and grazing was found. Warming did not affect annual N₂O flux when grazing was moderate during the growing season because the tradeoff of the effect of warming on N₂O flux was observed between the growing season and no-growing season. No-warming with grazing (NWG) and warming with grazing (WG) significantly increased the average annual N₂O flux (57.8 and 31.0%) compared with no-warming with no-grazing (NWNG) and warming with no-grazing (WNG), respectively, indicating that warming reduced the response of N₂O flux to grazing in the region. Winter accounted for 36-57% of annual N₂O flux for NWNG and NWG, whereas only for 5-8% of annual N₂O flux for WNG and WG. Soil temperature could explain 5-35% of annual N₂O flux variation.     

我国北方冬小麦籽粒中的戊聚糖含量及其相关分析

戊聚糖是小麦面粉加工和食品品质重要的影响因子。本研究测定了我国北方冬麦区77个品种(系)籽粒中的戊聚糖含量和蛋白质、湿面筋、沉降值、千粒重等性状。结果表明,不同品种的戊聚糖含量变幅为4.82%~7.28%,戊聚糖含量与籽粒饱满度、湿面筋含量和沉淀值之间存在着极显著的正相关关系,与千粒重具有极显著的负相关关系。同时对“间苯三酚-冰醋酸法”测定小麦戊聚糖的含量进行了讨论。     

长江口区域瞬时潮位修复方法研究

针对验潮站潮位缺失情况,提出了根据最小二乘法求解相邻潮位站间潮位序列的相关性系数,对缺失潮位进行修复,并在长江口区域进行试验,验证了方法的正确性和可行性,对实际生产具有借鉴意义。     

大沽夹河流域径流年内分配特征的量化研究

采用Mann-Kendall法和最小方差法,对大沽夹河流域1966~2004年逐月实测径流数据进行均值变点分析,根据变点分析结果,将径流划分为水文变化特征相似的4个时段,并分析了各时段年内分配不均匀系数、集中度和集中期及变化幅度等特性。结果表明:（1）大沽夹河流域径流年内分配十分不均匀,径流量主要集中在6~10月份,11月至次年4月所占比重不大。（2）1966~1971年和1982~1996年的年内分配特征比较接近,1972~1981年和1997~2004年的比较相似。（3）1997~2004年的径流年内分配特征发生了较大变化（年内分配极不均匀、集中度较高、变化幅度较大等）,致使流域水资源开发利用的难度加大。