土壤呼吸各组分的区分研究进展

气候变暖影响着全球碳循环的整个过程,土壤呼吸是全球碳循环的一个重要环节,它主要分为异养呼吸和自养呼吸两种。本文通过对国内外土壤呼吸各组分区分相关文献的查阅、整理、归纳,总结了几种土壤组分区分的方法,主要包括组分法、根排除法、壕沟法、林隙法、凋落物移除法和同位素法等多种方法,也详细介绍了每种方法的原理以及优缺点,为在以后的试验中建立良好的理论基础。     

高山地区苦瓜栽培技术

从品种选择、地块选择、播种育苗、田间管理、病虫害防治和适时采收等方面介绍了高山地区苦瓜栽培技术。     

高山地区娃娃菜栽培技术

从品种选择、播种育苗、整地定植、苗期管理和病虫害防治等方面介绍了高山地区娃娃菜的栽培技术。     

土壤湿度对鲁东南杨树人工林地土壤呼吸的影响

【目的】探究土壤湿度对鲁东南杨树人工林地土壤呼吸的影响。【方法】2010-2011年,利用GXH-3051便携式红外CO2气体分析仪结合自制的密闭箱,对中龄杨树人工林地和成熟杨树人工林地的土壤呼吸速率及土壤自养、异养呼吸速率进行测定,同时测定土壤表层0～10cm的含水量。【结果】2010和2011年,中龄杨树人工林地和成熟杨树人工林地的土壤呼吸速率均呈单峰变化,夏季(5-7月)土壤呼吸速率较高,并于7月达到高峰,中龄和成熟杨树人工林地土壤呼吸速率最大值分别为4.43和3.55μmol/(m2.s),冬季(12月-次年2月)土壤呼吸速率较低,并于1月达到最低值,中龄和成熟杨树人工林地土壤呼吸速率最小值分别为0.72和0.54μmol/(m2.s)。土壤自养呼吸速率季节变化趋势与土壤呼吸速率相似,而异养呼吸速率变化趋势则较复杂。土壤湿度的季节波动与土壤呼吸及土壤各组分呼吸速率的变化不完全一致。可用线性模型来描述土壤呼吸速率、自养呼吸速率、异养呼吸速率与土壤湿度的关系,其中中龄杨树人工林地土壤呼吸速率与土壤湿度的相关性最高(r2=0.750 3)。【结论】土壤湿度与鲁东南杨树人工林地土壤各组分呼吸间存在线性关系,但影响机制比较复杂。     

长白山典型森林生态系统土壤呼吸的季节动态

利用Li-6400-09土壤呼吸室测定了生长季内(5-10月)长白山北坡不同海拔高度的4种森林生态系统土壤呼吸.结果表明:4种森林土壤总呼吸、异养呼吸和根系呼吸都存在明显的季节动态.阔叶红松林、红松云冷杉林的土壤总呼吸和异养呼吸都呈双峰型的季节动态,岳桦云冷杉林和岳桦林呈单峰型;阔叶红松林、红松云冷杉林和岳桦云冷杉林根呼吸都呈双峰型的季节动态,岳桦林呈单峰型;测定期间内,4种森林土壤总呼吸的季节变化范围是1.06～5.97μmol·m-2·s-1;根系呼吸对土壤总呼吸的贡献约为44.4％.     

高山地区反季节黄瓜栽培技术

从品种和栽培地的选择、播种育苗、种植密度、田间管理等方面介绍了高山地区反季节黄瓜栽培技术。     

高山地区无公害茶叶生产技术

从无公害茶园建设、肥培管理及茶叶加工等方面总结了高山地区无公害茶叶的生产技术要点。     

高山地区花生高产栽培技术研究

花生是一种耐干旱耐贫瘠,具有广泛土壤适应性的经济作物。在我国,花生的种植范围广泛,既有在平原地区种植,也可在山区丘陵及河滩洲地种植。近年来,随着人民物质生活水平的提高,对花生及其加工产品的需求旺盛,花生种植效益日益明显,成为山区农户增收致富的有效途径。本研究通过采用多用对比栽培试验,总结出了一套适合高山地区种植的花生高产栽培实用技术。     

高山地区延晚黄瓜高产栽培技术

介绍了高山地区延晚黄瓜高产栽培技术。     

大兴安岭北部不同类型兴安落叶松林土壤呼吸及其组分特征

目的研究大兴安岭地区兴安落叶松林土壤呼吸及其组分的特征以及与土壤温度、湿度两个影响因子之间的关系,为进一步阐明我国寒温带地区碳释放及其对地区气候的影响提供科学依据。方法使用LI-6400对大兴安岭北部5种主要类型兴安落叶松林(落叶松纯林、兴安杜鹃-落叶松林、杜香-落叶松林、白桦-落叶松林和樟子松-落叶松林)的土壤呼吸、呼吸组分及其影响因子进行测定分析。结果5种类型兴安落叶松林土壤总呼吸(R_S)、异养呼吸(R_h)和根呼吸(R_r)都具有明显的单峰曲线季节动态,且峰值均出现在8月;平均R_S波动在4.71~7.41 μmol/(m2·s)之间,大小依次为樟子松-落叶松林>杜香-落叶松林>白桦-落叶松林>落叶松纯林>兴安杜鹃-落叶松林,且不同类型兴安落叶松林土壤呼吸存在显著差异(P＜0.05);不同类型兴安落叶松林R_h和R_r也存在显著差异(P＜0.05),平均R_h表现为樟子松-落叶松林(5.56 μmol/(m2·s))>落叶松纯林(4.64 μmol/(m2·s))>白桦-落叶松林(4.55 μmol/(m2·s))>杜香-落叶松林(4.27 μmol/(m2·s))>兴安杜鹃-落叶松林(3.80 μmol/(m2·s));平均R_r表现为杜香-落叶松林(3.15 μmol/(m2·s))>樟子松-落叶松林(2.98 μmol/(m2·s))>白桦-落叶松林(2.76 μmol/(m2·s))>兴安杜鹃-落叶松林(2.30 μmol/(m2·s))>落叶松纯林(1.97 μmol/(m2·s))。异氧呼吸对土壤呼吸的贡献最大,占61.84%~71.76%,在异养呼吸中,以矿质土壤呼吸(R_m)为主,占土壤总呼吸的46.28%~58.18%,凋落物呼吸(R_l)的贡献只有8.34%~15.57%;R_r的土壤呼吸的贡献率为28.24%~38.16%。R_S与土壤10 cm温度(T₁₀)呈显著正相关指数关系,T₁₀可以解释土壤季节性变化的43.6%~57.0%;但R_S与土壤10 cm湿度(W₁₀)的相关性因林型而异。结论不同类型兴安落叶松林土壤呼吸及其组分之间差异显著;温度是土壤呼吸的主要影响因子,而湿度对土壤呼吸的影响较小。      

巴音布鲁克天鹅湖高寒湿地景观格局季相变化分析

为探讨湿地年内时间尺度上景观格局变化趋势，以干旱区巴音布鲁克天鹅湖高寒湿地为研究区，利用2015年5—10月OLI遥感影像为数据源，结合气象站点的气温和降水，分析了巴音布鲁克天鹅湖高寒湿地景观格局季相变化特征及其与气候因子的关系。结果表明：年内生长季，湿地面积变化以8月为分水岭，8月前，湿地面积稳定，占研究区面积比例在74.23%~81.15%之间浮动；8月后，湿地面积快速缩减，10月减至最小，占比38.97%。景观水平上，8月前，研究区景观破碎度增大、空间异质性增强、不同类别斑块分布趋于均衡化，8月后，景观破碎度减小、景观异质性减弱、不同类别斑块分布趋于非均衡化；类型水平上，5—10月湿地斑块破碎度增大，形状趋于复杂。湿地面积与月降水量和月均气温均存在显著相关性（r=0.745，P=0.045和r=0.859，P=0.014）。研究表明，月均气温是影响巴音布鲁克天鹅湖高寒湿地景观稳定性的主要因素。巴音布鲁克天鹅湖高寒湿地景观呈“夏季稳定-秋季锐减”的格局。     

西藏那曲不同高寒退化草地土壤种子库研究

【目的】探讨西藏那曲不同高寒退化草地土壤种子库存量、可萌发种子数量和种子萌发的生理生态特征,为西藏高寒退化草地植被恢复、生产力提高及生态保护提供参考。【方法】采用典型取样法,在那曲退化草地试验区按照植被盖度高低选取轻度、中度、重度和极重度4种不同退化程度的样地,在每个样地内采用样线法选取4块样方,于每个月的第1天在样方内采取10 cm×10 cm×10 cm的土样(包括地上的枯枝落叶),采用土样浸泡、溶解、过筛方法分离种子,对其进行鉴定并计数,通过室内萌发试验测定土壤种子库中可萌发的种子数量;用不同质量分数的GA3(0.10%,0.05%和0.02%)、KNO₃(0.20%)、H₂SO₄(60%,70%,80%和90%)处理种子库,分析3种溶液对种子萌发的影响。调查各种植物的相对盖度、相对频度、相对密度和相对生物量,计算其重要值,分析不同退化草地植物群落种类的组成特征。【结果】那曲高寒中度退化草地种子库中的种子数量最多,为(530±80.00) 粒/m²;其次是重度和极重度退化草地,其种子数量均为(250±44.72) 粒/m²;轻度退化草地种子库种子存量最少,为(216±21.34) 粒/m²。种子库中的物种以蔷薇科（Rosaceae）、菊科（Compositae）、禾本科（Gramineae）植物为主。在实验室条件下,轻度退化草地种子库中可萌发种子数量最少,为(100±0.00) 粒/m²;其次是重度和极重度退化草地,均为(140±24.50) 粒/m²;中度退化草地种子库中可萌发种子数量最多,为(260±40.00) 粒/m²。采用质量分数0.05% GA₃处理土壤种子库中的种子时,能够破除种子的休眠作用,有利于种子的萌发;采用质量分数0.2% KNO₃处理土壤种子库中的种子,对种子萌发也有一定的促进作用;不同质量分数H₂SO₄处理对土壤种子库中种子的萌发表现出一定的抑制作用。轻度退化草地以西藏嵩草和高山嵩草为优势种,中度退化草地以高山嵩草和黑褐苔草为优势种,重度退化草地以高山嵩草为优势种,极重度退花草地以臭蒿、矮火绒草和轮叶棘豆为优势种。【结论】轻度退化草地以西藏嵩草和高山嵩草植物为主,牛羊采食量大,且有鼠害,可能会导致植物结种量减小;中度和重度退化草地由于菊科、蔷薇科属植物较多,所以种子库中留存植物种子最多;极重度退化草地中已经没有莎草科植物,主要为菊科、蔷薇科和十字花科植物,动物不可食植物比例增加,牛羊采食减少,故其种子库中植物数量也较多。     

气候变化及人为活动驱动下的西南喀斯特生态水文研究评述

喀斯特地区地表关键带结构十分复杂,土层浅薄且持水能力弱,地下裂隙多而渗透速率快,导致地表水分亏缺频繁、生态脆弱、污染物扩散快速等一系列生态环境问题。喀斯特地区的合理开发利用和生态环境保护,对深刻理解其生态水文过程有着极大的诉求。迄今为止,喀斯特生态水文学已经获得了重要进展,极大地提升了人们对植被水分来源与耗散机理、坡面水文快速过程、环境变化的生态水文效应等方面的认识,并构建了多种模型,为喀斯特地区生态治理、环境保护和水资源合理利用等提供了理论依据和技术支撑。但受限于喀斯特地表结构的复杂性,目前所获得的结论也存在很多不足和不确定性。本文从喀斯特生态水文过程与机理、喀斯特流域生态水文和喀斯特生态水文模型研究三个方面概述了喀斯特生态水文研究进展,介绍了课题组在相关方面的主要成果,并提出了未来研究中应进一步重视的问题。     

短期氮素添加和模拟放牧对青藏高原高寒草甸生态系统呼吸的影响

氮沉降和放牧是影响草地碳循环过程的重要环境因子,但很少有研究探讨这些因子交互作用对生态系统呼吸的影响。在西藏高原高寒草甸地区开展了外源氮素添加与刈割模拟放牧实验,测定了其对植物生物量分配、土壤微生物碳氮和生态系统呼吸的影响。结果表明:氮素添加显著促进生态系统呼吸,而模拟放牧对其无显著影响,且降低了氮素添加的刺激作用。氮素添加通过提高微生物氮含量和土壤微生物代谢活性,促进植物地上生产,从而增加生态系统的碳排放;而模拟放牧降低了微生物碳含量,且降低了氮素添加的作用,促进根系的补偿性生长,降低了氮素添加对生态系统碳排放的刺激作用。这表明,放牧压力的存在会抑制氮沉降对高寒草甸生态系统碳排放的促进作用,同时外源氮输入也会缓解放牧压力对高寒草甸生态系统生产的负面影响。     

围栏内禁牧与轻牧对高寒草原群落的影响

以青海湖北岸青海省三角城种羊场的天然高寒草原为研究对象,对围栏内全年禁牧与轻牧下草地群落及生物量变化进行了比较研究。结果表明:围栏内全年禁牧虽然提高了草地的初级生产力,但却使草地群落的均匀度、物种多样性及禾草在草群中所占比例下降;而围栏内轻牧,牧压虽轻,但仍没有避开草地春季返青的危机期,并且由于羊群对草地枯落物的啃食以及严重的风蚀,草地退化严重,使草地生态系统的营养物质循环受阻。所以应该优化青海湖区草地生态系统的放牧管理制度,实现高寒草地畜牧业的可持续发展。     

气候变化对贡嘎山森林原生演替影响的模拟研究

林窗模型是研究森林生态系统对全球气候变化响应的有效工具。应用贡嘎山森林演替模型(GFSM)模拟气候变化对贡嘎山东坡冰川退缩和泥石流迹地森林演替过程的影响,并根据IPCC第4次评估报告,选择最具代表性的3种气候变化情景(B1、A1B和A2),比较分析了不同情景下森林树种组成、优势树种径级结构和林地土壤碳氮动态特征。结果表明:维持目前气候状况不变时,贡嘎山东坡冰川退缩和泥石流形成的迹地,经过典型的川滇柳、冬瓜杨和桦树先锋群落演替阶段,最终将恢复为冷杉林。若气候变化情景(A1B和A2)发生,繁殖能力和耐性较强的树种,如高山松和桦树,可能取代喜冷湿环境的冷杉,成为这一地区的优势树种。届时,森林生物量和土壤碳氮含量将随优势树种的改变而下降。不同气候情景之间的模拟结果存在一定的差别,若B1情景发生,迹地还会恢复为冷杉林,但是其抗干扰能力和稳定性明显下降。总之,无论哪种气候情景发生,都将不利于冷杉林的恢复和更新。     

北方旱作农区农业气候资源时空变化特征

利用北方旱作农区317个气象台站1961—2010年地面气象观测资料,分析和比较了1961—1990年(时段Ⅰ)和1991—2010年(时段Ⅱ)农业气候资源变化特征。结果表明：全区日照时数总体呈降低趋势,时段Ⅱ较时段Ⅰ平均减少了92.9 h;研究区域近50年年降水量变化呈现西部增加东部减少的特征;与时段Ⅰ相比,时段Ⅱ研究区域年均气温增加了0.97℃,高于全国平均水平,日平均气温稳定通过0℃、10℃的持续日数普遍呈增加趋势,喜凉作物生长期内≥0℃积温和喜温作物生长期内≥10℃积温分别平均增加198.6℃·d和197.3℃·d;研究期间全区气候变化西部地区总体呈暖湿趋势,东部地区总体呈暖干趋势。     

气候变化对云南省森林火灾的影响

火灾是森林生态系统最重要的自然干扰因子,森林火灾的发生与气候变化有着十分密切的关系,对森林和人类造成了严重危害。本文在将云南省划分为5个生态区的基础上,选取了年均风速、年均气温日较差、年均湿润系数作为气象要素指标,年森林受害率作为火灾指标,对1982—2008年云南省各生态区气象因子与森林火灾之间的关系进行了研究。结果表明:1）1982—2008年各生态区气候因子变化趋势明显,年均湿润系数、年均风速变化较为同步,整体上呈显著下降趋势,年气温日较差变化存在非同步性。2）1982—2008年各生态区年森林受害率均呈现出反曲线式的显著下降趋势,年森林受害率随时间变化且呈显著的 S函数关系。3）不同生态区气象因子对森林受害率的影响不同,年均风速和年均气温日较差对年森林受害率的影响较大,而年均湿润系数对年森林受害率的影响较小,应用逻辑斯蒂回归模型可以很好地解释年森林受害率与气象因子之间的关系。4）由于植被类型、地形地貌等下垫面性质的差异,不同生态区森林火灾受到气候因素的影响程度不同,在生态Ⅰ区,植被类型为热带雨林、海拔较低、人为干扰因素较大,气候变化对森林火灾的影响相对较小,在生态Ⅴ区,植被类型为寒温带针叶林、海拔较高、人口干扰因素较小,气象因子对森林火灾的影响相对较大。森林火灾的发生应是各影响因子协同作用的结果,因此,在进行森林防火区划时,按照生态区划分更为合理,可以为防火部门提供科学的防火决策和管理依据。      

东北地区地表NVDI的时空变化规律

为了分析天然林保护工程等人类活动和气候变化对东北地区地表植被的影响,依据天然林保护工程一期期间东北地区高分辨率NDVI数据,采用统计和相关分析等数学方法,计算得到1999—2008年间东北地区地表NDVI的空间分布及其随时间的变化。结果表明:东北地区年均NDVI的分布具有明显的地域性差异,人类活动的扰动是影响植被稳定性的主要原因;在天然林保护工程与气候变化的综合作用下,东北地区年均NDVI呈显著增加趋势,其中森林NDVI的增加占主导地位;东北地区不同季节NDVI的空间分布与年均NDVI的空间分布基本相似,NDVI的季节变化与植被的生物学特征和物候变化一致,夏季NDVI在1999—2008年间呈极显著增加趋势。研究表明天然林保护工程促进了东北地区地表植被的恢复性增长。