黄河源区高寒草甸不同退化阶段草地特征研究

[目的]探明黄河源区高寒草甸不同退化阶段的草地特征。[方法]以曲麻莱县麻多乡高寒草甸作为研究对象,通过对不同退化梯度高寒草甸的植物特征、群落特征和土壤特征进行调查和研究,确定这些特征与高寒草甸草地退化之间的关系。[结果]随高寒草甸草地退化程度的加剧,物种多样性指数、可食牧草产量、土壤的养分含量和含水量均表现为降低规律;鼠害在轻度退化和重度退化的草地上表现较为严重,而在原生植被和极度退化草地上的程度则较轻度退化和重度退化的轻。[结论]黄河源区高寒草甸不同退化阶段草地具有不同特征。     

三江源区退化高寒草甸植物功能群特征

在退化高寒草甸设置研究样地及观测样方,测定植物群落数量特征指标,分析退化高寒草甸植物功能群(plant functional groups,PFGs)特征。结果表明,退化高寒草甸群落植被盖度、地上生物量、物种数、多样性指数、均匀度指数均发生变化;随着退化程度的加剧,莎草科、禾本科功能群组成物种减少,豆科、杂类草功能群组成物种在轻度退化时最多,随后也减少;从未退化草地到极度退化草地,PFGs种类由4种减少至2种,莎草科、禾本科功能群重要值由未退化草地的69. 80降低到重度退化的4. 83,并在极度退化程度时从群落中退出,杂类草重要值则由未退化的26. 18增加到极度退化的93. 46,研究样地PFGs重要值不同退化程度间均差异显著(P 0. 05);退化高寒草甸PFGs沿退化梯度对土壤资源的利用能力不同,PFGs生态位宽度呈杂类草豆科禾本科莎草科的变化趋势,莎草科与杂类草间生态位重叠较小。PFGs特征对高寒草甸的退化响应显著,草地群落由未退化草地的莎草科、禾本科、豆科、杂类草功能群演替为极度退化草地的豆科和杂类草,使得高寒草甸的生产功能和生态功能削弱。     

不同退化程度高寒灌丛草甸植物量及土壤养分的变化

以高寒高山柳(Salix paraqplesia)灌丛草甸为研究对象,分析不同退化程度高寒灌丛草甸的植物量、土壤养分和土壤微生物。结果表明:随着高寒灌丛草甸退化程度的加剧,地下植物量、地上植物量、优良牧草植物量、土壤有机质、全氮及全磷都显著降低(P0.05),但土壤微生物数量则是轻度退化灌丛草甸最高(P0.05)。植物量、土壤有机质及全氮、土壤微生物数量与土壤含水量呈显著正相关(P0.05);植物量、土壤全氮、土壤有机质与土壤微生物数量呈显著正相关(P0.05)。说明,灌丛草甸的退化表现出植被、土壤的协同退化。     

高寒草甸不同退化程度土壤的养分研究

[目的]探讨不同退化高寒草地土壤营养成分含量的变化规律及其草地退化、土壤退化之间的关系,为退化草地土壤系统的恢复治理提供可靠的依据。[方法]对青海省果洛州玛沁县高寒草甸不同退化程度土壤养分进行分析。[结果]随着退化程度的加剧,土壤养分含量在0~30 cm内随着土壤深度的增加而减小,而相同层次的土壤养分含量则随着退化程度的加剧而降低;土壤含水量在轻度退化、中度退化和重度退化高寒草甸的0~10 cm土层内差异极显著(P<0.01),而在10~30 cm土层内变化差异不显著(P>0.05)。[结论]随着高寒草地退化程度的加剧,土壤营养成分含量和土壤含水量呈显著性下降趋势。这主要与高寒草地退化、土壤退化有关。因而,在高寒草地恢复治理过程中,根据不同退化阶段应采取不同的恢复治理措施,特别是根据土壤养分的变化状况采取不同的施肥策略,改善土壤理化性状,加速退化草地的恢复进程。     

对甘南高寒草甸草场退化因素的思考

通过对甘南州曼玛多盖乡当江大队高寒草甸草场退化因素的调查，反映了近几年采甘南地区引起天然草场退化和部分草场植被群落发生演替的原因、程度和特点。为进一步防止天然草场退化和草地植被群落演替提供依据。     

沼泽湿地生态系统CO2、CH4和N2O排放通量的相互关系研究

利用静态暗箱/气相色谱法连续两个生长季(2003 -2004年)对三江平原小叶章草甸和毛果苔草沼泽CO2、CH4和N2O的排放通量进行野外原位观测.结果表明:两种类型湿地的生长季均为温室气体的排放源,三种温室气体排放通量之间的关系是,CO2和CH4、CO2和N2O、CH4和N2O排放通量之间均为正相关,但显著性水平视不同湿地类型以及不同年份而异.表明它们之间的相互关系受湿地类型以及环境因素的影响,本研究结果迸一步证明了植物在沼泽湿地温室气体排放中的关键性作用.     

高寒草甸退化草地植被与土壤因子关系冗余分析

旨在研究高寒草甸退化草地植被与土壤因子的关系,设置研究样地、观测植物群落特征、采集土样、分析土壤主要物理化学性质,依据数量生态学基本原理,利用退化草地植被—土壤因子数据矩阵进行冗余分析。结果表明:高寒草甸群落莎草科高山嵩草、禾本科垂穗披碱草优势度随草地退化程度的加剧而降低,杂类草黄帚橐吾、豆科黄花棘豆优势度则呈相反变化趋势;RDA排序图中,第1排序轴反映高寒草甸退化程度及土壤温度、容质量、土壤含水量、全氮等因子的综合变化;第2排序轴反映土壤机械组成的综合变化。第1、第2排序轴解释74.5%的植被变化和83.2%的植被—土壤因子关系,并表明退化草地植被与土壤因子间极显著相关;莎草科、禾本科植物与土壤有机碳、全氮、土壤含水量等极显著正相关,与容质量、土壤温度极显著负相关;杂类草及豆科植物与土壤有机碳、全氮、土壤含水量等极显著负相关,而与容质量、土壤温度极显著正相关;13个土壤因子边际作用检验表明,土壤温度、容质量、有效氮、全氮等与退化草地植被的关系更密切。利用退化草地植被—土壤因子数据进行冗余分析反映出退化草地植被与土壤因子间关系密切,不同土壤因子对草地植被分布的影响不同。     

三江源区不同退化高寒草甸土壤碳分布特征研究

在青海省三江源区选择了甘德县青珍乡高寒草甸典型样区,划分了5种不同退化程度的样地(原生植被UD、轻度退化LD、中度退化MD、重度退化HD、极度退化ED),10 cm等深度采集表土(0~30 cm)土壤样品,分析土壤总碳、有机碳和无机碳含量变化。结果表明,研究区内高寒草甸土壤的表土总碳和有机碳含量出现极大的变异性,随退化程度的加剧而呈显著下降,有机碳含量的下降幅度更大。与原生植被相比,轻度退化、中度退化、重度退化和极度退化样地0-30 cm土壤总碳含量分别平均降低了7.4%、12.2%、16.1%和17.7%,土壤有机碳含量分别平均降低了21.7%、39.7%、67.4%和79.6%,随土层的加深和退化程度的加剧,无机碳的含量在迅速地增加。总的来看,表层土壤碳含量在生态系统退化情况下的变化最剧烈。随退化程度的加剧,高寒草甸土壤有机碳含量下降迅速,占总碳含量的比例由87.2%减少到11.6%,有机碳损失严重。     

高寒草甸退化演替中嵩草种群数量特征及成分分析

对青海省互助县林川乡高寒嵩草草甸退化演替过程中嵩草种群数量特征和成分进行分析研究,结果表明：随着高寒嵩草退化程度的加剧,嵩草种群的高度、密度、盖度、生物量及重要值逐渐降低,嵩草种群的优势地位逐渐被取代;嵩草种群的粗蛋白、粗脂肪、粗纤维含量,随演替加剧而降低,干物质含量随演替加剧而增加。     

三江源区高寒草甸湿地植被退化与土壤有机碳损失

人为活动影响下陆地生态系统退化对于土壤碳库损失的影响规模是当前全球变化研究的热点.在青海省三江源区选择了8个高寒草甸典型样区,划分4种不同退化程度样地(原生植被、轻度退化、重度退化、极度退化),收割法采集地上部植物生物量,10 cm等深度采集表土土壤样品,分析了地上生物量、可食牧草生物量以及土壤有机碳含量变化.结果表明,随着退化程度的加剧,地上生物量和饲草生物量均表现强烈下降的趋势,但后者的下降幅度更大,在极度退化下损失达99%.研究区内高寒湿地土壤的表土有机碳含量出现极大的变异性,随退化程度的加剧而呈显著下降.与原生植被下相比,轻度退化、重度退化和极度退化下0～30cm土壤有机碳含量分别平均降低了25%、44%和52%.这种损失固然与地上部生物量下降有关,有机碳分层系数显示土壤侵蚀也是重要因素.估计退化下土壤有机碳平均下降36tC·hm~(-2),累积退化下表土有机碳损失可能在200TgC以上,保护高寒草甸生态系统,对于三江源区土壤的畜牧业可持续发展和我国陆地生态系统碳库具有极重要的意义.     

不同耕作措施下夏玉米生长季农田CO2排放速率及其与土壤温度的关系

采用定位试验,系统研究翻耕(CT)、旋耕(RT)、免耕不覆盖(NT)3种不同耕作措施下土壤CO2排放速率,并对CO2排放速率和10cm土壤温度进行回归模拟。结果表明:夏玉米生育期CO2排放速率表现为翻耕(CT)>旋耕(RT)>免耕不覆盖(NT),平均分别为585.675、457.875和184.95mg·m-2·h-1。并且3种耕作措施之间差异均达到显著水平(P<0.05);各处理夏玉米生育期CO2排放速率与土壤温度呈显著正相关;NT、RT和CT处理CO2排放速率与10cm地温相关系数分别为0.624、0.609和0.606。CO2排放速率和土壤温度呈指数函数关系(P<0.05),利用10cm地温对夏玉米生育期农田CO2排放通量进行估算表明,CT、RT和NT处理CO2排放量分别为1.47、1.15和0.46kg·m-2。     

新疆高山草甸草原植物群落夏季CO2排放日变化分析

首次利用静态暗箱法对具有代表性的典型高山草甸草原群落CO2排放进行了昼夜观测.结果表明,CO2排放通量日变化与气温、5cm和10cm地温呈明显的正相关关系,相关系数分别为0.9104、0.9173和0.852 6,而与15、20和25 cm地温相关性较小,说明在新疆高山草甸草原气温、5 cm和10 cm地温是影响草原群落CO2排放的关键性因子.研究还发现, 新疆高山草甸草原植物群落排放CO2的近71;来自土壤呼吸、根呼吸和凋落物分解.     

2015年冬季南黄海水文特征及海-气CO2通量分析

基于2015年冬季在南黄海海域现场观测获得的CTD和CO₂等数据,分析了该海域海-气CO₂通量,探讨了该海域冬季温、盐度和表层CO₂分压（pCO₂）等要素的分布特征及其影响因素。结果表明：冬季南黄海西侧海域受黄海沿岸流的影响,呈现低温、低盐的特征,南黄海中部受黄海暖流影响,呈高温高盐特征;南黄海靠近沿岸海域水体垂直混合强烈,温盐垂直分布较为均匀。南黄海海域表层pCO₂平均值为（385.34±43.62）μatm。表层pCO₂分布具有明显的区域差异,海区中部pCO₂整体上大于近岸,因受长江冲淡水与黄海沿岸流的水平及垂直混合作用,长江口北部局部区域最高通量达27.81 mmol/（m²·d）,但总体表现为大气碳汇,平均通量达（-2.47±3.91）mmol/（m²·d）;山东半岛东南部海域较高的pCO₂受控于温度,同时与黄海沿岸流带来的高碳酸盐等水体的混合有关,表现为大气碳源,平均通量为（0.11±0.80）mmol/（m²·d）。整个调查海域平均通量为（-2.24±3.74）mmol/（m²·d）,表现为大气CO₂的碳汇。     

退化高寒草甸土壤有机碳组分特征

在青海省三江源区,选择甘德县青珍乡高寒草甸典型样区,划分5种不同退化程度样地(未退化、轻度退化、中度退化、重度退化和极度退化),10cm等深度采集表土土壤样品,分析土壤有机碳和有机碳组分质量分数变化。结果表明,研究区内高寒草甸土壤表土有机碳及组分质量分数随退化程度的加剧和土层的加深而呈显著下降。与原生植被相比,轻度退化、中度退化、重度退化和极度退化下0~30cm土层土壤有机碳质量分数分别平均降低21.7%、38.8%、67.4%和79.6%,土壤轻组有机碳质量分数分别平均降低22.8%、43.9%、68.8%和81.2%,土壤重组有机碳质量分数分别平均降低21.4%、38.3%、67.0%和79.0%。轻组占有机碳的比例为22.02%~27.04%,重组占有机碳的比例为72.96%~77.98%,有机碳量的分布主要集中在重组。总的来看,表层土壤有机碳及组分质量分数在生态系统退化下的变化剧烈。随退化程度的加剧,高寒草甸土壤有机碳质量分数下降迅速,损失严重。     

青海玉树高寒草甸典型植被类型土壤养分与生物量的变化

以高寒草甸藏嵩草沼泽草甸、小嵩草草甸和黑土滩裸地为研究对象,测定土壤有机质、全氮、全磷、速效氮、速效磷、全钾及速效钾质量分数,分析不同植被类型的土壤养分变化规律,并与生物量进行相关性比较。结果表明,藏嵩草草甸土壤有机质、全氮、速效氮、速效磷、速效钾值最大,黑土滩值最小;不同植被类型土壤全磷相对稳定;地上、地下生物量与土壤有机质、全氮、速效氮、速效磷、速效钾呈极显著正相关（P≤0.01）。说明,土壤速效养分直接决定生物量的高低。     

铵态氮源和碳源对土壤N2O、CO2释放的影响

在田间持水量WFPS为70%、温度为20℃的条件下,通过室内静态培养方法研究铵态氮源与不同碳源结合,对华北平原典型小麦-玉米轮作体系土壤N₂O、CO₂释放的影响。其中,碳源种类分别为葡萄糖、果胶、淀粉、纤维素、木质素和秸秆。结果表明添加葡萄糖和果胶有效促进了土壤N₂O的释放,并在第1 d达到最大值,分别为4039.85 μg N₂O-N·kg^-1·d^-1和2533.44 μg N₂O-N·kg^-1·d^-1;添加纤维素和只施秸秆处理降低了N₂O释放。施入碳源增加了CO₂释放,顺序为纤维素> 淀粉> 葡萄糖> 果胶> 秸秆> 木质素。培养结束后土壤中铵态氮几乎消耗完全,除添加葡萄糖处理外,其他施碳土壤的硝态氮含量均有所增加。在培养前3 d,土壤NH₄⁺和NO₃^-总含量与N₂O释放量显著相关。     

城市污水的微生物-植物联合修复对水体N2O、N2和O2释放的影响

针对城市河道污染水体治理这一问题,采用自主研发的自然水体原位收集装置对微生物和微生物-植物联合修复过程中气体N₂O、N₂及O₂释放的特征进行野外原位监测。结果表明:微生物菌剂和微生物-植物联合净化期间水体氧化亚氮(N₂O)释放速率均值分别为10.68、5.91 μmol·m^-2·h^-1,与对照比,降幅分别为16.37%和53.86%;氮气(N₂)释放速率均值分别为1.49、0.87 mmol·m^-2·h^-1,降幅分别为5.70%和67.54%;氧气(O₂)释放速率均值分别为1.14、0.69 mmol·m^-2·h^-1,降幅分别为14.93%和72.06%;微生物菌剂及微生物-植物联合净化期间,目测水体透明度转好,藻类含量降低,水体溶氧由超饱和状态(17.17 mg·L^-1)降至正常水体溶氧水平(9.49 mg·L^-1),降幅达到50%,可能是水体氧气释放速率降低的原因。因此,微生物-植物联合净化能显著降低水体N₂O、N₂及O₂的释放速率,推测是由于微生物和水生植物对水体养分的同化作用产生营养竞争,抑制了微生物反硝化作用产生N₂O、N₂并抑制藻类生长产生O₂及增加水体溶氧的原因。     

淡水养殖池塘CO2通量多时间尺度变化特征及其影响要素

为探讨淡水养殖CO₂通量的多时间尺度变化特征及其影响因子,本研究以我国长江三角洲区域典型淡水养殖池塘为研究对象,基于涡度相关法(Eddy covariance,EC)测定的2016—2021年高频连续CO₂通量数据,对CO₂通量的多时间尺度变化特征及其环境、人为影响要素进行分析。结果表明：养殖池塘CO₂通量(以C计)存在明显的日变化、季节变化和年际变化特征,其年尺度交换量的变化范围为-671～1 005 kg·hm^-2·a^-1,年均值为(-74±688)kg·hm^-2·a^-1,表现为CO₂的弱汇。CO₂通量在不同时间尺度的主控因子存在明显差异,其中在0.5 h尺度上,太阳辐射和气温分别是白天和夜晚CO₂通量的主要影响因子;日尺度和月尺度的CO₂通量则分别受太阳辐射和归一化植被指数(NDVI)调控,且CO₂...     

凋落茶叶对华中地区酸化茶园土壤N2O与CO2排放的影响

采用室内培养试验方法,研究了凋落茶叶添加(0、5、10 g·kg-1和20 g·kg~(-1))对酸化茶园土壤N_2O和CO_2排放特征的影响。结果表明:4种添加水平下,N_2O和CO_2排放通量分别为0.24~3.92μg·kg~(-1)·h~(-1)和0.33~1.84 mg·kg~(-1)·h~(-1);凋落茶叶的添加显著促进了酸化茶园土壤N_2O和CO_2排放(P0.05),且两种气体的排放通量随着凋落茶叶添加量的增加而增加;凋落茶叶显著提高了酸化土壤pH值(P0.05),且添加量越多,pH值变幅越大,其一定程度上改善了茶园土壤酸化现象。茶园土壤铵态氮与N_2O排放通量呈极显著相关,而硝态氮与N_2O排放通量未呈显著相关性。土壤可溶性有机碳含量与N_2O和CO_2排放通量均呈极显著相关关系。茶园土壤N_2O排放通量和CO_2排放通量呈极显著正相关。研究结果有助于阐明凋落茶叶对茶园土壤温室气体排放的作用规律,且对了解茶园生态系统碳氮循环有一定的理论意义。