祁连山排露沟流域青海云杉林土壤养分和pH变化特征

祁连山北坡中山带森林灰褐土是生长青海云杉的集中地带。选择排露沟流域海拔2 900～3 300 m的青海云杉林为研究对象,每隔100 m海拔梯度设置3个调查样地,研究青海结果表明：① 在海拔梯度上,0~40 cm土层土壤有机质、全氮及全磷平均含量高海拔处高于低海拔,而且高海拔与低海拔差异显著（P<0.05）;土壤全钾和速效钾含量则是高海拔低于低海拔,差异亦显著（P<0.05）;速效磷含量随海拔升高没有明显的变化规律,而且海拔间差异不显著（P<0.05）;土壤pH随海拔的升高不断减小,但是海拔间的差异不显著（P＞0.05）。 ② 在不同土层深度,0~10 cm土层土壤有机质、全氮、全磷、速效磷和速效钾平均含量均大于10~20 cm和20~40 cm土层,而且0~10 cm土层含量显著大于20~40 cm土层（P<0.05）;土壤pH和全钾含量则随土层深度增加,pH在0~10 cm土层与20~40 cm差异显著（P<0.05）,但全钾含量在不同土层差异均不显著（P＞0.05）。 ③ 在碳、氮、磷、钾营养元素循环中,土壤pH和土壤有机质是影响青海云杉群落养分供应的首要限制因子。     

祁连山不同海拔梯度和放牧强度土壤呼吸变化特征

分析青海云杉林、灌丛林、放牧草地三者的呼吸速率差异性以及放牧强度对土壤呼吸速率的影响,结果表明:①云杉林、灌丛林和放牧草地在16:00之前的呼吸速率大小顺序为:灌从林>云杉林>草地;16:00之后顺序为:云杉林>灌丛林>草地.②土壤呼吸速率和日均温有Y=10.342e-0.0002x,R2=0.0002的线性关系.这一线性关系可以解释很多土壤呼吸的变化情况.③放牧直接影响土壤含水量,放牧强度与土壤含水量呈负相关,土壤含水量与土壤呼吸速率呈正相关.土壤含水量为:重度放牧区>过度放牧区>极度放牧区;土壤呼吸速率为:重度放牧区>过度放牧区>极度放牧区.④温度是影响土壤呼吸的主要因子,与土壤呼吸速率呈正相关,呼吸速率日均最大值出现在6～7月,为8.66umoL/(m2·s);最小值出现在5月,为0.37umol/(m2·s).     

祁连山大野口流域土壤水热垂直分层变化特征分析

文中在祁连山大野口流域布设90个土壤水热监测探头,已取得的100多万个数据,且利用变异系数、相关系数、回归模型等方法对土壤水热与深度、海拔、坡度、郁闭度等因子相互关系进行分析。结果表明:1)土壤水分与其深度呈二次函数的抛物线变化(Sdw=-0.0057d2+0.3185d+23.808,R2=0.9457),土壤温度与其深度呈线性变化(Sdt=-0.0536d+9.192,R2=0.994),深度每增加10cm,其温度降低约0.54℃。2)在0-80cm深度范围内,土壤水热变异程度呈"V"字型;高海拔半阴坡灌丛林土壤温度变化最剧烈,低海拔阳坡草地土壤变化较小。3)海拔对土壤水分是正影响,对土壤温度是负影响。随海拔增大,土壤水分呈波动性增大趋势,增大率约为2.35%/100m,土壤温度呈波动性降低趋势,降低率约为0.74℃/100m;坡度对20cm以上深度的土壤水热影响较大,对其它各层土壤水热影响较小;郁闭度对20cm以上深度的土壤水热影响较大,对其它各层土壤水热影响较小;对水分是中度负影响,对温度是低度正影响。4)10-20cm深层的土壤水分回归模型S2w=0.06a-0.5s+19.87c-140.48(R2=0.985,σ=1.47,F0.05=105.86)在95%置信范围可信可接受。研究结论可为探索流域水资源管理及利用提供科学依据和参考资料。     

河西走廊中段干旱荒漠区土壤水热状况初步分析

通过对位于干旱荒漠区的张掖国家气候观象台土壤温湿度、土壤温度梯度、土壤导热率分析,结果表明:该地区土壤温度年变化、日变化较明显,受辐射变化影响大;土壤湿度年变化、日变化不明显,受降水影响较大.不管冬、春、夏季,土壤温度在晴天日变化较明显,但在雨(雪)天,日变化不明显.土壤湿度在晴天和雨(雪)天日变化均不明显,对降水有一...     

祁连山排露沟流域青海云杉天然更新空间关联性研究

青海云杉作为祁连山森林生态的建群种，其天然更新的空间关联性及集聚模式对种群更新具有重要意义。于2022年8月对祁连山排露沟流域海拔2800-3300m样地内的青海云杉林进行每木检尺，研究将胸径小于50mm的青海云杉植株划为更新苗，并选取更新苗胸径、株高两个生物指标，通过空间自相关分析探究其胸径、株高的空间关联性及集聚模式。结果表明：1)不同海拔更新苗胸径、株高均表现为空间正自相关，胸径空间关联性呈现为2800m>3100m>3000m>2900m>3300m,株高空间关联性呈现为2800m>2900m>3100m>3000m>3300m,仅3200m样地胸径和株高均表现为不显著的空间负自相关，表明更新苗胸径和株高的空间关联性随着海拔的升高而逐渐降低。2)不同样地更新苗胸径和株高个体间空间正自相关的数量远多于空间负自相关，表明青海云杉更新个体的生长有益于邻近径级个体的生长。3)更新苗胸径和株高整体呈现为低低集聚比高高集聚更为集中，且相互间分界明显，表明邻近径级的植株间关系较为协调，径级差异较大的植株间排斥效应较为明显。4)更新苗胸径和株高均...     

沙冬青种子形态和比叶面积沿降水梯度的变化特征

种子形态学性状对种子植物繁衍具有重要的调控作用,比叶面积反映植物截获光能的能力,这二大功能性状反映了植物对环境的适应策略及自身调控机制。以天然沙冬青种群为研究对象,沿270-50mm年降水梯度,测量分析了6个分布区内的标准株的种子和叶片。结果表明:6个自然分布区的沙冬青种子长度、宽度、体积、表面积及千粒重均有显著性差异(P<0.05),而种子长宽比差异不显著(P>0.05)。其中种子体积变异程度最大,且种子多项形态指标的协同作用显著,说明种子通过调节大小和性状间的最优组合来适应环境的变化。不同区域的环境因子中仅年平均降雨量对沙冬青比叶面积的影响显著,且随着雨量的增加,比叶面积呈增大趋势,表现出显著的正相关性(P<0.05)。沙冬青种子各性状与比叶面积之间存在负相关关系,但仅种子长度与比叶面积的相关性显著,说明植物的资源营养生长和种子繁殖生长的时期本身不完全同步,两者间的权衡关系体现了沙冬青对外界环境变化的适应策略。     

温度和土壤水分对祁连山青海云杉林土壤呼吸的影响

采用美国Li-cor公司生产的LI6400-09土壤呼吸室和LI6400便携式光合作用测量系统对祁连山云杉林土壤呼吸速率进行野外测定,并通过多元回归对其影响因子进行了分析。结果表明:土壤呼吸总体趋势是夏季高,其它季节低,但季节动态呈现不规律的多峰曲线;气温、地表温度以及5cm、10cm、15cm和20cm的土壤温度均与土壤呼吸速率呈显著的指数关系,温度对土壤呼吸的影响在低温时比高温时更显著;土壤呼吸的平均速率为2.145μmol.m-2.s-1。以气温、地表温度以及5cm、10cm、15cm和25cm的土壤温度为依据得到的Q10值依次为2.67、2.23、4.17、4.32、4.36和4.54;0~10cm和10~20cm土层的土壤含水量均与土壤呼吸速率呈相关关系,当土壤水分含量较低的情况下,随着土壤水分含量的增加,土壤呼吸速率也随着增加,但是当土壤水分含量增加到一定程度时,土壤呼吸速率则表现出降低的趋势。     

祁连山及河西走廊西段土壤和土地适宜性特征

以我国祁连山和河西走廊西段的土壤为研究对象 ,应用遥感资料以及野外实地调查取样的方法 ,将研究区的土壤母质划分为残积、坡积、洪积、冲积、红土、冰渍、湖积 7类 ;该区土壤的分布具有明显的垂直地带性和经向分布规律 ,土壤类型从祁连山区到酒泉盆地形成高山寒漠土、高山草甸土、亚高山草甸土、栗钙土、亚高山草原土、风沙土、棕漠土、潮土、灌漠土、盐土、沼泽土等 13个土类和 32个亚土类 ,并研究了不同土壤类型的空间分布规律及基本特征 ;结合该区土地利用的现状 ,提出了该区土地适宜性评价的原则和方法 ,将该区土地适宜性划分为宜农、宜林和宜牧 3种类型 ;对不同适宜性土地的等级及分布等特征进行了评价 ,并对该区土地资源特征以及存在的问题进行了探讨。     

小针茅荒漠草原土壤水分动态及其对降雨的响应

揭示干旱、半干旱地区生态系统土壤水分动态对于进一步认识生态系统过程与功能机制,提出应对气候变化影响的途径均具有重要意义。以小针茅草原为对象,基于连续4 a逐时监测的土壤含水量(地表以下15 cm)与降雨数据,结合邻近气象站过去50 a的降雨资料,探讨了荒漠草原土壤水分动态规律及其对降雨的响应。结果表明:1受降雨分布格局的影响,荒漠草原土壤水分动态存在单峰型和双峰型两种模式;2地表以下15 cm处的土壤水分对5 mm以下降雨事件没有响应,18 mm以上的降雨对该土层土壤水分才具有较强的补充作用,土壤所需的降雨量比沙地和荒漠区更高;3降雨量越大、降雨强度越大或降雨前土壤含水量越高,土壤水分对降雨的响应就越迅速。未来气候变化可能对荒漠草原区浅根型植物生长不利,从而对畜牧业生产产生重要影响。     

祁连山区植被生长与水热组合关系研究

气候条件,主要是热量和水分以及二者的配合状况,是决定许多植被类型呈带状分布的根本因素。本文以位于我国三大气候分区过渡带中的河西走廊南部的祁连山为研究对象,借助遥感数据中的植被指数方法定量地描述该地区植被的生长状况和空间分布,结合相应的降水与气温的空间化栅格数据,通过GIS空间叠加与多因子复合分析,合理地揭示了水热组合对于植被分布的影响。     

禁牧对祁连山冰沟流域高山草甸土有机碳及理化性质和酶活性的影响

在青海省祁连山冰沟流域的高山草甸土上,选择放牧与禁牧2个样品采集区,研究了禁牧对祁连山冰沟流域高山草甸土有机碳及理化性质和酶活性的影响。结果表明:高山草甸土遭到放牧牲畜连续3年的啃食和践踏后,植被覆盖度明显降低,归还到土壤中的生物量和枯落物积累量减少,0~20 cm土层有机质含量、有机碳密度、总孔隙度、团聚体、田间持水量、氮磷钾和酶活性降低,容重、CaCO_3和可溶性盐增加,但20 cm以下土层这些性质变化不大。放牧与禁牧比较,0~20 cm土层土壤容重、可溶性盐和CaCO_3分别增加14.15%、6.35%和1.27%;有机碳含量、有机碳密度、总孔隙度、团聚体和田间持水量分别降低29.76%、22.82%、9.45%、6.49%和7.69%;全氮、全磷、全钾、脲酶、蔗糖酶、磷酸酶和过氧化氢酶分别降低25.97%、15.56%、12.17%、33.77%、26.11%、42.00%、29.31%。放牧对有机碳、容重、孔隙度、田间持水量、可溶性盐、氮磷钾和酶活性影响深度为20 cm,对团聚体影响深度为40 cm。     

祁连山人工增雨天气模型与预报方法研究

利用1993-2004年高空和地面资料,统计分析了祁连山降水环流特征,得出祁连山降水的主要形势为高空冷槽型、西南气流型、西北气流型。预报系统04年业务化以来,增雨条件判断准确率70%,对人工增雨业务具有客观的指导意义,并有助于对增雨效果的检验。     

基于InVEST模型的祁连山国家级自然保护区土壤保持现状与功能

运用InVEST模型,对甘肃祁连山自然保护区土壤保持现状与功能进行了定量评估,分析了不同土地利用、海拔高度、坡度以及土壤类型下的保土状况。结果表明:2015年甘肃祁连山自然保护区土壤侵蚀量与土壤保持量分别为1. 67×10^8t、4.21×10^8t。从侵蚀面积来看,保护区以微度和轻度侵蚀为主,占总面积的63.95%;虽草地的土壤保持能力弱于其他自然植被类型,但草地是土壤保持总量最高的土地利用类型;不同海拔梯度下的土壤保持总量随海拔增加呈现先增后减的趋势,保护区内海拔2 500~3 500 m的土壤保持功能最好;栗钙土的土壤保持量最高,黑毡土在草原土壤类型中土壤保持强度较低;坡度为15°~25°的区域土壤保持量最大,占土壤保持总量的31.93%;甘肃祁连山保护区生态系统减少泥沙淤积和减少土地废弃的价值分别为5. 76×10^8元和1. 44×10^8元,保护区内林草地保肥价值为9. 03×10^10元。     

基于GIS的祁连山森林景观格局分析

在地理信息系统软件ArcGIS环境下 ,将祁连山区DEM图和坡向图分别同植被图叠加 ,分析研究区各景观组分在空间的分布特征 ;用定量分析景观结构和景观格局程序Fragstats计算景观和各景观组分的相关指数 ,分析其连通性、完整性、破碎化程度及聚集程度。结果表明 :研究区各景观组分分布受海拔高度和坡向的影响非常明显。各景观组分的完整性、连通性和破碎化程度也很不均衡。草地是研究区面积最大、连通性和完整性最好的景观组分 ;青海云杉林呈斑块状或带状分布在阴坡和半阴坡 ,形状最为不规则 ,平均斑块面积小且距离近 ,易受干扰而发生重大变化 ;宜林地和祁连圆柏林相对于农田、疏林地有较强的扩张特征 ;而杨类阔叶林各斑块间相隔距离大 ,斑块之间的邻接性差 ,破碎化程度最为严重。