不同利用方式下贝加尔针茅草甸草原群落多样性变化

以内蒙古贝加尔针茅草甸草原围封、刈割和放牧样地为研究对象,分析2016~2018年内植物群落物种组成和多样性变化规律,为草原合理利用提供指导。结果表明:(1)贝加尔针茅草原共调查到76种物种,不同利用方式下植物组成不同。(2)相比较围栏和刈割利用,2018年放牧样地Margalef丰富度指数、Simpson优势度指数、Shanon-Wiener多样性指数和Pielou均匀性指数均显著降低(P<0.05)。(3)围封利用下Simpson优势度指数表现为降-升年度变化(P<0.05);放牧样地Margalef丰富度指数表现为降低年度变化(P<0.05)。综合分析表明,相比较围封和刈割利用,放牧对贝加尔针茅草甸草原健康发展构成威胁,围封和刈割利用下群落物种多样性较高。     

7个平欧杂交榛子品种的生理解剖特性及其抗寒性研究

为了解榛子对低温胁迫的生理响应机制,筛选甘肃高寒地区适宜种植的抗寒性品种,以辽宁省经济林研究所引进的7个榛子品种的休眠期枝条和叶片为试验材料,分别对其进行低温处理,测定其光合以及相关生理指标,同时采用石蜡切片观察不同品种叶片的显微结构,并用主成分分析综合评价各品种的抗寒性强弱。结果表明：(1)不同时期品种达维的P_n最高,分别为20.7(7月)、11.8(8月)、8.7(9月)μmol·m^-2·s^-1;辽榛8号的G_s在7月和9月出现最低值,分别为0.11 mmol·m^-2·s^-1(7月)和0.06 mmol·m^-2·s^-1(9月),而8月辽榛3号的G_s最低,为0.133 mmol·m^-2·s^-1;9月品种辽榛9号的C_i达到最高值,为334.33μmol·mol^-1;品种玉坠的T_r在9月...     

典型草原群落不同围封时间下植被、土壤差异研究

以中科院内蒙古草原生态系统定位研究站的羊草(Leymus chinensis)样地和大针茅(Stipa grandis)样地为基础,在羊草样地处选择了围封26年、围封6年、围封2年和自由放牧的4个样点;在大针茅样地处选择了围封26年和自由放牧的2个样点。通过对各样点植物群落特征和土壤的理化性质差异分析,探讨草原植被、土壤指标对围封的响应差异。结果表明:不同围封时间的样点的主要差异体现在群落特征指标上,而各土壤指标中除土壤容重在羊草样地的4个样点表层土壤(0~10cm)体现出显著性差异外,土壤有机碳含量、全氮含量、全磷含量等指标在不同围封时间的各样点间变化均不显著。     

冬小麦叶片和冠层尺度的光合-蒸腾模拟

利用气孔导度-光合-蒸腾耦合模型(SMPT-SB),选取冬小麦关键生育期的典型日，模拟了冬小麦叶片和冠层尺度的光合与蒸腾速率日变化，并借助光合仪和涡度相关系统获得的观测数据进行了验证。研究结果表明：模型模拟的叶片和冠层尺度光合及蒸腾速率与实测值变化趋势具有较好的一致性，光合速率日均绝对误差不超过1μmol·m^-2·s^-1,蒸腾速率日均绝对误差不超过0.41 mmol·m^-2·s^-1;叶片尺度光合和蒸腾速率模拟值与实测值的决定系数R²均在0.90以上，冠层尺度也分别达到了0.96、0.88。此外，模型中水汽响应函数以f(D_s)=RH表示时，相对湿度(RH)变化较大会导致参数m值不能准确量化气孔导度(g_s)的变化，从而降低模拟效果；若分时期率定m值，会大幅提高模拟精度。该模型适用于冬小麦叶片及冠层尺度的土壤-植物-大气之间水碳交换的模拟。     

砾石对青藏高原东缘水电工程取土场人工草地生物量分配的影响

根据澜沧江上游如美水电站工程建设迹地生态环境保护的迫切需要,在该区域取土场开展人工草地植被恢复试验。研究将砾石置放于回填土壤(未筛分土和筛分土)的表层(0-10cm)、中层(20-30cm)和下层(40-50cm),播撒人工草种垂穗披碱草(Elymus nutans Griseb),进行人工草地建植,并监测群落冠层和根系生物量。结果表明,在回填未筛分土壤样地,砾石置放于表层、中层和下层的群落冠层生物量分别为136.5-526.7g·m^-2、98.9-372.5g·m^-2、79.8-373.2g·m^-2,根系生物量分别为223.3-495.9g·m^-2、140.5-460.1g·m^-2、124.1-343.4g·m^-2。在回填筛分土壤样地中,砾石置放于表层、中层和下层的群落冠层生物量分别为134.8-415.5g·m^-2、88.3-288.9g·m^-2、73.9-260.5g·m^-2,根系生物...     

典型草原不同演替阶段群落结构与物种多样性变化

针对退化草地恢复进程及恢复过程中的合理利用问题,选取生长季围封(4至9月)收获干草,其它时间轻度放牧利用的草地为研究对象,同时选取自由放牧草地为对照,开展典型草原围封演替过程中群落结构与物种多样性变化的研究。研究结果表明:典型草原不同演替阶段群落的物种组成基本一致,但主要物种的优势地位发生了显著改变。在自由放牧草地,以星毛萎陵菜、冷蒿、糙隐子草为优势物种,采用生长季围封恢复措施后,优良牧草羊草、克氏针茅的优势地位增加,退化草地正向演替,群落的盖度、密度、地上、地下生物量及优良牧草比例增加,群落结构优化,物种多样性增加。但若围封后连续多年(13年以上)刈割利用,容易导致群落的盖度、密度、地上、地下生物量再次下降,草地发生2次逆行演替。研究认为:季节性围封的管理方式既可保证退化草地在一定程度上得到恢复,也能避免全年围封禁牧所带来的饲草资源浪费。季节性围封在我国牧区是可行的草地管理方法,但适宜的围封季节及围封后的合理利用问题(如合理的割草制度等)有待进一步研究。     

围栏封育对新疆山地退化草原植物群落特征的影响

围栏封育作为一种有效的退化草原管理措施,近年来在我国退化草原恢复中得到极为广泛的应用。以新疆巴里坤县退化温性荒漠草原为研究对象,通过连续4 a围栏封育样地和自由放牧样地的植被调查资料,对比分析围栏封育样地和自由放牧样地的植被群落组成和地上生物量的动态特征。结果表明:(1)通过围栏封育措施,退化草原的物种多样性和群落生态优势度与自由放牧样地相比略有提高,群落均匀度略有降低,但通过t检验,差异均未达到显著水平(P0.05)。(2)随着封育措施的实施,总体上草原群落优势种为沙生针茅和伊犁绢蒿,反映出西部内陆半干旱地区温性荒漠草原特有的特征;自由放牧样地,沙生针茅和伊犁绢蒿在群落中的优势地位发生变化。(3)围栏封育措施提高了植物群落的平均高度、地上生物量。随着围封时间的延长,群落地上生物量增加,且显著高于自由放牧区,然而4 a围栏封育并不能使温性荒漠草原产草量达到最高水平,也不能使植物群落的多样性指标与自由放牧样地形成显著差异。     

窟野河水-气界面CO2交换通量变化特征及其影响因素分析

近年来内陆水体CO₂释放受到广泛关注,为揭示黄土高原地区内陆水体CO₂的释放特征,于2018年7月和10月及2019年3月和6月利用LI-7000 CO₂分析仪对窟野河及代表性水库开展了高频次的水体CO₂分压(pCO₂)和水-气界面CO₂交换通量(FCO₂)观测,并分析其时空变化规律。结果表明:窟野河水体pCO₂和FCO₂(分别为996μatm和94.5 mmol·m^-2·d^-1)均高于水库(分别为752μatm和10.3 mmol·m^-2·d^-1)。FCO₂季节性差异明显:对于河流而言,表现为秋季最高(165.7 mmol·m^-2·d^-1),春季最低(42.9 mmol·m^-2·d^-1);对于水库而言,变化趋势则完全相反,表现为春季最高(16.6 mmol·m^-2·d^-1),秋季最低(-5.4 mmol·m^-2·d^-1)。生物地球化学活性更强的支流FCO₂(107.4 mmol·m^-2·d^-1)高出干流(66.5 mmol·m^-2·d^-1)约50%;同时,位于中下游黄土丘陵区的水库FCO₂(16.4 mmol·m^-2·d^-1)显著高于位于上游呼鄂丘陵区的水库FCO₂(1.2 mmol·m^-2·d^-1)。整体来看,流域水体pCO₂受碳酸盐体系影响最大,有机碳分解作用次之;流速是控制水-气界面气体交换速率的关键因素。在年尺度上,窟野河的河流与水库水体均为大气持续碳源。窟野河平均CO₂释放量与我国长江及国外温带河流相近,但低于黄河中游的其他支流。     

六盘山半干旱区华北落叶松林坡面土壤含水量的降雨响应

在宁夏六盘山外围半干旱区,土壤含水量是影响林木成活与生长的关键因子,需深入理解森林坡面不同坡位的土壤含水量对降雨量的响应差异。本文在宁夏六盘山叠叠沟小流域,选择一个华北落叶松人工林典型坡面,于2021年5—10月利用自动气象站和土壤水分仪连续监测降雨等气象条件和坡面土壤含水量变化,分析土壤含水量的坡位差异及对降雨量级的响应。观测期间总降水量为443.7 mm,虽然接近多年平均值,但夏季干旱严重。结果表明:(1)土壤含水量存在明显的生长季内变化,整体表现为先降低后升高的趋势,8月最低(0.112 m³·m^-3)。(2)土壤含水量存在明显的坡位差异,整体表现为:上坡[(0.191±0.044)m³·m^-3]>中坡[(0.158±0.045)m³·m^-3]>下坡[(0.146±0.034) m³·m^-3],表明土壤含水量的坡位变化因处于干旱年,主要受植被蒸散耗水量大小的影响,而受坡面汇流影响不大。(3)在同...     

锡林郭勒草原下垫面地气相互作用特征研究

草原是锡林郭勒地区的主体生态系统，观测研究该地区地气相互作用对深入理解该区草原气候和生态效应具有重要意义。利用2016-2020年锡林浩特国家气候观象台的近地层综合观测资料经过异常值剔除和缺失值插补后进行统计分析：1)利用最小二乘法和能量平衡比率法，对比分析了该地区生长季和非生长季能量通量平均日变化特征、能量闭合特征，进而分析讨论了大气稳定状态对近地层能量闭合特征的影响；2)分析了5年平均能量通量逐月日变化特征；3)分析了该地区的CO₂通量特征。结果表明：锡林郭勒草原生态系统的能量分配主要以感热通量为主，约占净辐射的36.95%。生长季的能量闭合斜率高于非生长季，全年平均能量闭合斜率为0.69。近地层大气稳定层结出现的频率大于不稳定层结出现的频率，且不稳定大气条件下的能量闭合率更高。通过对碳通量的分析发现，该生态系统总体表现为碳汇，生长季的日总净固碳量为2.44gc·m^-2·d^-1,非生长季为0.57gc·m^-2·d^-1。     

灌溉水矿化度对棉田土壤呼吸速率的影响

为探究不同灌溉水矿化度对棉田土壤呼吸速率的影响,设置了4个灌溉水矿化度,分别为0.85 g·L^-1(CK,当地灌溉水矿化度)、3 g·L^-1(S1)、5 g·L^-1(S2)和8 g·L^-1(S3),在新疆进行了膜下滴灌棉花大田试验。在棉花生育期,每月采集两次土壤呼吸速率值(R_s),并同时监测土壤温度(ST)、含水率(SWC)、电导率(EC)、硝态氮含量(NO₃^--N)、铵态氮含量(NH₄⁺-N),运用通径分析研究了灌溉水矿化度下土壤参数对土壤呼吸速率的影响。结果表明：微咸水灌溉(S1和S2)在一定程度上提高了土壤含水率、电导率和铵态氮含量;咸水灌溉(S3)显著增加了土壤水分和盐分,并降低了土壤硝态氮含量;灌溉水矿化度的增加会减弱土壤呼吸速率。土壤的水分和温度与呼吸速率的相关性,随灌溉水矿化度的增加而呈减弱趋势。通过运用二次函数式来表示0～10 cm的土层温度对土壤呼吸速率的响应(R^...     

河套灌区不同配置农田防护林对田间土壤水分和养分储量的影响

农田防护林作为提高生态环境效益的有效农业管理方式，对改善土壤理化性质、改善生态环境，提高作物产量具有重要意义。在河套灌区选择三种典型农田防护林(4行林带、5行林带和8行林带)测量了2019—2021年生长季农田内距防护林0.3 H、0.7 H、1 H、2 H、3 H和4 H处0～100 cm的土壤性质和防护林与农田的植被属性，测算了土壤水分储量(SMS)和土壤养分储量[碳储量(SCS)、氮储量(SNS)和磷储量(SPS)]。结果表明：(1)不同防护林系统水平方向上的土壤容重和土壤黏粒含量差异显著，在垂直方向上土壤属性均有显著差异。(2)防护林具有较好的保水性和养分供应功能，其中4行林带的土壤水分储量和养分储量高于其他林带，分别为SMS 237.44 mm、SCS 544.93 g·m^-2、SNS 953.72 g·m^-2和SPS 859.04 g·m^-2。(3)4行林带的整体长势比较好，其平均树高为30.06 m，胸径为0.41 m，且4行防护林的作物产量最高，为15.75 t·hm^-2。(4)冗余...     

不同保护和利用方式下羊草草原群落生物量及能量功能群构成的比较

基于野外调查数据,结合能量功能群分类方法,对不同围封年限(围封4年,围封9年,围封29年)及不同利用方式(放牧、割草)影响下羊草草原的生物量、根冠比及不同能量功能群优势度进行比较分析,结果表明:围封使得群落地上、地下总生物量增加,并随着围封年限的增加渐趋稳定。相比围封保护,放牧和打草利用均会使群落根冠比变大。5个样地比较,放牧退化对群落的能量功能群构成影响较大,相比其他样地,低能值植物功能群优势度明显增加,而中能值和高能值植物功能群则明显下降。几个围封样地和打草场样地之间则没有显出规律性变化。相比重度放牧而言,围封和打草这两种利用方式都可以使羊草草原得到很好的保护。而对于围封而言,围封3-5年后对羊草草原加以适度的利用对草原保护和经济的发展都是有利的。     

小针茅草原植被地下与地上生物量季节动态及根冠比变化规律

利用内蒙古苏尼特右旗小针茅荒漠草原生长季地上、地下生物量数据,分析小针茅草原植被地上、地下生物量以及根冠比的季节动态,并建立根冠比季节动态模型。研究结果表明：① 小针茅草原植被地上生物量季节变化呈单峰型曲线,地上生物量的峰值出现在6月下旬,为46.14 g•m^-2,地下生物量季节动态表现为“N”型变化规律,最高值出现在7月下旬,最低值出现在8月下旬,分别为1 275.46 g•m^-2和365.1 g•m^-2。② 2011年小针茅草原植被根冠比季节波动较大,最小根冠比为16.8, 出现在8月下旬, 最大根冠比为51.05, 出现在7月下旬。③ 小针茅草原植被地上生物量与根冠比具有较明显的相关关系,8月的相关关系最好,相关系数达到0.626,可以用8月的地上生物量模拟根冠比的变化。     

柴达木盆地盐渍化土壤养分和酶活性特征

为探讨柴达木盆地不同程度盐渍化土壤养分和酶活性特征，沿察尔汗盐湖至昆仑山方向依次选择5个样点，分析土壤养分和酶活性特征及其二者的相关性。结果表明：除土壤全钾外，土壤盐渍化程度、土壤深度及其两者交互作用对土壤养分含量及土壤酶活性的影响均达到显著水平(P<0.05)。在盐渍化程度较低的土壤，养分有效性(速效钾除外)和酶活性较高，且随土壤深度的增加而降低。以有机碳和蔗糖酶为例，在盐渍化程度最低的S5样地中含量为13.83 g·kg^-1和21.01 mg·g^-1·d^-1(0～5 cm)、12.85 g·kg^-1和19.29 mg·g^-1·d^-1(5～10 cm)、9.83 g·kg^-1和12.19 mg·g^-1·d^-1(10～20 cm)，显著高于盐渍化程度最高S1中的8.56 g·kg^-1和1.41 mg·g^-1·d^-1(0～...     

秸秆还田及施肥对小麦复种油菜农田土壤呼吸的影响

在甘肃省石羊河绿洲灌区连续3 a的小麦复种油菜田间定位试验的基础上,采用EGM-4密闭式土壤呼吸测量系统,测定了不同施肥水平和不同秸秆还田方式下小麦复种油菜农田的土壤呼吸速率。结果表明：在整个观测期内, 土壤呼吸速率最高值出现在8月下旬（152.06~199.58 mg•m^-2•h^-1）,最低值出现在10月中旬（12.67~19.01 mg•m^-2•h^-1）。土壤呼吸速率日变化呈单峰曲线,最高值出现在12:00-14:00, 4:00左右达最低值;不同秸秆还田方式下, 高茬收割免耕播种油菜的处理明显降低了土壤呼吸速率,且在秸秆处理后的油菜生育期内降低效果更加明显;不同施肥水平下,在N、P减量15%的情况下,土壤呼吸速率显著下降;各试验处理措施下, 土壤呼吸速率与5 cm和10 cm土壤温度、30 cm各层土壤含水量均呈极显著正相关,并且土壤呼吸速率与0~30 cm土壤水分的相关性较土壤温度高;不同处理下土壤呼吸速率与土壤孔隙度基本上呈负相关,但是两者之间相关性并不显著。     

三重PCR检测黄瓜炭疽病菌、菌核病菌和细菌性萎蔫病菌

 本试验建立一种可同时检测黄瓜炭疽病(Colletotrichum orbiculare)、黄瓜菌核病(Sclerotinia sclerotiorum(Lib.)de Bary)和黄瓜细菌性萎蔫病(Erwinia tracheiphila)等黄瓜主要病害病原菌的三重PCR检测体系。采用正交试验设计方法, 对三重PCR的影响因素分析研究, 进行退火温度优化, 并以3个引物组、Taq DNA聚合酶、dNTP和Mg²⁺ 共6因素3水平进行多重PCR体系优化, 成功建立了适合黄瓜主要病害的三重PCR最佳检测体系, 即25 μL的反应体系中含有0.24 μmol·L^-1 CY1/CY2;0.72 μmol·L^-1 SSFWD/SSREV;0.336 μmol·L^-1 ET-P1/ ET-P2;1 U Taq聚合酶;0.15 mmol·L^-1 dNTP;1 mmol·L^-1 MgCl₂, 最适退火温度为63℃。该方法能够快速从田间黄瓜发病植株和根围土壤中将黄瓜炭疽病菌、黄瓜菌核病菌和黄瓜细菌性萎蔫病菌检测出来, 灵敏度可以达到10 pg·μL^-1。     

CO2浓度与温度升高对谷子各生育期土壤微生物生物量的影响

为探究CO₂浓度升高、增温以及二者交互作用对谷子各生育期土壤微生物生物量的影响,采用盆栽试验,通过人工气候室控制环境CO₂浓度和温度,设置对照(400μmol·mol^-1 CO₂浓度和22℃环境温度,CK)、CO₂浓度升高(700μmol·mol^-1 CO₂浓度和22℃环境温度,EC)、 CO₂浓度升高和增温4℃(700μmol·mol^-1 CO₂浓度,26℃环境温度,EC+T)3种气候条件,且每个气候条件均设置充分供水（70.0%田间持水量）和轻度干旱（50.0%田间持水量）两种水分处理,分析CO₂浓度升高、增温4℃以及二者交互作用对谷子各生育期（开花期、开花后10 d、灌浆期、成熟期）土壤微生物生物量碳（MBC）、土壤微生物生物量氮（MBN）、土壤微生物生物量磷（MBP）的影响。结果表明:在充分供水条件下,CO₂浓度升高使...     

放牧对小针茅荒漠草原枯落物及植被生产力的影响

在内蒙古苏尼特右旗荒漠草原试验示范基地,设置不同放牧强度和围栏对照5个处理,于2014年的5 ～10月生长季测定不同放牧强度下小针茅草地枯落物的蓄积量、蓄积动态、地上生物量和地下生物量月动态,并探讨了小针茅荒漠草原枯落物蓄积量及地上、地下生物量对放牧强度的响应.研究结果表明:1)围封条件下小针茅群落枯落物蓄积量最大,平均值为29.22g/m2;随着放牧强度的增加枯落物蓄积量减少;极重度放牧条件下小针茅群落枯落物蓄积量比围封对照区减少了57.77％.2)5-10月生长季,小针茅群落枯落物蓄积量在不同放牧强度下均随时间呈”Ⅴ”型的变化规律.3)小针茅群落地上和地下生物量均随着放牧强度的增加而减少,地下根系主要分布在0 ～ 10cm深度土层中,占0-30cm地下生物量的57.23％ ～ 66.83％,该比例随着放牧强度的增加而减少.     

荒漠草原不同放牧制度群落现存量与营养物质动态研究

在短花针茅荒漠草原，比较研究了不同放牧制度对群落现存量与营养物质动态的影响，结果表明，划区轮牧和对照区牧草现存量差异不明显，但高于自由放牧区。轮牧和对照区群落现存量变化呈先增加，然后又下降的动态规律，自由放牧植物现存量几乎一直呈下降趋势。与轮牧和对照区相比，自由放牧区牧草在生长初期粗蛋白质、粗灰分、磷的含量均较高，粗纤维含量较低，生长后期则相反。