三江源地区退化高寒矮嵩草草甸剥蚀坑的成因

以三江源高寒草甸为对象,研究了退化草地剥蚀坑发生的阶段、区域、形成过程及发生机制,并就剥蚀坑发生对草地生产-生态服务功能的影响作了评述。结果表明:剥蚀坑发生于三江源黄河区域高寒草甸小嵩草群落时期,土壤草毡表层的极度发育、老化与死亡是剥蚀坑发生的前提,死亡草毡表层中植物根系的分解、风蚀引起土层的塌陷是剥蚀坑形成的过程。剥蚀坑的发生导致草地系统水分涵养和地球系统碳储蓄功能的降低。保持适当厚度草毡表层是维持高寒嵩草草甸稳定性的基础。     

退化草地暗沃寒冻雏形土CO2释放的日变化和季节动态

采用CI-301PS红外CO     

高寒草甸非生长季土壤表层水汽传输阻抗的变化特征和水热驱动

土壤表层水汽传输阻抗是估算区域蒸散的关键参数之一,但其与土壤水热参数的数量关系的研究在高寒系统中十分薄弱。利用涡度相关系统观测的2014/2015年度高寒草甸非植被生长季(11月-翌年4月)的土壤蒸发数据,基于Penman-Monteith方程反推得出非生长季土壤表层阻抗的昼(9:00-18:00)变化特征,并研究其与土壤5cm温度和土壤5cm含水量的关系。结果表明,非生长季土壤表层阻抗表现出单峰型日变化特征,其最大值一般出现在15:00前后。逐时土壤表层阻抗与土壤5cm温度呈极显著幂函数阈值关系(R2=0.38,P0.01,N=115),即土壤温度为–4.25℃时土壤表层阻抗最大;与土壤5cm含水量呈极显著指数负相关(R2=0.12,P0.01,N=115)。非生长季逐日土壤表层阻抗的变化无明显季节规律,与土壤5cm温度(R2=0.69,P0.01,N=10)和土壤5cm含水量(R2=0.27,P0.01,N=10)均表现为极显著指数负相关。相关分析表明,非生长季土壤蒸发主要受太阳总辐射(R20.50,P0.01)的控制。研究结果表明土壤温度而非土壤含水量主导着高寒草甸非生长季土壤表层阻抗的变化。     

青藏高原高寒矮嵩草草甸稳定性的维持、丧失与恢复

高寒矮嵩草(Kobresia humilis)草地是青藏高原的主要植被类型之一,其稳定性的维持对保证高原生态屏障功能发挥具有十分重要的意义。对青藏高原高寒矮嵩草草甸稳定性的维持机制、丧失过程与恢复途径与措施,进行了综述,拟为青藏高原高寒草地的可持续利用和退化高寒草地的恢复,提供理论依据。     

高寒矮嵩草草甸退化过程土壤碳氮储量及C/N化学计量学特征

以空间尺度代替时间尺度对青藏高原高寒矮嵩草草甸退化演替系列土壤表层有机碳和全氮储量及碳/氮比化学计量学特征进行了分析。结果表明:随退化程度的加深,高寒矮嵩草草甸退化演替系列0～10cm、10～20cm和0～20cm土壤有机碳储量变化趋势呈倒"V"字型,最高值出现在小嵩草草甸草毡表层开裂期,最低值出现在小嵩草草甸草毡表层剥蚀期;0～10cm、0～20cm土壤全氮储量变化特征与对应层次有机碳储量特征变化相同,而10～20cm土壤全氮储量变化趋势较有机碳滞后,最高值出现在小嵩草草甸草毡表层加厚期,最低值出现在黑土滩-杂类草次生裸地。土壤碳/氮比化学计量学变化趋势亦呈倒"V"字型,其中0～10cm、10～20cm最高值出现在正常小嵩草草甸,0～20cm最高值出现在矮嵩草草甸,各土壤层次碳/氮比最低值均出现在小嵩草草甸草毡表层开裂期。高寒矮嵩草草甸退化演替系列有机碳、全氮储量同碳/氮比分异特征表明,土壤碳/氮比化学计量学特征对草地退化的响应较储量特征敏感,其拐点正常小嵩草草甸是草地碳积累速率最高点,小嵩草草甸草毡表层开裂期是碳源汇转换拐点。     

放牧强度对嵩草草甸草毡表层及草地营养和水分利用的影响(简报)

在中国科学院海北高寒草甸生态系统研究站地区,选择了5个自然放牧梯度、处于4种典型退化阶段的高寒嵩草草甸为研究对象,进行了土壤草毡表层加厚引起的系统氮、磷分配和水分利用的变化过程研究。结果表明,随着放牧强度的增加,草地禾本科植物逐渐减少,莎草科植物成为优势种群,在莎草属牧草特殊的生物学特性(高地下/地上)的驱动下,土壤草毡表层逐渐加厚,从异针茅 羊茅-嵩草草甸群落的4.03±0.49 cm发育到小嵩草群落阶段的10.1±0.38 cm;矮生嵩草群落时系统生长需要的氮、磷养分数量急剧增加,分别从11.26到22.94 g/m2、0.81到1.63 g/m2,成为生物固定累积于土壤;同时致密加厚的、特别是老化死亡的草毡表层的存在,使土壤水分的渗透速率从异针茅 羊茅-嵩草草甸群落的2.18 mm/min降低到小嵩草群落的0.37 mm/min,使系统接受自然降水的能力大大减弱,水分的利用效率极低,而根系数量的急剧增长导致需水量的增加,土壤湿度逐渐降低,降幅最大达到44.90%。草毡表层加厚导致的营养供求失调、干旱胁迫是引起高寒嵩草草地退化的内在原因之一。     

海北高寒灌丛草甸生态系统CO2释放速率的季节变化规律

在中国科学院海北高寒草甸生态系统定位站干柴滩地区以金露梅Potentilla fruticosa灌丛草甸生态系统为研究对象,应用静态密闭箱-气相色谱法对高寒灌丛(GG)、丛内草甸(GC)和次生裸地(GL)的CO2释放速率进行了长期观测,并对年释放量作了初步估测.结果表明,GG,GC和GL CO2的释放速率在一年内有明显的季节变化.植物生长季CO2释放量明显高于枯黄期,释放速率GG>GC>GL(P＜0.01),且均表现为正排放.不同季节CO2释放存在明显差异,表现为夏季＞秋季＞春季＞冬季.2003年6月30日至2004年6月28日,高寒灌丛植被-土壤系统CO2释放量为4 293.63±955.75 g/m2,丛内草甸植被-土壤系统CO2释放量为3 319.68±806.19 g/m2,裸地CO2的释放量为1 724.14±444.14 g/m2.CO2释放速率的季节变化与土壤5 cm温度呈显著正相关关系(P＜0.01).     

草毡寒冻雏形土土壤CO2释放量估测方法初探

应用 1 998年 5月～ 1 999年 4月草毡寒冻雏形土土壤CO2 释放通量的实测资料 ,通过对常用的三种土壤CO2 释放量估测方法的比较分析 ,提出了适合草毡寒冻雏形土土壤CO2 日及年释放量的估测方法。土壤CO2 日释放量的估测是以土壤CO2 释放通量为因变量 ,时间为驱动变量 ,建立时间与土壤CO2 释放通量的一元四次多项式 ,通过对时间的求导积分 ,得出土壤CO2 日释放量。土壤CO2 年释放量的估测是以测定日的土壤CO2 日释放量为因变量 ,以气候、土壤环境因子 (降水、蒸发、日照、气温、土壤 0～ 30cm地温等 )为驱动变量 ,建立土壤CO2 的日释放量与气候、土壤环境因子之间的多元非线性经验公式 ,应用气象站气候、土壤环境因子有关资料 ,逐日计算出其土壤CO2 的日释放量 ,最后应用累积法 ,可估测土壤CO2 的年释放量     

高寒地区寒冻雏形土的持水特性

讨论了高寒地区寒冻雏形土两个主要土类草毡寒冻雏形土和暗沃寒冻雏形土的持水特性及影响因子。寒冻雏形土具有较高的持水能力，共植物根系分布层饱和含水量为７９．８－１４３．７％，田间持水量可达３３．７－９９．６％，且暗沃寒冻雏形土的持水能力高于草毡寒冻雏形土。     

青藏高原正常有机土与草毡寒冻雏形土地温观测的比较研究

在海拔高度相同、距离相近的纤维正常有机土与草毡寒冻雏形土地区，虽然区域气候一致，但二者地温具有显著的分布差异。从不同类型土壤４０～８０ｃｍ层次地温分布特征来看，草毡寒冻雏形土区域地温年平均３．０℃，变化剧烈，年较差大，０℃等值线可延伸至很深处。纤维正常有机土地温年平均１．４℃，变化较为平稳，０℃等值线只延至８０～９０ｃｍ左右。二类型地区地温随深度变化也有很大的不一致性。