青藏高原北缘3种高寒草地的CH4CO2和N2O通量特征的初步研究

高寒草地温室气体排放研究已成为高寒草地与气候变化关系的重要议题之一,但目前的研究多集中于单种类型草地的温室气体通量研究,缺乏多种草地类型间的比较。本研究于2009年以高寒草甸、栽培草地和高寒灌丛为研究对象,利用静态箱法研究3种草地的CH_4、CO_2和N_2O通量特征。结果显示,天然高寒草甸、栽培草地和高寒灌丛是大气CH_4的汇,大气CO_2和N_2O的源,其CH4通量分别为-21.4、-28.1和-41.1μg·m~(-2)·h~(-1);CO_2通量分别为360.6、447.9和475.1 mg·m-2·h-1;N_2O通量分别为34.2、51.6和50.6μg·m~(-2)·h~(-1)。生长季的高寒草地CH_4吸收占全年的42.4%~45.6%,生长季的CO_2和N_2O排放量分别占全年的64.1%~67.8%和37.9%~66.7%。土壤5 cm温度与CH_4、CO_2、N_2O通量分别呈负相关、正相关和正相关关系,除高寒草甸CH_4通量外土壤5 cm与其他草地温室气体通量均达到显著水平(P0.01);土壤湿度与草地CH_4和CO_2通量呈正相关,与N_2O通量呈负相关,但仅与高寒草地CH_4和CO_2相关性达到显著水平(P0.01)。土壤呼吸温度敏感性大小(Q10)值显示,CO_2通量较CH_4和N_2O通量对温度更为敏感。将3种草地的CH_4、N_2O通量值换算为等量CO_2后发现草地温室气体通量造成的温室效应表现为高寒灌丛栽培草地高寒草甸。     

高寒牧区燕麦与箭筈豌豆混播生产性能及营养价值评价

在祁连山高寒牧区对不同燕麦(Avena sativa)品种与箭筈豌豆(Vicia sativa)按不同比例进行了混播,评价了生产性能和营养价值。结果表明:燕麦品种与箭筈豌豆不同比例混播生育时期均表现相同,同一燕麦品种株高差异不显著,箭筈豌豆株高差异显著;白燕7号和加燕2号燕麦与箭筈豌豆混播最适宜比例为1∶0.56,总鲜草产量分别为45 315和48 840kg/hm~2,比燕麦单播分别增产8.59%和5.26%;丹麦燕麦与箭筈豌豆混播最适宜比例为1∶0.22,总鲜草产量38 145kg/hm~2,与单播基本相同。混播粗蛋白含量增加4.79%~85.79%,混播纤维含量总体呈现降低趋势,无氮浸出物显著的降低1.82%~30.73%,灰分含量增加0%~33.09%。     

青藏高原高寒矮嵩草草甸退化演替主成分分析

选取青藏高原高寒矮嵩草草甸典型退化演替阶段代表样地为研究对象,以空间尺度代替时间尺度的方法,对其植物群落和土壤理化性质(19个指标)进行数量特征分析。结果表明:欧式聚类分析和Fisher’s判别分析可以明确划分高寒矮嵩草草甸退化的4个演替阶段,且Fisher’s判别分析能够明确区分小嵩草草甸的3个重要时期,说明可以此指标组构建高寒矮嵩草草甸退化演替阶段划分的指标体系。主成分分析(PCA)提取出4个特征值大于1的主成分因子,其载荷能力依次为44.8%、28.3%、17.2%和7.2%,对演替过程总变异的解释能力累计达97.6%。草地退化是一个系统内各因子协同变化的过程,且它们具有不同步性,进而导致了原有变量对草地退化演替细微阶段划分的不完全性。说明草地生态系统存在两种作用因子,即敏感因子(其数量特征随草地发生变化而迅速变化)和缓冲因子(对生态系统变化的反应具有一定的滞后性和缓冲性),但这两者如何应对生态系统干扰,其协同及分异特征以及其对草地退化反应的敏感程度还需要深入研究。     

分析兴安落叶松幼、中龄林的抚育及经营措施

正当今社会中,林业是较为重要的一个领域,符合当代绿水青山就是金山银山的观念。在我国东北地区的林业中主要以兴安落叶松为主。兴安落叶松是我国东北地区及内蒙林区的主要树种之一。其有一定的耐寒性,大多分布在气候较为寒冷的地区。在气候寒冷的地区,一般都以兴安落叶松为主要的木材资源来源,然而在我国部分林区,对兴安落叶松没有采取较为正确的育林抚育措施,影响了林业的效益。1我国兴安落叶松育林过程中存在的问题     

青藏高原高寒草甸群落特征对氮沉降和增水的响应

试验选择高寒草甸为研究对象,通过连续两年定位观测,采用模拟氮沉降与增水及其交互作用对高寒草地群落特征的影响,为高寒草地生产力功能提升提供科学依据。结果表明:模拟氮沉降和增水及其交互处理,当年均能够显著增加高寒草甸地上总生物量、禾本科植物、豆科植物生物量,但显著降低莎草科植物生物量;而在第2年,增水处理并未明显增加地上生物量,氮沉降与增水交互作用可以稳定地提高高寒草地生产力,各处理均能够明显提高禾本科和莎草科生物量、降低杂类草生物量。增水当年能够显著提高高寒草甸物种丰富度和生物多样性指数,但氮沉降和增水交互降低物种多样性指数;而在第2年,各处理物种数目和多样性指数均降低,且氮沉降与增水的交互作用影响效应达到极显著性检验水平。综合分析,氮沉降和增水及其交互作用在提升草地生产力、优良牧草生物量的同时,也可能造成高寒草甸物种丰富度和多样性指数降低,在草地的适应性管理方面需要引起足够的关注。     

青藏高原高寒草甸N_2O排放速率及其对降水和气温的响应特征

在中国科学院海北高寒草甸生态系统定位研究站,利用静态密闭箱-气相色谱法,连续两年(2013,2014年)进行了高寒草甸N_2O排放速率及其对降水和气温的响应特征研究。结果表明:高寒草地N_2O年平均排放速率为32.4±3.1μg/(m~2·h),生长季排放速率为41.1±4.3μg/(m2·h),明显高于休眠季的排放速率20.2±3.2μg/(m~2·h);不同采样时期N_2O排放速率具有极显著差异;气温与N_2O的排放速率之间存在显著正相关关系(R=0.52),随着日平均气温增加,高寒草甸土壤N_2O排放速率逐渐提高;降水量与N_2O排放通量之间存在较弱的负相关关系。在未来全球增温的气候情景下,高寒草地土壤N_2O排放量将呈现上升的趋势。     

青藏高原高寒湿地生态系统碳水通量与水分利用效率研究

为明晰高寒湿地生态系统碳水耦合机制，本研究基于2004—2009连续6年青海海北高寒湿地生态系统通量数据计算出总初级生产力和蒸散量变化，进而计算出高寒湿地水分利用效率变化。结果表明：年际尺度上，湿地生态系统呼吸速率、水分利用效率和生态系统CO₂净交换量均呈极显著上升趋势；季节尺度上，连续6年间非生长季生态系统碳排放总量大于生长季碳吸收总量；针对生态系统呼吸速率和水分利用效率均呈现出生长季值大于非生长季值；结构方程模型结果揭示相对湿度极显著影响高寒草甸湿地生态系统CO₂净交换量、生态系统呼吸速率和水分利用效率变化；水分利用效率和生态系统CO₂净交换量分别受净辐射和降水量的极显著影响。该研究结果可为高寒生态系统碳水耦合及对气象因子变化适应等提供理论依据。