乡村生态学研究的尺度与等级特征

乡村生态学 ( Village ecology)的尺度和等级特征依赖一定空间区域 ,不同尺度所研究村落的特征也不尽相同 ,空间尺度的大小很大程度上决定于所研究村落的复杂性、稳定性及特征。在特定的空间尺度下 ,乡村的组成要素随着时间尺度的变化而变化 ,但变化速率受空间尺度大小的制约。乡村生态学研究具有等级结构 ,空间尺度决定所研究单元的等级位置。行政村 (中心村 )和自然村 (自然屯 )是乡村生态学研究的基本尺度     

内蒙古不同类型草地土壤氮矿化及其温度敏感性

土壤氮矿化(Nitrogen mineralization)是土壤氮循环的重要环节,对土壤氮素供应以及植物生产力的维持具有十分重要的意义。沿中国东北草地样带(Northeastern China Transect, NECT)分别在典型草地、过渡草地及荒漠草地设置了3个实验样地,利用不同温度(5、10、15、20 ℃和25 ℃)和不同水分(30%、60%和90%土壤饱和含水量,Saturated soil moisture, SSM)的室内培养途径,探讨了不同类型草地的土壤氮矿化速率、土壤氮矿化的温度敏感性(Q₁₀)及其主要影响因素。实验结果表明:从典型草地至荒漠草地,土壤全碳、全氮、全磷、微生物生物量碳氮含量均表现为逐渐下降的趋势;类似地,土壤净氮矿化速率、硝化速率也逐渐降低。在20 ℃和60% SSM时,土壤净氮矿化速率表现为典型草地 (0.715 mg N kg^-1 d^-1) > 过渡草地 (0.507 mg N kg^-1 d^-1) > 荒漠草地 (0.134 mg N kg^-1 d^-1);相反,温度敏感性却逐渐升高,温度敏感性与基质质量指数呈负相关。草地类型和水分对于土壤净氮矿化速率、硝化速率具有显著影响,且二者间具有显著的交互效应。包含温度和水分的双因素模型可很好地拟合土壤氮矿化速率的变化趋势(P < 0.0001),二者可共同解释土壤硝化速率92%-96%的变异。土壤氮矿化沿着草地演替呈现出很好的空间格局、并与温度和水分具有密切关系,为解释内蒙古草地空间分布格局提供了理论基础。     

植被类型变化对长白山森林土壤碳矿化及其温度敏感性的影响

土壤有机质是陆地生态系统最大的碳库,土壤有机质分解速率及其温度敏感性对生态系统碳循环及其碳汇功能具有重要影响。为揭示植被类型变化对森林土壤有机质分解的影响,以长白山针阔混交林的原生林和次生林为研究对象,分别将土壤在不同水分(30%、60%和90%土壤饱和含水量(SSM))和不同温度(5、10、15、20、25和30 ℃)下培养,在为期56 d的培养期内分9次测定土壤碳矿化速率。实验结果表明:植被类型、培养温度和水分对土壤碳矿化速率具有显著影响,且三者间存在显著的交互效应(P < 0.001)。次生林土壤碳矿化累积量显著高于原生林(P < 0.05),在90% SSM和温度30 ℃培养状况下分别为346.41 μgC/g和241.01 μgC/g。包含温度和水分的双因素模型可很好地拟合土壤碳矿化速率的变化,温度和水分可共同解释土壤碳矿化速率的82.7%-95.9%变异。次生林土壤碳矿化温度敏感性(Q₁₀)显著高于原生林;水分对温度敏感性的影响较复杂,次生林在60% SSM最高,而原生林在90% SSM最高。总之,原生林遭砍伐后将会加速土壤有机质的分解,从而降低土壤有机质含量;另外,根据Q₁₀值可以预测次生林土壤有机质的分解速率对全球变暖反映更明显。     

模拟氮沉降对五角枫幼苗生长的影响

为了解五角枫幼苗的生长及地上、地下生物量分配等对模拟氮沉降的响应,以北京(BJ)、山西(SX)、内蒙古(NMG)3个不同种源的五角枫幼苗为研究材料,设计5个氮水平:对照(N0,0 kg/(hm2a),以N计,下同);低氮(N1,15 kg/(hm2a));中氮(N2, 25 kg/(hm2a) );高氮(N3,50 kg/(hm2a));过饱和氮(N4, 150 kg/(hm2a))。分析不同施氮水平下五角枫幼苗的基径、苗高、月生长量、生物量及各部分生物量分配比例的差异。结果表明:1)模拟氮沉降对山西和内蒙古种源五角枫幼苗基径、北京和内蒙古种源的苗高以及北京和山西种源的苗高月生长量均产生了显著影响;2)模拟氮沉降对北京种源五角枫幼苗生物量的影响较小,而随施氮浓度升高,山西、内蒙古种源五角枫幼苗的生物量均呈先增后减的显著变化趋势,山西种源幼苗的生物量在中氮水平达到最大值,而内蒙古种源则在高氮水平达到最大值;3)模拟氮沉降对于3个种源五角枫幼苗的生物量配比均产生了显著的影响,随着施氮浓度的升高,五角枫幼苗的根质量比(RMR)、根冠比(RSR)均有下降趋势,而茎质量比(SMR)、茎叶比(SLR)显著上升,说明其对茎结构的投资明显加大了,而对根和叶结构的投资则相对减少;4)分析五角枫幼苗的变异来源发现,基径(D)、苗高(H)、各部分生物量均与模拟氮沉降处理和种源2个因素存在密切关联,而生物量配比中只有SMR、叶质量比(LMR)和SLR与模拟氮沉降处理这1个因素存在显著的相关性,说明生物量配比的变化与种源的差异关联不大,但与环境中氮的输入量有较大的关系。      

中国不同地带性森林乔木叶片热值特征及其影响因素

[Objective]To study the leaf calorific value of different forest types.[Method]This study focused on four common forest types widely distributed across China, including boreal coniferous forest, warm temperate deciduous broad-leaved forest, subtropical evergreen broad-leaved forest, and tropical monsoon forest. The leaf calorific values of 175 dominant (or common) tree species were measured. The leaf calorific value characteristics of the trees found in the different forest types were analyzed, and the primary factors affecting leaf calorific value were investigated, including leaf morphological traits, nutrient elements, climate, and soil traits. [Result]The results showed that in these forest types, the leaf calorific values ranged from 14.84 to 21.98 KJ·g^-1, with an overall mean of 19.06 KJ·g^-1. The presence of organisms appeared to affect the leaf calorific value, which differed among forest types as follows: coniferous trees > broadleaf trees or evergreen trees > deciduous trees. [Conclusion]The latitudinal pattern of tree leaf calorific value, ordered from north to south, is as follows: warm temperate deciduous broad-leaved forest > subtropical evergreen broad-leaved forest > tropical mountain rainforest. The mean leaf calorific value of boreal coniferous forest was slightly lower than those of warm temperate deciduous broad-leaved forest and subtropical evergreen broad-leaved forest. The leaf calorific values were significantly correlated with leaf carbon content (R²= 0.89, P<0.001). A multiple regression equation was established to describe the relationships among leaf calorific value, leaf carbon content, leaf nitrogen content, and leaf thickness.     

不同土地利用方式下崇明岛土壤酶与有机质空间分布特征

本文通过采集崇明岛0～20、20-40 cm和40～60 cm的三层土壤,利用地统计学方法研究崇明岛的土壤酶和有机质的空间分布特征,为合理利用崇明岛土地和提高其土壤质量提供参考依据.研究结果表明:不同土地利用方式下,工业用地的土壤有机质含量最高,河道旁、林地和农业用地的土壤有机质含量随土壤深度增加显著减少,其中农业用地的土壤有机质含量随土壤深度的变化要小于林地和河道旁.通过半变异函数和Moran'sI函数方法研究发现,崇明岛的土壤酶空间变异主要是由随机因素引起的,异性变异以崇明岛东西走向为主,而崇明岛南北方向发生异性空间变异要小于东西方向;通过空间插值方法研究发现,土壤酶活性主要由中部的镇中心以及居民和工业区向东部的东滩湿地以及北沿农场逐渐降低,并且随土层深度增加土壤酶高活性的区域逐渐减小.     

内蒙古灌丛化草地取样位置对评估土壤碳氮贮量的影响

长期过度放牧或不合理放牧使内蒙古草地大面积退化,并出现了以小叶锦鸡儿为主的草地灌丛化现象,显著增加了草地土壤碳氮贮量的空间异质性。如何科学地设置取样点,已成为准确评估该地区灌丛化草地土壤碳氮贮量及其碳汇功能所亟须解决的重要问题。本研究在锡林河流域附近选取了3个不同退化程度的灌丛化草地,分析了灌丛化草地不同位置(灌丛内部、灌丛边缘和灌丛外部)的碳氮含量和贮量的差异。结果表明,灌丛化草地碳贮量在不同取样位置具有较大的差异;以轻度退化草地为例,0~100 cm土壤碳贮量为灌丛内部(8831.26 g C/m²)>灌丛边缘(8174.59 g C/m²)>灌丛外部(7716.48 g C/m²)。如果将灌丛内部、灌丛边缘和灌丛外部分别取样后计算的值作为灌丛化草地土壤碳贮量的真实值,则仅从灌丛内部取样会造成5.74%~27.62%的误差,仅在灌丛边缘取样会造成-3.76%~9.81%的误差,仅在灌丛外部取样的误差为-6.06%~-0.70%。虽然内蒙古地区灌丛化草地的碳氮含量存在显著的空间异质性(或沃岛效应),但由于灌丛面积与土壤碳氮含量在不同程度退化草地内存在密切的负相关关系,因而,从灌丛外部取样的传统方法能准确评估内蒙古地区灌丛化草地的土壤碳氮贮量。     

15N库稀释法和15N示踪法在草地生态系统氮转化过程研究中的应用——方法与进展

氮素(N)是陆地生态系统尤其是草地生态系统第一生产力的重要限制性养分之一.陆地生态系统N素的可利用性由土壤N素的转化速率决定,其中包括氨化和硝化2个重要过程.准确测定N素在各转化过程中的量,对于估算陆地生态系统N转化非常重要.稳定性同位素¹⁵N由于其安全、准确且不干扰自然生态系统等特点,近年来在生态系统N循环研究方面得到广泛应用,常用方法包括¹⁵N自然丰度法、¹⁵N还原法、¹⁵N库稀释法和¹⁵N示踪法.在查阅大量文献的基础上,搜集整理了¹⁵N库稀释法和¹⁵N示踪法的详细操作流程并综述了其在草地生态系统应用的最新进展,分别从不同草地管理方式(增施氮肥、放牧、火烧和刈割等)和全球气候变化(增温、增雨、大气氮沉降和CO₂浓度升高等)对草地生态系统N转化过程的影响进行论述.同位素¹⁵N在草地生态系统应用的方法同样适用于森林、农田以及其他陆地生态系统.     

播种虎尾草对松嫩草地次生光碱斑治理的初步研究

采用扦插玉米秸秆 播种虎尾草、翻耙 扦插玉米秸秆 播种虎尾草对松嫩草地次生光碱斑进行改良实验.结果表明,2种处理区虎尾草均生长良好,并能顺利繁殖,地上生物量分别达到111.9±48.8和176.8±56.9 g/m2.另外,玉米秸秆本身成为虎尾草生长的载体,是改良实验成功的重要因素.实验达到预期效果,即低成本、快速地使次生光碱斑恢复植被,加快其植被恢复进程.     

玉米秸秆改良松嫩盐碱地的初步研究

通过直接在裸碱地上扦插和平埋玉米秸秆使土壤表层可溶性盐分明显下降，土壤有机质含量提高，土壤pH值降低，植物地上、地下生物量增加，盐碱地植物在株高、冠幅、伏地幅和分蘖等方面的生物学特性发生改变。两种处理方式改良盐碱地都取得了良好的效果，其中扦插处理比平埋处理的效果更好。