西藏中部草地及农田生态系统的退化及其机制

西藏中部农田，特别是兼具草地与林地两大功能的草地生态系统对区域生态环境具有重要的调节和控制作用。近年来，草地及农田生态系统呈现出整体退化及日趋严重的态势，并逐步成为西藏风蚀沙化、水土流失等最为严重的地区。文章在阐述退化生态系统的内在特征及其环境效应的基础上，就草地及农田生态系统退化的发生机制进行了深入分析。     

基于Biolog指纹解析黑土滩退化草地土壤微生物群落特征

黑土滩草地退化不仅体现在植被群落特征的退化,同时也体现在土壤微生物群落结构和功能的退化。为明确不同地区黑土滩退化草地土壤微生物群落的空间异质性,探究植被与土壤微生物对黑土滩草地退化的响应规律,利用样方调查法和Biolog-ECO微平板法,分析了青海省海北州野牛沟乡、果洛州大武镇及玉树州巴塘乡3个地区黑土滩退化草地的植被群落特征及土壤微生物群落多样性特征。结果表明,(1)黑土滩退化草地毒杂草化,优良牧草成为群落偶见种。3个地区植被群落组成存在差异:大武地区植物物种丰富度最大,为16.25,野牛沟次之,巴塘最小;植被优势度指数、多样性指数和均匀度指数均为野牛沟大武巴塘;地上生物量和0-10 cm土层地下生物量均为大武地区最大,巴塘次之,野牛沟最小,三者间均存在显著差异(P0.05);大武和巴塘地区10-20 cm土层地下生物量显著大于野牛沟地区(P0.05)。(2)黑土滩退化草地土壤微生物在0-10 cm土层主要利用氨基酸类、酯类和胺类碳源,碳源相对利用率均在19%以上;在10-20 cm土层主要利用氨基酸类和酯类碳源,碳源相对利用率均在22%以上。不同地区黑土滩退化草地土壤微生物对单一碳源的利用存在差异,差异主要来源于酸类、氨基酸类和酯类。(3)土壤微生物AWCD(平均每孔颜色变化率)和H指数(Shannon-Wiener多样性指数)与植物多样性和生物量相关性较高;物种重要值、多样性及生物量对土壤微生物AWCD变化的共同解释率为88.42%。综上,黑土滩退化草地植被物种组成及群落结构存在地域差异,不同地区黑土滩退化草地土壤微生物群落结构不同;黑土滩退化草地利用D-半乳糖酸γ内酯、L-精氨酸、D-半乳糖醛酸、L-天冬酰胺酸、D-甘露醇、L-丝氨酸、N-乙酰基-D-葡萄胺等的功能微生物显著富集,利用i-赤藻糖醇、2-羟苯甲酸、L-苏氨酸、α-丁酮酸、α-D-乳糖等的功能微生物显著分异。     

基于层次分析法研究藏北高寒草地退化的影响因素

藏北高寒草地是对环境变化最敏感的植被类型之一.近年来,藏北草地面临一定程度的退化,然而导致草地退化的主导影响因素仍存在较大争议.以藏北那曲高寒草地为研究对象,以植被覆盖度为评价指标分析1990-2015年那曲高寒草地退化和恢复程度及其时空分布格局.根据当前生态系统的状况以及可能影响的因素,构建藏北那曲高寒草地退化影响因素的指标体系,利用层次分析法分析超载过牧、道路工程建设、鼠虫害、降水和气温变化等人为和自然因素,对各个指标权重进行分析计算,得出藏北那曲高寒草地变化的主要驱动因素.结果表明,1990-2015年那曲高寒草地退化状况总体呈好转的趋势,该地区退化和恢复草地面积占总面积的比例分别为35.83%和64.17%,位于东南部的那曲县、聂荣县和巴青县草地植被退化最为严重.同时,过度放牧和滥挖药材等人为因素是导致藏北高寒草地退化的主导因子,超载过牧、鼠虫害、滥挖药材、道路工程建设和矿产资源开发对藏北那曲地区草地退化的贡献率分别为28.6%、17.1%、14.1%、12.6%和10.3%.可见,在气候变化等自然因素作用的大背景下,近年来放牧等人类活动的日益增强是导致藏北那曲高寒草草地退化的主要原因,结果为藏北草地退化恢复以及未来高寒草地的管理和决策提供了理论依据.(图4表5参37)     

植被根系及其土壤理化特征在高寒小嵩草草甸退化演替过程中的变化

以野外样地调查和室内分析法研究了不同退化演替阶段高寒小嵩草草甸的植被根系空间变化和土壤环境因子间的关系。结果表明,不同退化演替阶段高寒小嵩草草甸群落植被根系和蕴育植被根系的土壤量发生了明显的变化。特别是0~10 cm土层的植被根系在重度退化阶段显著高于其它退化演替阶段（P〈0.05）,而蕴育植被根系的＂载体＂量在重度退化阶段显著低于其它退化演替阶段（P〈0.05）,根土比（根和土的重量比）明显高于其它退化演替阶段（P〈0.05）;随着退化演替阶段的进行,高寒小嵩草草甸群落物种数、地上部分、植被根系锐减,群落结构和功能明显发生变化;不同退化演替阶段,植被根系（0~40 cm）的垂直分布、根土比与土壤容重、土壤含水量以及土壤中N、P含量存在一定的相关性;不同退化演替阶段高寒小嵩草草甸土壤理化特性的变化影响草地群落地上部分和植被根系;土壤的稳定性是草地生产稳定和恢复的重要因素,在评价与改良退化草地时,要充分了解土壤的退化程度。在高寒草甸地下根系取样方法难以统一,而且土壤表层根系和土壤很难难以分离,加之根系采样破坏性大、工作量大,根土比可能是指示高寒草甸退化程度相对可靠的量化指标。     

共和盆地沙质荒漠化过程植被群落特征变化

青海共和盆地是我国西部荒漠化比较严重地区之一。荒漠化不仅表现为植被结构和功能的退化,也伴随着土壤性质的退化。作者对共和盆地典型荒漠化区域设置样带进行植被、土壤调查,利用TWINSPAN对研究区植被进行数量分类,在此基础上确定荒漠化发展阶段类型及所包含的植被群落类型,分析了不同荒漠化发展阶段的植被群落组成、盖度、生物量及土壤质地、有机质和全氮含量。结果表明：研究区荒漠化梯度划分为未退化草地、轻度退化草地、轻度沙化草地、中度退化草地、中度沙化草地。随着荒漠化的发展,群落组成从简单趋于复杂再到简单;群落盖度逐渐减小,其中未退化草地样方的平均盖度达到48．40％4±3．25％,而中度沙化草地的平均盖度仅为15．34％±2．78％;轻度干扰下样方群落生物量先增加,随着干扰加剧,生物量逐渐减小,轻度退化草地地上、地下及总生物量均最高,中度沙化草地的均最低;土壤0-20cm,20-40cm层有机质和全氮含量逐渐减小,粒度组成也发生明显变化。沙化对土壤有机质、全氮含量及粒度组成的影响显著。     

青海湖流域草地退化时空分布特征

青海湖地区是我国青藏高原的生态脆弱区,草地退化状况是反映该流域生态环境状况的有效指标。在对青海湖流域退化草地进行分类的基础上,利用遥感手段获得流域退化草地的空间分布和空间动态。在草地退化重点区域选取8个样地来反映流域不同区域、不同类型草地的退化情况。结果表明,1977—2000年青海湖流域草地退化情况十分严重,流域内草地共减少206.68 km~2,其中,大部分草地转变为耕地和沙地。草地退化主要集中在湖区南岸、共和县的黑马河乡及布哈河口的鸟岛3个区域。2000年以后,流域内草地退化情况得到明显改善,草地总面积开始有所增加,主要原因是2000年之后温度升高和降水增加为草地的生长和改善提供了有利的自然条件,以及政府和相关部门在流域内实行了一系列草地保护政策。2004年是青海湖流域气候转折年,流域气温明显升高,降水明显增加,青海湖水位下降趋势有所缓解,流域草地退化现象明显好转。青海湖流域草地是该流域生态系统的重要指示植被,利用归一化植被指数(NDVI)可准确监测流域植被变化情况。     

不同退化梯度上典型草原植物群落养分的对应分析

以典型草原不同退化程度草地植物群落为研究对象,采用对应分析(CA)方法,研究不同草地退化程度与草地植物群落养分之间的对应关系。根据草原调查"四度一量"方法,将草地利用程度分为对照、轻度退化、中度退化和重度度退化,采用对应分析能够比较直观的发现植物群落养分含量与草地退化程度之间的关系,在公因子分析基础上,能够反映草地退化梯度之间的差异程度和植物群落养分指标之间的相关程度。不同退化梯度对植物群落养分含量影响不同,对照条件(CK)下干物质(DM)含量和粗纤维含量(CF)较高,粗蛋白(CP)含量最少;轻度退化(LD)与中度退化(MD)草地粗脂肪(EE)含量、无氮浸出物(NFE)和总可消化养分(TDN)含量较高;重度退化(HD)草地粗蛋白和粗灰分(Ash)养分含量较高,干物质含量较少。典型草原上不同退化梯度对植物群落养分含量影响不同,在相同条件下中度退化(MD)和重度退化(HD)对草地植物群落养分含量影响较大,轻度退化(LD)影响不大。     

基于MODIS GPP/NPP数据的三江源地区草地生态系统碳储量及碳汇量时空变化研究

陆地生态系统碳循环研究是全球变化与地球科学研究领域的前沿与热点问题,准确地评估陆地生态系统碳储量和碳汇量是估算未来大气 CO2浓度,预测气候变化及其对陆地生态系统影响的关键。已有相关研究多集中于对区域生态系统碳储量和碳汇量的量的估算,而缺乏针对时间尺度上的变化过程的分析,以及对变化特征空间差异性的分析。本研究基于MODIS NPP数据,结合土地利用数据及土壤有机碳密度分布数据,对三江源地区2000─2010年草地生态系统碳储量时空变化特征进行了分析,同时,基于MODIS GPP数据及China FLUX和America FLUX数据,建立草地生态系统呼吸估算模型,对其碳汇量的时空变化特征进行了分析,以期明确该地区的碳储存能力及其变化过程,为该区域草地生态系统保护和管理提供科学依据。研究结果表明：（1）三江源地区草地生态系统总碳储量为53.38×108 t,平均碳密度为14.94 kg·m-2（以C计）。土壤和植被碳储量分别为53.07×108 t和0.31×108 t,平均碳密度分别为14.85 kg·m-2和86.77 g·m-2。（2）近10多年来,三江源地区草地生态系统多年平均碳汇量为0.4×108 t,单位面积平均碳汇量为86.80 g·m-2·a-1（以C计）,表明该地区草地生态体统是一个碳汇。（3）2000年以来,三江源地区草地生态系统总碳储量及总碳汇量均呈波动增加趋势,碳汇功能有所增强。（4）三江源地区草地生态系统碳储量及碳汇量的空间分布格局及其变化趋势的空间分布均呈现明显的空间差异性。（5）MODIS GPP/NPP数据能够支撑较大尺度草地生态系统碳储量及碳汇量格局与变化趋势分析,较传统方法更为便捷高效。     

放牧干扰后自然恢复沙质草地大型土壤动物功能群变化特征

通过调查科尔沁沙质退化草地不同强度放牧干扰（重度放牧,HGR;适度放牧,MGR）后自然恢复草地中大型土壤动物群落特征,分析了放牧干扰对大型土壤动物功能群的长期影响。结果共获得大型土壤动物1门2纲8目32个类群,优势类群为象甲科（鞘翅目）和蚁科（膜翅目）2类,共占捕获量的41．54％。大型土壤动物功能群包括植食性、肉食性和杂食性3类,分别具有16、15和1个类群,其个体数分别占总捕获数的64．08％、32．39％和3．52％。HGR有23个动物类群,分属于3个功能群;MGR有19个类群,但只有2个功能群（无杂食性）。HGR大型土壤动物个体数、类群数和多样性指数均略高于MGR,但HGR和MGR间无显著差异性（P〉0．05）。植食性和肉食性土壤动物个体数占总个体数比例HGR均略低于MGR,但植食性动物和肉食性动物个体数间的比例较稳定。与中度放牧干扰产生的影响相比,重度放牧干扰对大型土壤动物群落（包括功能群特征）产生的长期影响更为明显。重度放牧后沙质草地自然恢复过程中大型土壤动物群落的营养结构变得更为复杂,但12年恢复时间对大型土壤动物群落结构恢复的影响有限。     

封育方式对荒漠草原群落特征及土壤理化性质的影响

近年来中国大部分草地正发生不同程度退化,如何恢复退化草地已成为亟待解决的环境问题.围栏封育作为西北地区退化草地的主要恢复措施之一,其生态过程一直是生态学者的研究重点.为研究不同封育方式对退化荒漠草原生态系统的影响,以宁夏荒漠草原11年和22年完全封育、11年生长季封育、和自由放牧草地为研究对象,采用野外样方法和室内分析...     

青海三江源区植被退化对土壤养分和微生物区系的影响

采用化学分析法、微生物平皿分离计数和形态鉴定技术研究了青海三江源地区天然与退化植被下的土壤养分和微生物生态特征。结果表明,随着三江源地区天然草地植被退化,土壤有机质含量急剧下降,退化高山草甸土的有机质平均含量为14.85gkg-1,较天然高山草甸土的平均含量降低54.3%,较高山草原土和沼泽化草甸土分别降低74.5%和90.7%,其他养分含量也有不同程度的降低,土壤养分状况明显恶化.不同类型植被下土壤微生物区系特征变化显著,退化高山草甸土的细菌、真菌、放线菌(GA)平均数量分别为8.8×106、9.5×103、8.1×105cfug-1,较天然高山草甸土降低65.8%、46.6%、57.3%,较高山草原土降低37.1%、23.3%、62.6%,较沼泽化草甸土降低90.3%、48.1%、69.6%;退化草地土壤微生物组成较天然草地更为简单,退化高山草甸土的真菌种类数明显降低,土壤放线菌组成趋于简单化,其小单孢菌和其他菌属所占比例明显低于天然草地.三江源高寒湿地生态系统中土壤养分与微生物数量之间存在密切关系,土壤全磷对微生物数量影响最大.     

青海高寒草甸草地退化的遥感技术调查分析

应用遥感技术探讨了巴颜喀拉山北坡,青海省达日县段退化高寒草甸草地的成因、分布、面积和遥感判译标志,将研究区内高寒草地划分为５个类,２个亚类和３个退化草地型．重点分析了高山草甸草地退化的主要原因和遥感影像特征     

不同退化程度高寒草甸土壤理化性质及酶活性分析

为了探讨不同退化程度高寒草甸的土壤性能的变化以及草甸退化与土壤退化的关系,采用常规测定方法对不同退化程度(原生植被、轻度退化、中度退化、重度退化和黑土滩)高寒草甸的土壤理化性质以及酶活性进行测定,并采用主成分分析对5种不同退化程度高寒草甸的13个土壤特性进行分析及综合评价。结果表明,5种不同程度退化草地的土壤含水量、土壤有机质、全氮、全磷、速效磷和速效钾等指标均表现为0-10 cm土层大于10-20 cm土层。在0-10 cm土层中,随着退化程度的加重,土壤含水量、土壤有机质、全氮以及速磷呈下降趋势,且原生草地和轻度退化草地显著高于中度退化、重度退化和黑土滩(P0.05);在10-20cm土层中,土壤pH值、硝态氮、全钾等含量随退化程度的增加呈上升趋势,土壤含水量、土壤有机质、全氮、铵态氮、全磷、速效磷以及速效钾含量随退化程度的增加呈下降趋势。不同程度退化草地的土壤脲酶随着土层深度的增加而增加,中性磷酸酶和蔗糖酶随着土层深度的增加而减少。脲酶活性在0-10 cm土层随着退化程度的加剧有增加的趋势,而中性磷酸酶和蔗糖酶活性均有降低趋势。在10-20 cm土层中,脲酶活性表现为原生与中度退化显著高于重度退化、轻度退化和黑土滩(P0.05);中性磷酸酶活性是中度退化除与原生草地差异不显著外,与其他草地差异显著(P0.05);轻度退化草地的蔗糖酶活性最高,中度退化草地的蔗糖酶活性显著低于其余4种退化草地(P0.05)。通过主成分分析得知,在0-10 cm土层中,综合评分排列顺序为轻度退化原生重度退化黑土滩中度退化;在10-20 cm土层中,不同退化草地排列顺序为原生轻度退化中度退化黑土滩重度退化。以上结果表明,高寒草甸的退化与土壤的退化关系密切,这为高寒草甸的合理利用和恢复提供了理论依据。     

荒漠河岸生态系统退化机理的定量分析

通过野外监测资料,采用聚类分析与主成分分析法,分析了荒漠河岸生态系统退化的内外因素与驱动力、植被退化的环境主导因子与生态退化程度,结果表明：（1）地质、地貌与气候条件等因素的影响,塔里木河下游生态系统存在脆弱和不稳定性是其退化的内因,外界干扰则是其退化的外在因素。人为干扰则是其退化发生的驱动力,起因于人口的增加、需求的增长。（2）在此过程中导致植被受损的环境主导因子是水,植被退化是人类干扰作用于植被赖以生存的环境主导因子所致。（3）其不同河段的生态退化可以归为三类：潜在沙漠化类（轻度退化）,轻度沙漠化类（中度退化）,中度或重度沙漠化类（重度退化）,其中第三类型,土壤条件与其它两类差异较大,表现出土壤退化的滞后现象。     

金沙江流域干热河谷草地群落物种数量及多样性特征

选择金沙江干流及支流小江干热河谷典型草地,采用标准样地调查法,对其上游、中游、下游以及支流干热河谷草地植物群落数量特征、物种特性、以及物种丰富度、多样性、均匀度等特征等开展研究,结果表明,①金沙江干热河谷草地植物群落密度自上游至下游显著增加（F=5.226;P≤0.01）。金沙江干流河谷内植物分布受经向的影响较大,纬向对河谷内植物群落影响较小,河谷间影响较大。草地植物群落中扭黄茅（Heteropogon contortus）种群在数量上占优势,同时扭黄茅种群密度沿着河谷走向逐渐增加,但在群落中的比例逐渐降低。②金沙江干流及支流小江东川干热河谷草地植物群落以禾本科（Gramineae）、豆科（Leguminosae）、莎草科（Cyperaceae）、菊科（Compositae）为主。③金沙江干热河谷草地植物群落丰富度分析发现,群落丰富度指数自上游至下游逐渐降低。Simpson多样性指数、Shannon-Wiener多样性指数及Peilow均匀性指数自上游至下游逐渐升高。     

中亚高海拔梯度山盆系统草地净初级生产力时空演变格局及其驱动机制分析

山盆系统是中亚地区独特而复杂的地貌结构,其较大的海拔梯度差导致了草地净初级生产力(NPP,netprimary productivity)的空间异质性和对气候变化与人类活动的不同响应。定量评价气候变化和人为活动对中亚山地盆地系统草地的相对影响,对草地管理和草地可持续利用具有重要意义。选择NPP作为反映草地动态过程的指标,基于MODIS NDVI数据和气候数据等,运用CASA模型、Thornthwaite Memoria模型和HANPP模型分别对2001—2015年间NPP进行模拟,采用情景分析方法研究气候变化和人类活动对2001—2015年中亚山地盆地系统高海拔梯度差下草地NPP变化的相对影响。结果表明:15年间,草地NPP呈上升趋势的区域(35.88%)所占的面积小于下降趋势的区域(64.12%)所占面积。人类活动、气候变化以及两者共同促进NPP增加的贡献率分别为6.19%、81.30%和12.51%。人类活动促进草地NPP增加的区域主要集中在夏牧场最北部的山地;人类活动导致NPP减少的面积占退化总面积的98.21%,且主要发生在中低海拔的春秋牧场和冬牧场。2001—2015年期间,降水量的增加是促进研究区草地NPP增加的主导因素。在温度较高的中低海拔地区(460—2 460m),草地NPP与降水呈正相关,植被NPP对降水更为敏感;而在降水较充沛的高海拔地区(2 460m以上),草地NPP与气温呈正相关,且植被NPP对气温更为敏感。研究结果表明,人类活动是导致草地退化的主要原因,建议当地政府应采取相关措施降低放牧压力,并沿额尔齐斯河和乌伦古尔河沿岸建植人工草地,以缓解春秋牧场和冬牧场的放牧压力。该研究结果可为中亚干旱地区山盆系统的草地管理和草地退化防治提供可靠依据。     

五台山地区生态脆弱性评价及其时空变化

以五台山地区为研究区,基于生态敏感性-生态恢复力-生态压力度模型,较为全面地选取11个指标构建五台山地区生态脆弱性评价指标体系,以GIS技术为支撑,应用空间主成分分析、重心迁移、差异性分析等方法,对五台山地区2000、2005、2010、2015年4期的生态脆弱性进行评价,并进一步分析其时空变化、重心迁移及差异性特征。结果表明:(1)五台山地区2000—2015年生态脆弱性指数的均值为4.83,整体处于中度脆弱状态,各等级所占的面积虽处于波动状态,但仍以轻度和中度脆弱性为主,重度脆弱区域分布在北部和东北部地区;(2)2000—2015年生态脆弱指数的重心均落在繁峙县境内,且变化幅度较小;(3)2000—2015年3个县级行政区均属于中度脆弱性状态,从高到低依次为繁峙县、五台县和代县;(4)不同土地利用类型的生态脆弱性差异显著。耕地、未利用地和城乡建设用地的生态脆弱性总体水平偏高,处于中度脆弱状态;而林地和草地的生态脆弱性较低,处于轻度脆弱状态。对该地区的生态脆弱性进行定量研究,不仅能正确认识该地区生态脆弱的程度,而且能掌握其空间分布差异,从而进一步对生态脆弱区进行治理,促进资源的有效利用和生态系统的可持续发展。     

基于主成分分析的中国南方干旱脆弱性评价

干旱脆弱性是干旱灾害形成的根本原因。遵循全面性、系统性和可操作性原则,选取水资源脆弱性、经济脆弱性、社会脆弱性、农业脆弱性和防旱抗旱能力脆弱性5个准则层,共32个指标,建立了中国南方农业干旱脆弱性评价指标体系,运用主成分分析的理论方法确定评价指标权重,建立中国南方地区的干旱脆弱性评价模型,得到不同省市的干旱脆弱性指数、分级阈值和区划,以期为南方地区防旱减灾工作提供基础数据和理论支持。得出以下结论,（1）通过主成分分析法得到四个主成分,第一主成分方差贡献率为54.90%,主要反映农业脆弱性和社会脆弱性;第二主成分方差贡献率为23.64%,主要反映水资源脆弱性和经济脆弱性;第三主成分和第四主成分所占比重较小,主要反映防旱抗旱能力脆弱性。（2）以4个主成分的方差贡献率为系数建立南方干旱脆弱性评价模型,得到中国南方干旱脆弱性综合评价得分及其排名,其中水资源脆弱性由高到低依次为云南、广西、贵州、四川、重庆和广东;经济脆弱性由高到低依次为广西、云南、贵州、四川、重庆和广东;社会脆弱性由高到低依次为贵州、云南、广西、重庆、四川和广东;农业脆弱性从高到低依次为贵州、云南、广西、重庆、四川和广东;防旱抗旱能力脆弱性由高到低分别为云南、贵州、四川、广西、重庆和广东;干旱脆弱性综合评价由高到低依次为云南、贵州、广西、四川、重庆和广东。（3）对干旱脆弱性指数进行正态分布性检验,发现该指数基本服从正态分布。根据正态分布原理,得到干旱脆弱性分级阈值,将干旱脆弱性指数小于0.3842定义为低风险,大于1.0758定义为高风险,介于两者之间的定义为中等风险,获得干旱脆弱性分级区划图。广东省位于干旱的低脆弱区,四川和?     

三江源区退化高寒草甸土壤微生物群落季节特征研究

微生物对环境变化十分敏感,能快速对土壤生态变化作出反应。分析微生物对不同碳源利用能力的差异,明确三江源区高寒草甸土壤微生物群落在不同退化演替阶段的季节变化规律,对草地健康状况评价及可持续利用具有重要意义。采用Biolog-ECO法分析了返青期、生长期和枯黄期不同退化程度(未退化ND,轻度退化LD,中度退化MD,重度退化SD和极重度退化-黑土滩ED)高寒草甸0～10 cm和10～20 cm土层土壤微生物群落对31种碳源的利用特征。结果表明,(1)不同生育期各试验地0～10 cm土壤微生物AWCD值均高于10～20 cm。U指数在返青期0～10 cm和10～20 cm土层间差异不显著,在生长期中度退化和黑土滩草地0～10 cm和10～20 cm土层间均表现显著差异,枯黄期中度退化草地0～10 cm显著高于10～20cm。(2)同一生育期,在0～10cm和10～20cm土层,AWCD值和U指数均以中度退化草地最低。高寒草甸返青期和枯黄期0～10cm土壤微生物AWCD值和U指数均显著低于生长期;而在10～20cm土层,不同生育期间差异不显著。季节和土层交互作用对土壤微生物群落影响显著。(3)微生物群落对6类碳源的相对利用能力表明,同一生育期,随草地退化程度加重,0～10 cm和10～20 cm土壤微生物群落对碳源的相对利用率变化趋势不同。同一时期不同草地相同土层土壤微生物对单一碳源利用率因草地退化程度的不同而表现差异。不同生育期0～10 cm土层土壤微生物群落对6类碳源的利用率差异主要体现在酯类和醇类碳源,而10～20 cm主要体现在糖类和胺类。(4)主成分分析结果表明,在0～10 cm和10～20 cm土层,未退化草地土壤微生物群落对碳源具有较好的利用能力,重度和黑土滩退化草地对碳源的利用能力较为相似,中度退化草地与其他草地相比分异较大;氨基酸类、糖类和胺类碳源对土壤微生物群落起主要分异作用。生长期土壤微生物群落对碳源的利用能力较强,其中糖类、氨基酸类、醇类、羧酸类和胺类具有较大载荷。     

吉林西部退化草地修复方案的仿真优化

退化草地的恢复已成为吉林西部农牧业发展的重要任务.为使吉林省西部草地步人可持续发展的良性轨道,如何对退化草地进行恢复就成为研究工作面临的主要问题.首先,运用用RS和GIS技术,建立1989和2004年吉林西部土地利用/土地覆盖空间数据库,研究15年来的吉林西部草地退化情况,草地从1989年至2004年,其总面积减少26.752×104 hm2,15年间减少将近32%.针对吉林西部草地退化状况,提出不同的草地修复规划方案,在系统动力学的指导下,运用VENSIM软件建立了吉林西部草地退化典型区大安市的草地修复规划方案的仿真优化模型,对生产建设型、生态恢复型和生态修复型3种方案进行了仿真优化,其中生态修复型方案,大安市的草地面积以2%的速度恢复,到2020年草地面积为8.23×10.hm2,耕地面积为7.54×104hm2,草地耕地面积比为1.1:1,草地面积占大安市可利用土地面积的41%.农民人均收入达到3 299元,生态效益良好,为吉林西部受损草地生态系统修复的最佳方案.