鄱阳湖沙化土地湿地松人工林碳蓄积量研究

2008─2010年在鄱阳湖建立了110 hm2鄱阳湖沙化土地生态恢复示范区,采用野外调查和室内分析相结合的方法,测定了多宝乡沙山生态恢复示范区内不同沙化程度(重度、中度、轻度)湿地松(Pinus elliottii)人工林碳含量和碳蓄积量,分析碳蓄积量的空间分布及原因。结果表明:随着沙化程度的加大,林分密度减小,碳蓄积量也减小,表现为轻度沙化区中度沙化区重度沙化区,其中,(1)乔木层重度、中度和轻度沙化区地上部分碳蓄积量分别为:1.88、3.45、19.22 t·hm-2,碳蓄积量在各器官中的分布呈树干树枝树叶;(2)土壤层重度、中度和轻度沙化区碳蓄积量分别为0.59、0.9、1.3 t·hm-2,碳蓄积量主要集中在表层0~10 cm土层中,随土层深度的加深,土壤碳含量和土壤碳密度呈不断递减趋势,但轻度沙化区,却呈现表层土壤深层土壤中层土壤的趋势;(3)凋落物层重度、中度和轻度沙化区碳蓄积量分别为0.12、0.59、1.22 t·hm-2;(4)林下植被层碳含量明显低于乔木层,范围在365.8~475.9 mg·g-1之间,不同沙化程度(以单叶蔓荆为例,重度、中度、轻度沙化区碳含量依次为446.3、441.1、469.8 mg·g-1)和不同物种之间差异不大(重度沙化区单叶蔓荆和狗牙根碳含量依次为446.3、416.5 mg·g-1)。可见生态条件较好的轻度沙化区植被更容易恢复成功,生态系统的固碳能力更强、效益更好。高密度的单一植物群落抑制林下植被的存活与扩展,因此沙化土地生态治理应该由易(轻度沙化区)到难(重度沙化区)依次进行,同时在先锋物种湿地松定居后要适时引入其他草本或阔叶植物物种,完善植物群落结构,增加沙化土地恢复区人工林的碳蓄积量。     

川西北高寒沙化草地治理恢复过程中CO_2通量变化

川西北高寒草地生态地位突出但沙化严重,为了解其在沙化治理恢复中的碳通量变化机制,于2016年草地生长季节(7-9月)在红原县沙化草地治理恢复区分别选择恢复初期、恢复中期、恢复后期、未恢复治理4类沙化草地,利用仪器LI-8100测定CO2通量,并分析影响碳通量变化的因素.结果表明,随着治理恢复程度的加深,沙化草地碳汇功能逐渐增强,恢复初期、中期、后期样地在生长季净生态系统CO2交换量(NEE)分别为-1.61、-3.55、-4.38μmol m-2s-1,恢复初期到中期碳通量变化最为剧烈,提高了约120.50%.恢复治理也使沙化草地生态系统呼吸(ER)和土壤呼吸(SR)加强(P0.05).7月中下旬,各恢复梯度样地NEE、ER和SR分别达到峰值,之后随生长季延长,各指标均接近零.生长季7-9月期间,对照样地碳通量日动态变化平缓,均表现为全天排放;在各恢复治理阶段沙化草地中,碳通量日动态均呈单峰型格局,且随着沙化恢复的进程,日动态峰值绝对值显著升高(P0.05),表现出更强的碳汇能力.回归分析表明,碳通量与植被盖度、地上生物量、土壤0-5 cm含水量达到极显著正相关(P0.01),与0-5 cm土壤温度相关性较弱,表明在川西北高寒沙化恢复草地生长旺季,与0-5 cm土壤温度相比,0-5 cm土壤含水量对碳通量的影响更大.综上所述,沙化治理显著提高了川西北高寒沙化草地生长季的固碳能力,且在恢复中期,受植被恢复和表层土壤(0-5 cm)含水量状况改善的影响,固碳能力显著提升.     

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。     

祁连山大野口流域青海云杉林分结构及其土壤水热特征分析

在祁连山区,由于冻土的存在,在关注林分结构与土壤含水量关系的同时,还应该关注林分结构与土壤温度的关系,因为土壤温度调节着土壤水的形态(冻土水或消融水)及其植物的生长。为此,选择祁连山较典型的大野口流域,在各支流建立49块典型的青海云杉Picea crassifolia样地进行树高、树冠、胸径、土壤含水量、土壤温度等野外调查;采用特征描述统计、多度分析、相关系数等方法,对林分结构及其土壤水热特征进行分析,结果表明:(1)从水平结构来看,胸径断面和冠幅投影面积与所在陆面面积比值为0.31%和25.58%,从垂直结构来看,树高、冠长分别为1.10 m·m-2和0.71 m·m-2。(2)径级从1~5 cm到26~30 cm、高度级从2~4 m到18~20 m、冠长级从2~4 m到12~14 m、冠幅级从2~4 m到4~6 m,其多度分别为89.4%、94.4%、77.8%和82.7%。(3)从相关系数分析来看,海拔对树高影响较大,对冠长影响较小,与其他因子不相关;坡向对冠幅影响最大,对冠长、树高影响较小;坡度对这些因子几乎没有影响。胸径与树高、冠长、冠幅、树龄均中度正相关;郁闭度或林分密度与土壤含水率低度负相关,胸径和树高与40~60 cm深处的土壤含水率相关性最大,与0~10 cm和10~20 cm的相关性最小;郁闭度、冠长和冠幅对40~60 cm深处的土壤温度相关性最大,胸径和树高与土壤温度负相关。在寒区旱区,林分的水平结构、垂直结构、多度及其海拔、坡度、坡向与土壤含水量和土壤温度存在一定的关系,通过相互关系的探讨,为进一步研究林分结构与土壤水源涵养功能机理提供参考资料,为生态建设中林分结构调整与水源涵养功能的可持续发挥提供科学依据。     

静乐县生态脆弱性时空演变与分区研究

生态脆弱性研究是区域生态环境恢复与治理的重要依据。基于人为-自然因素综合作用体系,选取表征人类活动、社会经济、植被、气象、土壤和地形地貌等14个因子构建静乐县生态脆弱性评价指标体系。运用空间主成分分析法,结合遥感数据和地理信息系统技术,对山西省静乐县2007和2017年生态脆弱性进行定量评价和分区,揭示区域生态脆弱性时空演变特征。结果表明:(1)通过主成分特征分析发现,地形起伏度、土壤侵蚀程度、人均耕地面积、年均降水量和人均GDP是影响研究区生态脆弱性的主要因素。(2)静乐县生态脆弱性类型主要由微度脆弱、轻度脆弱、中度脆弱和重度脆弱4类组成。2007年以轻度脆弱和中度脆弱为主,2017年以中度脆弱和重度脆弱为主。空间上均呈现"中部高-两边低"的格局。(3)研究期内,各类生态脆弱性等级相互转移的总面积为662.84 km~2,以轻度和中度脆弱转移为主。轻度脆弱主要转向中度脆弱,转移面积为472.90 km~2;中度脆弱主要转向重度脆弱,转移面积为187.65 km~2。研究区空间上基本呈现"轻度向中度演变、中度向重度演变"的趋势,生态形势严峻。(4)根据时空演变特征将研究区划分为生态修复区、生态持平区和生态退化区。研究成果可为静乐县及同类型地区开展生态修复治理工作提供科学支撑和研究思路。     

放牧强度对川西北高寒草甸植物生物量及其分配的影响

研究了四川省红原县境内4个不同放牧强度下高寒草甸植物群落的物种组成、生物量及其分配特征.随放牧强度的增加,植物群落表现出由垂穗鹅冠草(Roegnerianutans)和垂穗披碱草(Elymusnutans)等禾草为优势种的群落向以川嵩草(Kobresiasetchwanensis)和高山嵩草(Kobresiapygmaea)等莎草为优势种的群落演替的趋势.生长季节6-9月,草甸植物地上生物量以不放牧为最高,重度放牧显著小于不放牧;地下生物量随放牧强度的增加而呈增加趋势,重度和中度放牧显著高于不放牧和轻度放牧.不放牧、轻度、中度和重度放牧草地6-9月4个月植物总生物量平均值分别为1543.3、1621.6、2294.7和2448.5g·m-2,地下生物量占总生物量比例大小排序为重牧(87.8%)＞中牧(81.8%)＞轻牧(76.2%)＞不放牧(69.2%).草甸植物生物量的变化主要是由于放牧作用下植物群落优势种的变化而引起的,其分配比例的变化反映了草甸植物对放牧干扰的适应.     

高寒草地沙化过程植物群落构成及生态位特征变化

草地沙化是目前面临的重要环境问题,会对草原地区牧草生产与居民生活环境产生影响。目前对沙化草地的研究主要集中在植被与土壤性质的变化,对物种之间关系的变化并未进行深入探究。基于经典的生态位理论,利用空间代替时间序列的方法,通过调查高寒草地沿沙化梯度的植物群落变化特征,分析沙化演替过程中高寒草原植物群落构成、生态位宽度以及生态位重叠(O)的变化,探索沙化过程植物种群的资源利用状况及生态适应能力,以期为青藏高原高寒草原植物多样性维持机制与沙化草地植被恢复提供参考依据。结果发现,随着沙化程度的加重,群落盖度和地上生物量呈现逐渐降低的趋势。不同的是,物种丰富度、辛普森指数和香农-维纳指数的最大值出现在轻度沙化梯度,而后呈显著降低趋势(P0.001),但Pielou指数在各沙化梯度间差异不显著(P=0.634)。通过计算重要值发现,沙化梯度之间群落结构变异较大。相关性分析发现,沙化过程物种生态位宽度与重要值呈饱和曲线关系。随着沙化程度的加重,生态位高度重叠(0.9)和部分重叠(0.5O≤0.9)的植物种对数逐渐降低,而中度重叠以下(≤0.5)的植物种对数则变化不大,这说明沙化程度加深导致的物种数减少会降低种群间资源利用的竞争。沙化程度的加重伴随土壤养分的减少,为降低对有限资源的竞争,植物种群间的资源利用呈现多样化。     

鄱阳湖湿地水体与底泥重金属污染及其对沉水植物群落的影响

对鄱阳湖南矶山湿地、吴城自然保护区、白沙洲国家湿地公园及鄱阳湖龙口等典型湿地进行沉水植物群落的调查与采样,并测定各样点水样及底泥重金属含量,采用地累积指数法和潜在生态危害指数法对底泥重金属污染进行评价,采用Shannon-Wiener多样性指数和Pielou均匀度指数等方法对研究区沉水植物群落结构进行评价,对水体、底泥重金属含量与沉水植物的生物量、物种多样性等进行Pearson相关性分析,评价鄱阳湖湿地水土环境重金属污染现状,探讨水体与底泥重金属Cu、Pb、Cd等污染物对其水体沉水植物群落的影响。结果表明：各采样点水体与底泥中Cu、Pb、Cd等3种重金属元素中含量最高的为Pb;各样点水体（除白沙洲水体ρ(Pb)外）ρ(Cu)、ρ(Pb)和ρ(Cd)等均未超出地表水环境质量Ⅲ类标准限值,水体重金属含量最高的区域为鄱阳湖东部的白沙洲（ρ(Cu)为50.826μg·L-1,ρ(Pb)为68.660μg·L-1,ρ(Cd)为0.337μg·L-1）,最低的区域为鄱阳湖西南部的南矶山湿地（ρ(Cu)为4.316μg·L-1,ρ(Pb)为7.301μg·L-1,ρ(Cd)为0.167μg·L-1）。两种重金属污染评价方法的结果均表明,受纳乐安河下游来水的龙口区域为底泥重金属污染最严重区域;但两种评价方法的结果存在一定差异,地累积指数法评价龙口区域的结果为偏中度或轻度污染,潜在生态危害指数法的评价结果为轻度污染。研究区野外调查中共发现11种沉水植物,隶属7科9属,其中南矶山湿地的沉水植物物种多样性较丰富,但其物种分布的均匀度较低,水体与底泥重金属含量与其水体中沉水植物的生物量或物种多样性间无显著相关性。     

放牧强度和短期休牧对青藏高原东部高寒草甸优势物种根系分泌速率的影响

根系分泌物是调节土壤养分循环的关键物质,对土壤微生物生理活性和有机物分解等土壤生态过程有关键影响.为了解放牧条件下根系分泌物分泌速率和变化规律,在放牧管理试验样地上,采用原位草本根系分泌物收集法,在生长旺季测定不同放牧强度(不放牧、轻度放牧、重度放牧)和放牧停止后1 d和21 d取样(视为短期休牧)青藏高原高寒草甸优势物种垂穗披碱草(Elymus nutans)的根系分泌速率.结果显示:放牧条件下,垂穗披碱草在生长旺季正午的根系分泌平均速率(以C计)为851.29μg g~(-1) h~(-1).放牧停止后1 d,不放牧、轻度放牧和重度放牧的根系分泌速率无显著差异;而放牧停止后21 d,轻度放牧的根系分泌速率[(1 032.33±53.63)μg g~(-1) h~(-1)]和地上生物量增量显著高于不放牧,重度放牧则与不放牧差异不显著.本研究表明,轻度放牧和适当短期休牧能够增加根系分泌速率,并可能通过正反馈作用刺激植物地上补偿生长.     

刈割对南方草地植物补偿性生长的影响——以渝东北部岐山草场为例

在全球气候变暖的背景下,碳排放权成为制约我国经济发展的基础.我国草地是个巨大的碳库,但大部分草地并未得到合理利用,未能充分发挥其固碳潜力.因此,探讨合理的草地利用管理方式以提高其碳汇功能,是为我国争取更多碳排放权的有效途径.以重庆云阳岐山草场为研究对象,进行野外刈割梯度试验(留茬高度6 cm、9 cm、12cm),探讨刈割对草地补偿生长的影响.基于一个生长季的研究发现:(1)在轻度和重度刈割处理下,群落地上部分实现了超补偿(P0.01),而在中度刈割处理下实现了等补偿(P0.05).(2)不同功能群物种对刈割的响应差异很大.轻度、中度和重度刈割处理下,禾草类的地上生物量(AB)分别提高了20%、18%和27%,地上部分碳储量(AC)分别提高了21%、19%和25%,普遍实现了超补偿(P0.01),这主要与其优势物种鸭茅和黑麦草的超补偿有关;杂类草的AB分别提高了72%、45%和22%,AC分别提高了71%、46%和22%,也普遍实现了超补偿(P0.01);而菊科的AB分别降低了61%、69%和51%,AC分别降低了61%、70%和51%,普遍实现了不足补偿(P0.01);轻度和中度刈割使豆科AB分别提高了22%和22%,AC分别提高了20%和23%,都实现了超补偿(P0.01).(3)轻度、中度和重度刈割导致群落根系生物量(RB)下降了9%、10%和19%,根系碳储量(RC)下降了13%、11%和20%,发生不足补偿(P0.01),这主要与在刈割处理下鸭茅和牛尾蒿RB和RC的减少有关.(4)刈割对群落地上部分和根系的总碳储量影响不显著(P0.05),但对优势物种总生物量(TB)和总碳储量(TC)的影响差异很大.在轻度、中度和重度刈割下,黑麦草的TB分别增加了24%、28%和82%,TC分别增加了22%、32%和93%,实现了超补偿(P0.01),而菊科优势物种牛尾蒿的TB却分别减少了83%、83%和78%,TC分别减少了83%、84%和78%,普遍了不足补偿(P0.01).(5)刈割对生态系统碳交换过程(NEE,GEP,ER)的影响较小,表明短期内刈割对草地的固碳无影响.本文研究结果表明,短期内轻度刈割能促进草地产量的提高,但对草地的固碳能力无影响;而在刈割管理下,适当补播黑麦草有利于提高我国南方草地的固碳潜力.     

若尔盖高寒草地沙化过程碳通量的变化特征北大核心CSCD

为了解若尔盖高原高寒草地沙化过程生态系统中CO2的收支变化,利用Li-840静态箱法于2013年生长季(5-10月),在一处典型沙化区域,分别调查未沙化(UN)、中度沙化(MO)和重度沙化(SE)草地的生态系统净通量(NEE)、生态系统呼吸(ER)和土壤呼吸(SR)的季节和日动态变化.结果显示:若尔盖高寒草地未沙化草地和中度沙化草地NEE季节变化呈单峰状,中度沙化草地波动性增强,而重度沙化草地在整个生长季节变化不明显.未沙化草地在生长季节日间瞬时NEE为-3.33μmol m-2 s-1,中度沙化草地为-2.06μmol m-2 s-1,是未沙化草地的61.86%,严重沙化草地为-0.62μmol m-2 s-1,是未沙化草地的18.61%.在沙化过程中,土壤所贡献给生态系统整体的呼吸占比,从72.90%增加到79.28%,季节变化动态呈现出与系统呼吸相似的变化规律.未沙化草地在生长季节的初期和中期均呈现出较强的碳汇特性,固碳速率分别为9.05 g m-2 d-1和28.70 g m-2 d-1,而在末期呈现出微弱碳源.本研究表明,沙化使得高寒草地在生长季节由微弱的碳汇转变成为碳源,固碳能力严重削弱.     

不同恢复措施对若尔盖沙化草地的恢复效果比较

若尔盖高原是黄河上游主要的水源补给地,也是我国重要的生态安全屏障区,但近年来由于超载过牧、气候变化、鼠害等原因出现了严重的沙化问题.通过比较分析合理放牧、围封禁牧以及自然恢复3种恢复措施对若尔盖典型沙化草地植物群落结构、生物量和土壤理化性质的恢复效果.结果显示,恢复6年后,自然恢复草地恢复效果不明显,而合理放牧草地恢复效果最好.与自然恢复和围封禁牧恢复草地相比,(1)合理放牧使得草地植物群落盖度、物种丰富度、地上生物量和地下生物量显著增加,分别为93%、9、396.41 g/m~2和693.4 g/m~2;(2)合理放牧恢复草地土壤容重、pH显著降低;含水量、最大持水量、可溶性全氮、硝态氮、可溶性有机氮和可溶性有机碳显著增加.本研究表明合理放牧有利于沙化草地更快恢复,建议制定相关标准在适当区域进行应用和推广.     

采伐迹地青()和云杉两种人工群落生长规律的初步研究

研究了采伐迹地32a生的青(x)(Picea wilsonii)和29 a生的云杉(Picea asperata)两种人工群落平均木地径(Db/cm)、胸径(DBH/cm)、树高(h/m)、生物量(Vind/m3)以及群落的生物量(V/m3hm-2)生长过程,探讨了两群落的生物量和两种群个体数分布规律.主要结果为:①云杉的平均带皮地径(Dbb/cm)、带皮胸径(DBHb/cm)、平均h和Vind分别为16.3、12.9、9.14、0.05908,而青的则分别为8.1、5.2、5.65、0.00571.②云杉和青群落的V/m3.hm-2分别是155.09和23.55.③云杉Db、DBH、h、和Vind生长高峰期分别在树龄10～16 a、14～18 a、20～24 a和20 a;而青(x)的上述值生长高峰期则分别在树龄24 a、18～22 a、20～24 a和32 a.④按胸径级分布,云杉和青(x)群落中胸径＜13 cm的个体的V分别占各群落总生物量(Vt)的25.51%和100%;其个体数分别占各群落总个体数的58.74%和100%.⑤按生长级分布,云杉和青群落的I、II级木的V分别占各群落Vt的90%和57.64%;其个体数分别占各群落总个体数的63.7%和22.08%.     

高山近林线森林皆伐迹地栽植的云杉幼树生长动态

选择四川省阿坝藏族羌族自治州壤塘林业局二林场3 500-3 700 m皆伐迹地上的云杉未成林造林地,逐一调查前期栽培的26株云杉幼树(年龄≤25年;树高≤4 m)生长状况(高度、生物量及其分配、基部直径、冠幅)及其共存(距离小于1 m)的5个主要灌丛的构型特征参数,评估幼树生长动态及其受灌木荫蔽的影响程度.结果表明:1)高海拔地区迹地上的云杉幼树生长十分缓慢,15-22年生时平均高仅2.23 m,平均地径仅6.23 cm,其生长过程可划分成3个不同期,即前10年生长缓慢,而后经过一个阶段的波动期,15年左右进入生长加速阶段;2)同一云杉幼树不同区分段组合的11个处理中在树高50 cm以下采用10 cm区分段而其上采用20或30 cm区分段开展幼树树干解析分析效果最佳,与实际幼树生长过程最接近,可较准确地揭示幼树高生长过程并减少分析工作量;3)高海拔地区云杉幼树生长受灌木的抑制性影响主要发生在栽培5年后,其径向生长受到灌木的抑制大于高生长,早材所受影响也大于晚材;在5类(柳、蔷薇、绣线菊、忍冬、茶藨子)灌丛中,云杉幼树长势在绣线菊灌丛下最好,而在柳灌丛下长势最差.综合分析表明,灌丛类型差异显著影响了迹地栽培的目的树种幼树后期的生长,因此栽培5-8年进行必要的割灌抚育处理是加速高海拔迹地上云杉幼树生长的重要措施.     

青藏高原金露梅灌丛草甸植物群落对退化演替的响应

为了明晰金露梅(Potentillafruticosa)灌丛草甸植物群落对退化演替的响应,以空间代时间的方法,于2018年8月中旬在青藏高原祁连山南麓分别选取原生、中度、重度和极度4种不同演替阶段的金露梅灌丛草甸,对其植被群落进行研究,以探究金露梅灌丛草甸生态功能退化过程中植被群落及土壤养分的演变特征。结果表明,(1)随着退化程度的加剧,地上生物量和地下生物量现存量均呈逐渐减小趋势,且原生金露梅灌丛地上生物量(387.73±25.53)g?m~(-2)和中度退化样地(328.55±36.23) g?m~(-2)显著高于重度退化样地(210±35.04) g?m~(-2)和极度退化样地(182.19±49.99) g?m~(-2)(P0.05),放牧改变了植物群落结构,禾草和莎草地上生物量逐渐减小,而杂类草地上生物量逐渐增加。(2)与地上生物量相似,原生金露梅灌丛(48 46.01±747.10)g?m~(-2)和中度退化样地(4 723.99±505.64)g?m~(-2)地下生物量现存量显著高于重度退化样地(2 590.75±276.45)g?m~(-2)和极度退化样地(1 011.84±163.46) g?m~(-2)(P0.05),且随着退化程度的加剧,表层土壤全碳、全氮和有机质呈增加趋势,地下根系生物量趋于向表层土壤发展。(3)随着退化程度的加剧,群落物种丰富度逐渐下降,且原生金露梅灌丛和中度退化样地物种丰富度显著高于重度退化和极度退化样地(P0.05)。此外,群落物种丰富度与地上生物量呈显著正相关(P0.05)。研究表明,过度放牧会导致植被群落发生分化,物种丰富度下降,最终导致金露梅灌丛草甸退化为杂类草草地,甚至黑土滩次生裸地。研究结果对今后退化金露梅灌丛草甸的放牧管理具有重要的指导意义。     

崇明东滩围垦湿地芦苇生态特征与水盐因子的关系

芦苇是崇明东滩围垦湿地生态系统的重要优势物种和建群种,了解芦苇与滨海围垦区湿地土壤水盐因子的关系对于围垦区湿地水盐调控管理和湿地植被恢复具有重要意义.以崇明东滩围垦湿地芦苇(Phragmites australis)为研究对象,通过野外调查与统计分析,探讨滨海湿地芦苇生态特征与地下水埋深(Ground water depth,WD)和土壤电导率(Siol electrical conductivity,EC)的关系.结果表明:研究区地下水埋深与表层土壤电导率呈显著负相关,相关系数为-0.883;沿着高程从高到低,地下水埋深逐渐升高,土壤电导率逐渐降低,在不同水盐梯度下芦苇种群表现出相应的生态特征,芦苇密度、株高、单株叶面积、单株生物量、叶面积指数和单位面积地上生物量均沿着高程的降低而增加.Pearson相关性分析表明,地下水埋深与芦苇生态特征呈显著正相关,而土壤电导率与芦苇生态特征呈显著负相关,并且土壤电导率与芦苇生态特征的相关性大于地下水埋深.回归分析发现芦苇在土壤水埋深较低区域(-5 cm以下)生长受到限制,表现为低密度、低生物量;在地表有少量积水的土壤环境中(0 cm以上)芦苇生长状况较好,表现为高密度、高生物量.随着土壤电导率的增加,芦苇以低密度、低生物量的生态特征来适应胁迫伤害.当土壤电导率5 m S/cm,随着土壤电导率增加,芦苇生长指标快速下降,而当土壤电导率5 m S/cm,芦苇生长指标下降幅度较小.本研究表明,适当提高芦苇湿地年平均土壤水埋深有利于降低土壤表层土壤电导率,并且提高土壤水埋深均有利于芦苇单株生长和种群生长.     

短花针茅生长和繁殖策略对载畜率的响应

生长和繁殖是植物的两个最基本的生命过程,二者之间的资源分配是植物生活史策略的核心问题。为了响应家畜放牧的干扰,草原植物需要不断地在营养生长和生殖生长之间进行调节。试验以内蒙古荒漠草原为研究对象,采用4个载畜率水平完全随机区组试验设计,研究荒漠草原建群种短花针茅(Stipa breviflora)生长和繁殖策略对不同载畜率的响应,对揭示短花针茅应对放牧干扰的响应策略有重要的生态学意义,也可为荒漠草原生态系统的保护和放牧利用提供参考。结果表明:(1)短花针茅种群盖度在轻度放牧区显著增大,在重度放牧区显著降低(P0.000 1),其种群和株丛地上生物量、高度均随载畜率的增大而显著降低(P0.000 1),但密度随载畜率的增大而增大(P0.000 1);(2)轻度放牧区短花针茅的分蘖数(P=0.048)和株丛径(P=0.023)显著高于其他处理,且分蘖节深度随着载畜率的增大而显著变浅(P=0.042);(3)轻度放牧显著增加了短花针茅的种子产量,重度放牧使之显著降低(P0.000 1),且种子生物量占植株地上生物量的比例在轻度放牧区最高(P0.000 1);(4)短花针茅总分枝数和生殖枝数在轻度放牧区最多(P0.000 1),随着载畜率的增大而显著减少,重度放牧显著降低了生殖枝所占比例而显著提高了营养枝的比例(P0.000 1)。短花针茅的生长、分蘖(无性繁殖)和有性生殖在轻度放牧区均显著升高,而随着载畜率的增大而显著降低,说明轻度放牧(载畜率为0.91sheep·hm-2·0.5 a-1)是短花针茅种群的最适载畜率,也是其生长和繁殖的载畜率阈值。     

喀斯特高原不同石漠化程度土壤C、N、P化学计量特征和酶活性的关系

探究岩溶区不同石漠化程度土壤环境因子与土壤酶活性的关系对石漠化区的生态恢复具有重要意义。以云南省石林彝族自治县鹿阜镇为研究区,探究了4种石漠化程度(潜在石漠化、轻度石漠化、中度石漠化、重度石漠化)土壤碳、氮、磷养分计量特征及6个土壤酶活性(淀粉酶、脲酶、酸性磷酸酶、β-葡萄糖苷酶、脱氢酶和FDA水解酶)随石漠化程度的变化特征及其相关性,并分析了环境因子对土壤酶活性的影响。结果表明,研究区不同石漠化程度土壤有机碳、全氮含量变化特征为重度轻度潜在中度,全磷含量变化特征为重度中度潜在轻度;C?N为潜在、轻度石漠化土壤高于中度、重度石漠化土壤,C?P、N?P变化特征为轻度潜在重度中度。有机碳、全氮、全磷含量均为重度石漠化土壤最高;C?N、C?P、N?P为潜在石漠化、轻度石漠化土壤最高。不同土壤酶活性在不同石漠化程度中变化特征不一致,其中,重度石漠化土壤脲酶、脱氢酶活性最高;中度石漠化土壤淀粉酶、脲酶活性最低,酸性磷酸酶活性最高;轻度石漠化土壤酸性磷酸酶活性最低。冗余分析及相关性分析表明,土壤有机碳、全氮与酸性磷酸酶活性呈负相关关系,与其他酶活性均呈正相关关系;TP与淀粉酶、FDA水解酶呈负相关,与其他酶活性呈正相关;C?N、C?P、N?P与淀粉酶活性呈极显著正相关关系,与酸性磷酸酶、β-葡萄糖苷酶活性呈负相关关系。冗余分析显示土壤因子对土壤酶活性变异影响大小排序为:全氮有机碳p H全磷C?NN?PC?P,其中全氮解释了64.4%的土壤酶活性变异。结合碳氮磷生态化学计量和土壤酶活性特征,该研究表明,全氮是影响喀斯特高原石漠化区土壤质量的主要限制因子。     

载畜率对荒漠草原群落及植物功能群生物量的影响

以内蒙古短花针茅(Stipa breviflora)草原为研究对象,设置4个载畜率水平的随机区组实验,根据生活型和不同光合途径划分植物功能群,探讨载畜率对群落地上地下生物量和不同功能群生物量的影响。结果表明:群落地上生物量随载畜率的增大而显著降低(P0.05),且二者呈负相关关系,回归方程Y=281.54-53.47X;地下生物量呈"T"字型分布,约80%生物量集中分布在0~20 cm土层中,载畜率对地下生物量及分布无显著影响(P0.05);群落根冠比在7~12之间,随载畜率的增大而显著增大(P0.05)。载畜率对C4植物地上生物量无显著影响(P0.05),但其相对生物量随载畜率的增大而增大,C3植物地上生物量与相对生物量均随载畜率的增大而降低(P0.05)。多年生丛生禾草地上生物量相对稳定,受载畜率的影响差异不显著(P0.05);其相对生物量在群落中最高,且均随载畜率的增大而增大(P0.05);灌木、半灌木和小半灌木的地上生物量随载畜率的增大而减小(P0.05),但其相对生物量除重度放牧显著最低(P0.05)外,其他处理之间无显著差异(P0.05);多年生杂类草、多年生根茎禾草和一、二年生植物地上生物量与相对生物量均随载畜率的增大而显著降低(P0.05),多年生根茎禾草在轻度放牧下就几乎消失,而一、二年生植物在重度放牧下消失。     

增温、刈割对高寒草甸地上植被生长的影响

近些年由于气候变化和土地利用方式变化的双重影响,高寒草甸植被逐渐表现出退化现象。探讨高寒草甸植被生长特征在气候变化和人类活动中的动态变化规律,对高海拔地区植被的保护和合理利用,防止草地退化和沙漠化发生具有重要意义。以青藏高原高寒草甸为研究区,利用增温实验模拟气候变暖、刈割实验模拟人类放牧,采用随机区组设计,设置对照、增温、刈割、增温+刈割交互作用四种实验处理,于2012─2013年植被生长季调查高度、盖度和地上生物量,研究高寒草甸地上植被生长特征对增温、刈割的响应,以此探讨青藏高原高寒草甸地上植被在气候变化和人类活动中的变化趋势。结果表明:(1)夏季是高寒草甸植被生长的最佳季节,其中7月是其生长的最佳月份;高寒草甸地上植被生长特征年内生长季和年际间的变化趋势差异较大,表现为植被高度在生长季中期高于初期和末期(P0.05),植被盖度和地上生物量在生长季中期和末期高于初期(P0.05);2012年的植被高度和地上生物量略高于2013年(P0.05),但植被盖度略低于2013年(P0.05)。(2)植被高度、盖度和地上生物量在增温第2年(2012年)的各实验处理间均未出现显著差异(P0.05),而在第3年(2013年)开始出现显著差异(P0.05),其中2年刈割显著降低植被高度和地上生物量(P0.05),3年增温和2年刈割的交互作用显著降低植被盖度和地上生物量(P0.05)。以上结果表明,增温、刈割对高寒草甸地上植被生长的影响在短期和长期尺度上存有差异,初期并不显著,但随着时间推移,影响开始加强。