川西亚高山、高山森林土壤微生物生物量和酶活性动态特征

为深入了解川西亚高山/高山森林冬季生态学过程,于2008年11月─2009年10月,在土壤冻结初期、冻结期和融化期及植被生长季节,研究了不同海拔岷江冷杉林（Abies faxoniana）土壤微生物生物量和酶活性动态。各海拔森林土壤在冬季维持着较高的微生物生物量含量和酶活性,并随土壤冻融过程不断变化。土壤有机层和矿质土壤层冬季微生物生物量碳和氮含量及转化酶和尿酶活性均表现出受冻结初期土壤冻融循环影响显著降低,在冻结期变化不明显,在融化期急剧增加至融化后显著降低的趋势,且土壤有机层微生物生物量含量和酶活性在融化期具有一个明显的年高峰值。海拔变化显著影响了土壤酶活性,但对土壤微生物生物量不显著。土壤温度与土壤微生物生物量含量相关显著。这表明季节性冻融期是土壤生态过程的重要时期,土壤冻融格局显著影响川西亚高山/高山森林土壤微生物生物量和酶活性动态。     

林窗对川西亚高山云杉人工林土壤呼吸的影响

为了解林窗对川西亚高山粗枝云杉(Picea asperata)人工林土壤呼吸的影响,采用CO2通量全自动监测系统对川西亚高山粗枝云杉人工林林窗和林内土壤呼吸及土壤温度、水分进行为期两年的连续观测,比较分析林窗和林内环境因子和土壤呼吸速率的变化.结果表明:川西亚高山粗枝云杉人工林林窗和林内的土壤温度、土壤水分和土壤呼吸速率均具有显著的季节动态.在生长季节(4-10月),林窗效应使土壤温度、土壤水分和土壤呼吸速率较林内分别增加了48.8%、19.3%和18.6%;而冬季(11月-翌年3月)两种环境之间并无显著差异.林窗和林内土壤呼吸速率和土壤温度均呈显著指数相关(P0.01),与土壤水分呈显著线性相关(P0.05).林窗和林内的土壤呼吸温度敏感性(Q_(10))分别为2.46和3.01.综上所述,林窗效应对川西亚高山森林土壤呼吸具有显著刺激作用,且有明显的季节动态特征.(图3表1参33)     

青藏高原东缘雪被覆盖和凋落物添加对土壤氮素动态的影响

高山和高纬度地区,氮素是植物生命活动的主要限制元素之一。这类区域冬季往往被长时间的季节性雪被覆盖着。研究证实,寒冷而漫长的冬季雪被下土壤氮素在维持年际土壤氮循环中起着重要的作用,然而目前对气候变化极其敏感的青藏高原东缘雪下土壤物质转化过程的研究却很少。为了探索青藏高原东缘季节性雪被覆盖地区,冬季凋落物输入对土壤氮素转化过程的影响,2010年1—5月在青藏高原东缘(松潘卡卡沟地区)采用PVC原位培养管培养土壤,并对培养土壤进行不同的雪厚度(0、30、100 cm)处理和不同水平的凋落物添加(0、5、20 g鲜卑花叶片)处理,从实验开始后,每隔1个月采集各个处理的土壤,测定其无机氮(NH4+-N和NO3--N)含量,并计算净氮矿化率,以探讨冬季季节性雪被覆盖下不同碳供应水平对高山土壤氮转化过程的动态影响。研究发现,雪被覆盖能有效地绝缘大气和土壤,减少冻融交替的幅度和频次,并加速了土壤的净氮矿化。说明对于雪被覆盖的高山土壤而言冷季是氮素循环的关键时期。冬季一定厚度的积雪覆盖可通过调节整个土壤氮素的矿化水平,从而为来年春季高山植物的生长提供一个巨大的潜在氮库。添加大量凋落物显著增加了NO3--N含量,降低了NH4+-N含量,加速了土壤净氮矿化。暗示在具有高有机质含量的青藏高原东部地区,土壤微生物的生长和活性极有可能仍然受到低水平可利用碳的限制。     

川西亚高山/高山森林土壤微生物对季节性冻融的响应

通过研究川西亚高山/高山森林矿质土壤层微生物群落丰度和结构在季节性冻融期间的变化,可为深入认识亚高山/高山森林冬季土壤生态过程提供理论依据.于2009年8月至2010年8月,在植物生长季节、土壤冻结阶段(包括土壤冻结期和土壤深冻期)和土壤融化阶段(包括土壤融冻期和土壤融化后期),采用变性梯度凝胶电泳(PCR-DGGE)和实时定量PCR技术同步研究不同海拔冷杉次生林(3 023 m)、天然混交林(3 298 m)和岷江冷杉原始林(3 582 m)矿质土壤层微生物类群的变化特征.结果显示,随着土壤冻结的开始,土壤细菌数量显著降低(P<0.05),而在随后的融化过程中又显著升高;土壤真菌数量具有和细菌数量相似的变化趋势,在融化阶段显著升高;土壤古菌数量在土壤冻结阶段得到升高,表现出与细菌数量相反的变化趋势.并且,Shannon-Wiener指数(H)随森林类群的变化而变化,在土壤冻结阶段,细菌H主要表现为3 582 m处<3 298 m处<3 023 m处,古菌H表现为3 298 m处<3 023 m处<3582 m处,真菌H表现为3 023 m处<3 582 m处<3 298 m处;而在土壤融化阶段3种菌落的H均表现为3 582 m处<3 023m处<3 298 m处.综上,季节性冻融期间强烈的环境变化极大地影响了土壤微生物群落的数量和结构,但不同微生物类群在不同海拔表现出一定的差异.     

雪被斑块对川西亚高山冷杉林冬季土壤活性氮库及氮矿化潜力的影响

于2012年11月中旬-2013年3月中旬,分3个关键雪被时期(雪被形成期、稳定期和融化期)采集川西亚高山冷杉林内不同厚度雪被处理(浅雪被、中度厚度雪被和厚雪被)的土样,测定土壤活性氮库、土壤硝化和氮矿化潜力以期了解高寒森林土壤氮素生态过程.结果表明:冬季土壤温度在一定程度上随着雪被厚度的增加而升高;冬季土壤活性氮库(铵态氮、硝态氮、微生物生物量氮和可溶性有机氮)存在明显的动态变化,各形态土壤氮库都以雪被融化期最高,而土壤氮硝化潜力(7.36-8.44 mg kg-1 d-1)和矿化潜力(7.22-8.23 mg kg-1 d-1)则以雪被融化期最小;硝态氮是冬季土壤无机氮库的主体,占无机氮总量的95%左右;雪被厚度对各土壤氮组分总体影响不大.亚高山森林土壤活性氮库及氮矿化随雪被进程发生显著变化,可见雪被覆盖可能改变亚高山森林冬季土壤活性氮库及土壤氮转化时间动态格局.     

雪被厚度和积雪周期对土壤氮素动态影响的初步研究

在高山地区和高海拔地区,氮素是植物生命活动的主要限制因素之一。冬季,这类地区的土壤通常被雪被长时间覆盖。以往的研究证实,雪下土壤氮素动态在维持年际氮循环中起着重要作用。气候变化将改变生物地球化学循环,导致雪被覆盖状况发生改变,从而对冬季土壤氮素动态产生重要影响。然而,迄今为止,对气候变化极其敏感的青藏高原东缘雪下土壤物质转化过程的研究却很少。为了了解不同雪况下土壤矿质氮库水平和净氮矿化变化动态,2010年11~2011年4月在青藏高原东缘用PVC管原位培养土壤,通过人工控制雪被厚度和雪被持续时间的方法,设置不同积雪厚度和积雪周期的9个处理,分别测定其无机氮(NH4+-N和NO3--N)含量,并计算净氮矿化率。结果表明,雪被持续时间可对土壤温度的变化产生明显的影响;随着土壤覆雪厚度和雪被覆盖时间的增加,土壤含水量呈现增长的趋势。土壤无机氮以NH4+-N为主,占总无机氮的69%~86%,而NO3--N含量只占土壤总无机氮的14%~31%。深雪(100 cm和50 cm的积雪覆盖)降低了铵态氮含量,而净氮矿化率无明显变化。不同的积雪覆盖时间(60 d,90 d,150 d)并没有引起土壤氮库的显著变化,说明较早的降雪虽然使土壤有较高的温度和较少的冻融循环,但并不会改变土壤氮库的积累和释放。     

海拔梯度模拟气候变暖对高山森林土壤微生物生物量碳氮磷的影响

土壤微生物生物量在陆地生态系统碳氮磷循环中起着重要作用,是森林生态系统物质循环和能量流动的重要组成部分.以青藏高原东缘的川西高山森林土壤为研究对象,将暗针叶林土壤(3 900 m)沿海拔上移到高山林线(4 000 m),模拟气候变暖对土壤有机层和矿质土壤层微生物生物量的影响.结果表明,海拔上升导致土壤温度升高,但增温并未对雪被期高山森林土壤微生物生物量及其比值产生显著影响.方差分析表明,土壤层次对微生物生物量碳(MBC)、微生物生物量氮(MBN)、微生物生物量磷(MBP)影响都极显著(P0.01),对MBC/MBN、MBN/MBP影响显著(P0.05),雪被不同时期对MBN、MBP、MBC/MBN、MBC/MBP、MBN/MBP影响极显著(P0.01);相关分析表明,MBC、MBN、MBP与土壤温度和土壤湿度呈现显著正相关(P0.05);MBN、MBP与冻融次数之间呈现极显著正相关(P0.01);MBC/MBN、MBN/MBP、MBC/MBP与温度和雪被厚度呈现极显著正相关(P0.01).从长远来看,未来气候变暖对高山森林生态系统碳氮磷平衡的影响将取决于土壤微生物生物量和群落结构对这些环境因子的响应和反馈.     

季节性雪被对青藏高原东缘高寒草甸土壤氮矿化的影响

依据自然雪被分布的差异,在青藏高原东缘高寒草甸中设置3条样带(即深雪、中等厚度雪被和浅雪),于2008年的秋冬过渡期,连续监测各样带中的雪被厚度和土壤温度,并采用原位培养法测定每月的土壤氮素氨化、硝化和矿化速率,以研究不同厚度雪被对高寒草甸土壤氮矿化的影响.结果表明,月均土温、每月日最高土温均值分别与雪被厚度极显著相关,二次函数关系拟合较好(R2=0.576,0.685),且根据每月日最高土温均值与雪被厚度的二次函数关系方程可知,25 cm厚的雪被可以起到较好的隔绝效果;土壤含水量受雪被厚度和土壤温差两个因素的显著影响.在秋冬过渡期末,浅雪梯度下土壤硝态氮含量显著降低,且雪被下的净氮矿化速率与月均土温、每月日最高土温均值、每月日最低土温均值都分别呈极显著相关,二次函数关系拟合较好(R2=0.589,0.541,0.601).研究表明,不同厚度的雪被对土壤温度和含水量影响显著,从而显著地影响着土壤氮的矿化,深雪更有利于氨化、硝化和氮矿化.图7表2参36     

季节性积雪下的高山草地凋落物分解

青藏高原高山草地的凋落物分解是其生物地化循环过程的重要一环.采用样方调查法估测两种典型地形条件下高山草地单位面积的年凋落物产量,分析定面积凋落物分解袋中的初始装袋量与凋落物分解率的关系,估算最佳初始凋落物装袋量.通过积雪期设置双面凋落物分解袋于浅雪、深雪、无雪及人工雪被处理下,比较不同的雪被处理下凋落物的分解率,同时测定对应的土壤温度及土壤微生物生物量碳氮含量,进而分析土壤微生物生物量碳氮与凋落物分解率之间的相关关系.研究发现:(1)两种典型样地内植物凋落物在自然状态下的年产生量均约为90 g/m~2;(2)非生长季中凋落物分解率与凋落物初始重量呈负线性相关,凋落物初始装袋量3 g是研究分解率的相对较佳重量;(3)随着积雪厚度的增加,非生长季土壤温度和凋落物分解率提高,同时也促进了土壤微生物生物量的积累,凋落物分解率和土壤微生物生物量碳、氮在深雪与无雪处理下分别达到最大值(分别为10.15%,156.37 mg/kg,75.89 mg/kg)和最小值(分别为3.07%,65.38mg/kg,20.17mg/kg).土壤微生物生物量碳、氮均与凋落物分解率呈显著相关性(P 0.05).综上所述,即便在冬季气温低于冰点的情况下,雪被的隔绝作用使得土壤微生物活动依然活跃进行;雪被变化既改变了土壤环境因子及凋落物分解率,也深刻影响着高山草地生态系统的结构与功能.     

川西亚高山白桦林小气候的时空动态特征

对川西亚高山白桦林(海拔2 540 m)内太阳辐射、空气温湿度以及土壤5 cm和15 cm层温度等进行了连续的定位观测.结果表明:1)林冠下的太阳辐射日进程与林冠上的不同,但辐射强度随着太阳高度角的变化而变化;林冠下太阳辐射日总量不仅受林冠上辐射日总量的影响,也受森林群落生长季节的影响;春、夏和秋季,林冠下平均辐射日总量分别占林冠上平均辐射日总量的53.1%、39.4%和55.8%.2)夏季,白天空气温度高于土壤温度,而夜间则相反;空气温度和土壤温度的日极端温度出现的时间不同步,空气温度对太阳辐射强度的敏感性比土壤温度的敏感性高.3)春季,土壤表层>4℃的积温高于空气和土壤底层>4℃的积温;夏季,>4℃的积温由高到低的次序为:林冠下空气>土壤5 cm层>土壤15 cm层,而秋季的比较结果与之相反;空气日平均温度与土壤日平均温度有显著的线性关系(P<0.001).4)林冠下的空气相对湿度(RH)比林冠上的高,林冠下的空气RH日变幅和季节性变幅比林冠上的小.图7表1参19     

西双版纳热带季节雨林土壤呼吸季节动态及驱动因素

季节雨林是西双版纳热带森林生态系统中原始林,本研究采用挖壕沟法与红外气体分析法研究了西双版纳热带季节雨林土壤呼吸,包括根系呼吸、异养呼吸的干湿季动态变化,旨在为准确估算中国热带碳收支提供基础数据。结果表明,(1)西双版纳热带季节雨林所在的土壤温度和土壤湿度存在显著的季节变化规律,均呈倒"V"型变化趋势。不同季节0-5 cm土壤温度和湿度均显著高于5-10cm;土壤温度和湿度随着季节的变化呈先增加后降低趋势,在夏季达到最大,在冬季最小。(2)西双版纳热带季节雨林土壤总呼吸(R_s)、自养呼吸(R_a)及异养呼吸(R_h)具有明显的分层现象和季节性规律,从分层来看,不同季节0-5cm土壤总呼吸(R_s)、自养呼吸(R_a)及异养呼吸(R_h)均高于5-10cm土层;从季节性规律来看,土壤总呼吸(R_s)、自养呼吸(R_a)及异养呼吸(R_h)随着季节的变化呈先增加后降低趋势,在夏季达到最大,在冬季最小。(3)西双版纳热带季节雨林土壤总呼吸与土壤温度呈显著的指数关系,与土壤湿度呈显著的二次曲线关系,其决定系数R~2分别为0.32-0.46和0.29-0.40(P0.05),明显低于土壤呼吸速率与土壤温度关系方程的R2值,这表明土壤呼吸速率与土壤含水量之间的相关性较弱。(4)主成分分析表明,第一主成分对原始变量的解释贡献了总方差的64.18%,负荷值最高的几个指标分别为有机碳、全氮和转化酶,第二主成分为全氮、全钾和转化酶,说明土壤温度、有机碳、全氮和蔗糖酶是西双版纳热带季节雨林土壤呼吸的主要影响因子。     

高山草甸冬季凋落物分解过程中土壤动物对微生物群落结构的影响

于2013年11月至2014年4月,采用微生物磷酸脂肪酸(PLFA)分析方法,以川西高山草甸代表物种黄花亚菊(Ajania nubigena)和黑褐苔草(Carex atrofusca)凋落物为研究对象,在雪被形成期、雪被稳定期和雪被融化期研究了凋落物分解过程中土壤动物对微生物群落结构及其多样性的影响.结果表明:(1)整个冬季,土壤动物增加了黄花亚菊凋落物分解过程中微生物总P LFA含量、真菌PLFA含量以及细菌PLFA含量,提高了其真菌/细菌比例,减少了黑褐苔草中微生物总PLFA含量、真菌PLFA含量以及细菌PLFA含量,降低了其真菌/细菌比例;(2)在雪被形成期,黄花亚菊凋落物中土壤动物显著增加了真菌表征脂肪酸18:2ω6,9c的含量,但降低了细菌表征脂肪酸16:0、16:1ω9c、18:1ω7c的含量.黑褐苔草凋落物中土壤动物显著增加了细菌表征脂肪酸18:1ω7c的含量,但降低了真菌表征脂肪酸18:2ω6,9c的含量.雪被融化期,土壤动物显著增加了黑褐苔草凋落物中细菌表征脂肪酸16:1ω9c的含量,降低了细菌表征脂肪酸a15:0和微真核生物表征脂肪酸18:3和20:4的含量;(3)土壤动物对凋落物中微生物多样性的影响主要在雪被融化期,增加了黄花亚菊凋落物中微生物多样性、均匀性、丰富度和优势度指数,降低了黑褐苔草凋落物中微生物多样性和均匀性指数,增加了黑褐苔草凋落物中微生物丰富度和优势度指数.这些结果表明,冬季恶劣环境条件下高山草甸土壤动物仍然对微生物的数量、群落结构和多样性具有显著的影响.     

三江源区退化高寒草甸浅层土壤冻融作用特征

在三江源区退化高寒草甸设置研究样地,通过野外连续观测,利用不同退化程度草地、不同土层一个完整冻融周期的土壤温度数据,探讨退化高寒草甸浅层土壤冻结和消融的发生时间、土壤温度的时空变化以及土壤温度与气温的相关性等规律。结果表明:在一个冻融周期内,退化高寒草甸土壤冻结至消融历时179～196 d,土温总体呈近似正弦曲线的变化趋势;随着退化程度的加剧,0～40 cm各土层土壤更早冻结和消融,与未退化草地相比,重度退化草地各土层冻结、消融起始日期分别提前7～23和18～38 d,土壤冻结锋面自地表向较深土层下移速度更快,土温梯度和变化速率更大,土壤更易升温和降温;从未退化到重度退化,土温对气温的响应增强,各土层土温与气温的相关系数分别为0.646～0.876、0.751～0.901、0.821～0.930和0.854～0.951;9月和3月是不同土层土温的过渡交替期。在退化高寒草甸研究样地,退化程度、土层深度和气温是影响浅层土壤冻融过程的因素,由退化导致的土壤冻融作用特征的改变,不利于高寒草甸生态系统和冻土环境的稳定。     

模拟增温对青海省玉树州称多县高寒草甸土壤水分的影响研究

三江源区具有重要的水源涵养功能,该区土壤水分的时空分布和变化对当地及周边地区的生态系统和气候调节有重要意义。为了解未来三江源草地土壤生态系统变化趋势,探究土壤温度和水分对模拟增温的响应规律,利用温湿度自动记录仪实时监测记录,分析了青海省玉树州称多县高寒草甸模拟增温条件下土壤温度和土壤水分的变化规律及冻融转换期土壤温度和水分的相关性。结果表明,(1)模拟增温条件下,0—5 cm和15—30 cm土层的土壤温度分别增加了2.50℃和1.36℃,对表层土壤(0—15 cm)的增温效果更加明显,且增温改变了不同土层解冻期和冻结期的长度。(2)0—15 cm和15—30 cm土层的土壤水分分别增加了0.07%和0.09%,15—30 cm土层的土壤水分的增幅大于0—15 cm土层,并且呈现出生长季变化波动大、非生长季变化波动小的规律。(3)在0—15 cm土层中,冻结期与解冻期,土壤温度和土壤水分均存在正相关关系(P0.01);在15—30 cm土层中,冻结期土壤含水量随着温度的增加呈现显著上升趋势。     

林窗对川西亚高山6种植物凋落叶纤维素降解的影响

凋落物纤维素降解是森林生态系统碳循环的关键过程,其可能受到林窗直接或间接的影响.采用凋落物分解袋法,通过3年连续监测,研究川西亚高山6种常见木本植物凋落叶(岷江冷杉、红桦、四川红杉、方枝柏、康定柳和高山杜鹃)在不同林冠环境下(林窗中心、林缘林窗、扩展林窗和郁闭林下)冬季和生长季纤维素降解特征.结果显示:川西亚高山6种凋...     

黄河源不同区域退化高寒草甸土壤养分空间变异研究

研究黄河源退化高寒草地土壤养分垂直空间变异,为黄河源退化草地治理提供参考。在黄河源选取短暂季节性冻土区(河南县多松乡)、较长季节性冻土区(玛沁县大武镇)、多年冻土区(玛多县花石峡镇)3个高寒草甸样区,每个样区选取3个小流域采集原状土层土壤样品并测定养分含量。结果表明:(1)短暂季节性冻土区、较长季节性冻土区和多年冻土区土层厚度分别为(151.67±14.43)、(155.33±5.03)和(88.33±7.37)cm;(2)草地退化后,除短暂季节性冻土区0—20cm土壤pH升高,其他区域变化不明显;(3)土壤有机质含量随着草地退化而显著降低,短暂季节性冻土区降低减少程度最明显,因此,保护短暂季节性冻土区草地更有利于碳积累和碳汇功能提升;(4)土壤碱解氮含量随土层深度加深和海拔升高而逐渐减少,短暂季节性冻土区、较长季节性冻土区和多年冻土区未退化草地0—20cm土壤碱解氮含量分别是退化草地的1.58、1.11、1.15倍,铵态氮与硝态氮含量分布规律不明显;(5)短暂季节性冻土区草地退化后土壤速效磷含量有所增加,较长季节性冻土区未退化草地表层土壤中速效磷含量较退化草地表层土壤高,多年冻土区草地退化区域土层中土壤速效磷含量较未退化区域高;(6)随着土层深度增加土壤速效钾含量逐渐减少,同一土层中土壤速效钾含量变化规律表现为短暂季节性冻土区较长季节性冻土区多年冻土区。短暂季节性冻土区、较长季节性冻土区和多年冻土区草地退化过程中土壤养分变异特征有所不同,其中有机质含量对草地退化的敏感度最高。因此,在黄河源高寒草地生态修复中应首先治理短暂季节性冻土区的退化高寒草甸。     

人为干扰对川西亚高山针叶林土壤物理性质的影响

研究了川西亚高山针叶人工林在几种不同强度人为干扰下林地土壤物理性质。结果表明，随人为干扰强度的增加，土壤中细土（粉粒、粘粒）和大团聚体数量减少，小团聚体和原生土壤颗粒增加；土壤表层孔隙度减小，尤其是大孔隙明显减少；土壤有效水降低，持水供水能力减弱，渗透系数减小。川西亚高山人工针叶林土壤生态功能随人为干扰强度的增加而减弱，建议在最易受人为干扰的造林地区，最好是在造林初期封山育林。图1表5参13     

洞庭湖不同水位梯度川三蕊柳和短尖薹草土壤有机碳垂直分布特征

以洞庭湖湿地3种水位梯度(-60、-40和-20 cm,即水位在土壤表层60、40和20 cm以下)的川三蕊柳(Salix triandroides)和短尖薹草(Carex brevicuspis)为研究对象,揭示0～20、20～40、40～60、60～80 cm土壤有机碳及腐殖质碳(胡敏酸碳、富里酸碳、胡敏素碳)含量的垂直分布特征。结果表明,在3种水位下,川三蕊柳和短尖薹草群落土壤有机碳和腐殖质碳含量均以0～20 cm土壤较高。川三蕊柳0～20 cm土壤有机碳含量以高水位区较高,而20～80 cm土壤以中水位区较高;短尖薹草4层土壤有机碳含量均以中水位区较高。对土壤富里酸碳含量而言,川三蕊柳和短尖薹草群落在3种水位之间无显著差异。对土壤胡敏酸含量而言,川三蕊柳群落0～20 cm土壤以高水位区较高,20～60 cm土壤在3种水位之间无显著差异,而60～80 cm土壤以高水位区较低;短尖薹草群落0～40 cm土壤以中水位区较高,40～60 cm土壤在3种水位之间无显著差异,而60～80 cm土壤以高水位区较低。对胡敏素含量而言,川三蕊柳群落0～20 cm土壤以高水位区较高,20～80 cm土壤以高水位区较低;短尖薹草4层土壤胡敏素碳含量均以中水位区较高。与短尖薹草群落相比,川三蕊柳群落能提高低水位区0～80 cm和高水位区0～20 cm土壤有机碳及腐殖质碳含量,但降低了中水位区0～80 cm和高水位区20～60 cm土壤有机碳及腐殖质碳含量。可见,湿地土壤有机碳含量受植被类型和水位的综合影响,在洞庭湖湿地应选取高水位洲滩恢复川三蕊柳群落,以提高湿地土壤有机碳含量。     

长江口芦苇湿地土壤酶活性对长期模拟升温的响应

为促进气候变暖情景下长江口芦苇湿地可持续管理,以长江口崇明东滩芦苇湿地为对象,采用开顶室生长箱(Open top chamber,OTC)原位模拟大气温度升高,在升温的第8年研究芦苇湿地0-10 cm、10-20 cm土层5种重要土壤酶(蔗糖酶、脲酶、酸性磷酸酶、中性磷酸酶和碱性磷酸酶)活性对长期模拟升温的响应.结果显示:长达8年的连续升温显著提高了0-20 cm土层的土壤酶活性,0-10 cm土层蔗糖酶、脲酶、酸性磷酸酶、中性磷酸酶和碱性磷酸酶活性分别增加71.9%、84.7%、41.8%、105.7%和18.9%,10-20 cm土层分别提高38.0%、92.6%、46.2%、87.7%和34.0%.升温与季节、土壤深度的交互作用对土壤酶活性影响显著.春季(4月)0-10 cm土层蔗糖酶活性显著提高,但这一土层酸性磷酸酶、中性磷酸酶和碱性磷酸酶活性显著降低;夏季(7月)各土层的蔗糖酶、脲酶和中性磷酸酶活性显著提高;秋季(10月)各土层的5种土壤酶活性也显著提高;冬季(12月)各土层的5种土壤酶活性没有显著变化.相关分析表明,土壤蔗糖酶、中性磷酸酶与土壤温度呈显著正相关,5种土壤酶活性均与土壤有机碳呈显著正相关,土壤蔗糖酶、酸性磷酸酶和碱性磷酸酶与总磷也呈显著正相关.综上表明,长期模拟升温能显著地改变长江口崇明东滩芦苇湿地土壤酶活性,进而可能影响这一地区的生态系统养分循环.     

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.