金沙江干热河谷优势草本植物生物量与土壤物理性质的关系

测定金沙江干热河谷3种优势草本植物(扭黄茅、拟金茅和芸香草)的地上、地下生物量及土壤分层(0-5、5-10、10-20 cm)容重、含水率、持水量和孔隙度等物理性质,探讨3种植物地上、地下生物量、根冠比与各土层物理性质的相关性.结果显示:(1)扭黄茅地上生物量显著高于拟金茅和芸香草,但地下生物量和根冠比显著低于后两者.(2)除扭黄茅外,拟金茅和芸香草的地上、地下生物量之间均呈现异速生长关系.(3)芸香草0-5 cm的土壤物理性质优于5-20cm,拟金茅则相反;除含水率、非毛管孔隙度外,扭黄茅各土层物理性质无显著差异.(4)拟金茅地上生物量与0-5cm的含水率、5-10cm的毛管持水量、最小持水量、总孔隙度、毛管孔隙度呈显著正相关,其地下生物量与3个土层的含水率呈显著正相关;芸香草地下生物量与0-5 cm的含水率、5-10 cm的毛管持水量、最小持水量以及10-20 cm的最小持水量呈显著正相关,其地上生物量及扭黄茅地上、地下生物量与3个土层的物理性质均无显著相关性.拟金茅根冠比与容重呈显著正相关,与持水量、总孔隙度呈显著负正相关,芸香草根冠比与毛管持水量、最小持水量呈显著正相关.综上,含水率是影响拟金茅生长发育的重要因子,持水量、孔隙度对拟金茅地上生物量的影响更大;含水率、持水量对芸香草地下生物量的影响更为显著;扭黄茅生物量分配可能受到除土壤物理性质以外的因子影响更大.与拟金茅和芸香草地上、地下生物量的异速生长关系不同,扭黄茅通过分配较低地下生物量来适应干热河谷的特殊生境.(图4表5参46)     

藏北高寒草地地下生物量特征及其与土壤水分的关系

植物地下生物量是高寒生态系统重要的碳库,可以反映植物对极端环境的适应特征。以高寒草原、高寒草甸草原和高寒草甸3种主要草地类型为对象,对比分析了非生长季和生长季的地下生物量,探究不同类型的高寒草地地下生物量分配机制及其动态变化过程。结果表明:(1)3种草地地下生物量的空间分布在生长季和非生长季均呈现"T"字型分布。在这两个时期,3种草地0~10 cm的生物量占总地下生物量的比例均表现为:高寒草原(91.20%,94.72%)高寒草甸草原(83.17%,92.07%)高寒草甸(67.04%,68.38%),且其比例在生长季均有增加;(2)两个时期高寒草甸地下生物量均最高(1 620.39±71.09)g·m~(-2),(3 950.08±291.46)g·m~(-2),非生长季高寒草原最低(136.24±9.14)g·m~(-2),生长季高寒草甸草原最低(133.97±6.93)g·m~(-2);高寒草甸和高寒草原地下生物量在生长季都有显著增加,而高寒草甸草原显著减少;(3)地下生物量与土壤含水量有显著的正相关关系,在同样的温度条件下,土壤含水量是地下生物量的重要影响因子;而生长季是藏北地区降水比较集中的时期,土壤表层水分的增加促使根系向表层生长。     

吉林蛟河针阔混交林林下蚊子草不同生长期生物量及其分配特征

研究林下草本植物不同生长期生物量分配及各组分相关生长关系对于揭示其生活史对策和生物量分配规律具有重要意义.利用2015年4月20日-8月30日11次生物量调查数据分析吉林蛟河地区针阔混交林下不同生长期蚊子草(Filipendula palmata)生物量及其分配、地上和地下生物量相关生长关系,并选取5种模型形式构建株高与地上、地下和整株生物量的拟合方程,根据拟合优度(R2和SEE)筛选最优模型并进一步对其进行检验.结果表明:根冠比R/S在生长初期达到最大值(2.73),并随生长期增加逐渐降低,从5月20日后到生长末期趋于稳定(约为0.6).整个生长期内,蚊子草地上和地下生物量相关生长关系表现为无相关生长关系(4月20日-5月10日)—异速生长(5月10日-6月15日)—等速生长(6月15日-30日)—异速生长(6月30日-7月30日)—等速生长(7月30日-8月30日)的趋势.地上、地下和整株生物量的最优模型分别为幂函数形式(y=0.0067x~(1.4303))、二次方程形式(y=0.0005x~2-0.0141x+0.4380)和指数函数形式(y=0.3364e~(0.0437x)),经检验地上、地下和整株生物量最优模型均基本符合建模标准.本研究表明林下蚊子草在不同生长阶段地上和地下生物量的分配规律及其相关生长关系是不一致的,这是植物对环境适应的结果,保证其在不同环境条件下维持正常的营养生长和生殖生长.     

三江源地区高寒灌丛生物量空间分布格局

生物量在地上与地下的分配是植物生长策略的反映,对于研究生态系统碳储量和碳循环有着重要的意义.采用收获法对灌丛群落与物种的地上、地下生物量进行测定,并分析温度和降雨量等气候因素对灌丛群落地上和地下生物量及构成的影响.同时选择三江源地区4种典型的灌丛植物,百里香杜鹃(Rhododendron thymifolium Maxim.)、山生柳(Salix oritrepha Schneid.)、金露梅(Potentilla fruticosa Linn.)和鲜卑花(Sibiraea laevigata(Linn)Maxim.),进行地上、地下生物量研究.结果显示:三江源灌丛群落的地上生物量介于209.88-3 632.34 g/m~2之间,地下生物量介于178.81-2 262.03 g/m~2之间,根冠比(R/S)介于0.40-2.57之间;物种的地上生物量介于1.83-3 632.34 g/m~2之间,地下生物量介于1.22-2 262.03 g/m~2之间,根冠比(R/S)介于0.23-2.63之间.灌丛群落与物种的地上、地下生物量拟合的斜率分别为0.66和0.96,前者与1存在显著性差别,后者与1没有显著性差别.这说明灌丛群落与物种的地上、地下生物量分配分别呈异速分配关系与等速分配关系,百里香杜鹃和鲜卑花的地上与地下生物量分配属于等速分配关系,金露梅和山生柳属于异速分配关系.本研究表明三江源高寒灌丛生物量大小与年均温度的变化关系密切;年均温度与年均降雨量都不能明显地改变根冠比(R/S).     

河北小五台山不同海拔白桦林土壤有机碳密度分布特征及影响因素

白桦(Betula platyphylla)是中国北方分布广泛的天然林树种。在全球气候变暖的大背景下,对白桦天然林水热梯度上土壤有机碳的垂直分布规律及其影响因素进行研究,对于研究该区域森林土壤有机碳形成机理及该区碳储量合理评测具有重要意义。以冀北山地小五台山山涧口沟白桦天然林单一植被类型为研究对象,沿其海拔分布范围(1 400~2 000 m)以150m为1个海拔梯度设置固定样地,测定每个海拔梯度气候因子、林分生物量、枯落物储量、土壤容重、土壤全氮及土壤有机碳含量等指标,分析土壤有机碳密度沿海拔的分布规律,并采用灰色关联度分析确定8个环境因子对土壤有机碳密度的影响程度。结果表明:(1)随着土层深度增加,土壤有机碳呈逐渐减少的趋势,且近50%的有机碳聚集在0~20 cm土层范围内;(2)随着海拔升高,土壤有机碳呈现显著的先上升后下降的变化趋势,在海拔1 550~1 700 m最大,有机碳密度达到12.03kg·m~(-2);(3)8个环境因子对不同海拔土壤有机碳密度的灰色关联分析表明,植被因子(枯落物储量、林木生物量)和土壤因子(全氮)是小五台山白桦天然次生林土壤有机碳密度沿海拔分布的主要影响因素,且其与土壤有机碳密度的灰色关联度值显著大于气候因子。     

不同海拔杉木人工林土壤碳氮磷生态化学计量特征

为探究不同海拔梯度上杉木(Cunninghamia lanceolata)人工林土壤化学计量特征,阐明其对海拔的响应规律,从而有效指导杉木人工林的生产。在安徽省金寨县天马国家自然保护区选取了4个海拔梯度(750、850、1 000、1 150 m),测定杉木人工林土壤有机碳(SOC)、全氮(TN)、全磷(TP)含量,并分析化学计量特征。研究结果表明:土壤0—10 cm有机碳、全氮、全磷质量分数为42.15、2.51、0.92 g·kg~(-1),均高于我国平均土壤有机碳、全氮、全磷质量分数;土壤C/N比为17.01,高于全国土壤平均值,土壤C/P比为43.59,N/P比为2.63,两者均低于全国平均水平。随着海拔升高不同土层土壤有机碳、全氮均呈先降低后增加的趋势,而土壤全磷呈现先升高后减低的趋势;随海拔增加不同土层土壤碳氮比呈先升高后降低的趋势,碳磷比和氮磷比呈现先降低后升高的趋势;随着土壤深度的增加,不同海拔土壤有机碳、全氮、全磷、碳磷比和氮磷比均呈降低趋势,而土壤碳氮比在不同海拔间变化趋势不一致;土壤有机碳和全氮呈极显著正相关,有机碳和全磷、全氮和全磷显著负相关;土壤碳氮比、碳磷比和氮磷比与海拔不相关,与土壤pH、含水率、容重显著相关。     

喀斯特山地草地群落多样性海拔特征及土壤理化性质特征

为了明确喀斯特草地群落多样性海拔特征及其与土壤的互动效应,采用生态学统计与排序分析,连续3年研究了桂西北喀斯特山地草地群落多样性海拔特征及土壤理化性质特征,并探讨了群落多样性与土壤理化性质之间的关系。结果表明,不同海拔草地根长、高度、地上和地下生物量在2015-2017年呈现增加的趋势,但增幅不明显,3年平均值基本表现为中海拔低海拔高海拔,并且不同海拔差异均显著(P0.05)。不同海拔草地土壤全碳、全氮、全钾、碱解氮和速效磷均表现为中海拔高海拔低海拔,不同海拔草地土壤全碳、全氮、全钾、碱解氮和速效磷含量差异均显著(P0.05);土壤pH值呈相反的变化趋势,而土壤全磷在不同海拔之间差异不显著(P0.05)。不同海拔草地丰富度指数、均匀度指数和多样性指数均表现为中海拔高海拔低海拔,而优势度指数呈相反的变化趋势。相关性分析表明:植被多样性各指标和生物量均与pH之间存在负相关关系,与土壤理化性质等均呈正相关关系。物种丰富度指数(S)和多样性指数(H)与土壤理化性质的相关系数绝对值均高于优势度指数(D)和均匀度指数(E);其中土壤全碳和全氮与根长和生物量呈显著正相关(P0.05),由此可知全碳和全氮是影响根长和生物量的主要土壤因子。冗余分析(RDA)表明植物群落多样性与土壤理化性质均呈正相关(除了pH);沿着RDA的第1排序轴,随着显著性影响因子(土壤理化性质)的增加,植物丰富度指数逐渐增大,其中相关性最大的是全碳及全氮,这是影响研究区植物群落分布的主要因子。     

内蒙古温带荒漠草原地上、地下生物量碳分配格局

草原生物量碳的估算往往基于大规模的空间采样,忽略了草原的群落组成和空间差异,可能影响评价结果的准确性。研究选择内蒙古温带荒漠草原10种不同典型群落类型,测定地上、地下生物量碳密度,探讨不同群落类型地上、地下生物量碳分配特征,最后对草原地上、地下生物量进行评估。主要结论如下:(1)温带荒漠草原以35.18×10~6 hm~2的面积,贡献了120.44 Tg的生物量,其中地上生物量15.67 Tg,地下生物量104.78 Tg;(2)温带荒漠草原的平均生物量碳为406.75 g·m~(-2),其中白刺群落的地下生物量碳最高[(921.58±354.29) g·m~(-2)],不同群落的地上生物量碳差异不显著(P 0.05);(3)温带草原的平均根冠比为4.79,其中荒漠草原根冠比较高,为6.69;(4)地下生物量碳沿不同土层的分布特征可分成指数型和抛物线型2类。多根葱、红砂、霸王、戈壁针茅、沙生针茅、冷蒿、中间锦鸡儿以及小叶锦鸡儿等群落属于指数型,其地下生物量碳集中在0～10 cm土层,拟合曲线为指数函数;白刺和梭梭群落属于抛物线型,其地下生物量碳主要分布在0～10和20～40 cm土层,分布曲线符合二次函数。对草原地上-地下生物量碳开展评估,针对草原不同群落分别作曲线拟合,可以得出更为科学的生物量碳分配数据,为草原生态管理提供有力的理论支持。     

羌塘高原高寒草地植物地上地下碳氮生态化学计量特征及其影响因素

研究高寒草地的植物生态化学计量特征对认识极端气候背景下的草地生态系统功能与服务具有重要的意义.选择羌塘高原高寒草地作为研究区,分析东西走向60个样点植物地上、地下部分的碳(C)、氮(N)含量与C:N的分布特征,及其各自的主要驱动因素.结果表明:高寒草地植物地上部分C、N含量(38.22%、1.82%)均高于地下部分(31.11%、1.15%),但C:N(22.08)却小于地下部分(28.88),且地上部分C含量、C:N与地下部分存在显著性差异(P0.05).干燥指数与植物地上部分C含量(R~2=0.072,P0.05)以及C:N(R~2=0.15,P0.005)呈负相关关系,却与植物地下部分C:N(R~2=0.53,P0.001)呈正相关关系;此外,年均降水量(R~2=0.13,P0.005)与地上部分C含量呈负相关关系,总生物量(R~2=0.13,P0.01)及植被总盖度(R~2=0.12,P0.01)与地下部分C含量呈正相关关系;海拔与地上部分C:N亦呈正相关关系(R 2=0.15,P0.005),而年均温却与地下部分C:N呈负相关关系(R~2=0.31,P0.001).可见,水热条件是影响羌塘高原植物地上、地下C含量以及C:N差异的主要因素,而干燥指数可以作为较好的度量指标.     

围封和放牧条件下藏北高原不同海拔高度高寒草甸植物群落碳氮含量的比较

关于高寒草地植被碳氮含量如何响应放牧活动还存在着很大的不确定性,这限制了准确预测高寒草地植被生长及其碳氮贮存量对人类放牧活动的响应。基于2008年7月布设在藏北高原3个海拔高度(4 300、4 500和4 700 m)上的围栏样地,通过对比分析围栏内外2011年8月份、2011年9月份和2012年8月份的植物群落地上和地下部分的碳含量、氮含量及碳氮比,探讨了藏北高原高寒草甸植物群落碳含量、氮含量和碳氮比对放牧的响应。与自由放牧条件下相比,围栏显著降低了海拔4 700 m处2.5%的植物群落地上部分碳含量,显著增加了海拔4 500 m处9.8%的植物群落地下部分氮含量,显著增加了海拔4 700 m处4.2%的植物群落地下部分碳含量。不同采样日期的植物群落碳氮含量对放牧的响应存在差异。因此,放牧活动对高寒草甸植物群落碳含量、氮含量和碳氮比的影响随着海拔高度和采样日期而发生变化。     

大气CO_2浓度升高和氮肥施用对三江平原湿地小叶章生物量及根冠比的影响

利用开顶箱薰气室(open-top chamber)试验装置,研究了不施氮(NN)、施常氮(MN,5 g·m-2)和施高氮(HN,15 g·m-2)3个氮素水平下大气CO2浓度升高对小叶章(Calamagrostis angustifolia)生物量和根冠比的影响.结果表明,大气CO2浓度升高对小叶章生物量的影响因生长期而异.大气CO2浓度升高对小叶章地上生物量的促进作用主要表现在生长前期,拔节期和抽穗期地上生物量较正常大气CO2浓度增加12.42%～22.60%,而腊熟期和成熟期仅增加3.11%～12.97%;大气CO2浓度升高对小叶章地下生物量的促进作用在生长后期表现明显,除拔节期外,小叶章地下生物量增加17.63%～42.20%.小叶章生物量和根冠比对大气CO2浓度的响应与供N水平有关.在HN水平下,大气CO2浓度升高使小叶章生物量和根冠比明显增加,在NN条件下促进作用则不显著.小叶章根冠比明显增加主要是地下生物量显著增长引起的.     

北京山区针阔混交林地土壤有机碳含量的影响因素研究

探究生物因子和非生物因子与土壤有机碳含量的关系,解析影响土壤有机碳含量变异的主导因素,可为生态系统碳平衡协调发展提供理论依据。以北京山区针阔混交林为研究对象,基于64个样地的实测数据,采用结构方程模型筛选出影响土层（0-10、10-20、20-30 cm）有机碳含量的主导因素,并结合结构方程模型探究了各因子对土壤有机碳含量的直接和间接影响。结果表明,（1）林龄、根系生物量、凋落物质量、土壤全氮和土壤容重对0-10 cm的土壤有机碳含量的影响极显著（P<0.01）,植物多样性对0-10 cm的土壤有机碳含量影响显著（P<0.05）;直接效应依次为土壤全氮(0.73)>根系生物量(0.59)>凋落物质量(0.56)>林龄(0.47)>土壤容重(-0.44)>物种香农维纳指数（0.21）,间接效应依次为林龄(0.31)>根系生物量(0.29)>凋落物质量(0.27)>物种香农维纳指数（0.11）。（2）海拔、土壤全氮和土壤容重对10-20 cm的土壤有机碳含量影响极显著（P<0.01）,根系生物量、林龄对10-20 cm的土壤...     

藏北3种高寒草地植物根系碳氮磷密度的非生长季和生长季差异

根系碳(C)氮(N)磷(P)密度影响植物与土壤间碳氮磷养分的循环过程,从而影响生态系统的地球化学循环。以申扎县高寒草原、高寒草甸草原和高寒草甸3种草地为对象,探究非生长季(4月)和生长季(8月)3种高寒草地根系C、N、P密度的分布规律及其差异。结果表明,(1)3种草地根系C、N、P密度在两个时期均呈现"T"字型空间分布,即3种草地根系C、N、P密度均随着土壤深度的增加而降低,且整体上高寒草甸的养分密度显著高于其他两种草地。3种草地根系C、N、P密度范围分别为57.287—1 130.753、1.457—38.243、0.090—3.217 g·m~(-2)。(2)3种草地的C、N、P密度具有显著的季节差异。生长季,高寒草原总地下C、N密度显著高于非生长季,分别高出非生长季47.822%和60.910%,而总地下P密度无显著差异;而生长季高寒草甸草原总的和每层的地下C、N、P密度显著低于非生长季。高寒草甸总地下C、N、P密度表现为生长季高于非生长季。高寒草原和高寒草甸增加的养分密度集中在0—10 cm深度。高寒草甸、高寒草原及高寒草甸草原的物种组成不同,土壤养分含量差异及土壤水分状况的不同可能是导致3种草地根系养分密度差异的原因。本研究可以为高寒草地根系养分密度季节变化提供基础资料,进一步认识草地根系在养分循环中的作用提供理论支持。     

宁夏不同草地类型土壤有机碳组分特征

宁夏草地生态系统对宁夏生态环境、生物多样性保护和区域经济发展具有重要作用。沿宁夏降雨梯度带,从北到南选择荒漠草原、典型草原和草甸草原3个草地类型的地上植物和土壤进行取样,对3个草地类型土壤有机碳组分(易氧化有机碳、颗粒有机碳、微生物碳和惰性碳)分布特征及其与环境变量的相关关系进行研究。结果表明,土壤总有机碳与惰性碳含量表现为山地草甸典型草原荒漠草原;土壤颗粒有机碳和微生物量碳含量表现为荒漠草原山地草甸典型草原;土壤易氧化有机碳表现为典型草原荒漠草原山地草甸。3种草地类型活性有机碳占总有机碳比例均较低,而惰性碳占总有机碳比例在23.03%~86.63%之间。RDA分析表明环境变量对土壤有机碳组分总解释量为99.6%。Pearson相关性分析表明土壤活性有机碳与土壤总有机碳之间相关性均不显著,而土壤惰性碳和总有机碳之间高度正相关(r=0.99,P0.01)。土壤总有机碳与环境变量的相关性分析表明土壤总有机碳与海拔(r=0.81,P0.01)、土壤含水率(r=0.90,P0.01)、土壤全氮(r=0.97,P0.01)、年降雨量(r=0.87,P0.01)、物种丰富度(r=0.88,P0.01)和地上生物量(r=0.86,P0.01)正相关,而与土壤容重(r=-0.90,P0.01)、年均温(r=-0.78,P0.01)负相关。研究区3种草地类型的活性有机碳比例较低,这表明土壤有机碳循环速率不高,有机碳库较为稳定,其中草甸草原的总有机碳和惰性碳含量均高于其他类型,稳定性最高。气候温、湿度特征,地上植被群落结构和生物量以及土壤水分和氮素特征是影响影响宁夏草地土壤有机碳含量重要因素。     

藏北高原不同海拔高寒草甸群落地上部分碳氮含量对模拟增温的响应

气候变暖影响着高寒植物的生长及其碳含量和氮含量。为了探讨藏北高原高寒草甸群落地上部分碳含量和氮含量对气候变暖的响应,2008年7月在西藏当雄县草原站沿着海拔梯度(即4 300、4 500和4 700 m)布设了一个模拟增温实验(增温方法采用开顶式生长室,开口和底部直径分别为1.00和1.45 m,高度为0.40 m)。通过统计分析三海拔高度上的高寒草甸的2011年7月和2012年7月的群落地上部分碳含量、氮含量和碳氮比,探讨了藏北高原高寒草甸群落地上部分碳含量、氮含量和碳氮比对模拟增温的响应。结果表明,模拟增温显著降低了海拔4 300 m 2011年7月10.5%(2.43 g·kg-1)的氮含量(F=14.95,P=0.018),显著增加了海拔4 300 m 2011年7月12.1%(2.27)的碳氮比(F=22.67,P=0.009);显著增加了海拔4 700 m 2012年7月16.3%(4.44 g·kg-1)的氮含量(F=17.03,P=0.015),显著降低了海拔4 700 m 2012年7月8.6%(1.24)的碳氮比(F=12.60,P=0.024);对三海拔2011年7月(4 300 m:F=0.89,P=0.400;4 500 m:F=0.28,P=0.627;4 700 m:F=2.65,P=0.179)和2012年7月(4 300 m:F=0.000 4,P=0.985;4 500 m:F=4.21,P=0.109;4 700 m:F=2.40,P=0.196)的碳含量都无显著影响;对海拔4 300 m 2012年7月(氮含量:F=0.13,P=0.736;碳氮比:F=0.10,P=0.764)、4 500 m 2011年7月(氮含量:F=0.01,P=0.912;碳氮比:F=0.12,P=0.750)和2012年7月(氮含量:F=0.48,P=0.525;碳氮比:F=0.004,P=0.951)以及4 700 m 2011年7月(氮含量:F=0.78,P=0.428;碳氮比:F=0.01,P=0.942)的氮含量和碳氮比都无显著影响。因此,模拟增温对高寒草甸群落地上部分碳含量、氮含量和碳氮比的影响随着海拔高度和观测年份发生变化。     

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.     

大气CO2浓度升高和氮肥施用对三江平原湿地小叶章生物量及根冠比的影响

利用开顶箱薰气室（open—top chamber）试验装置,研究了不施氮（NN）、施常氮（MN,5g·m^2）和施高氮（HN,15g·m^2）3个氮素水平下大气CO2浓度升高对小叶章（Calamagrostis angustifolia）生物量和根冠比的影响。结果表明,大气CO2浓度升高对小叶章生物量的影响因生长期而异。大气CO2浓度升高对小叶章地上生物量的促进作用主要表现在生长前期,拔节期和抽穗期地上生物量较正常大气CO2浓度增加12．42％～22．60％,而腊熟期和成熟期仅增加3．11％～12．97％;大气CO2浓度升高对小叶章地下生物量的促进作用在生长后期表现明显,除拔节期外,小叶章地下生物量增加17．63％～42．20％。小叶章生物量和根冠比对大气CO2浓度的响应与供N水平有关。在HN水平下,大气CO2浓度升高使小叶章生物量和根冠比明显增加,在NN条件下促进作用则不显著。小叶章根冠比明显增加主要是地下生物量显著增长引起的。     

林分和气候因子对中国天然林根冠比的影响

森林生态系统是陆地生态系统最重要的碳库和碳汇,其地下-地上生物量分配规律即根冠比(R/S),对于精确估算森林生物量,尤其是对建造森林地下生物量估算模型具有重大参考意义.为探究大尺度上气候、林分因子对中国天然林根冠比的影响,对1 109块天然林样地进行统计分析.结果显示:中国天然林R/S平均值为0.26,阔叶森林的R/S要显著高于针叶森林,落叶森林的R/S要显著高于常绿森林,年均温、林龄及水分可利用性与中国天然林R/S呈显著负相关关系,年均温是影响中国天然林R/S变化的最主要因子.综合纬度、经度、年均温、降水、林龄等环境因素的影响发现,纬度、林分密度是影响R/S的最主要因素.因此,精确估算森林碳储量和森林生物量分配时必须考虑纬度和林分密度的影响.     

黄淮海平原不同土地利用方式对土壤有机碳及微生物呼吸的影响

土壤是陆地生态系统最大的碳库,有机碳通过微生物分解作用向大气释放CO_2,土壤碳库的微小变化将会对大气CO_2浓度和全球碳循环产生巨大的影响。在当前人类活动频繁和土地利用与土地覆被变化的背景下,研究不同土地利用方式对土壤有机碳等理化性质和土壤微生物呼吸等功能的影响,可以阐明影响土壤碳汇功能的关键因子,为未来土地利用管理提供科学依据。以开封市为例,研究了黄淮海平原不同土地利用方式(包括弃耕地、草地、果园、农田和森林)下土壤湿度、pH值、铵态氮、硝态氮、总碳、总氮、有机碳、可溶性有机碳、微生物生物量碳氮、微生物呼吸及其温度敏感性的变化规律。研究结果表明,(1)森林土壤湿度、总碳、总氮、有机碳(1.48%)、微生物生物量碳氮含量显著高于其他土地利用方式,但其微生物呼吸(101.06 mg·kg~(-1)·d~(-1))和温度敏感性(1.18)最小。(2)农田土壤的总碳、总氮、有机碳、微生物生物量碳氮含量均次于森林且高于其他土地利用方式,微生物呼吸速率较大(128.55 mg·kg~(-1)·d~(-1))。(3)弃耕地、草地和果园土壤碳氮和微生物碳氮较小。(4)结构方程模型表明土地利用方式可以直接解释土壤有机碳积累的68%,且可通过土壤湿度间接地影响土壤有机碳和微生物呼吸。土壤有机碳和微生物呼吸分别被土壤湿度和硝态氮含量等因子解释了93%和54%。该研究表明森林生态系统利于土壤有机碳固持,其较小的微生物呼吸温度敏感性对应对未来全球气候变化具有重大意义;农田占地面积广大,农业经营中在保障粮食生产的同时要采取免耕或秸秆还田等措施充分发挥其碳汇作用。     

羌塘高原高寒草地植物地上地下碳氮生态化学计量特征及其影响因素北大核心CSCD

研究高寒草地的植物生态化学计量特征对认识极端气候背景下的草地生态系统功能与服务具有重要的意义. 选择羌塘高原高寒草地作为研究区,分析东西走向60个样点植物地上、地下部分的碳（C）、氮（N）含量与C：N的分布特征,及其各自的主要驱动因素. 结果表明：高寒草地植物地上部分C、N含量（38.22%、1.82%）均高于地下部分（31.11%、1.15%）,但C：N（22.08）却小于地下部分（28.88）,且地上部分C含量、C：N与地下部分存在显著性差异（P 〈 0.05）. 干燥指数与植物地上部分C含量（R^2 = 0.072,P 〈 0.05）以及C：N（R^2 = 0.15,P 〈 0.005）呈负相关关系,却与植物地下部分C：N（R^2 = 0.53,P 〈 0.001）呈正相关关系;此外,年均降水量（R^2 = 0.13,P 〈 0.005）与地上部分C含量呈负相关关系,总生物量（R^2 = 0.13,P 〈 0.01）及植被总盖度（R^2 = 0.12, P 〈 0.01）与地下部分C含量呈正相关关系;海拔与地上部分C：N亦呈正相关关系（R 2= 0.15,P 〈 0.005）,而年均温却与地下部分C：N呈负相关关系（R^2 = 0.31,P 〈 0.001）. 可见,水热条件是影响羌塘高原植物地上、地下C含量以及C：N差异的主要因素,而干燥指数可以作为较好的度量指标. （图7 表1 参46）