不同光环境下刈割对黑麦草补偿性生长及叶片氮含量的影响

补偿性生长(Compensatory growth)是植物对外界干扰的积极响应,其补偿能力与外界光环境密切相关,而刈割后造成草地冠层下光环境变化会对刈后植物的补偿性生长产生影响.为深入了解补偿性生长机制,通过设置自然光(Natural light,NL)、红光(Red light,RL)和遮荫(Shading,SH)3种光环境,模拟刈割后草地群落光环境变化,研究黑麦草(Lolium perenne)刈割两次后生物量累积、分配及叶片氮含量的变化,探讨其补偿性生长对光质和光强变化的响应.结果显示:(1)NL和RL下,刈割后黑麦草的累积地上生物量与未刈割处理相比分别增加了24.44%和14.06%,表现为超补偿生长,SH下刈割与未刈割处理并无显著差异,表现为等补偿生长;(2)刈割后黑麦草地下相对生长速率(RGR)仅RL表现为增加,而NL和SH均为降低,且SH在未刈割下已为负增长,说明RL下刈割后黑麦草地上部分的超补偿生长并未影响地下部分的生长,而NL和SH下地上部分发生补偿生长后均抑制了地下部分的生长;(3)光环境变化和刈割明显影响了黑麦草叶片中的氮含量,3种光环境中,刈割与不刈割下黑麦草叶片氮含量均为SH>NL>RL,而刈割处理显著增加了叶片氮含量,与未刈割相比分别增加了43.86%、21.58%和13.16%;(4)3种光环境下,刈割和不刈割黑麦草生物量分配与其叶片氮含量之间的相关性均达到了极显著水平(R2=0.84,P<0.001).本研究表明,黑麦草的补偿性生长与外部光环境密切相关,其补偿能力取决于刈后剩余叶片的光合效率;光质对刈后黑麦草生物量分配模式有重要影响,因此红光下地上部分的超补偿生长不以牺牲地下生长为代偿;叶片氮含量是影响植物补偿性生长的关键因素,黑麦草补偿性生长主要通过增加叶片氮含量来实现,而生物量分配则与叶片中氮含量的多少有关.     

模拟放牧强度与施肥对青藏高原高寒草甸群落特征和物种多样性的影响

通过为期6年的野外人工控制实验,研究了刈割和施肥对青藏高原高寒草甸群落特征、生产力水平和多样性水平的影响,以期为天然草场的合理利用提供科学依据。结果显示,(1)刈割后群落的物种组成发生了变化,与对照相比,中度和重度刈割区矮嵩草的重要值分别增加了13.28%和27.89%,同时一些适口性差的毒杂草的重要值也相对增加。(2)中度和重度刈割后,禾本科重要值由48.65%分别降至36.63%和40.15%,豆科重要值由2.78%分别增至7.49%和7.53%,杂草重要值由38.78%分别增至46.61%和44.34%;而施肥后,禾本科重要值由35.85%增至47.78%,豆科和杂草的重要值分别由8.18%和46.32%降至3.68%和40.17%。(3)中度和重度刈割后群落高度由19.62 cm分别降至7.58 cm和5.88 cm,而盖度由62.78%分别增至77.96%和75.04%,密度由644 ind·0.25 m~(-2)分别增至876 ind·0.25 m~(-2)和924 ind·0.25 m~(-2),生产力由104.63 g·0.25 m~(-2)分别增至117.62 g·0.25 m~(-2)和123.72 g·0.25 m~(-2);施肥使群落的高度、盖度以及生产力分别由8.47 cm、65.56%和88.86 g·0.25 m~(-2)增至13.58 cm、78.29%和141.79 g·0.25 m~(-2)。(4)群落物种多样性在施肥后均显著降低,而在刈割后均显著增加,且丰富度指数和Simpson指数均在中度刈割后达最大值。(5)刈割使群落生产力与物种多样性表现出微弱正相关或不相关,而施肥使生产力与物种多样性表现出显著负相关或微弱负相关。刈割导致一些优良牧草的优势地位大大降低,同时也导致适口性差的杂草的优势地位升高;而施肥则有利于优势物种的生长,且在一定程度上抑制了杂草的生长。该结果支持中度干扰假说,并暗示物种多样性与生产力的关系可能是多变的,且这种关系取决于群落所受扰动因素的类型和强度。总之,在高寒草甸的管理过程中,放牧强度和营养添加应控制在合适的范围,以达到保护物种多样性和合理利用的双重目的。     

祁连山北坡亚高山草地退耕还林草混合植被对土壤碳氮磷的影响

土壤有机碳、氮素和磷素是生态系统中极其重要的生态因子,土地利用变化将会引起土壤中碳、氮、磷等元素含量的变化。以祁连山北坡亚高山草地区域内三种利用方式（自由放牧天然草地、开垦20年的燕麦（Avena nuda）耕地、退耕8年的还林草混合植被）的土壤为研究对象,通过采集0~30 cm的土壤,分析土壤的理化性质得到土壤碳、氮、磷的含量,再将其转换为土壤碳、氮、磷储量,分析三种利用方式下土壤碳、氮、磷储量的差异以及影响土壤碳、氮、磷生态化学计量比的因子,旨在探讨退耕还林草工程对该地区土壤养分的影响。结果表明,3个样地的土壤碳、氮、磷储量差异显著（P〈0.05）,天然草地的有机碳、全氮储量（72.17、6.80 t·hm-2）显著高于退耕还林草地的（66.75、4.96 t·hm-2）和燕麦耕地的（36.61、3.61 t·hm-2）。这是因为,其一,比较而言天然草地受干扰小。其二,对于退耕还林草地和燕麦耕地来说,由于刈割获取地上部分,可能使得从土壤中获取的有机碳和氮素大于归还的。全磷储量则表现为燕麦耕地的（2.51 t·hm-2）显著高于天然草地的（2.17 t·hm-2）和退耕还林草地的（1.96 t·hm-2）。这是因为燕麦耕地中化肥的施用使得磷元素富集起来,所以其储量较高。与天然草地相比,耕种20年的燕麦地0-30 cm的有机碳和全氮储量分别低了35.56、3.19 t·hm-2,年平均减少速率分别为1.78、0.16 t·hm-2·a-1。与燕麦耕地相比,退耕8年的还林草地土壤有机碳和全氮储量显著升高了30.14、1.35 t·hm-2,年平均增加速率分别为3.77、0.17 t·hm-2·a-1。退耕8年的还林草地轻组有机碳比例（10.93%）显著高于天然草地（9.72%）和燕麦耕地（8.61%）。土壤含水量、容重和微生物量碳氮是影响土壤碳、氮、磷生态化学计量的重要因子。总结认为,退耕还林草混合植被对土壤碳、氮、磷库具有重要?     

喀斯特地区长期草地利用制度对群落稳定性的影响

草地利用方式和混播组合对群落特性的长期影响不同。利用方式对白三叶(Trifolium repens)盖度没有显著影响,而混播组合与利用方式的交互作用影响显著。白三叶在宿营处理和刈割为主利用下的与鸭茅(Dactylis glomerata)混播中的比例最低,而在刈割利用和宿营处理的多年生黑麦草(Lolium perenne)组合中的盖度最高。混播组合对禾本科组分盖度影响不显著,但利用方式和交互作用有显著的作用,长期放牧绵羊的混播草地多年生黑麦草很少。混播组合对杂草密度、盖度和多样性指数的影响不明显,而利用方式和交互作用显著地影响杂草盖度和多样性指数。放牧草地中的杂草密度高于刈割草地的,其中放牧利用的白三叶/多年生黑麦草草地最高。放牧牛的草地杂草密度较少,而放牧绵羊的草地杂草较多。白三叶、禾本科牧草以及杂草的密度都显著地受混播组合、利用方式及其交互作用的影响,说明密度是一个敏感的指标。     

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。     

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。     

刈割时间对典型草原建群植物大针茅种群特征的影响

通过测定不同刈割时间处理(不刈割、8月1日刈割、8月16日刈割、8月31日刈割)下锡林郭勒盟典型草原大针茅(Stipa grandis)种群地上生物量和高度、密度、盖度、分枝数、每枝叶片数等5种个体性状以及大针茅种群粗蛋白含量、中性洗涤纤维、酸性洗涤纤维等营养物质含量之间的差异性及各项指标之间的相关性,为探究不同的刈割时间对锡林郭勒盟典型草原建群植物大针茅种群特征的影响提供理论依据,也为草地生态系统的合理利用提供技术支持。结果表明:不同时间刈割对典型草原大针茅种群特征有显著的影响。与不刈割对照相比,8月16日刈割处理大针茅种群的密度和盖度均达到最大值,分别为45.28%和16.64%;8月1日刈割处理大针茅种群的株高、分枝数、每枝叶片数等个体性状,生物量及营养物质含量均达到最大值;大针茅种群的生物量与植株高度、分枝数之间存在极显著的正相关关系(r~2=0.5130、P0.0001;r~2=0.9075、P0.0001),与盖度之间存在显著的正相关关系(r~2=0.3498、P0.05);大针茅的高度、分枝数、密度、盖度之间具有相互影响的内在关联性(P0.05)。     

围封和放牧对科尔沁沙质草地植被和土壤的影响

选择科尔沁沙地自由放牧和围封10年的沙质草地为研究对象,通过野外调查与室内分析相结合,分析了围封和放牧对沙质草地群落土壤和植被的影响,旨在为退化沙地恢复与重建提供科学依据。结果表明,(1)围封和放牧草地盖度、密度、地上生物量、高度存在显著差异(P0.01),围封使群落盖度、密度、地上生物量和高度分别增加了67%、79%、71%和44%。(2)放牧草地物种数为15种,围封草地为21种,放牧草地物种数增加了40%,大果虫实、狗尾草、差巴嘎蒿是放牧草地群落的优势物种,其重要值占71%;达乌里胡枝子、狗尾草、画眉草、猪毛菜和虎尾草是围封草地群落的优势物种,其重要值占60%。放牧草地处于一年生杂类草+差巴嘎蒿的沙地退化演替阶段,围封草地处于达乌里胡枝子+一年生禾草+一年生杂类草的沙地恢复演替阶段。(3)围封草地的Shannon-Wiener指数、Simpson指数、Margalef指数、Pielow均匀度指数均大于放牧草地,说明围封提高了群落的物种多样性。(4)围封和放牧草地群落0~20 cm和20~40 cm的土壤水分、土壤机械存在极显著差异(P0.01),围封使沙质草地群落土壤水分、土壤黏粉粒和细砂粒增加。除速效氮外,围封和放牧草地群落土壤的化学性质差异显著(P0.001)。围封与放牧草地相比,总磷、总氮、速效磷和有机质均呈上升趋势,增幅分别为72%、152%、15%和272%。(5)0~20 cm的土壤理化因子:土壤水分、粗砂粒、细砂粒、粉黏粒、有机质、全氮与植被特征因子显著相关(P0.01),表明群落植被与土壤之间相互影响较强。     

海南岛天然草地有机碳分布格局及碳储量估算

海南岛草地在全球碳循环中具有重要作用,但该区域的草地碳储量尚不明确。以海南岛主要的3种草地类型(低地盐化草甸、热性灌草丛、热性草丛)为研究对象,共设置26个1 hm2的大样地,采用收获法收集地上活体植物、凋落物样品,采用根钻和土钻分7层分别采集地下生物量和土壤样品,经室内样品测定,分析草地的地上活体、凋落物、根系生物量以及各生物量和土壤的碳密度,并结合海南岛草地分布图,研究海南岛草地的碳密度分布格局及碳储量现状。结果表明:3种草地类型地上活体、土壤及生态系统碳密度表现为热性灌草丛热性草丛低地盐化草甸;凋落物、根系碳密度表现为热性草丛热性灌草丛低地盐化草甸,其中,低地盐化草甸的土壤有机碳密度和生态系统碳密度显著低于其他两类草地(P0.05),3类草地其他指标差异不显著。植被碳密度为407.8-478.7 g·m~(-2),占生态系统碳密度的9.5%-13.2%,土壤有机碳密度对生态系统碳密度的贡献最大,为2694.8-4539.3 g·m~(-2),占86.9%-90.5%。估算海南岛2 333 km2草地面积的碳储量约为11.4 Tg。     

围封和放牧对科尔沁沙地群落物种多样性与地上生物量的影响

以科尔沁沙地自由放牧和围封10年的沙质草地为研究对象,采用野外调查与室内分析的方法,分析了围封和放牧对科尔沁沙地群落物种多样性与地上生物量的影响,旨在为退化沙地恢复与重建提供科学依据。试验选择围封和自由放牧草地的典型地段,分别设置50个面积1m~2的草本样方,调查每个样方的种类组成及其特征值(盖度、高度和密度),采用针刺法测定样方总盖度和每种植物的分盖度;每种植物随机选5株,用直尺测量其伸长高度;对样方中出现的植物进行分类,记录同一种植物出现的个数;采用齐地面刈割法调查其地上生物量。主要结论如下,(1)经过围栏封育后,群落物种数提高了67%。方差分析表明,围封群落的盖度(F=90.536,n=50,P0.001)、高度(F=63.964,n=50,P0.001)、密度(F=10.274,n=50,P=0.001 8)以及地上生物量(F=83.64,n=50,P0.001)显著大于放牧群落,分别提高了178%、100%、67%和201%。围封和放牧群落均以一年生草本占绝对优势,分别为66%和73%,围封使群落多年生草本的优势度增加了52%。(2)围封群落物种丰富度显著高于放牧群落,但多样性指数没有显著性差异,均匀度指数显著低于放牧群落。(3)回归分析表明,放牧群落的物种多样性与地上生物量呈现显著负二次函数关系(P0.05),而围封围封群落物种多样性和地上生物量的关系不显著。     

喀斯特地区长期草地利用制度对群落稳定性的影响

草地利用方式和混播组合对群落特性的长期影响不同。利用方式对白三叶（Trifolium repens）盖度没有显著影响,而混播组合与利用方式的交互作用影响显著。白三叶在宿营处理和刈割为主利用下的与鸭茅（Dactylis glomerata）混播中的比例最低,而在刈割利用和宿营处理的多年生黑麦草（Lolium perenne）组合中的盖度最高。混播组合对禾本科组分盖度影响不显著,但利用方式和交互作用有显著的作用,长期放牧绵羊的混播草地多年生黑麦草很少。混播组合对杂草密度、盖度和多样性指数的影响不明显,而利用方式和交互作用显著地影响杂草盖度和多样性指数。放牧草地中的杂草密度高于刈割草地的,其中放牧利用的白三叶/多年生黑麦草草地最高。放牧牛的草地杂草密度较少,而放牧绵羊的草地杂草较多。白三叶、禾本科牧草以及杂草的密度都显著地受混播组合、利用方式及其交互作用的影响,说明密度是一个敏感的指标。     

中国草地生态系统碳储量及碳过程研究进展

草地为陆地生态系统的主体,是陆地上最主要的碳储库和碳吸收汇之一。近年来,随着“草原承包责任制”、“退耕还林还草”和“封育禁牧”等重大生态工程项目的实施及草地生态系统的恢复和草地生产力的提升,草地生态系统碳储量、固持潜力、土壤碳循环机制及稳定性机制越来越受到学术界的关切。文章全面综述了近年来我国草地生态系统碳储量及其碳过程的研究工作,总结了不同研究中,我国不同草地类型碳库的特征及其储量、分析了草地生态系统碳过程等,评述了土壤碳过程相关科学问题的研究进展,指出了当前草地生态系统土壤碳储量及碳过程的研究进展、存在的问题,分析了未来草地生态系统土壤碳研究的重点研究方向和发展趋势。研究表明：草地生态系统在调节碳循环和减缓全球气候变化中起着重要作用。但是,由于草地类型的多样性、结构的复杂性以及草地对干扰和变化环境响应的时空动态变化,至今对草地生态系统碳储量和变率的科学估算,以及草地生态系统土壤关键碳过程及其稳定性维持机制的认识还十分有限,随着高分辨率的MODIS、TM数据、数学模型及不同草地类型实测点的建立,以及通过枯落物碳库将植物碳库与土壤碳库的有机连接,草地生态系统的土壤碳储量及固持潜力取得了重要进展;土壤有机碳来源、组成,有机碳化学结构以及环境因子是影响土壤有机碳稳定性的重要因素,而固体赫兹共振、碳同位素示踪等对破解有机碳稳定性提供了重要手段。未来,还将进一步厘清草地生态系统土壤固碳的驱动机制,构建草地生态系统土壤固碳量化方法体系等。     

刈割留茬高度对大针茅草原群落组成及物种生态位的影响

刈割是草原主要利用方式之一,对草地可持续利用具有重要的意义。为研究大针茅草原植物群落的物种组成及物种生态位对不同刈割留茬高度的响应,在内蒙古锡林郭勒盟毛登牧场大针茅典型草原,以围封不刈割(CK)为对照,设置不同刈割留茬高度(分别为留茬2、5、8 cm)处理,于2020年8月生物量高峰期进行野外取样,测定群落中所有出现物种的高度、盖度、密度及生物量,并分析了群落中物种的重要值及生态位宽度和重叠度。结果表明,草地群落中共出现6科11属13种植物,不同处理下群落优势物种均为大针茅、糙隐子草、羊草和知母。留茬8 cm处理降低了4个优势物种的重要值。其次,4个优势物种中,3种不同留茬高度处理下知母的生态位宽度最大,大针茅的生态位宽度最小。留茬8 cm和留茬2 cm处理时发生生态位重叠的物种对数均多于对照,留茬5 cm处理时发生生态位重叠的物种对数与对照最相近。随着留茬高度的增加,生态位重叠值在0.9—1之间的物种对数减少,在0—0.3之间的物种对数增加。     

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。     

青藏高原腹地青藏苔草草原不同退化程度的植物群落特征

为揭示高寒草地退化演替过程,采用野外调查方法研究了青藏高原腹地青藏苔草(Carex moorcroftii)草原不同退化程度的植物群落特征.结果显示:青藏苔草草原退化过程中优势种从未退化时的青藏苔草演变为轻度和中度退化程度时的青藏苔草和高山嵩草(Kobresia pygmaea)并存,重度退化程度时则无明显优势种;主要伴生种表现为湿生植物逐渐消失,中生和旱生毒杂草逐渐增加;植物物种丰富度指数和多样性指数均先增加后降低,中度退化程度最大,此时优质豆科(Leguminose)植物入侵,物种更替速率最大,β多样性指数最高.盖度、高度、地上总生物量均明显降低,而禾本科(Gramineae)生物量和豆科生物量均先增加后减少,中度退化程度时最大.相关分析表明,青藏苔草草原群落高度、盖度和均匀度指数与初级生产力呈显著正相关,相关系数分别为0.936(P0.01)、0.961(P0.01)和0.743(P0.05).说明植物群落组分是青藏苔草草原不同退化程度植物群落结构和生产力变化的核心,在揭示青藏苔草草原逆向演替机制的过程中应注重阐明植物群落组分更替规律.图1表5参30     

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.     

基于PLUS模型和InVEST模型的西双版纳碳储量变化研究

为了探究西双版纳州2000—2030年不同土地覆被类型变化特征及其对碳储量的影响,提升区域碳储量的估算精度和准确度,采用PLUS模型和InVEST模型相结合的方法,分别预测了2030年不同情景下西双版纳的土地覆被情况以及不同土地类型下的碳储量的变化。结果显示：(1) PLUS模型在西双版纳的预测结果比较理想,2000年模拟2010年、2010年模拟2020年的Kappa系数分别为0.80、0.81。(2) 2000—2020年,林地、草地、灌木地在逐渐减少,建设用地在不断扩张,20年间城镇用地增加了172.37 km²,至2030年,建设用地进一步扩张,面积达到了381.18 km²,林地和草地转移成一部分转换成耕地,另一部分转换成建设用地。(3) InVEST模型计算出来的2000—2030年西双版纳碳储量总体呈下降趋势,空间上存在着呈块状和条状交错分布的特点。2000年、2010年、2020年西双版纳州的碳储量分别为4.94×10⁷t、4.82×10⁷t、4.76×10⁷t...     

造林对区域森林生态系统碳储量和固碳速率的影响

量化连年造林对提升区域森林生态系统固碳能力的贡献,对于了解区域碳循环和应对气候变化具有重要意义。基于县域造林统计数据和森林资源规划设计调查数据,应用区域尺度森林碳收支模型(CBM-CFS3)设置造林情景与未造林情景(BS),评估和预测了2009—2030年造林对湖北省兴山县森林生态系统碳储量和固碳速率的影响。结果表明,模拟期间造林情景下兴山县森林生态系统碳储量和固碳速率平均值分别为16 540.55 Gg和208.04 Gg·a~(-1),比BS情景对应值高472.85 Gg(2.94%)和16.01 Gg·a~(-1)(8.34%)。在新造林生态系统中,生物量碳库和死亡有机质碳库的碳储量占比分别为19.11%和80.89%,这2个碳库的固碳速率分别占新造林生态系统固碳速率的94.15%和5.85%。造林使马尾松林和落叶阔叶林生态系统碳储量平均值分别增加237.23和235.63 Gg,使两者固碳速率分别增加6.44和9.57 Gg·a~(-1)。通过调整兴山县林龄结构,造林提高了森林生态系统碳储量和固碳速率。未来可适当增加落叶阔叶林造林面积,加强抚育管理,以增强该区域森林碳汇功能,促使森林资源持续发展。     

辽宁省森林植被碳储量及其动态变化

森林是陆地生态系统的主要组成部分,在全球碳循环中起着十分重要的作用。利用1990─2010年间5期的森林资源清查资料,采用森林植被生物量换算因子连续法,估算了辽宁省森林植被碳储量和碳密度,并分析其动态变化。结果表明:在1990─2010年间,辽宁省森林面积增加了17.05×105 hm2,年均增长率为1.70%。辽宁省5次(1989─1993、1994─1998、1999─2003、2004─2008、2009─2013年)森林资源清查期的植被碳储量分别是87.10、100.78、108.04、122.06、141.80 Tg,年均增长率为2.47%,这说明辽宁省森林起着碳汇作用。乔木林、疏林和灌木林、经济林碳储量分别增加50.90、2.97、0.83Tg,碳储量平均年增加量分别为2.55、0.15、0.04 Tg·a-1。在不同植被类型中,阔叶林的碳储量和碳密度均大于针叶林,其中,栎类、杨树及阔叶混交林是阔叶林碳储量的主要贡献者,而在针叶林中,落叶松、油松占主导地位。在不同龄级的乔木林中,幼、中龄林碳储量所占比重大。在现阶段(2010年),辽宁省乔木林碳储量分别为121.49 Tg,碳密度为31.12 Mg·hm-2。幼龄林和中龄林的面积占总面积的73.38%,碳储量占总碳储量的60.12%,其碳密度仅为19.52和36.18 Mg·hm-2,远低于成熟林的碳密度(54.32 Mg·hm-2)。可知现阶段辽宁省森林具有幼龄林和中龄林面积大、林龄小和平均碳密度低的特点,因此随着幼龄林和中龄林的碳密度和碳储量的不断增长,未来辽宁省森林植被的碳汇功能将进一步增强。     

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.