密云水库不同封育年限灌丛群落结构及演替规律

灌丛群落为华北土石山区常见的次生植被类型,揭示其演替规律对明确北京区域森林动态及经营管理具有重要意义.采用样线调查方法,选择封育5、7、10和15 a的4个地段,进行10 m×10 m样地调查.运用空间代替时间数据处理方法,分析了灌丛群落的物种重要值、生物多样性指数、群落均匀度指数、生态优势度指数以及单位面积生物量变化情况.结果表明:随着封育年限的递增,灌丛先锋阳生性优势种重要值下降,阴生性和乔木树种重要值上升;封育到第7年时,乔木加入演替序列,到第15年时开始构建乔木层片;群落生态优势度指数降低,均匀度指数上升,灌丛植被向生物多样化和生态稳定的方向演替;研究区内植被潜在演替序列为:荆条Vitex negundo var.heterophyllax酸枣Ziziphus jujuba var.spinosa灌丛→三裂绣线菊Spiraea trilobata灌丛→山杨Populus davidiana×椴树混交林→蒙古栎Quercus mongolica林.     

种植沙棘灌丛对牧草生长及水土保持效果的研究

对湟水流域荒山上的人工沙棘灌丛牧草的地上部与地下部产量进行了测定分析,结果表明,在该地区的荒山上人工种植沙棘,地上产草量平均提高２３．７％,地下牧草根量平均提高１８．２％,每公倾减水土流失１３００ｔ。     

高寒草地土壤保持功能的风洞模拟及其定量评估

青藏高原高寒草地的土壤保持功能对于保护生态环境具有重要的作用。为了研究人类活动不同干扰方式对高寒草地土壤保持功能的影响,利用大型风洞,对不同干扰方式下高寒草甸、草原化草甸和高寒草原3个类型的土壤保持功能定量评估,以侵蚀率作为土壤保持功能的测度指标。实验结果表明,随着风速的增大,3个样品的土壤侵蚀率均呈现增大趋势,但不同处理下侵蚀率的增幅不同。当植被根系破坏后,土壤侵蚀率大小为高寒草甸<草原化草甸<高寒草原,说明,高寒草甸土壤的可蚀性低,高寒草原土壤的可蚀性高,极易遭到破坏。从总体来看,土壤保持功能的强弱依次为高寒草甸>草原化草甸>高寒草原。风蚀前后土壤中有机质和养分含量的变化分析表明,土壤有机质和养分含量显著下降,其中速效K2O的养分含量下降幅度最大。对3个草地类型单位面积土壤保持经济价值进行计算,计算主要包括保持有机碳、保持养分和减少土壤流失对河流湖泊淤积3个方面的价值。结果表明,高寒草原化草甸单位面积的土壤保持价值最高,其次为高寒草甸,高寒草原单位面积土壤保持价值最低。     

青藏公路取土场高寒草原植被的恢复进程

按照青藏公路建设和整修的不同阶段,利用样方调查植被空间分布变化,得出高寒草原植被的自然演替进程遵循以下规律,在工程结束2年,8年,26年后,群落植被覆盖度和生物多样性指标分别达到原生植被的2%～4%,6%～23%;32%～54%,46%～50%;95%以上和100%左右.青藏公路沿线高寒草原植被的人为破坏影响是明显的,植被的自然恢复需要20年左右的时间.工程建设破坏面积大于1500m2,植被难以恢复,土壤沙化和水土流失,影响周边地区生态环境质量.因此,在青藏铁路工程建设中首先应当减少对地形地貌的破坏,其次应当重视对地表土壤的保护并辅助人工植被恢复措施,促进植被的自然恢复.     

高寒半干旱区蔬菜硝酸盐含量状况及其防治措施

本主要对高寒半干旱区蔬菜中硝酸盐含量状况及其防治措施进行了研究。研究结果表明蔬菜中硝酸盐污染并不突出，但有硝酸盐累积的趋势；同时得出该区蔬菜积累硝酸盐的能力顺序为：叶菜类＞根菜类＞葱蒜类＞瓜类＞茄果类；分析出大量偏施氮肥和气候干旱是蔬菜的主要原因；并提出了降低硝酸盐含量的主要措施是灌水、施肥时应采取少量多次的原则。     

青藏高原高寒灌丛暖季CO2地-气交换特征

 利用涡度相关技术对青藏高原高寒灌丛CO₂通量进行连续观测,并以2003年7、8月份为例,对高寒灌丛暖季CO₂通量变化模式及其主要气候影响因子进行了分析.结果表明,7、8月青藏高原高寒灌丛日平均净生态系统CO₂交换(NEE)分别为-7.17,-7.26g/(m²·d);最高日NEE分别为-11.00,-12.09g/(m²·d).暖季高寒灌丛生态系统NEE日变化波动极为明显,8:00～19:00为CO₂净吸收阶段,峰值一般出现在12:00左右,最大值为-1.72g/(m²·h)(7月份)、-1.63g/(m²·h)(8月份).19:00～次日8:00为CO₂净释放,最大值为0.69g/(m₂·h)(7月份)、0.86g/(m²·h)(8月份).在主要气候因子中,光合有效辐射(PAR)与NEE变化呈显著正相关,但PAR达到1000μmol/(m²·s)以后,随着PAR进一步升高,NEE有下降趋势.就温度而言,白昼(7:00～20:00)NEE变化与温度无显著关联,而夜间(21:00～次日6:00)温度与NEE变化呈显著正相关.     

高寒草甸土地退化及其恢复重建对土壤碳氮含量的影响

针对我国青藏高原草地大面积退化及由此引发的一系列生态环境问题,从土壤生态功能恢复和区域可持续发展的角度出发,将原生高寒嵩草草甸封育系统作为对照,研究了土地退化对土壤碳氮含量的影响,检验了不同人工重建措施(3个人工种植处理:混播、松耙单播、翻耕单播和1个自然恢复处理)对土壤碳含量的相对影响程度。研究结果如下:原生植被封育处理每平方米土壤平均碳、氮含量分别为7.47kg和0.647kg,而重度退化地碳、氮含量分别为3.67和0.448kg·m-2,可以推算,由于土地退化而造成的土壤(0~20cm层)碳氮丢失量分别为3.80kg·m-2和0.199kg·m-2,即高寒草甸土地退化导致0~20cm土壤层中50.87%的有机碳和30.75%的氮流失,可以看出高寒草甸土壤退化后流失的碳比氮多;混播处理、松耙单播处理、翻耕单播处理和自然恢复处理土壤单位面积有机碳含量分别是原生植被土壤有机碳的70.5%,69.0%,49.0%和80%,单位面积氮含量分别是原生植被土壤全氮的86.9%,88.7%,71.1%和91.7%。但是,与重度退化地相比,除翻耕单播处理外,其它恢复重建措施均能部分恢复系统的碳氮含量,因此,将重度退化地进行自然恢复或松耙混播重建多年生植被可以作为系统固定碳(碳汇)的一个途径。     

多因素综合高原高寒气候环境模拟加速试验箱研制

目的研制一种多因素综合高原高寒气候环境模拟加速试验箱,主要用于高原地区使用的工艺、材料和零部件的快速筛选和环境适应性评价。方法通过高原气候特征分析、工艺验证和文献分析,进行设计、制造、试验谱设计和试验验证等工作。结果解决了光照和高低温低气压环境条件的同时施加问题,形成同时施加光照、气压、温度、湿度和风速五因素的高原高寒气候环境模拟加速试验箱。设计了一套高原高寒气候环境模拟加速试验谱,实现了高原高寒气候环境的多因素综合模拟和加速。结论试验箱各项技术指标达到设计要求。塑料样品的拉伸强度和冲击韧性性能、有机涂层的色差和光泽变化指标,与拉萨站试验结果进行对比,具有良好相关性和加速性。本试验箱可用于高原地区使用的工艺、材料和零部件的快速筛选和环境适应性快速评价。     

西藏退化高寒草原土壤团聚体有机碳的变化特征

为进一步了解高寒草原土壤碳动态变化特点与变化过程,采用湿筛法对藏北高原未退化、轻度退化和严重退化高寒草原表层（0~10 cm）、亚表层（>10~20 cm）不同粒级w（SAOC）（SAOC为土壤团聚体有机碳）进行研究.结果表明,与未退化草地相比,不同程度退化草地w（SAOC）均呈下降趋势,但严重退化草地表层、亚表层中w（SAOC）、>0.25 mm粒级w（SAOC）、 < 0.25 mm粒级w（SAOC）降幅均显著低于轻度退化草地;不同程度退化草地表层、亚表层中>0.25、 < 0.25 mm粒级w（SAOC）在总体上趋于下降,且亚表层的降幅明显高于表层的降幅,但退化草地亚表层中w（SAOC）仍高于表层（未退化草地、轻度和严重退化草地亚表层较表层分别增加51.84%、31.34%、6.83%）,w（SAOC）的土层差异随草地退化加剧而大幅缩小;轻度、严重退化草地不同粒级w（SAOC）的土层分布特征仍与未退化草地一致,其表层、亚表层中>0.25 mm粒级w（SAOC）均明显较高;与未退化草地相同,退化草地表层、亚表层w（SAOC）贡献率亦均呈|2~0.25 mm| > | < 0.25~0.053 mm| > | > 2 mm| > | < 0.053 mm|粒级;退化草地环境对团聚体与w（SAOC）,以及w（SOC）（SOC为土壤有机碳）与w（SAOC）间的关系具有重要影响.研究显示,高原冷干环境下不同粒级SAOC及其变化受草地退化程度、土层深度等的深刻影响,需要从影响土壤有机碳形成与转化的土壤机制等方面进行深入研究.      

天祝高寒草地三线镰孢的分离鉴定及β-tubulin基因序列分析

按30 m的梯度将海拔2 880～3 360 m分为16个采样点,在同一海拔高度按照"Z"字形取样,共取5个点,对16个采样点的土样混匀后以根残体分离法在镰刀菌选择性培养基上进行分离,对分离得到的镰刀菌菌落进行纯化和单孢分离后,以形态学为基础,参照Nelson分类系统进行鉴定.结果表明:在分离到的212个镰刀菌菌株中,有5个菌株为三线镰孢(Fusarium tricinctum).随机选取2株三线镰孢菌株进行β-tubulin基因序列分析,将PCR产物回收测序后在Genbank上比对,菌株TZh-4-3-7和TZh-11-5-2与GenBank上登记的6个新西兰菌株的亲缘关系最近,同源性达96%.利用DNAStar软件绘制其系统发育树状图,结果显示,菌株TZh-4-3-7和TZh-11-5-2与以上6个F.tricinctum菌株均位于系统发育树的同一分支,聚为一类.本研究采用的β-tubulin基因序列分析结果验证了利用形态学鉴定镰刀菌的准确性;将β-tubulin基因序列分析应用于三线镰孢的鉴定中,拓宽了鉴定途径,提高了鉴定的准确性;并了解了三线镰孢在天祝高寒草原不同海拔高度的分布,丰富了我国草原镰刀菌资源库,为进一步探讨镰刀菌与草原退化的关系奠定了基础.