亚高山草甸土壤呼吸的空间异质性研究

运用传统和地统计学的方法,对山西云顶山亚高山草甸的土壤呼吸、土壤温度、土壤水分和土壤有机碳的空间异质性以及它们的关系进行了分析.传统统计分析表明,土壤呼吸及环境因子均呈正态分布,变异系数在12%~24%之间,属于中等变异;土壤呼吸和土壤有机碳的相关系数(r=0.61)大于和温度(r=0.27)、水分(r=0.26)的相关系数,表明土壤有机碳对土壤呼吸空间分布的影响要远大于土壤温度和水分的影响.地统计学分析结果表明,线性模型能很好地反映土壤呼吸以及环境因子的空间结构特征.土壤呼吸、土壤温度、土壤水分及土壤有机碳的C0/(C0+C)值分别为41%、3%、77%、57%,表明土壤温度具有高度的空间自相关性,土壤呼吸和土壤有机碳具有中等程度的空间自相关性,土壤水分表现出较弱的空间自相关性,结构因素对土壤温度和土壤呼吸的空间分布起着主导作用,而随机因素对土壤水分和土壤有机碳的空间变异则起着主导作用;土壤呼吸、温度和水分的变程均为53.2 m,有机碳的变程为52.1 m;土壤呼吸和土壤温度具有较好的分形特征,存在尺度上的依赖性.分维数从大到小依次为:土壤水分(1.96)>土壤有机碳(1.95)>土壤呼吸(1.85)>土壤温度(1.60),表明土壤水分依赖于尺度的变异最小,空间分布结构最复杂,而土壤温度的空间分布格局最简单;土壤呼吸的空间分布表现出与土壤水分和有机碳相似的特点,并表现出自己的规律性.随着置信水平和估计精度的降低,土壤呼吸及其影响因子所要求的采样数量均出现较大幅度的下降.     

直升机航电系统高原高寒环境适应性评估

目的研究高原高寒环境对直升机航电系统试验的影响、应对以及直升机环境适应性评价方法。方法通过分析高原高寒环境对直升机航电系统的影响因素,建立评价指标体系,运用模糊综合评价方法,得出直升机航电系统在高原高寒环境下适应性评价值。结果直升机高原高寒适应性可分为两个一级指标,12个二级指标,其中高原适应性评价指标的权重为0.7983,高寒适应性的权重指标为0.2135。某直升机高原高寒适应性模糊综合评价值为0.7692,适应性综合评价为较好。结论高原、高寒地区特殊的自然环境、地形地貌、气候条件等都会对航空装备的试验和使用产生很大的影响,航空装备乃至武器装备环境适应性试验的重要性与日俱增,运用模糊综合评价方法能够有效地进行直升机航电系统高原高寒环境适应性评价,提高试验效率。     

拉萨河流域高寒湿地水质影响因子分析

西藏高寒湿地在生态平衡、生态建设和经济社会发展中发挥着重要作用。本文以西藏拉萨河流域内各个典型高寒湿地为研究对象,通过系统聚类法和综合污染指数法,对流域内各项水质指标进行综合分析和评价。结果表明：各个湿地的总N、Cu元素含量都超出了Ⅰ类水质标准;总P、Zn没有超标;Mn元素含量除了塘嘎郭湿地超标3倍外,其他均小于国家标准;Fe元素含量除了塘嘎郭湿地超标7倍外,其他均小于标准。总N、总P、pH值、Cu、Fe等因子对拉萨河流域内各个高寒湿地水质污染贡献最大。拉萨河水体有机污染较重,其余各个湿地有水体富营养化的趋势,同时流域内湿地独特的自然因素造成该流域内重金属污染偏高。对策建议包括应加大对城市污水的治理,加强流域内及周边矿藏资源的开发管理等。     

藏西北高寒草原生态资产价值评估

论文基于遥感估算的生态系统净初级生产力(NPP)和植被覆盖率,测算了1992、1995、2000和2006年4期藏西北高寒草原的生态资产价值,并分析了其时空分布规律。结果表明:藏西北地区生态资产在空间格局上由东南向西北逐渐减小。从生态资产构成来看,藏西北地区的生态资产主要体现在大气调节(45%)和涵养水源(40%)两方面,其次为生产有机物质的价值(11%),水土保持和营养物质循环所占比例较小。从生态资产变化趋势来看,藏西北地区生态资产总值由1992年的616.1×10⁸元增长到2006年的1 637.2×10⁸元,单位面积生态资产均值平均每年增加1.06×10⁴元/km²。考虑到多源遥感数据之间存在一定程度的不一致性以及遥感时间序列数据较短等原因,论文所反映的藏西北地区生态资产变化趋势可能比实际情况偏高,其结果还有待于进一步佐证。     

不同干扰类型对呼伦贝尔草甸草原群落结构及物种多样性影响的比较

采用样方法,对比研究了2009—2011年刈割和围封干扰对呼伦贝尔草甸草原植物群落结构和物种多样性的影响. 结果表明:2009—2011年,围封干扰下建群种种群相对重要值分别为15.67%、17.73%、17.60%;而刈割干扰下建群种种群相对重要值分别为16.86%、14.84%、12.36%,呈明显下降趋势;表明围封干扰可促进建群种种群生长,而刈割则有一定的抑制作用. 2种干扰类型导致的植物群落生态类型变化趋势差异尚不显著. 2009—2011年,刈割干扰下,Margalef物种丰富度指数分别为6.05、4.58、4.27,Shannon-Wiener多样性指数分别为3.13、2.89、2.79,Pielou均匀度指数分别为0.90、0.91、0.90;围封干扰下,Margalef物种丰富度指数分别为6.46、6.03、5.32,Shannon-Wiener多样性指数分别为3.26、3.18、2.98,Pielou均匀度指数分别为0.87、0.87、0.85. 可见,在相同年份,刈割干扰下Margalef物种丰富度指数和Shannon-Wiener多样性指数均低于围封干扰,Pielou均匀度指数均高于围封干扰. 说明围封干扰有利于植物物种多样性的维持,而适度的刈割干扰则有利于植物群落的均一化.      

高寒山地甘肃臭草斑块特征与土壤水分的关系

选取石羊河上游高寒退化草地甘肃臭草种群,分析斑块特征、土壤水分以及二者之间的相互关系,以期了解植被对土壤水分变化的适应性和反作用特征.结果表明:甘肃臭草斑块在形成、扩散和稳定阶段种群高度、密度、盖度由中心向边缘逐渐减小,衰退阶段由中心向边缘逐渐增大,甘肃臭草斑块内土壤水分由中心向边缘逐渐增大,斑块内土壤水分大于斑块外;斑块内土壤水分与植被主要生物学特征之间由负相关向正相关过渡.甘肃臭草具有明显的可塑性,通过对干旱区环境的长期适应,改变了小范围内土壤水分分布结构,进而形成繁茂生长的单一优势种群斑块.表3参16     

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。     

1954-2010年西南高山地区土壤碳储量时空动态及对气候变化的响应

西南高山地区生态系统类型丰富、地形复杂, 是响应全球气候变化的重点区域,对全球气候变化具有重要的指示作用。研究应用生态系统模型CEVSA(Carbon Exchange betweenVegetation, Soil, and the Atmosphere)估算了1954-2010 年西南高山地区土壤有机碳(Soil Organic Carbon, SOC)的时空变化,分析了其对气候变化的响应。结果表明:①西南高山地区1954-2010 年平均土壤有机碳密度为14.16 kg C·m^-2,在空间分布上,SOC密度自东南向西北递增,与温度显著负相关(r=-0.447,P<0.01),而与降水量相关性不显著;②西南高山地区1954-2010 年SOC 总量变动范围为6.95~7.64 Pg C,增加趋势显著(P<0.05),平均每年增加0.013 Pg C,土壤有机碳密度平均增加26.94 g C·m^-2;③常绿针叶林、常绿阔叶林和草地SOC密度增加趋势均显著,除常绿阔叶林SOC密度与温度相关性不显著外,其他两种植被类型SOC都与年平均温度显著正相关(草地:r=0.527, P<0.01; 常绿针叶林:r=0.501, P<0.01),且3 种植被类型SOC与年降水量均相关性不显著;④由于作为土壤有机碳输入的凋落物产生量对温度不如异养呼吸敏感,所以未来升温条件下,土壤有机碳储量的增速减缓或者呈下降趋势。     

若尔盖高原湿地地表水与大气湿沉降中有机氯农药和多氯联苯研究

采用高分辨率气相色谱-高分辨率质谱联用法分析位于青藏高原东缘的若尔盖高原牧场地表水和大气湿沉降中有机氯农药(OCPs)和多氯联苯(PCBs)异构体含量的季节分布特征,探讨持久性有机污染物(POPs)在边远清洁地区的地球化学行为.结果表明,若尔盖地区地表水中∑HCHs、∑DDTs、HCB、∑6PCBs平均浓度分别为0.90,1.36, 0.95,1.35ng/L.大气降水中OCPs和PCBs平均浓度分别为0.363,0.118ng/L,最大值出现在11月初冬的降雪样品中.异构体按平均浓度排序为HCB > PCB28 > p,p’-DDD > p,p’-DDE > α-HCH > γ-HCH.PCBs以PCB28和PCB52为主,除少量的PCB101外,其余高氯代PCB化合物都未在沉降样品中检出.∑HCHs、∑DDTs、∑PCBs的大气沉降通量分别为0.058~0.268,0.087~0.311,0.049~0.188ng/(m2·d).高海拔地区POPs大气沉降模式可分为“海拔梯度降水型”和“高原型”2类.类似于极地冷凝作用,高原型降雪中的POPs的沉积通量高于降雨沉降通量,但持久性较强的PCB138、PCB153和PCB180则缺失.这一结果验证了高空大气远程迁移和局地的高山冷凝效应的区别.     

长江上游高山森林小溪流磷输出及其汇流特征

长江上游水源涵养地高山森林溪流磷输出不仅是森林生态系统磷输出的主要形式,而且与下游水域环境密切相关,但对此人们一直缺乏必要的关注.因此,为了解森林溪流磷的最大输出潜力,于2013年8月中旬溪流流量较大的季节,调查了海拔3600~3700 m的高山森林18条溪流的磷输出及其从源头到尽头的变化特征.结果表明:在所选样地内,溪流中总磷储量为8120.1 mg,单位水体面积储量为5.4 mg·m-2,单位水体面积总输出量为150.3 kg·km-2·d-1,单位集水区面积总输出量为0.2 kg·km-2·d-1,集水区潜在年输出总量约为67.7 kg·km-2.溪流中总磷含量维持在检出限0.01~0.6 mg·L-1之间,所有溪流上游总磷含量和储量均明显高于下游;溪流尽头总磷储量仅为源头总储量的29.2%,尽头平均浓度为源头平均浓度的30.9%.这些结果表明,高山森林溪流具有明显的磷输出特征,但从源头到尽头的汇流过程中,溪流水体能显著降低总磷含量及储量,表现出明显的自净能力,这也是高山森林生态系统养分传输纽带的重要体现.