内蒙古草地生产力资源和载畜量的区域尺度模式评估

在气候变化和人类活动的干扰下熏内蒙古草地在过去50年里产生大面积的退化沙化。论文在大气植被相互作用模式穴AVIM雪的基础上发展了一个区域评估模型AVIMia。该模式包括陆面物理过程、植被生长过程和草地利用模式,用来评估放牧利用和气候变化对草地生产力和载畜量的影响。结果表明:内蒙古草地区域生产力剧烈的年际变化与降水量密切相关,而与温度没有明显相关关系。模式估计内蒙古草地总的地上生产力为771.7×108kg/a,可食地上生物量为498.1×108kg/a,典型草原和草甸草原占了大部分的生产力。据此推算的内蒙古地区总的载畜量为45.51×106羊单位,与1997年实际载畜量比较,超载100%。因而熏提出过牧可能是内蒙古草地大面积退化沙化的主要原因,甚至超过气候变化的影响。     

黄土丘陵区退耕地生物结皮对土壤理化性状的影响

以黄土丘陵区易形成生物结皮的阴坡自然撂荒地为研究对象,运用时空互代法,通过野外调查结合室内分析,研究了不同年限(1～13a)撂荒地上生物结皮的形成对0～20cm剖面土壤含水量、容重、地表粘结力、水分渗透性、有机质含量以及土壤全量和速效养分含量等基本理化性状的影响。结果表明,生物结皮的形成可显著影响0～20cm土层土壤的理化性状,表现为:①退耕后,由于生物结皮的形成,退耕地较农地土壤渗透性显著降低,0～20cm土层土壤含水量随退耕年限的延长经历了一个先增后减的变化过程,导致了10a以上退耕地土壤含水量的降低;②生物结皮可显著提高退耕地土壤表面粘结力,10a以上退耕地保留结皮土壤的粘结力是初始退耕地和/或除掉结皮层土壤粘结力的6倍以上,退耕地表面粘结力的增强与退耕后土壤自然沉实以及容重增加关系不大;③生物结皮的形成导致了退耕地土壤渗透性的降低,保留结皮的土壤,其稳定渗透系数(K10)随退耕年限延长而降低,除掉结皮,K 10随退耕年限延长而增加;④生物结皮的形成,使土壤有机质、全氮含量剖面分布呈表聚现象,随退耕年限的延长,表聚现象更趋明显,土壤全磷亦有弱表聚现象。生物结皮层的形成,还可提高结皮层土壤速效养分含量。     

草原生态补偿:减畜和补偿的对等关系

中国草原生态补偿是通过补助和奖励的政策手段达到减畜和草畜平衡的政策目标,最终使牧民收入不减少的条件下草原退化得到减缓。论文首先从理论上提出一个分析草原生态补偿减畜和补偿对等关系的框架,然后以内蒙古四子王旗查干补力格苏木为例,对草原生态补偿减畜和补偿的对等关系进行了实证分析。实证分析结果表明:因为超载情况存在空间异质性和牧户差异性,实际的超载率较统计的超载率被低估了。补偿在区域总量上是不足够的,维持区域总量补偿足够的草畜平衡奖励标准应为28.5元/hm2。减畜和补偿存在严重的不对等关系,47.9%的资金给了那些不需要减畜的牧户,减畜比例0%;5.5%的资金给了那些需要减畜也愿意减畜的牧户,减畜比例1.2%;46.6%的资金给了那些需要减畜但只愿意部分减畜的牧户,减畜比例98.8%。预期能够实现的减畜比例仅为8.3%,由于牧户超载程度存在显著的差异,预期能够实现的减畜比例对草畜平衡奖励标准和每羊单位损失均不敏感。为了达到草原生态保护的目的,保障减畜的有效达成,应该将超载程度纳入草畜平衡奖励的政策设计中。中小牧户是草原超载的主体,"将超载程度纳入草畜平衡奖励的政策设计"的真正含义是"将草畜平衡奖励向中小牧户做出适当倾斜"。"超越"草畜平衡奖励,减少中小牧户的数量,扩大牧户的草场经营规模,促进牧区牧户的适度规模经营才是实现草原可持续发展的出路所在。     

内蒙古温带草原氮沉降的观测研究

在内蒙古太仆寺旗对温带草原地区的氮沉降进行了为期1 a(2011年11月～2012年10月)的观测.在线分析大气NH3和NO2浓度,用CMAQ模型计算的干沉降速率计算了气体干沉降量;采集降水、降尘和穿透雨样品并测定NH4+和NO3-浓度,分别得到湿沉降、颗粒物干沉降和穿透雨沉降量.观测结果表明该地区的氮沉降量已经高达3.43 g.(m2.a)-1,有可能对草原生态系统产生危害.其中,湿沉降占44%,气体干沉降占38%,颗粒物干沉降占18%.干沉降对氮沉降的贡献大于湿沉降,必需重视干沉降的测定,而穿透雨沉降明显小于总沉降,说明穿透雨法不适合于草原地区.从组分上看,还原态氮(包括NH4+和NH3)对氮沉降的贡献为71%,而氧化态氮(NO3-和NO2)的贡献仅29%,因此在控制氮沉降时,不应只针对NOx排放进行削减,NH3减排同样重要.     

黄土丘陵区退耕还林还草对土壤细菌群落结构的影响

为了探究黄土丘陵区退耕还林还草工程对土壤细菌群落的影响,本文以宁南山区玉米农地为对照,人工柠条地和天然草地为退耕还林还草的处理,利用Illumina二代高通量测序技术MiSeq对土壤细菌的16S rRNA V3~V4可变区进行测序,研究3种植被下土壤细菌的α多样性、物种组成和丰富度,并结合土壤理化性质探讨影响细菌群落结构的环境因素.3种土壤样品中共检测到细菌29门,76纲,135目,250科,375属,682种,主要的优势菌门为变形菌门（Proteobacteria）、放线菌门（Actinobacteria）、酸杆菌门（Acidobacteria）、绿弯菌门（Chloroflexi）、芽单胞菌门（Gemmatimonadetes）、厚壁菌门（Firmicutes）,主要的优势菌纲为α-变形菌纲（α-Proteobacteria）、放线菌纲（Actinobacteria）、酸杆菌纲（Acidobacteria）、β-变形菌纲（β-Proteobacteria）、嗜热油菌纲（Thermoleophilia）、芽单胞菌纲（Gemmatimonadetes）、杆菌纲（Bacilli）、δ-变形菌纲（δ-Proteobacteria）.与耕地相比,林地的优势菌主要是变形菌门（Proteobacteria）和放线菌门（Actinobacteria）,草地的是放线菌门（Actinobacteria）和酸杆菌门（Acidobacteria）.柠条林地的土壤微生物多样性最高.通过RDA分析发现,影响本研究区域土壤细菌分布的最主要环境因子是全氮和有机质.研究表明通过退耕还林与还草工程明显地改善了土壤肥力和环境状况,改变了土壤细菌群落组成.     

模拟氮沉降对干旱半干旱温带草原土壤细菌群落结构的影响

随着社会经济发展,活性氮源随人为活动逐年递增,导致氮沉降相应增加,由此带来的生态环境问题也日益严重.本研究基于细菌16S rRNA基因高通量测序技术,分析长期人工模拟氮沉降氮输入量为0、1、4、8、32 g·(m~2·a)~(-1)对干旱半干旱区草原土壤微生物群落结构的影响.结果表明,模拟氮沉降7 a增加了土壤中可利用氮含量,引起草原土壤酸化.高通量测序结果表明,细菌OTU(operational taxonomy unit)数量随氮输入量的增加呈现增加的趋势,高氮处理[8 g·(m~2·a)~(-1)和32g·(m~2·a)~(-1)]显著高于低氮和对照处理;细菌α多样性指数呈现先增加后降低的趋势.不同氮输入水平下土壤细菌群落结构差异显著,且与土壤p H和氮的有效性显著相关.不同细菌相对丰度在纲的水平对氮输入的响应趋势不同.氮的长期大量输入可直接或间接通过改变土壤性状而影响草地土壤细菌群落结构和多样性.     

应用NOAA／AVHRR遥感资料对大面积草场进行产草量定量估算的方法研究

本文选择我国北方典型草原区──内蒙古锡林郭勒草原为试验区，开展了利用ＮＯＡＡ／ＡＶＨＲＲ资料进行大面积草地产草量遥感定量估算方法的研究，从估产原理、植被指数选取、景观生态分区等方面，探讨了ＮＯＡＡ／ＡＶＨＲＲ资料应用于大面积估产和动态监测的可行性和具体途径，为提高估产精度，尝试了大气纠正、几何纠正、多时相数据最大值化处理等新的数据预处理方法，并结合了ＧＩＳ技术，结果表明，适宜的景观生态分区及必要的数据预处理是提高估产精度的基础。     

我国草原生态补偿立法的必要性和可行性分析

草原生态补偿作为一种应对经济高速发展中存在的草原资源耗竭和草原生态破坏的经济手段,对平衡和协调经济快速发展与草原生态保护之间的矛盾发挥着极其重要的作用。在实现我国经济社会可持续发展的背景下,探讨我国草原生态补偿立法的必要性和可行性,更具十分重要的意义。     

降雨变化对荒漠草原植物群落多样性与土壤C:N:P生态化学计量特征的影响

研究降雨格局变化对植物群落多样性、土壤C：N：P生态化学计量特征的影响,以及关键土壤因子与植物群落多样性间的关系,对于荒漠草原植物群落多样性的保护具有重要意义.本文以黄土高原西部荒漠草原为研究对象,通过3 a野外降雨控制试验（减少40%降雨、减少20%降雨、自然降雨、增加20%降雨和增加40%降雨）,探讨干湿年份下降雨变化对植物群落多样性及其土壤C：N：P生态化学计量特征的影响,以及降雨变化下土壤C：N：P生态化学计量特征及关键土壤因子与植物群落多样性的关系.结果表明,在正常年份与偏干年份（2013年与2015年）,Patrick丰富度和Shannon-Wiener多样性指数分别以减雨20%处理显著低于对照和增雨40%处理,在偏湿年份（2014年）,Patrick丰富度和Shannon-Wiener多样性指数对降雨处理无显著差异.在正常年份与偏干年份,随降雨量的增加土壤有机碳（SOC）、全氮（TN）、全磷（TP）、碳氮比（C：N）、碳磷比（C：P）和氮磷比（N：P）呈降低趋势,其中,C：N显著降低;在偏湿年份,随降雨量增加土壤SOC、TN、C：P和N：P呈上升趋势.在正常年份,降雨处理对土壤含水量影响不显著,导致土壤含水量对植物群落影响有限,SOC、TN、N：P、C：N和微生物量氮（MBN）对植物群落多样性的影响更为突出;在偏湿年份,年降雨量丰富,降雨量增加导致土壤养分上升,水分不是限制植物生长的最重要因素,土壤含水量、土壤养分与生态化学计量特征共同调节和控制着植物群落多样性;在偏干年份,降雨处理对土壤含水影响显著,且降雨量增加导致土壤养分流失较多,因此,土壤含水量成为影响植物群落多样性的最主要因素.由此可知,在不同干湿年份,植物群落多样性与土壤C：N：P生态化学计量特征对降雨变化的响应不同;土壤C：N：P对植物群落多样性的影响也不同,本文的研究结果旨在为未来降雨变化下荒漠草原的保护与管理提供一定的理论依据.     

Assessing Multiregion Avian Benefits from Strategically Targeted Agricultural Buffers

Mounting evidence of wildlife population gains from targeted conservation practices has prompted the need to develop and evaluate practices that are integrated into production agriculture systems and targeted toward specific habitat objectives. However, effectiveness of targeted conservation actions across broader landscapes is poorly understood. We evaluated multiregion, multispecies avian densities on row‐crop fields with native grass field margins (i.e., buffers) as part of the first U.S. agricultural conservation practice designed to support habitat and population recovery objectives of a national wildlife conservation initiative. We coordinated breeding season point transect surveys for 6 grassland bird species on 1151 row‐crop fields with and without native grass buffers (9–37 m) in 14 U.S. states (10 ecoregions) from 2006 to 2011. In most regions, breeding season densities of 5 of 6 targeted bird species were greater in the 500‐m surrounding survey points centered on fields with native grass buffers than in landscapes without buffers. Relative effect sizes were greatest for Northern Bobwhite (Colinus virginianus), Dickcissel (Spiza americana), and Field Sparrow (Spizella pusilla) in the Mississippi Alluvial Valley and Eastern Tallgrass Prairie regions. Other species (e.g., Eastern Meadowlark [Sturnella magna], Grasshopper Sparrow [Ammodramus savannarum]) exhibited inconsistent relative effect sizes. Bird densities on fields with and without buffers were greatest in the Central Mixed‐grass Prairie region. Our results suggest that strategic use of conservation buffers in regions with the greatest potential for relative density increases in target species will elicit greater range‐wide population response than diffuse, uninformed, and broadly distributed implementation of buffers. We recommend integrating multiple conservation practices in broader agricultural landscapes to maximize conservation effectiveness for a larger suite of species. Evaluación de los Beneficios de la Mutliregionalidad de Aves a Partir de Amortiguadores Agriculturales Estratégicamente Señalados