川西锦鸡儿灌木扩张对高寒草地土壤有机碳矿化的影响

以川西锦鸡儿(Caragana erinacea)灌丛草地为研究对象,分析川西锦鸡儿灌木不同扩张程度下(原生草地、中度灌木扩张和重度灌木扩张)0—10 cm、10—20 cm和20—40 cm土壤理化性质及土壤有机碳(SOC)矿化的变化特征,探究灌木扩张对高寒草地SOC矿化的影响机制。结果表明:(1)灌木扩张对土壤全氮(TN)含量无显著影响,显著增加各土层SOC含量,显著增加10—20 cm土壤矿物矿质结合态有机碳(MAOC)含量及其占SOC比例,显著减小0—20 cm土壤含水量(SWC)。重度灌木扩张显著增加10—40 cm土壤微生物生物量碳(MBC)含量,显著减小0—10 cm土层MBC/SOC和MAOC/SOC。(2)不同土壤深度对SOC矿化激发效应存在差异,灌木扩张显著降低0—10 cm土壤有机碳潜在矿化碳库(C_(0)),重度灌木扩张显著增加10—40 cm土层C_(0)。(3)相关性分析表明,SOC矿化过程与SWC、SOC、TN、MBC和MAOC显著正相关,与MAOC/SOC显著负相关。逐步回归分析表明,SOC矿化与MBC和SWC相关性最强,可以有效解释C_(0)变化的91.1%。由此推断,川西锦鸡儿灌木扩张后该区域SOC矿化的变化,主要是由于灌木扩张影响MBC和SWC所致,土壤浅表水分减少影响微生物活动使得SOC矿化减弱,灌木根系发育土层微生物量增多使得SOC矿化增强。

沙化对高寒草甸土壤磷素组分的影响

[目的]土壤磷素组分决定着土壤演变过程中磷素的迁移和可用性。探讨高寒草甸不同退化程度下土壤磷组分的空间分布特征,为沙化草甸植被恢复提供科学参考。[方法]以青藏高原若尔盖沙化高寒草甸土壤为研究对象,采用修正后的Hedley磷素分级方法,探究未沙化、轻度、中度和重度沙化程度下高寒草甸土壤磷组分变化。[结果](1)随着沙化程度的加剧,土壤有机碳、全氮、全磷、速效磷及含水量显著降低(p<0.05);pH值显著升高(p<0.05)。(2)土壤树脂态磷(Resin-Pi)、碳酸氢钠磷(NaHCO_(3)-P)、氢氧化钠磷(NaOH-P)、稀盐酸无机磷(D.HCl-Pi)和浓盐酸磷(C.HCl-P)含量随沙化程度的加剧均出现显著(p<0.05)下降,其中在中度和重度沙化下有机磷组分含量较无机磷下降更为明显。(3)相关性分析显示,在高寒草甸沙化过程中土壤磷素组分的转化主要发生在D.HCl-Pi,NaHCO_(3)-P与氢氧化钠有机磷(NaOH-Po)组分之间;而HCl-P,NaOH-P和Resin-Pi是植物生长重要的磷源。[结论]沙化对土壤碳氮、水分、pH值和磷素组分有显著影响,沙化导致土壤碳氮、水分及pH值和磷素组分发生不同程度的变异,且多发生于沙化中后期;在高寒草甸沙化土壤中HCl-P,NaOH-P和Resin-Pi是植物生长重要的磷源。

放牧强度对川西北高寒草甸植物生物量及其分配的影响

研究了四川省红原县境内4个不同放牧强度下高寒草甸植物群落的物种组成、生物量及其分配特征。随放牧强度的增加,植物群落表现出由垂穗鹅冠草(Roegneria nutans)和垂穗披碱草(Elymus nutans)等禾草为优势种的群落向以川嵩草(Kobresia setchwanensis)和高山嵩草(Kobresia pygmaea)等莎草为优势种的群落演替的趋势。生长季节6—9月,草甸植物地上生物量以不放牧为最高,重度放牧显著小于不放牧;地下生物量随放牧强度的增加而呈增加趋势,重度和中度放牧显著高于不放牧和轻度放牧。不放牧、轻度、中度和重度放牧草地6—9月4个月植物总生物量平均值分别为1543.3、1621.6、2294.7和2448.5g·m-2,地下生物量占总生物量比例大小排序为重牧(87.8%)>中牧(81.8%)>轻牧(76.2%)>不放牧(69.2%)。草甸植物生物量的变化主要是由于放牧作用下植物群落优势种的变化而引起的,其分配比例的变化反映了草甸植物对放牧干扰的适应。

放牧强度对川西北高山草甸两个优势物种凋落物分解的影响

研究了川西北高山草甸两个优势物种垂穗鹅冠草(Roegneria nutans)和四川嵩草(Kobresia setchwanensis)凋落物在不同放牧强度下的分解及其碳氮损失率。经过一年的分解,放牧不同程度地加速了两种凋落物的分解。垂穗鹅冠草凋落物在不放牧、轻牧、中牧和重牧草地的失重率分别为26.0、27.2、29.6和32.8%;川嵩草凋落物的失重率分别为44.0,46.2,50.4和56.2%。不放牧、轻牧、中牧和重牧草地垂穗鹅冠草凋落物碳的损失率分别为26.1%、27.5%、29.4%和32.9%,氮的损失率分别为13.6%、14.4%、17.3%和19.1%;川嵩草凋落物碳的损失率分别为41.9%、44.3%、48.5%和54.4%,氮的损失率分别为39.4%、41.4%、46.4%和52.8%。研究表明,增加的放牧强度加快了两种凋落物的分解速率,加速了凋落物中碳氮的释放;同时也表明,川嵩草凋落物的分解速率要快与垂穗鹅冠草凋落物。

基于BaPS技术的高山草甸土硝化和反硝化季节变化

应用气压分离(BaPS)技术测定了川西北高山草甸土硝化和反硝化季节动态变化。结果表明:植物生长季节内,土壤总硝化、反硝化和N2O释放率的变化趋势一致,即从6月份(硝化率:N8.40mgkg-1d-1;反硝化率:N0.48mgkg-1d-1;N2O释放率:N84.48μgkg-1d-1)开始增加,7月份(N19.36mgkg-1d-1;N0.60mgkg-1d-1;N100.13μgkg-1d-1)达到最大值,然后开始下降,到9月份(N1.81mgkg-1d-1;N0.24mgkg-1d-1;N40.09μgkg-1d-1)降为最小值。氮素物质基础(NO3--N和NH4+-N)不是影响该高山草甸土硝化和反硝化的主要因素,土壤温度和湿度是该高山草甸土硝化、反硝化作用的主要影响因子。

刈割对四川嵩草高寒草甸植物生物量和氮含量的影响

研究了生长季内刈割频次和时间对四川嵩草(Kobresia setchwanensis)草甸植物全年积累的生物量及其氮素特征的影响。结果表明,在生长季内刈割2次(6和7月份每月1次)或3次(6、7和8月份每月1次)比不刈割(仅在生长季末收获现存生物量)显著降低了植物地上和地下积累的生物量,但生长季内多次刈割能增加植物地上部分氮含量和贮量。与不刈割相比,生长季内不论在6、7或8月份刈割1次有利于获得较高的植物地上生物量和氮贮量,而且在8月份刈割1次是所有刈割处理中全年地上积累生物量及氮贮量最高的处理。除6月份刈割1次植物地下生物量及氮贮量显著小于不刈割外,7或8月份刈割1次与不刈割之间差异不显著。由此可见,生长季内多次刈割不利于四川嵩草草甸植物生物量及氮的积累,而在8月份进行1次刈割可获得全年最大的地上积累生物量及氮贮量。

土壤改良剂对草坪床土理化性质的影响

土壤改良剂(康乐)对草坪床土理化性质的影响研究表明,土壤改良剂(康乐)能降低土壤容重,提高土壤总孔隙度、渗透系数、田间持水量,丰富土壤有机质和全氮,调节速效养分,能有效降低土壤pH值和电导率。在试验范围内,随改良剂用量的增加,改良效果更明显。

多模式成像及多功能分子影像探针技术的研究进展

医学影像学技术发展的主要目标是无创性获得人体解剖、生理等多方面信息,以期准确诊断疾病、早期评估疗效。就目前而言,影像模式可以分为两大类：一是提供结构信息的影像,如MRI、CT及超声检查等;二是提供功能及分子信息的影像,如PET、SPECT、磁共振波谱成像及光学成像等。然而对于某些病例,往往无法通过单一的成像方式进行诊断,如：单纯的X-CT成像对肿瘤分期稍显不足,单纯的PET图像也缺乏足够的定位信息。

短期增温对青藏高原高寒草甸植物群落结构和生物量的影响

采用增温棚模拟增温的方法,对比研究了青藏高原腹地典型高寒草甸和沼泽草甸在两种增温梯度条件下植物群落结构及植物生长对温度升高的初期响应。由于开顶式生长室(OTC)的增温作用,在整个生长季内,沼泽草甸月平均气温分别较对照提高2.98℃(OTC1)和5.52℃((OTC2),20cm处土壤水分分别减少了2.45%(OTC1)和3.44%(OTC2);高寒草甸月平均气温分别比对照升高了2.59℃(OTC1)和5.16℃(OTC2)。20cm处土壤水分分别减少了1.83%(OTC1)和7.71%(OTC2)。受温度升高及土壤含水量减少的影响,模拟增温2个生长季后,与对照样地相比,群落种群高度、密度、盖度、频度和重要值发生变化,群落结构也发生一定变化。增温处理使高寒草甸禾草和莎草盖度减少,杂草盖度增加,而使沼泽草甸中禾草和莎草盖度增加,杂草盖度减少。增温后,两种草甸总生物量均增加,但大幅度的增温条件抑制了高寒草甸的这种促进作用,而促进了沼泽草甸的这种促进作用。两种草甸的地下生物量主要分布在土壤表层,模拟增温使得高寒草甸的生物量分配格局向深层转移,但不明显;而使沼泽草甸生物量明显的趋向深层土壤中转移。

模拟增温对长江源区高寒草甸土壤养分状况和生物学特性的影响研究

采用增温棚模拟增温的方法,对比研究了青藏高原腹地的风火山地区典型的高寒沼泽和高寒草甸在两种增温梯度条件下的土壤养分状况、微生物生物量碳氮和酶活性对温度升高的响应。结果表明：（1）模拟增温显著提高了增温棚内的气温和5 cm土壤温度,高寒沼泽草甸区不封顶增温棚平均气温和5 cm土壤温度分别较对照升高2.54℃和0.68℃,封顶增温棚平均气温和5 cm土壤温度分别较对照提高4.99℃和1.43℃;高寒草甸区内不封顶和封顶增温棚5 cm土壤平均温度分别较对照提高0.31℃和3.93℃。（2）模拟增温对两种草甸土壤养分含量的变化表现不一致,高寒沼泽草甸中开顶和封顶式增温棚0~5 cm土层中土壤有机碳和全氮含量降低,5~20 cm土层中却增加;相反的,高寒草甸中开顶和封顶式增温棚0~5 cm土层中土壤有机碳和全氮含量增加,5~20 cm土层中减少。（3）模拟增温显著提高了土壤微生物生物量碳、氮的含量,但由于封顶式增温棚增温幅度过大,抑制了微生物的代谢活动,导致微生物生物量碳、氮降低。（4）模拟增温使土壤过氧化氢酶、脲酶和蛋白酶的活性在两种草甸中均有不同程度的提高,碱性磷酸酶活性减小,蔗糖酶活性在两种草甸中表现出不一致的变化情况。同时,封顶增温棚内的过氧化氢酶、脲酶和蛋白酶活性增加的幅度,蔗糖酶和碱性磷酸酶减少的幅度均小于开顶式增温棚内的酶活性。两种草甸土壤有机碳和全氮含量的变化对模拟增温的响应情况不一致,这与不同类型草甸中土壤理化性质、水热状况、土壤代谢、植物种类及土壤生物（动物和微生物）区系、数量和生物多样性等因子有关。

若尔盖高原湿地甲烷排放的时空异质性

集中于北美落基山高山湿地甲烷排放的零星报道远不能解析全球高山湿地甲烷源强。因此,世界范围内其他区域高山湿地甲烷排放的研究对于合理估计全球高山湿地甲烷源强,意义重大。采用静态箱-气相色谱法,基于3种典型湿地类型的甲烷排放数据,认为若尔盖高原湿地生长季甲烷的平均排放量为4.69mgCH4m-2h-1。同时根据2a数据,初步分析了甲烷通量及其对环境因素和生物因素的响应特征,结果表明:(1)甲烷排放昼夜变化具有双峰模式(主峰出现在15:00,次峰出现在06:00),可由土壤温度以及植物气孔开启来解释。(2)若尔盖湿地甲烷排放季节动态较为典型,即在7月份或8月份出现排放高峰,冬季甲烷排放较少。生长季,对3类群落类型,表面温度与甲烷排放显著相关(r2=0.55,P<0.05,n=30),地表水位和植物群落高度与甲烷排放相关性更为显著(r2=0.32,0.61,P<0.01,n=30)。分析认为该季节节律是由温度以及植物生长状况直接影响的,而水位则是使该节律发生波动的原因(高原气候)。(3)群落尺度下,物候学上相当重要的两个时期,甲烷排放通量均有较高的空间变异(植物生长高峰变异系数为38%,积雪融化高峰为61%)。通过逐步回归线性分析,发现植物生长高峰期,地表水位和群落高度是影响甲烷排放空间差异的主要因素(r2=0.43,0.59,P<0.01,n=30)。(4)景观尺度下,生长季,景观尺度下甲烷排放有较大的空间变异,湖滨湿地甲烷平排放量最高为11.95mgCH4m-2h-1,其次为宽谷湿地,其排放量为2.12mgCH4m-2h-1,河岸湿地表现为甲烷吸收,其吸收量为0.007mgCH4m-2h-1。地表水位、植物地上生物量以及植物高度能够很好地解释甲烷排放的景观差异。

青藏高原多年冻土区积雪对沼泽、草甸浅层土壤水热过程的影响

有无积雪覆盖下浅层土壤水热过程是青藏高原多年冻土区水能循环中的一个重要不确定因素。为了研究积雪覆盖对高寒沼泽、草甸浅层土壤水热过程的影响,在青藏高原多年冻土区选择了典型的有无积雪覆盖的沼泽、草甸建立观测场,观测浅层土壤的温度和水分状况。通过分别研究积雪对高寒沼泽、草甸浅层土壤温度和水分的影响,结果表明:高寒沼泽、草甸在有积雪覆盖下浅层土壤开始冻结和消融的时间都有所滞后,且冻结持续时间相应有所增加。由于积雪覆盖,浅层土壤温度变化速率略有减小而水分变化速率略有增加,积雪起到了抑制土壤温度变化速率和促进土壤水分变化速率的作用。积雪覆盖对秋季冻结过程和夏季融化过程浅层土壤的温度和水分的影响明显大于冬季冻结降温过程和春季升温过程,且对融化过程的影响较冻结过程明显。通过对比分析有无雪盖沼泽和草甸土壤,说明积雪的覆盖对沼泽土壤温度的影响要大于草甸土壤,对土壤水分融升过程的影响大于冻降过程,且对沼泽浅层土壤的影响大于草甸浅层土壤。

围栏禁牧对川西北亚高山高寒草甸群落结构的影响

围栏禁牧4a后,与放牧草地相比较:1)围栏草地物种数量有所下降,群落内出现物种27种,而长期放牧草地为33种.2)围栏草地物种平均高度较高,为20.23cm,群落分层现象明显;放牧草地物种平均高度仅为8.14cm,群落无分层现象.3)围栏草地内,杂草类的盖度(98%)大于禾草类的盖度(14%);放牧草地上,杂草类的盖度(53%)小于禾草类的盖度(56%)。4)围栏草地以禾草为主的优良牧草的生产能力(35.24g/m2)低于放牧草地的生产能力(75.47g/m2).5)围栏草地的地上生物量(272.64g/m2)和地下0～30cm生物量(801.61g/m3)都高于放牧草地的地上生物量(184.84g/m2)和地下0～30cm生物量(683.82g/m3).研究结果表明,围栏草地具有比放牧草地更复杂的群落结构,但其物种组成和优良牧草的生产能力,都低于放牧草地.

青藏高原东北部5000年来气候变化与若尔盖湿地历史生态学研究进展

全球变化背景下古气候学的研究越来越受到关注。利用多年来的文献记载和自然证据,对青藏高原东北部气候变化进行重建。并以若尔盖湿地为例,梳理了区域5000 a来气候变化对湿地植被类型、泥炭沼泽发育和文化发展产生的影响,探讨了气候变化、文化发展、沼泽发育三者之间可能具有的相互关系。指出青藏高原东北部5000—3000 a B.P.之间气候较为暖湿,其平均温度要高出现在2℃左右;3000 a B.P.至今为气候干冷期,其中1000 a B.P.左右是过去5000 a中最寒冷时期,近1000 a来气温呈缓慢回升趋势。区域的气候变化决定了植被类型,对泥炭沼泽的形成和发育发挥了重要作用,对文明进程的影响主要体现在气候变化通过影响沼泽的演替,从而改变人类活动的范围与早期文明的形成,同时人类的过度活动也在一定程度上影响了沼泽的分布格局及动态。但气候变化、沼泽发育和文化发展三者之间的关系有赖于多因素耦合,其具体机理有待更深入的研究。

青藏高原生态系统土壤有机碳研究进展

作为"世界第三极"的青藏高原,高寒生态系统是青藏高原主要的生态系统之一。它本身是一个复杂而又特殊的系统,因其独特的自然地理环境而形成的高寒土壤更有其独特的性质。本文首先综述了青藏高原高寒生态系统的土壤有机碳储量、估算方法的研究进展及造成估算结果差异的原因,随后对高寒土壤有机碳排放的观测试验进行了综述,探讨了气候变化对高寒生态系统土壤有机碳源汇效应的影响。目前,全球变暖的趋势正在加剧,40年来,青藏高原气温平均上升了约0.3～0.4℃,冻土面积正广泛退缩,这直接导致青藏高原高寒生态系统发生了以植被覆盖度减少、高寒草原草甸面积萎缩等为主要形式的显著退化,植被生产力和土壤有机碳输入量都减少,而温度升高加快了土壤有机碳分解速率,从而影响到高寒生态系统的碳循环和碳储量。青藏高原土壤有机碳的源汇效应问题已成为研究的热点,但是到目前为止,温度升高到底如何影响土壤有机碳的动态变化没有明确的定论,为此,我们必须从长期的观测试验来说明气候变化对土壤碳库的源汇效应。

西藏矿山生态环境现状及保护研究——以藏北砂金矿为例

西藏自治区作为建设国家生态安全屏障的重点,对我国生态安全有举足轻重的作用.随着对西藏的矿产资源开发力度的加大,矿山迹地环境问题日益突出.西藏因其独特的高原气候和特殊的自然条件,其矿山迹地的环境治理有别于一般区域的治理经验.在深入西藏阿里、那曲等地区矿山迹地实地考察、测绘勘测的基础上,对研究区高分辨率影像进行遥感解译,以典型矿山为例分析说明了西藏自治区矿山环境现状及矿山环境保护中存在的问题.结果表明:西藏粗放式矿山开发遗留的大量采坑和弃土弃渣等引发了一系列严重的社会及环境问题,增加了生态恢复难度.为保障西藏自治区矿山可持续发展,针对这些问题,根据藏北高原极度脆弱的生态环境特点,以藏北高原生态环境可持续发展为原则,探讨适合西藏砂金矿山迹地治理的理论和技术支撑,在管理和政策上对矿山生态环境保护提出了建设性意见.

成都市空间立体绿化藤本植物的选择

对成都市中心城区空间立体绿化中主要藤本植物的种类进行了调查,应用层次分析法(AHP),筛选出8个抗性指标、4个生长指标、5个生态指标和5个美学指标,建立了综合评价指标与其权重值体系,并对调查出的藤本植物进行评价,结果表明:成都市空间立体绿化中藤本植物主要适生种可作为骨干种的有8种:爬山虎、多花蔷薇、藤本月季、紫藤、木香花、三叶爬山虎、川鄂爬山虎、常春油麻藤;主要配置种有9种:葛藤、三角梅、络石、葡萄、中国凌霄、中华常春藤、扶芳藤、牵牛花、金银花;一般配置种或补充种有6种:观赏南瓜、观赏葫芦、绿萝、香花崖豆藤、茑萝、括楼。同时对成都市空间立体绿化中藤本植物的选择提出建设性意见。

青藏高原高寒湿地温室气体释放对水位变化的响应

为了探究水位变化对青藏高原高寒湿地温室气体释放的影响,以高原东部若尔盖典型高寒湿地为研究对象,采用"中型实验生态系"的技术手段,研究了两种不同水位情形[稳定水位(SW,0cm)和波动水位(DW,从0cm下降到45cm,再复原到0cm)]对高寒湿地二氧化碳(CO_2)、甲烷(CH_4)和氧化亚氮(N_2O)三种温室气体释放的影响。结果表明,1)高寒湿地水位变化对土壤(0~10cm)可溶性有机碳(DOC)没有显著影响;水位从0cm下降到45cm,再复原到0cm,对铵态氮(NH_4^+-N)和硝态氮(NO_3^--N)的转化起到了促进作用;2)水位变化对高寒湿地CO_2释放影响不显著,SW和DW处理下CO_2累积释放量分别为235.2和209.7g/m^2;3)水位变化对CH4释放有显著影响,CH4累积释放量从SW处理的1.79g/m^2下降到DW处理的0.86g/m^2,下降了52.18%;4)水位波动处理抑制了N_2O的释放,其在SW和DW条件下的累积释放量分别是6.72和-7.36mg/m^2;5)高寒湿地土壤温度在10℃以上,CO_2和CH_4释放量与其呈显著正相关性,水位下降提高了CO_2和CH4释放与温度的拟合度。

长江源区高寒草地土壤有机质和氮磷含量的分布特征

土壤养分是高寒草地生态系统维系健康的基础。本研究分析了长江源区沼泽化草甸、典型草甸、草原化草甸和沙生草地的土壤养分特征,以期为高寒草地合理管理提供理论依据。研究表明,不同类型高寒草地的土壤有机质和全氮含量存在明显的差异,表现为沼泽化草甸>典型草甸>草原化草甸>沙生草地,土壤有机质和全氮含量在各个草地类型内均随着土层深度增加而显著降低(P<0.05);土壤速效氮含量为草原化草甸>典型草甸>沼泽化草甸>沙生草地,草原化草甸含量高达65.5 mg·kg-1,而沙生草地含量仅为11.5 mg·kg-1,除沙生草地外,其他草地类型土壤速效氮含量最大值出现在10-20 cm土层;土壤全磷和速效磷含量在高寒草甸不同退化演替阶段及其各土层中差异不显著(P>0.05);高寒草甸退化演替过程中,土壤养分各因素间相互影响,其中,土壤全氮、全磷、速效氮和速效磷与土壤有机质之间呈显著正相关关系,土壤速效氮与全氮和土壤速效磷与全磷之间亦呈显著正相关关系,而土壤p H值与土壤各养分之间的相关性均不显著。

青城山常绿阔叶林冠层结构对植被生物多样性的影响

【目的】分析青城山常绿阔叶林冠层结构与植被生物多样性的关系.【方法】在青城山常绿阔叶林地段设立样方,调查了森林植被特征,并运用冠层分析仪测定了森林的冠层结构和光环境特征.【结果】青城山常绿阔叶林乔木和灌木层物种丰富度、Simpson多样性指数和均匀度均高于草本层,乔木层丰富度高于灌木层,但两层间的Simpson多样性指数和均匀度差异不明显.乔木、灌木和草本层的Simpson多样性指数和冠层上方的光量子通量(PPFD)显著负相关,灌木和草本层的Simpson多样性指数与冠层下方PPFD显著正相关.草本层均匀度与冠层孔隙度和开度呈正显著相关,与郁闭度呈负相关.【结论】青城山常绿阔叶林冠层结构及其引起的光环境变化对草本层的影响较乔木层和灌木层明显,尤其是对草本层物种丰富度和多样性影响更显著.在青城山低山常绿阔叶林生态系统演替进程中,林下光照强度大小是影响林下植物生长和演替的重要限制因素.