海拔梯度上川西高山土壤溶解性有机质(DOM)光谱特征

采用三维激发发射矩阵荧光光谱、平行因子分析(EEM-PARAFAC)和荧光区域积分方法(FRI),研究川西高原3200~4000m高寒土壤DOM特征及其在海拔梯度上变化规律.结果表明,高寒土壤DOC含量为0.47~0.81g/kg,随着海拔梯度的升高而呈增加趋势,表层土中含量多高于亚表层土;土壤中DOM组分均呈5个组分,即芳香蛋白类物质I(酪氨酸类,Peak I)、芳香蛋白类物质II(BOD5,Peak II)、富里酸类(Peak III)、微生物代谢产物(色氨酸类,Peak IV)和腐殖酸类(大分子腐殖酸,Peak V);高山土壤DOM中以富里酸类有机质和腐殖酸类有机质组分为主,FRI值均随着海拔的升高而降低..川西高山土壤DOM荧光特征参数(荧光指数FI、自生源指数BIX、腐殖化指数HIX、新鲜度指数β:α)表明,土壤DOM的稳定性随着海拔升高而降低,生物有效性随着海拔升高而升高.因此,气候变暖可能将导致高海拔土壤DOM分解加剧而含量降低,但稳定性升高.

亚高山森林土壤酶活性的温度敏感性特征

处于高海拔与低温环境的青藏高原东缘亚高山森林是我国西南林区主体，也是我国最主要土壤碳库之一。已有研究表明低温生态系统（高纬度与高海拔）可能对全球变化产生更为强烈反馈效应，土壤生态与生物化学过程也可能更为敏感，特别是在土壤酶与土壤微生物活性等为表征的土壤生物活性方面。

川西亚高山．高山土壤表层有机碳及活性组分沿海拔梯度的变化

青藏高原东缘亚高山-高山地带土壤碳被认为是我国重要的土壤碳库,作为高海拔低温生态系统,土壤碳对土壤暖化的响应可能也更加敏感。该区域亚高山森林一般分布在海拔3200 m以上,上缘接高山树线和灌丛草地,土壤有机碳含量高。海拔梯度上变化的土壤环境因子是主要土壤温度,海拔梯度上高寒土壤有机碳及活性有机碳组的分布格局,可体现海拔梯度上温度因子对土壤碳动态的影响。对沿海拔3200 m(亚高山针叶林)、3340 m(亚高山针叶林)、3540 m(亚高山针叶林)、3670 m(亚高山针叶林)、3740 m(亚高山针叶林)、3850 m(高山林线)、3940 m(高山树线)、4120 m(高山草地)的土壤表层(0—20 cm)有机碳和活性有机碳组分含量进行分析,结果表明在该海拔范围内,表层土壤总有机碳含量随着海拔的升高而增加,显示高海拔有利于土壤碳的固存;土壤活性有机碳组分中,颗粒态有机碳含量及其占总有机碳比例与海拔呈显著正相关,在海拔最高的4120m含量和占有机碳总量比例分别达到50.81 g/kg和56.52%。在该海拔范围内海拔越高颗粒态有机碳占有机碳比例越高,显示高海拔土壤有机碳更多以土壤颗粒态碳形式贮存。微生物量碳、水溶性碳、轻组分有机碳与海拔高度没有明显的相关性,表明这些活性有机碳组分受海拔因素影响不大;易氧化有机碳含量与海拔高度显著正相关。因此,颗粒态有机碳含量及其比例可作为高海拔地带土壤活性有机碳库动态的特征指标,表征高海拔地带土壤有机碳动态与贮量受温度影响的指标。

岷江上游干旱河谷旱地土壤斥水性特征初步研究

土壤斥水性是土壤颗粒不易被水滴浸润的现象,对土壤水分特征曲线、土壤溶质运移、土壤优先流、土壤导水率以及地表径流和土壤侵蚀等具有重要影响。研究结果表明,3月份岷江上游干旱河谷0-5cm土层具斥水性的土壤在空间上的分布概率约为34%,其中强度斥水性土壤分布比例为5%;在时间分布上,土壤斥水性主要表现在7月,轻度以下斥水性概率为91%,强度以上斥水性概率为58%;从各粒级土壤斥水性的研究结果来看,斥水性与土壤粒级呈显著负相关,粒级越小,土壤斥水性越高。因此,岷江上游干旱河谷旱地土壤斥水性具有明显的时空分布差异,并且粒级越小土壤斥水性越强,7月份土壤表层的土壤斥水性强度与分布比例高。这可能是导致干旱河谷严重水土流失、土壤砂砾化的一个重要原因。

低温季节西南亚高山森林土壤轻组分有机碳动态

轻组分有机碳（LFOC）易受短期土地利用方式和环境变化的影响而被用作土壤有机碳短期环境效应的特征指标。通过西南亚高山均质化土壤在不同覆盖情形（裸土除雪BNS、裸土覆雪BS、凋落物除雪LNS、凋落物覆雪Control）下低温季节原位培养,对0-10 cm和10-20 cm深度LFOC影响的动态分析,结果发现：西南亚高山土壤LFOC平均占该土层总有机碳比例为15.5%;经过一个低温季节,不同处理下的LFOC比例变幅介于13.6%-21.1%;土壤0-10 cm和10-20 cm的LFOC在低温季节波动剧烈且含量高,甚至高于生长季节初期和末期,显示亚高山森林土壤碳动态在低温季节仍然极活跃;0-10 cm土壤中在低温季节凋落物覆雪处理土壤LFOC最低,而其余3个处理裸土除雪、裸土覆雪、凋落物除雪处理下LFOC含量和波动幅度均高于凋落物覆雪处理,表明土壤表面的凋落物和积雪覆盖及其组合显著影响0-10 cm土壤LFOC动态和含量;10-20cm土层LFOC时间动态也存在处理效应,显示地表覆盖同样影响下层土壤的LFOC过程;效应分析显示凋落物、积雪、采样时间、土壤深度及其交互作用对土壤LFOC含量的主效应和交互作用达到显著水平,特别是凋落物和积雪同时存在时抑制土壤LFOC形成而有助于维持土壤有机碳的稳定,而凋落物和/或积雪的消失均导致低温季节土壤LFOC升高。因此,在西南亚高山低温季节地表凋落物和积雪覆盖及其组合变化,将会影响亚高山森林土壤碳的库容量和稳定性。

干湿交替格局对川西南干热河谷土壤碳氮释放的影响

有机碳和氮素含量低、结构性差等土壤退化特征,是干热河谷土壤退化的普遍现象,漫长旱季与集中雨季使干热河谷干湿交替格局不同于其他区域。通过监测不同干湿交替模式下培养土壤的呼吸、水溶性有机碳（DOC）和水溶性氮（DN）动态,评估干湿交替特征对干热河谷土壤有机碳和氮库退化的影响。结果显示,风干土壤再湿润对土壤呼吸具有激发效应,可使呼吸强度增加1.52-7.13倍;随着干湿交替次数的增加,激发效应随之衰减,经过多次干湿交替后（当周期为3d,则干湿交替5次）降至某一稳定水平,干湿交替周期越长（周期长于12d）,土壤再湿润后导致的土壤呼吸激发效应的衰减越不明显。土壤DOC和DN含量同样受再湿润激发,但DOC和DN激发效应滞后于土壤呼吸,干湿交替多次后土壤DOC和DN随之降低并稳定低于最初水平,而随着干湿交替周期延长,DOC和DN在每个干湿交替末期含量变化不明显。这暗示干湿交替尽管可激发土壤DOC和DN释放,但是这种激发效应随干湿交替次数和周期延长而降低,因此对土壤碳氮动态的影响有限,干湿交替格局可能不是干旱河谷土壤有机碳和氮素退化的主要原因。

彭州市龙门山不同地震裸地次生演替初期土壤酶活性研究

地震形成的次生裸地的生态恢复包括植被和土壤的结构与功能恢复两个方面。选取彭州龙门山地震崩塌地、泥石流冲积扇、滑坡体等震后形成的三个典型次生裸地恢复3a后,对表土(0—30cm)有机碳、水溶性氮、有效磷和土壤酶活性等性质进行了研究,以评价恢复初期不同次生裸地的土壤恢复状况。结果显示,自然恢复3a,土壤有机碳恢复到原生样地的27%～42%,可溶性碳恢复至原生样地的25%～46%,可溶性氮恢复至原生样地的6%～14%,有效磷恢复至原生样地的21%～83%。土壤酶中,过氧化氢酶活性恢复较快,达到对照样地过氧化氢酶活性的70%以上,而脲酶、蔗糖酶、碱性磷酸酶活性恢复较慢,分别为对照样地的5%～19%,6%～48%,6%～26%,因此地震形成的次生裸地上土壤肥力质量与土壤酶活性的恢复是一个长期的过程。

高山树线交错带及其对全球气候变化的响应研究进展

高山树线交错带(Alpine treeline ecotone,ATE),处于高寒严酷气候胁迫的临界状态,是高海拔生态系统承受环境变化压力最大的地带之一,全球性和区域性气候变暖必然在这一生态界面上有所反映。已有的研究表明,高山树线交错带对气候变化的响应方式及强度,因地形、ATE类型和物种组成以及研究方法和尺度而异。在气候变化的背景下,关于ATE的动态对高海拔生态系统土壤生物地化过程及碳循环的影响的相关研究还比较缺乏,而土壤生物过程对环境因子的敏感度远高于植物群落演替对环境变化的响应。因此,今后的研究应该结合各学科的最新研究手段,在不同尺度上开展对ATE的生态和土壤过程与机理方面的定量研究。

冻融交替对高寒土壤轻组分有机质矿化影响的试验研究

为研究冻融交替对轻组分有机质(LFOM)动态的影响,设置不冻处理T(4℃恒温培养),长冻处理F(-10℃持续冻结)和冻融交替FT(-10℃和4℃各12h交替)3个模式,对轻组分有机质(LFOM)进行为期147d的试验培养,定期采样分析LFOM中物质累积释放总量、C、N、P、K、Ca、Mg元素的动态情况。结果表明:(1)与处理F和T相比,处理FT显著提高了LFOM中物质累积释放总量和C、N、P、Ca、Mg的累积矿化,处理FT和处理F的K累积矿化相近且高于处理T。(2)处理F与处理T比较,OM、P、Ca、Mg矿化量相近,但总量及N矿化量处理F高于处理T。(3)利用单室模型对不同处理分解动态的回归进行分析,表明不同处理分解动态间均达到显著水平,证实了有机质进行密度分组的合理性及LFOM内不同组分的共性,冻融交替下LFOM中C、N和P的平均存留时间(MRT)分别为700,875,133d,冻融交替次数减少(长冻、不冻)均延长了这些元素的MRT。因此,在全球变暖背景下,只有在高寒土壤冻融交替次数增加的情形下才加剧土壤LFOM中有机碳、氮和磷的矿化,如果仅是引起土壤解冻时间延长,并不会增加亚高山森林季节性冻土中LFOM的矿化。

温室气体自愿性减排市场现状及其在中国的前景

自愿性减排(Voluntary emission reduction,VER)是指完全出于自愿的、相关法律没有要求或者超过法律要求的温室气体或者大气污染物的减排行为,是近年来最重要的温室气体减排的新兴形式之一。本文概述了自愿性减排与自愿性碳市场(Voluntary carbon markets)的特征,从目前国际上自愿碳市场的交易变化、采用标准、登记与交易等方面总结了自愿性碳交易演变趋势,探讨了我国自愿碳市场发展中存在的问题和前景,并提出了相应建议。

峨眉黄连野生资源现状及其保护途径研究

峨眉黄连作为一种重要的濒危药用植物资源,由于其用药历史悠久、分布区狭小、野生资源日益稀少而受到极大关注.根据文献记载和产地调查,落实峨眉黄连调查地点32个,实际有野生峨眉黄连的现存分布点20个,调查范围涵盖历史记载和现实分布区的峨眉山市、眉山市洪雅县、峨边县、荥经县等地,调查发现,目前仅在洪雅县瓦屋山及周围、峨眉山市峨眉山及周边发现有峨眉黄连分布,其目前的实际分布面积约为360 ha,野生药材蕴藏量约为2 000 kg,年最大允许采挖量约为200 kg.峨眉黄连野生资源存在的主要问题是生态环境独特、自然繁殖更新困难、栖息地破碎化与减少及保护缺位等.认为建立峨眉黄连野生种群定位保护点,加强引种驯化与资源开发潜力研究,实现大面积人工栽培是保护峨眉黄连物种资源的根本途径.

自然生态小区建设指导原则及其建设内容探讨—以筠连县大雪山自然生态小区为例

自然生态小区是构建优美生态环境区域的生态“细胞工程”。它根据当地的自然状况和社会经济状况,以较小的经济和社会代价实现一定区域生态环境优美、生态文明有序、生态系统良性循环的社会经济生态综合体。由于自然生态小区的建设是新兴事物,其建设途径还有很多问题值得探讨。在自然生态小区建设投资方面,应当明确生态环境建设投资和生产赢利建设投资,对于前者应当以政府和政策性投资为主,而后者应当是在政策法规规范下的企业投资为主;在发展模式方面,应当促进环境友好的规模化高效益产业,包括有机绿色产业、地方特色产业、民族文化产业等;在效益分配方面,必须要充分考虑整个社区居民资源共享和利益合理分配,实现整个社区生态文明建设和经济发展目标的一致。

土壤冻融交替生态效应研究进展

土壤冻融作用是高纬度和高海拔地带性土壤热量动态的一种表现形式。国际上关于冻融的研究多集中在北方高纬度地带,特别是苔原、泰加林和北极生态系统,越来越集中在全球变化对冻融生态系统土壤过程的效应方面。已有研究表明冻融作用会引起土壤团聚结构破坏并导致冻融侵蚀、土壤溶液中养分浓度升高而导致土壤养分流失、土壤解冻后还可能导致土壤呼吸和N素矿化以及一些痕量气体短时间释放增加等,这些研究表明了冻融过程对土壤物理、化学、生物等各方面的效应。我国有大面积北方季节性地带冻土和青藏高原高海拔冻土,而在土壤冻融作用及生态效应方面的工作较少,值得关注和深入研究。

朗川公路若尔盖湿地段人工移栽草皮的群落生态学研究

通过对若尔盖湿地国家自然保护区国道213郎川段的回覆草皮进行植物群落人工恢复的野外定位试验和调查,对人工切割不同规格草皮植物群落及其α多样性指数进行了初步研究。结果表明,切割草皮试验样地物种丰富度S、Simpson和Shannon-Wiener多样性指数和均匀度指数均低于背景值;优势度指数高于背景值,优势种和建群种以禾本科、莎草科等为主,切割草皮上优势种的基本指标均高于背景样方;切割面积为30 cm×30 cm时厚度的增加会导致物种多样性和均匀度的增加,面积为50 cm×50 cm、厚度为20 cm样地会保持较为稳定的多样性指标,且有利于保持较高的地下生物量密度和地上生物量。草皮切割面积Sq与物种丰富度S和Ma之间呈极显著正相关,与Berger-Parker优势度指数呈极显著负相关。

冻融交替对土壤CO_2及N_2O释放效应的研究进展

在秋冬交替和冬春交替时期高纬度地区和高海拔生态系统表层土壤常有冻融交替频繁发生。由于冻融交替作用通过改变土壤水热性质而对土壤物理、化学、生物学特性产生效应。冻结通常导致土壤团聚体破裂、微生物细胞及细根死亡,释放出活性较高的有机物,增强随后融解的土壤的反硝化和呼吸活性,从而影响土壤生物、生物化学过程以及生物地化循环。已有对苔原、泰加林等北极和亚北极生态系统的研究表明,土壤冻融交替次数、冻融极端温度、土壤水分、土壤团聚体结构变化等对CO2和N2O的释放通量影响较为显著,一般在冻融的最初几个循环温室气体排放会增加,随后会降至一个较为稳定的水平。目前,冻融循环变化背景下的温室气体排放研究主要是针对北方高纬度地区,而且对冻融交替影响土壤温室气体排放的机理研究也不够。我国面积广大的青藏高原高海拔地带在全球增温背景下,轻微增温会导致季节性冻土表层冻融交替次数增加,甚至冻土季节消失,加强全球增温背景下我国高山亚高山季节性冻土生态系统效应和过程研究,特别是土壤暖化导致的温室气体排放变化通量和变化机理的研究,对揭示全球变化的区域效应以及高海拔生态系统的管理都具有重要作用。

若尔盖湿地公路建设生态恢复中植物群落多样性与相似性研究

采用β多样性指数测度了不同规格切割草皮样方的群落多样性及与原生群落的相似性,以衡量不同规格的回覆草块样方的群落恢复效果。揭示生境被分割的程度及不同样方的群落多样性。对实验区人工切割草皮群落的β多样性指数进行了研究,结果表明,βW(Whittaker指数)和βc(Cody指数)指数因取样面积的大小而变化,βW指数随取样面积的增加而增加,而βc指数随取样面积的增加而减少。β多样性指标以物种的个体数作为测度指标将导致较大的误差,而以相对盖度、重要值作为测度指标时得到的结果较合理。相似性指数(Jacard指数和Sorenson指数)测定结果表明,取样面积越大、与背景越相似的群落,恢复效果越好。

水分梯度下若尔盖高寒泥炭地土壤可溶性有机质光谱特征

川西高寒泥炭地是中国乃至全球最大的高寒土壤碳库之一,目前正经历着干旱化和植被退化的影响。水溶性有机质(DOM)是有机碳中活性较高的组分,对土壤碳动态平衡乃至源汇转换具有重要意义,同时也是联系陆地土壤和水生生态系统之间碳交换的主要载体,对水环境质量有重要影响。为了解干旱化对若尔盖高寒泥炭地土壤可溶性有机质含量及结构特征的影响,以四川省阿坝藏族羌族自治州若尔盖县高寒泥炭地不同水分环境下表层土壤(0-10cm)水溶性有机质(DOM)为对象,采用三维激发发射矩阵荧光光谱、平行因子分析(EEM-PARAFAC)以及荧光区域积分(FRI)等方法,对其数量和光谱学特征进行了比较研究。结果表明:(1)随着土壤干旱化程度加深,若尔盖泥炭地土壤总有机碳和水溶性有机碳含量而显著降低,降低程度分别为55.36%、28.77%;(2)川西高寒泥炭地DOM的荧光光谱特征参数表明,DOM的芳香性与腐殖化程度随着水分的增加而降低,土壤DOM稳定性降低,微生物可利用性降低;(3)平行因子分析结果显示若尔盖泥炭地土壤DOM中以小分子类腐殖质组分载荷最高,微生物活动和转化过程中蛋白物质类组分最低;(4)高原泥炭地土壤DOM中富里酸类有机质和腐殖酸类有机质占比最高,漫岗草甸土壤中腐殖酸占比高于湿地土壤,而湿地土壤富里酸组分占比高于漫岗草甸土壤。总之,若尔盖湿地干旱化将导致泥炭地土壤碳含量显著性降低,可能导致土壤有机碳将大规模排放。

彭州市龙门山震后迹地植物群落生态恢复初探

汶川大地震不仅造成大量人员伤亡,并且严重破坏社会财产和生态环境。通过对彭州市龙门山区域选取地震崩塌地(地震创面裸地)、泥石流裸地(大型泥石流冲积扇)、滑坡体(整体滑坡)、居住地(灾后居民安置点)4类具有代表性区域进行样地调查和采样,分析了不同地震灾毁情况下植物群落恢复状况。结果表明:各类样地多样性指数大小为泥石流冲积扇>滑坡体>地震崩塌地>居民安置点;居民安置点与其他3类恢复地的多样性指数有明显差异,相似度也较低。说明这类群落恢复到原生群落可能需要较长的时间;土壤有机碳含量变化趋势为泥石流冲积扇>滑坡体>地震崩塌迹地,微生物量碳和易氧化态碳含量为滑坡体>泥石流裸地>地震崩塌地,而可溶性有机碳含量为地震崩塌地>泥石流裸地>滑坡体,表明在不同迹地上土壤有机碳不同组分的恢复进程存在差异。

亚高山红桦根及根际土壤生化特性对升高温度和CO_2的响应

通过川西亚高山野外大型控制实验,研究了红桦不同密度下的根系生物量、根际土壤微生物数量和根际土壤酶活性对短期升高温度(ET,相对室外平均升温2.4±0.4℃)、升高大气CO2浓度(EC,平均增加15.5±1.0μmol.L-1)及交互作用(ETC,生长室相对室外平均升温2.2±0.5℃并CO2浓度平均增加15.8±1.2μmol.L-1)的响应.初步结果表明:升高大气温度或CO2浓度均能够显著促进红桦低密度和高密度下单株根系生物量;升高温度和CO2浓度及二者共同升高对微生物类群和数量影响不同,升高温度细菌、真菌数量以及低密度下放线菌数量显著增加,而高密度下放线菌数量显著下降;升高CO2浓度下高密度时细菌和真菌数量增加而低密度下均显著下降;升高温度(ET)显著抑制高、低密度下红桦根际土壤多酚氧化酶活性,升高CO2(EC)根际土壤过氧化氢酶活性在2种密度条件下均不同程度升高,土壤脲酶和多酚氧化酶活性则降低;ETC条件下,根际土壤多酚氧化酶和过氧化氢酶在2种密度下均表现出不同程度的降低,但脲酶活性在高、低密度条件下对ETC表现出不同的响应结果.

高寒地区道路工程的生态效应及其生态恢复研究进展

高寒地区道路施工等基础设施建设对高寒地区会造成巨大的生态破坏,生态恢复问题亟待解决。围绕目前的焦点问题:"道路施工对高海拔生态系统造成的显著变化将对区域环境产生何种影响?退化生态系统的结构与功能恢复潜力如何?",本文介绍了道路施工建设对原生植被、植物个体生态、种群生态、群落生态、沿线景观生态系统的影响,通过国内外学者关于高原道路生态环境效益的研究,对生态效应评价方法和水土流失研究规律进行阐述,分析了道路生态恢复治理措施的构建规律,指出目前需要加强的研究有:道路建设过程中的生态恢复基础研究,生物多样性和生态系统恢复力在道路工程生态恢复中的作用研究。