苏北滩涂区施肥对菊芋生长和土壤氮素累积的影响

通过在苏北滩涂区开展的田间试验,分析了不同施肥量对菊芋地下、地上干物质累积,及对土壤铵态氮、硝态氮的累积及其动态变化过程的影响。结果表明,氮素是苏北沿海滩涂菊芋生长的关键限制因子,增施氮肥可以显著提高菊芋地下和地上干物质的积累。在氮肥供应充足情况下,适当增施磷肥(75kg·hm-2)可以增加菊芋地下和地上干物质的积累。施氮量小于150kg·hm-2时,土壤中氮素处于净消耗状态,施氮量225kg·hm-2时,不仅可以获得菊芋地下和地上干物质的最大产量,且有助于土壤氮素的累积。硝态氮是苏北沿海滩土壤氮素淋失的主要形态,且降水是导致硝态氮淋失的重要原因。随施氮量增加,土壤氮素淋失的风险加大。

半干旱雨养区苗期土壤温湿度增加对马铃薯生物量积累的影响

为了了解半干旱区苗期土壤温湿度的增加对马铃薯生物量积累的影响,在西北半干旱雨养农业区定西开展了双垄沟全膜覆盖(DFRPM)对马铃薯生长的影响试验。结果表明:与平地无覆膜对照(CK)相比,利用双垄沟全膜覆盖微集雨种植模式,可增加马铃薯发芽出苗期浅层土壤的温湿度,日平均地温增加3.49℃,土壤储水量增加21.79%,显著增加了植株高度、LAI,使得冠层光合叶面积增大,同化更多的碳水化合物并向地下运输和转移,叶片、匍匐茎、根等器官的干物重也显著增加。成熟收获时,垄沟覆膜的根冠比比对照高出66.21%,差异达到显著水平。另外,苗期土壤温湿度的增加能够显著影响块茎膨大,尤其能够增加大薯(>150 g)的数量和重量,最终使得块茎产量增加78.2%。

车辆碾压对草原地下生物量和土壤养分的影响

通过对车辆碾压后的呼伦贝尔沙质土壤草甸草原的野外调查和土壤样品的室内分析,对车辆碾压引起草地植被和土壤的变化进行研究。结果表明,草地地下生物量和土壤有机质、土壤全氮、土壤速效氮、速效磷随着碾压程度增强和车辙深度加大而呈下降趋势,速效钾没有明显的规律。车辆碾压破坏植物群落地上部分与根系,导致群落地下生物量和土壤养分显著减少,并促进风蚀导致表层土壤流失。控制草原区机动车碾压,保护草原植被和表层土壤,对于防止车辆碾压而造成土壤流失形成草原沙漠化极为重要。

不同放牧时间对荒漠草原群落地下生物量的影响

为探讨不同放牧时间对荒漠草原地下生物量的影响,采用方差分析和回归建模的方法对荒漠草原地下生物量进行了系统研究。结果表明,放牧时间（早期、中期和晚期放牧）、根层（0-100 cm层）以及放牧时间和根层的交互作用对群落地下生物量均产生极显著影响,中期放牧时各根层平均地下生物量达到最大;无论哪一时期放牧,第一根层的地下生物量均为最高,且随土层加深呈递减变化趋势;构建统一的拟合预测模型显示,早、中、晚放牧小区拟合度均接近或达到90%;中期放牧有利于维持较大的地下生物量,对地上种群自身的生长发育及其抵抗干旱少雨的自然环境有利。

华北落叶松二年生苗年生长格局对光照变化的响应

以华北落叶松为研究对象,研究了不同光照条件下幼苗生物生长速度及不同光照条件对苗木生物量的动态影响。结果表明:不同的光照条件对苗木的地上生物量、地下生物量以及总生物量有显著的影响,光照条件越好,苗木前期生长速度越快。苗木地上部分生长量也越高,较强的光照条件可促进苗木根系的生长,光照不足,会影响苗木根系的生长,且地上部分的生长与根系的生长呈交错的节律关系。

氮磷营养水平对牧草生长及根系生物量的影响

以多年生的豆科牧草柱花草和禾本科牧草扭黄茅和孔颖草为试验材料,通过田间实验研究不同氮磷水平下3种牧草的生长量、总生物量、不同深层根系的生物量。试验结果表明,与未施氮磷对比,P1水平扭黄茅10~20 cm根层生物量有显著差异(p<0.05)外,氮磷的施用对3种牧草地上部生长和地下部生物量和3个根层的生物量没有显著差异(p>0.05)。N1(120 kg/hm^(2))水平下均能提高3种牧草生物量,N2(240 kg/hm^(2))水平下对3种牧草生物量影响不大,说明适量施氮有利3种牧草的生长。与未施氮(N0)对比,除了N2(240 kg/hm^(2))水平柱花草0~10 cm根层生物量减少外,3种牧草0~10 cm和10~20 cm根层生物量均为增加趋势。2个氮水平均能提高柱花草在0~10 cm根层生物量的比例,而扭黄茅和孔颖草在10~20 cm根层生物量的比例增加。与未施磷(P0)对比,P1(37.5 kg/hm^(2))水平可以促进3种牧草的生长,3种牧草的生物量及0~10 cm和10~20 cm根层生物量有增加趋势,P2(75 kg/hm^(2))水平影响不大。表明适量氮磷的添加有利3种牧草的生长,即种植当年氮的推荐施用量120 kg/hm^(2),磷的施用量37.5 kg/hm^(2)。

一年生植物功能群对放牧草原生物量和土壤呼吸的影响

作为草原群落重要层片的一年生植物功能群,在湿润季节和年份高度发育补偿群落生物量、维持放牧草原生态系统稳定,但尚不清楚一年生植物功能群通过这一补偿方式如何补偿群落地上/地下生物量和影响土壤呼吸。基于2012年和2013年内蒙古锡林郭勒大针茅(Stipagrandis)+羊草(Leymus chinensis)典型草原两个放牧强度试验样地群落地上/地下生物量、土壤呼吸及相关环境因子的测定。研究表明,1)一年生植物功能群对群落生产力的补偿作用及生长季土壤呼吸累积量在湿润年份(2012年)均大于干旱年份(2013年);且在中度放牧处理中均显著大于轻度放牧处理(P<0.05);2)土壤呼吸与一年生植物功能群地上、地下生物量、土壤5cm温度和土壤0-10cm含水率均具有极显著正相关关系(P<0.001)。由此表明,当放牧降低了草原群落多年生功能群生物量时,一年生植物功能群在湿润季节和年份可补偿群落生产力、促进土壤呼吸排放速率,进而影响草原生态系统碳循环过程。

高寒农区不同恢复年限弃耕地的植物群落演替

研究弃耕地植物群落的演替规律对于指导退耕还林还草工作有重大意义,但目前关于高寒农区退耕还草地植物群落演替规律的报道还很少,为此,我们研究了青海省大通县高寒农区弃耕地植物群落的演替过程。结果发现:在退耕年限为3a、5a、10a、30a的四组弃耕地和两组原生植被之间,物种数和生物量都有极显著变化。在退耕初期,植被稀疏,生物量极低;随着退耕年限的增加,物种数发生了很大变化。从退耕开始到撂荒后的30a,群落组分由一年生逐渐向多年生发展,到第30a时开始出现高寒草甸特有植物,但物种数和植被生物量与原生植物群落相比,还有明显差距,说明高寒农区弃耕地植被恢复时间很长。基于本研究的结果,我们对高寒农区弃耕地植被合理迅速恢复的人为干预策略作了适当探讨。

洞庭湖湿地土壤持水能力及其影响因素研究

土壤持水能力是反映土壤调节水文和供给植物耗水的重要指标,受土壤有机质、容重、机械组成和植物地下生物量的直接或间接影响。与森林和农田生态系统相比,湿地土壤持水能力关注较少。于2010年12月,对洞庭湖湿地3种主要植被（苔草、芦苇和杨树）土壤持水能力、土壤理化性质和地下生物量进行了调查,并采用主成分分析对影响土壤持水能力的主要环境因子进行了分析。结果表明：除非毛管孔隙度外,3种植被上层土壤的总孔隙度、毛管孔隙度、田间持水量和含水量差异显著,均为苔草〉芦苇=杨树,而中、下层无显著差异。沙粒为苔草≥杨树≥芦苇,而粗粉粒、细粉粒和粘粒均为杨树≥芦苇≥苔草;容重为杨树≥芦苇〉苔草,有机质为苔草=芦苇〉杨树。各级别生物量在植被类型大小顺序不一：总地下生物量、0-1mm和〉5mm径级地下生物量均以芦苇最大,而1-5mm径级地下生物量则以苔草最大。主成分分析表明,上层土壤,容重、有机质和1-5mm径级地下生物量是影响其持水能力的主要因素,而中层土壤和下层土壤,环境因子对土壤持水能力的影响很小。此研究对于洞庭湖生物多样性保护和湿地管理政策的制定具有重要意义。

林分和气候因子对中国天然林根冠比的影响

森林生态系统是陆地生态系统最重要的碳库和碳汇,其地下-地上生物量分配规律即根冠比(R/S),对于精确估算森林生物量,尤其是对建造森林地下生物量估算模型具有重大参考意义.为探究大尺度上气候、林分因子对中国天然林根冠比的影响,对1 109块天然林样地进行统计分析.结果显示:中国天然林R/S平均值为0.26,阔叶森林的R/S要显著高于针叶森林,落叶森林的R/S要显著高于常绿森林,年均温、林龄及水分可利用性与中国天然林R/S呈显著负相关关系,年均温是影响中国天然林R/S变化的最主要因子.综合纬度、经度、年均温、降水、林龄等环境因素的影响发现,纬度、林分密度是影响R/S的最主要因素.因此,精确估算森林碳储量和森林生物量分配时必须考虑纬度和林分密度的影响.