雪被厚度和积雪周期对土壤氮素动态影响的初步研究

在高山地区和高海拔地区，氮素是植物生命活动的主要限制因素之一。冬季，这类地区的土壤通常被雪被长时间覆盖。以往的研究证实，雪下土壤氮素动态在维持年际氮循环中起着重要作用。气候变化将改变生物地球化学循环，导致雪被覆盖状况发生改变，从而对冬季土壤氮素动态产生重要影响。然而，迄今为止，对气候变化极其敏感的青藏高原东缘雪下土壤物质转化过程的研究却很少。为了了解不同雪况下土壤矿质氮库水平和净氮矿化变化动态，2010年11-2011年4月在青藏高原东缘用PVC管原位培养土壤，通过人工控制雪被厚度和雪被持续时间的方法，设置不同积雪厚度和积雪周期的9个处理，分别测定其无机氮（NH4＋-N和NO3--N）含量，并计算净氮矿化率。结果表明，雪被持续时间可对土壤温度的变化产生明显的影响；随着土壤覆雪厚度和雪被覆盖时间的增加，土壤含水量呈现增长的趋势。土壤无机氮以 NH4＋-N 为主，占总无机氮的69%-86%，而NO3--N含量只占土壤总无机氮的14%-31%。深雪（100 cm和50 cm的积雪覆盖）降低了铵态氮含量，而净氮矿化率无明显变化。不同的积雪覆盖时间（60 d，90 d，150 d）并没有引起土壤氮库的显著变化，说明较早的降雪虽然使土壤有较高的温度和较少的冻融循环，但并不会改变土壤氮库的积累和释放。

不同雪被厚度下典型高山草地早春植物叶片性状、株高及生物量分配的研究

在高寒生命带,雪被作为重要的综合环境因子,影响着植物的生理生态特征、种群动态及群落演替等过程,进而作用于生态系统的功能与服务。通过在青藏高原东缘高寒草甸设置厚雪、中雪和浅雪3个地段,选取早春开花的常见种紫罗兰报春(Primula purdomii)、甘肃马先蒿(Pedicularis kansuensis)、高原毛茛(Ranunculus tanguticus),研究了三种植物株高、叶片性状和生物量分配随雪被厚度的变化规律,以及三者之间的关系。结果表明:甘肃马先蒿和高原毛茛在生境状况较好的地段比叶面积相对较高,紫罗兰报春由于具有根状茎和肉质根,在厚雪地段比叶面积相对较小;关于单个物种的地上-地下生物量的关系,紫罗兰报春在厚雪和浅雪地段为完全一致的异速生长关系,而甘肃马先蒿和高原毛茛在个别地段并无显著相关关系。总体而言,三种植物整体样本的地上-地下生物量在不同雪被地段均为异速生长关系,不支持等速生长假说,并且地上生物量能够很好地解释地下生物量的变异;功能性状和生物量指标间的相关性,在紫罗兰报春和高原毛茛表现较好,而在甘肃马先蒿表现较弱。植物对环境变化的适应具有一定的规律,同时也表现出物种特异性。今后的研究中,应注重构建植物适应环境变化的功能性状谱,以更好地理解全球变化背景下植物功能性状的响应及其适应策略。

季节性雪被对天山雪岭云杉凋落叶分解和碳氮磷释放的影响

季节性雪被下显著的冻融格局差异可能对干旱区山地森林凋落叶分解过程产生重要影响,但一直未见深入研究。2015年10月至2016年10月,采用凋落物分解袋法,研究了天山典型树种雪岭云杉(Picea schrenkiana)凋落叶在季节性雪被覆盖下的3个关键时期(冻融期、深冻期、融冻期)以及生长季(生长季早期和生长季末期)的分解动态和碳、氮、磷释放特征。结果表明:(1)经过一年的分解,不同雪被厚度下雪岭云杉凋落叶分解率为24.6%–29.2%,且存在显著性差异。分解系数k值厚雪被覆盖最大,无雪被覆盖最小。(2)冬季雪被覆盖期雪岭云杉凋落叶分解对当年分解总量的贡献达46.0%–48.5%,其中对冻融期凋落叶分解影响较为明显。(3)随着凋落叶的分解,雪岭云杉凋落叶氮含量总体呈增加趋势;碳含量和碳氮比大致呈下降趋势,在深冻期和生长季末期不同雪被处理下碳含量呈显著性差异;而凋落叶磷含量呈不规则变化趋势,且在冻融期和融冻期不同雪被厚度下呈显著性差异。(4)整个雪被覆盖季节凋落叶氮元素表现为富集,碳和磷元素表现为释放;其中,在融冻期薄雪被和中雪被处理下碳元素富集率最大,在冻融期薄雪被、中雪被和厚雪被处理下,融冻期无雪被和厚雪被下以及生长季早期中雪被和厚雪被下氮元素富集率最大,而雪被对凋落叶磷释放的影响不显著。