青藏高原耕地生态资产质量时空动态

基于遥感数据,采用像元二分模型、归一化处理和转移矩阵等方法,研究2000-2020年青藏高原耕地生态资产质量变化特征,分析分省耕地生态资产质量变化趋势及耕地生态资产质量等级间的转移。结果表明:(1)2000-2020年,青藏高原耕地生态资产质量呈东南部高、西北部低的空间格局,耕地等级以中等级为主,占总耕地面积的48%,主要分布在青藏高原东部地区,优、良、低和差等级的耕地面积占总面积比例分别为6.6%、15.2%、27.4%和2.8%。(2)青藏高原全区域及分省耕地生态资产质量均呈上升趋势,青海、西藏自治区、甘肃、四川、云南、新疆维吾尔自治区及青藏高原整体平均每5a提升速率分别为0.237、0.039、0.224、0.098、0.098、0.282和0.134。(3)青藏高原耕地生态资产质量逐渐改善,2000-2020年各阶段,耕地生态资产质量改善的面积均高于退化的面积。(4)土壤和地形资产质量的引入,能够一定程度上抵消仅考虑植被资产质量对耕地生态资产质量的高估,表现为中、低等级耕地生态资产质量比例提高,而优、良和差等级的耕地比例降低。本研究方法为其他地区的生态资产质量核算提供参考,也为青藏高原耕地生态资产的可持续利用与管理提供科学依据。

稻田土壤可溶性有机碳荧光组分对砷甲基化的影响

以浙江省绍兴市上虞地区砷污染水稻土为对象,采用厌氧培养试验研究了秸秆和猪粪两种不同有机物料施用后土壤溶液中甲基砷及有机碳荧光组分含量变化,初步探索了两者可能存在的关联。结果表明:秸秆与猪粪处理及其不同添加量水平显著影响土壤溶液中甲基砷浓度,厌氧培养5 d后,秸秆处理3种添加量(分别以0.5%、1.0%和1.5%的总有机碳添加量计)水平下的甲基砷浓度分别增加了40.3%、24.2%和24.0%,猪粪处理3种添加量(分别以0.5%、1.0%和1.5%的总有机碳添加量计)水平下的甲基砷增加量低于秸秆处理,增幅分别为15.5%、6.9%和3.8%;厌氧培养前后土壤溶液中总有机碳消耗量与甲基砷增加量呈显著正相关(P<0.05);秸秆与猪粪处理后土壤溶液中有机碳荧光组分和性质存在明显差异,秸秆源有机碳的腐殖化程度低,生物可利用性相对更高,且含有更多的可溶性微生物副产物(SMP)、芳香蛋白类Ⅰ(APⅠ)和芳香蛋白类Ⅱ(APⅡ);厌氧培养5 d后,荧光指数、芳香蛋白类、富里酸类物质(FA)和腐植酸类物质(HA)与甲基砷浓度均呈显著正相关(P<0.05),而腐殖化指数与甲基砷浓度负相关,但相关性不显著(P>0.05)。综合来看,不同类型有机物料降解后有机碳荧光组分存在明显差异,其中APⅡ、FA和HA浓度可能是影响砷甲基化的重要因素,相关结果有利于明确稻田砷甲基化过程的关键碳分子形态以及服务于今后水稻直穗病预警防控。

高寒草甸植物群落功能多样性对不同生长期干旱的响应机制

植物对干旱胁迫的响应表现为各功能性状的差异化表达。全球气候变化下,青藏高原地区降水格局发生改变,高寒草甸群落功能性状及功能多样性在不同生长期干旱事件下的响应机制对加深高寒草甸适应气候变化认知具有重要意义。以藏北高寒草甸为研究对象,设置截雨棚模拟生长季前期(ED)、中期(MD)和非生长季时期(ND)干旱事件,通过观测群落物种功能性状,分析高寒草甸群落功能多样性对不同生长期干旱的响应机制。结果表明:(1)叶片功能性状对干旱存在差异响应,表现为叶片小而厚且寿命长,同化速率降低,并受氮元素限制加剧;(2)生长季前期干旱对高寒草甸群落功能性状的影响最强,生长季中期干旱次之,非生长季干旱的影响最弱;(3)生长季干旱处理显著改变了群落的功能多样性,ED处理下功能分散度指数(FDiv)和功能分异度指数(FDis)显著降低(P<0.05),而Rao二次熵指数(RaoQ)显著升高(P<0.05),MD处理下功能均匀度指数(FEve)显著降低(P<0.05);(4)相关性分析得出,群落功能性状与功能多样性对干旱的响应之间存在着联系。本研究发现高寒草甸植物功能性状与群落功能多样性对生长季前期和中期干旱存在差异化响应,指示着高寒草甸植物群落在响应不同时期干旱时可能采取不同的生存策略,即对生长季前期干旱采用耐旱策略、对生长季中期干旱采用避旱策略。探讨了高寒草甸植物群落功能多样性对不同生长时期干旱胁迫的响应机制,为预测未来季节性干旱事件对青藏高原高寒草甸植物功能性状、群落特征和功能多样性的影响提供科学依据。