夏之幽体验 都江堰青城山之旅

重庆的朋友总是比在成都的我更早体会到夏天的酷热难耐,才五月底的时节,我还在犹豫是不是换上凉席,她们就急嗷嗷的打电话过来,要我安排去都江堰青城山避暑消夏的行程。名义总是约我,实质与＂绑架＂无异,全程陪吃陪喝陪疯耍陪熬夜,一直到精疲力竭,每年都如此,我也＂受虐狂＂般乐此不疲——相知的朋友相聚、同行,是我拒绝不了的诱惑,当然另外一个原因我从不曾开口,其实全国人民都了解,重庆人的火爆脾气,我伤不起……

三工河流域琵琶柴群落特征与土壤因子的相关分析

琵琶柴(Reaumuria soongorica)是我国荒漠地区分布最广的地带性植被类型之一,对维系荒漠地区生态系统的稳定性具有重要作用。以三工河流域两个琵琶柴群落为对象,在2010年主要生长季节(6—10月),通过群落和土壤调查,采用土钻法、土柱法、地上收割法对两个琵琶柴群落的土壤性质、生物多样性、细根生物量、地上生物量、生物多样性与土壤性质的关系进行研究,结果表明:两个琵琶柴群落在冠幅、盖度、多度和物种多样性等方面均存在显著差异。在0—100 cm土壤层内,两个群落土壤电导率、pH值、容重、含水量存在显著差异。除土壤容重外,群落2各个土壤因子的值均大于群落1,并随土壤深度的增加表现出类似的趋势。两个群落物种多样性指数、地上生物量、细根生物量存在显著差异,从6月到10月呈现先下降再上升的趋势。由于7、8月群落1有大量夏雨型短命植物和类短命草本植物的出现,Shannon-Wiener多样性指数、Pielou均匀度指数急剧降低,Simpson指数表现出相反的变化趋势。群落2土壤电导率和pH值较高,草本植物鲜有出现,多样性指数和均匀度指数变化均较为平缓。两个群落的Sorenson相似性系数较低,群落差异明显。相关和回归分析表明土壤环境因子是导致两个琵琶柴群落特征、生物多样性和生物量不同的主要因素。较高的土壤含水量可以增加琵琶群落的生物多样性,较高的土壤容重抑制琵琶柴群落细根的生长,轻度的干旱胁迫促进地上生物量的积累,一定浓度的土壤pH值和土壤盐分可以促进琵琶柴群落细根的生长。

我国中东部不同气候带成熟林凋落物生产和分解及其与环境因子的关系

在大尺度气候梯度上研究森林凋落物生产分解与气候因子的关系,对于了解森林生态系统碳循环有着重要的作用。在寒温带的黑龙江呼中、温带的吉林长白山、暖温带的北京东灵山、北亚热带的湖北神农架、中亚热带的四川都江堰和浙江古田山,选择典型地带性成熟林,设置72个样地。观测和研究各地点森林凋落物的产量、凋落动态和分解速率,分析三者与环境因子之间的关系,结果表明:不同气候带森林生态系统凋落物年产量为亚热带森林>暖温带森林>温带森林>寒温带森林。随纬度的增加,凋落物产量逐渐减少,凋落物产量与森林类型极显著相关,与年均温显著相关,而与年均降水关系不显著。凋落物生产动态表现为亚热带地区3个类型森林生态系统为双峰型,暖温带、温带、寒温带3个类型森林生态系统为单峰型。凋落物分解速率k表现出了与凋落物产量相似的变化趋势,即随着纬度的增加,分解速率k值逐渐降低,分解速率与年均温极显著相关,与年均降水显著相关。

三工河流域两种琵琶柴群落细根生物量、分解与周转

细根对植物群落功能的发挥和土壤碳库及全球碳循环具有重要意义。利用连续土钻取样法和分解袋法,于2010年5—10月整个生长季节内,对三工河流域两处长势不同的琵琶柴群落的细根(φ<2mm)生物量、分解与周转规律及其与土壤环境的关系进行研究。结果表明,群落1和群落2土壤容重、土壤含水量、pH和电导率等土壤因子差异显著。两群落的细根生物量表现出相同的季节和垂直变化趋势,即在5—8月逐渐增加,8月达到最大值,9—10月份逐渐下降。平均月细根生物量分别为51.55g/m2和133.93 g/m2。群落1的活细根和死细根分别占总细根生物量的69.68%和30.32%,群落2活细根和死细根分别占总细根生物量的72.61%和27.39%。在垂直变化上,随土壤深度增加细根生物量先增加后逐渐降低,其中10—20cm土壤层次细根生物量比例最大,群落1和群落2分别占46.48%和29.15%。群落1和群落2的细根年分解率分别为34.82%、42.91%。达到半分解和95%分解时,群落1需要630 d和2933 d,群落2需要467 d和2238 d。群落1和群落2的细根净生产力分别为50.67 g/m2和178.15 g/m2,细根年周转率分别为1.41次、1.69次。逐步回归分析结果显示细根动态受土壤水分、pH值、电导度等土壤因子的显著影响,琵琶柴细根具有相对较低的分解速率和较高的周转速率。

新疆三工河流域柽柳群落细根生产与周转对土壤有机碳的贡献

在2010年整个生长季内,采用土钻法和内生长法,对新疆干旱区柽柳细根生物量、季节动态、分解与周转进行了研究.结果表明：柽柳群落土壤含水量随着土层深度的增加而增加.10～20 cm土层土壤有机碳储量最大,随后随着土壤深度的增加,有机碳含量逐渐降低.方差分析表明：不同土层有机碳含量差异显著.细根生物量的月平均值为54.51 g·m^-2,群落细根生产量为58.64 g·m^-2.细根生物量呈明显的季节变化趋势,即5-9月逐渐增加,9月达到最大值,9-10月逐渐下降;在土壤剖面垂直变化上,细根生物量随土层深度的增加呈先增加后降低的趋势,0～10、10～20、20～30、30～40、40～50、50～60 cm各土层细根生物量所占比例分别为19.53％、30.05％、26.41％、12.01％、7.33％、4.67％.双因素方差分析表明：不同取样时间、不同土层之间的活细跟生物量、死细根生物量均差异极显著.柽柳群落细根年分解量、年死亡量、净生产力分别为17.41、33.75、83.60 g·m^-2 ·a^-1年周转率为1.98次·a^-1,通过细根死亡进入土壤中的有机碳为（42.68±5.40）g·m^-2·a^-1,占土壤有机碳含量的2.12％.这表明,尽管柽柳群落通过细根周转进入土壤中的有机碳仅占现存土壤有机碳的一小部分,但从较长的时间尺度来看,柽柳群落细根对干旱区生态系统地下有机碳的补充具有重要作用.

三工河流域梭梭群落细根生长动态及周转

细根对植物群落功能的发挥和土壤碳库及全球碳循环具有重要意义。采用土柱法和分解袋法,于2010年5—10月整个生长季内,对三工河流域梭梭(Haloxylon ammodendron)群落的细根生物量以及分解和周转规律进行研究。结果表明,梭梭群落细根生物量呈现明显的季节变化,5—8月逐渐增加,8月达到最大,9—10月逐渐下降。细根生物量月平均值为183.76 g·m-2。活细根和死细根生物量分别占细根总生物量的72.59%和27.41%。梭梭群落细根生物量表现出明显的垂直变化,随土壤深度的增加而呈现先增加后逐渐降低的趋势,其中51.36%的活细根和51.81%的死细根生物量分布在>10～30 cm土层。梭梭群落细根年分解率为58.76%,达到50%和95%分解率所需时间为279和1 302 d。梭梭群落细根净生产力为110.73 g·m-2·a-1,年周转速率为1.25次。

沙枣人工群落细根生物量和周转过程

细根是植物根系中直径<2 mm的部分,对植物群落功能的发挥和土壤碳库及全球碳循环具有重要意义。人工林是森林的重要组成部分,在全球碳循环中扮演着重要的角色,但目前对人工林的研究相对较少。沙枣人工林是西部荒漠地区重要的人工林类型,目前对于其固碳能力的研究尚属空白。利用土柱法和分解袋法,于2010年5～10月整个生长季节内,对三工河流域人工沙枣群落的细根生物量、分解与周转规律进行了研究。结果表明:沙枣群落的细根生物量表现出明显的季节和垂直变化,即在5～8月逐渐增加,8月达到最大值,9～10月逐渐下降。平均月细根生物量为146.24 g/m2,活细根和死细根分别占总细根生物量的73%和27%。在垂直变化上,随土壤深度增加细根生物量逐渐降低,其中,0～10 cm土层细根生物量比例最大,占总生物量的44.63%。沙枣群落的细根年分解率为58.5%。达到半分解和95%分解时,分别需要277d和1093d。沙枣群落的细根净生产力分别为151.99 g·m-2·a-1,细根年周转率分别为1.43次。实验证明,沙枣人工群落地下根系具有较高的生产力,具有良好的固碳能力,是适合在荒漠地区大力推广的人工林树种。

石油污染对土壤-植物系统的生态效应

伴随着石油的工业化生产和利用,石油污染已经成为一个严重的环境问题.本文从土壤、植物个体、植物群落与生态系统等层次对石油污染的生态效应进行了系统总结.含有多环芳烃(Polycyclic aromatic hydrocarbons,PAHs)、苯系物(Benzene、toluene、ethylbenzene和xylene,BTEX)等多种有毒物质的石油及其化工产品进入土壤-植物系统后会发生迁移.这不仅对土壤-植物系统的组成、结构、功能和服务产生影响,也会通过食物链危害人类健康.石油污染影响土壤水分状况、孔隙度等物理性质,土壤碳含量、养分含量等化学性质,以及土壤微生物群落组成和多样性、土壤酶活性等生物学性质.通常,石油污染会对大多数植物形成氧化胁迫,影响细胞膜透性,影响光合作用等生理活动,抑制植物生长,影响植物萌发、开花和结实.由于石油污染对植物个体的不同效应以及植物个体对石油污染的不同响应,石油污染对植物群落的影响存在3种基本模式,并最终导致植物群落生物量下降,物种多样性降低,植被盖度降低.进一步影响生态系统的生产力、稳定性和健康,最终危及生态系统的功能和服务.利用微生物、植物及其联合体菌根可以对石油污染物进行生物修复和降解,添加外源营养物质和通气等措施可以强化生物修复过程.应用植被指数和红边效应等遥感方法进行石油污染的生态效应监测具有较大的潜力.总之,如何把土壤-植物系统各水平上不同指标对石油污染物的响应与石油污染的生态效应联系起来,是目前石油污染生态效应研究的重点和难点之一.因此,亟需开展多尺度的系统研究,把室内控制实验、野外控制实验和野外调查有机地结合起来,构建多层次的石油污染标志物体系,全面认识石油污染对土壤-植物系统的生态效应,为石油污染的生态风险评价、治理和控制提供理论基础和实践指导.

干旱区骆驼刺群落细根生产与周转

准确理解不同生态系统植物细根的生产、周转与分解对研究陆地生态系统碳收支具有重要意义。在2010年整个生长季节内(5—10月),采用土柱法和分解袋法,对新疆干旱区骆驼刺群落的细根生物量、季节动态、分解与周转规律进行了研究。结果表明:骆驼刺群落平均月细根生物量为93.10 g·m^(-2),活细根和死细根分别占总细根生物量的72.72%和27.28%。细根生物量表现出明显的季节变化,在5—8月逐渐增加,8月达到最大值,9—10月逐渐下降。在土壤剖面垂直变化上,72.22%的活细根生物量和76.66%的死细根生物量分布在0~30 cm土层中,13.82%的活细根生物量和13.39%的死细根生物量分布在30~40 cm土层中,40 cm以下的细根生物量所占比例很小。双因素方差分析表明,不同取样时间、不同土层之间的活细根生物量、死细根生物量以及细根生产量均差异显著(P<0.05)。骆驼刺群落细根年分解率为64.52%,当细根分解量达到50%和95%时,分别需要228和1152 d。细根年净生产量为118.81 g·m^(-2),细根年周转率为1.75次。以上研究表明:骆驼刺群落的细根生产量随季节以及土壤剖面垂直变化差异显著,由于具有较慢的分解率和较高的周转率,骆驼刺群落细根对干旱区生态系统地下碳循环的分配格局具有重要意义。