伊犁河上游典型草地生态系统氮磷含量及化学计量特征

【目的】了解伊犁河上游典型草地养分限制状况,为不同草地类型群落营养循环及植物-土壤养分管理提供理论依据,也为该区域生态环境的改善提供科学依据。【方法】通过野外调查采样和室内分析测定,采用相关性分析方法,分析了不同类型草地群落植物-土壤氮、磷、钾含量及化学计量学特征。【结果】研究区不同草地类型植物群落植物地上部分和地下部分根系的氮、磷、钾含量变异较大,山地草甸草原和高寒草甸植物地上部分氮含量荒漠草原、半荒漠草原和高寒草甸的氮含量;荒漠草原和半荒漠草原植物地下部分根系的氮含量山地草甸草原、山地草甸和高寒草甸的氮含量;不同草地群落类型植物地上部分的P含量与植物N/P比值呈显著负相关,土壤N与土壤P含量、土壤P含量与土壤N/P比值分别呈显著正相关,土壤N和土壤N/P比值极显著相关,其相关系数为0.983。【结论】研究区土壤氮素缺乏,可以考虑在草地生长过程中适当添加氮肥。     

小针茅荒漠草原地下生物量季节动态及其影响因素

 地下生物量实测数据的缺乏严重影响草地地下碳库的精确估计,本文以苏尼特右旗小针茅荒漠草原为研究对象,通过野外实地调查,选取6个样地,采集2160份根系样品,进行室内试验分析,获得小针茅荒漠草原生长季5—9月地下生物量数据,分析了小针茅草原植被地下生物量的季节动态.结果表明：(1)小针茅草原植被地下生物量季节动态表现为“N”型变化规律,最高值出现在7月下旬,最低值出现在8月下旬,狭叶锦鸡儿-小针茅+无芒隐子草草地各月的地下生物量均高于小针茅+无芒隐子草草地类型.(2)小针茅草原不同层次地下部分生物量的季节变化不同,0~10cm的地下生物量表现出很大的波动性,与总地下生物量的变化趋势基本一致;10cm以下的变化曲线逐渐平缓.(3)5—9月生长季小针茅草原0~60cm土层地下生物量与土壤有机碳含量无显著相关性,0~10cm土层地下生物量与土壤有机碳呈显著正相关.(4)小针茅草原每月地下生物量和月降水量与月平均气温的相关性都不明显.(5)小针茅草原不同深度土壤含水量与地下生物量存在显著正相关,总地下生物量受0~10cm土壤含水量影响较大.     

新疆草地植被的地上生物量

2004年对新疆地区的草地地上生物量进行了大范围的调查,据此估算了新疆6种主要草地类型的地上生物量密度和总量,并探讨了草地地上生物量与环境因子的关系。结果表明,草原类型中,荒漠草原的地上生物量密度最小 (34.9 g C·m^-2),草甸草原最大 (87.3 g C·m^-2),而典型草原 (53.2 g C·m^-2)和高寒草原 (47.7 g C·m^-2)介于两者之间;草甸类型中,山地草甸 (117.4 g C·m^-2)的地上生物量密度显著高于高寒草甸 (58.1 g C·m^-2)。6种草地的地上生物量总量为14.65 Tg C,约占全国的10%。地上生物量主要集中于高寒草原和高寒草甸,两者占总量的41.7%;其次是典型草原、山地草甸和荒漠草原,分别占19.0%、18.3%和14.6%;草甸草原因分布面积小而使得其地上生物量最小,仅占总量的6.4%。草原和草甸地上生物量的控制因子存在差异：草原地上生物量主要受降水控制,而草甸地上生物量则与温度相关。除受气候影响外,草原地上生物量还与土壤含水率、土壤总氮含量正相关,而草甸地上生物量与土壤含水率、土壤总氮含量均不相关。     

内蒙古温带草原的根冠比及其影响因素

温带草地大部分生物量分布在地下,地下生物量在草地生态系统碳循环中起着重要作用。利 用根冠比(R : S)和地上生物量来估算地下生物量是目前常用的方法,但目前缺乏根 冠比的数据。本研究利用内蒙古温带草原的生物量实测数据,分析了R : S及其影响因素。结果显示: (1) 内蒙古温带草原地上和地下生物量分别为135.3, 775.2g·m^-2,不同草原类型生物量差异显著,荒漠草原、典型草原和草甸草原的地上生物量分别为56.6、133.4和196.7 g·m^-2,地下生物量分别为301.0、688.9和1385.2g·m^-2。(2) 研究区3种草原类型的R : S差异较小,荒漠草原、典型草原 和草甸草原R : S中值分别为6.7、5.3和5.2,总体上,内蒙古温带草地的R : S为6.3。(3) R : S与年均温、年降水和土壤含水率之间没有显著相关关系。     

养分添加对内蒙古不同草地生态系统生物量的影响

为了比较不同气候条件下草地生态系统对养分添加的响应,在内蒙古的草甸草原、典型草原和荒漠草原区分别建立长期养分添加试验。在三年试验数据的基础上,分析不同养分(N和P)添加、不同梯度(N:10,5和2.5 g/m2;P:10 g/m2)对这3种代表性草地群落生物量及其分配的影响。结果表明,施氮导致内蒙古温带草原地上生物量增加27%~53.3%,平均增加37.8%,并且施氮浓度越高,地上生物量增加越多。地下生物量对施肥的响应比地上生物量小,整体上,高浓度的氮添加使内蒙古草原的群落总生物量平均增加10.2%。较干旱的荒漠草原对氮限制的响应比典型草原和草甸草原更明显。磷肥对群落地上、地下生物量的影响不明显。施氮肥促进草甸草原和荒漠草原的根冠比(R/S)降低,典型草原的根冠比则轻度增加。施肥对内蒙古温带草原根系的垂直分布没有显著影响。位于不同环境条件下的草地生态系统对施肥的响应存在时间和空间差异,意味着在碳循环模型预算和草地管理中需要考虑不同草地生态系统对养分添加的响应。草地地上生物量对施肥的响应高于地下部分,如果不考虑地下部分,可能会高估整个生态系统对施肥的响应。     

围封下内蒙古典型草原区退化草原群落的恢复及其对碳截存的贡献

通过实地样方调查及实验室分析对围封（ER）与持续放牧（GD）下内蒙古典型草原区退化草原群落的植被、土壤特征进行了测定,分析了围封后植被、土壤特征的恢复状况,揭示了退化草地生态系统恢复过程中的固碳潜力及其生物化学过程．结果表明：羊草（Leymus chinensis）草原退化变型——冷蒿（Artemisia frigida）草原经过18a围封,其植被和土壤特征得到明显恢复,地上组分总生物量是持续放牧草地的2．69倍,0—40cm土层中根系总生物量是持续放牧草地的1．55倍,表层（0—10cm）土壤粘、粉粒含量比持续放牧草地分别增加617．1％和394．7％,土壤有机碳、全氮、全磷含量分别增加为持续放牧草地的2．84,2．44和2．27倍,土壤容重比持续放牧草地降低了10．60％．在内蒙古典型草原区,长期过牧下的冷蒿草原恢复为以羊草为优势种的原生群落类型将具有较大的固碳潜力,在恢复过程中其地上植物组分、根系和土壤（0—40cm）的固碳潜力可分别达到65．58,241．77和2176．19g·m^-2,其植物——土壤系统总固碳潜力可达到2483．55g·m^-2．     

我国北方温带草地土壤微生物群落组成及其环境影响因素

选择我国北方温带草原中的草甸草原、典型草原、荒漠草原3种类型共13个样点进行调查,对土壤微生物磷脂脂肪酸(phospholipid fatty acids,PLFAs)进行测定。对土壤微生物群落进行无量度多维标定排序(nonmetric multidimensional scaling,NMDS),排序后的样点空间异质性显示3种草原类型微生物群落结构差异明显。结合10种环境因素,对土壤微生物群落组成进行冗余分析,解释率达到79.87%。研究结果表明:土壤含水量、土壤总碳和土壤总氮影响草甸草原土壤微生物群落组成;典型草原土壤微生物群落组成主要受到土壤轻组碳和土壤轻组氮的调节;影响荒漠草原土壤微生物群落组成的因素为年均温和土壤p H值。     

祁连山南坡不同土地利用类型土壤物理特性及其持水能力研究

用环刀法进行野外采样,并结合室内实验方法,对祁连山南坡高山草原等7种土地利用类型的土壤物理性质、枯落物持水量、土壤持水量进行研究.结果表明,7种土地利用类型的土壤密度均为上层小于下层,不同土地利用类型下的土壤密度由大到小为退化草地、高寒草甸、荒漠草原、高山草地、山地草原、沼泽草甸、湿地.土壤的总孔隙度均为上层大于下层,总孔隙度和土壤的最大持水量由大到小为湿地、山地草原、沼泽草甸、高山草地、荒漠草原、高寒草甸、退化草地.枯落物持水量最大的是湿地(57 t/hm~2),山地草原(35 t/hm~2)次之.自然含水量随土层的加深而减小,整体分布在6%～50%,最大的是沼泽草甸,湿地次之,最小的为荒漠草原.湿地、沼泽草甸、山地草原的土壤物理特性及其水源涵养功能明显好于退化草地、荒漠草原和高寒草甸.除退化草地和荒漠草原物理特性间的相关关系不显著外,其他的都较为显著(P<0.01或P<0.05).     

秦岭北坡杨树人工林细根分布与土壤特性的关系

在秦岭山区北坡,对5年生杨树人工林细根表面积、细根体积、根长密度和细根生物量的垂直分布特征,以及这些根系参数与土壤理化特性的关系进行研究。结果表明：杨树人工林细根表面积、细根体积、根长密度和细根生物量基本上表现为随土壤深度增加而减少的趋势;各细根集中分布在0~20 cm土层中,其中0~10 cm土层中占40%左右,10~20 cm中集中了20%以上。土壤理化特性在0~80 cm土层中呈现各自的变化规律,土壤体积质量基本随土层加深而增加,土壤水分表现为变化不大的波动。土壤pH变动范围为6.14~6.71,且随土层加深呈波动变化趋势。土壤有机质、全氮、速效氮垂直变化趋势相似,随土层深度的增加而减少。在杨树人工林中,细根参数与多种土壤理化因子之间存在着不同程度的相关性,说明杨树人工林细根分布特征受土壤理化特性的影响,这反映了植物长期适应生境条件的有效策略。     

放牧和刈割对草原地下净生产力和根系周转的影响

放牧作为一种人类活动的干扰因子,主要通过动物的采食、践踏及其排泄物的输入对草原生态系统产生影响.放牧直接作用于草原生态系统的地上部分和土壤,从而改变草原生态系统的物质生产和碳分配,进而影响到地下净生产力和根系周转.本文综述了放牧及刈割对地下生物量、地下净生产力、碳分配和根系周转的影响,得到如下结论:北方干旱、半干旱草原在重度放牧下,地下净生产力、地下生物量会显著下降,地下碳分配减少.放牧也通常会加快根系周转.研究不同放牧方式(羊单牧、牛单牧、牛羊混牧和无牧)对根系周转的影响,发现牛单牧条件下细根的年周转率最高.文章也对今后根系生态学的研究方向提出建议和展望.     

北疆地区不同草地类型MODIS植被指数变化动态及其与气候因子的关系

利用新一代卫星遥感数据TERRA/MODIS,结合地面20个气象台站提供的数据,以北疆地区为研究区域,分析了温性草原、低地草甸、山地草甸、温性草甸草原、温性荒漠草原和温性荒漠6种代表性草地植被指数的时空变化特征.以2004,2005年4～10月的月度变化为例,研究了不同草地类型在各个生长阶段植被指数的变化和草地的生长状况.研究结果表明,EVI对植被变化的敏感性要强于NDVI的,但是在植被生长状况较好的草地,NDVI比EVI更稳定.植被盖度比较好的草地类型(如温性草甸草原、山地草甸)的植被指数与温度和降水都表现出很强的相关性,但植被稀疏的草地(如温性荒漠、温性荒漠草原)的植被指数与温度的相关性比较弱,与降水的关系更弱.     

青海省草地生态系统碳储量及其分布特征

以第2次土壤普查形成的土壤图和草地资源清查图为本底,通过文献搜集及实测数据的结合,对青海省草地的碳储量进行了估算．结果表明:1）青海省草地生态系统碳储量约为6.12 Pg,平均碳面密度为18.08 kg·m?2,其中:地上植被碳储量（包括凋落物）为0.0097 Pg,平均碳面密度为0.03 kg·m?2;地下植被碳储量为0.0967 Pg,平均碳面密度为0.29 kg·m?2;土壤有机碳储量为6.01 Pg,平均碳面密度为17.76 kg·m?2;土壤储存的有机碳是植被的54倍多．2）从9大草地类来看,总碳储量从大到小依次为高寒草甸类（3.64 Pg）、高寒草原类（0.94 Pg）、低地草甸类（0.61 Pg）、温性草原类（0.35 Pg）、温性荒漠类（0.33 Pg）、温性荒漠草原类（0.08 Pg）、山地草甸类（0.08 Pg）、高寒草甸草原类（0.05 Pg）、高寒荒漠类（0.04 Pg）;从5大功能区来看,总碳储量从大到小依次为三江源地区（3.95 Pg）、柴达木盆地（1.31 Pg）、祁连山地区（0.45 Pg）、青海湖流域（0.31 Pg）、河湟谷地（0.10 Pg）．3）从9大草地类总碳面密度来看,低地草甸类的总碳面密度最高（57.37 kg·m?2）,温性草原类的最低（14.04 kg·m?2）;从5大功能区总碳面密度来看,柴达木盆地的最高（24.41 kg·m?2）,河湟谷地的最低（14.05 kg·m?2）．      

不同类型草原生态系统土壤物理性状

对我国北方草甸草原（CD）、典型草原（DD）、荒漠草原（HD）生态系统的土壤物理性状进行研究．我国草原类型从东到西分别为草甸草原、典型草原和荒漠草原,结果表明其土壤容重逐渐增加,孔隙度逐渐减小．荒漠草原土壤砂粒含量最大,大于典型草原和草甸草原．方差分析表明,三种类型草原土壤容重、孔隙度和黏粒含量之间差异极显著．     

内蒙古草原不同空间尺度的植被反射波谱特征分析与鉴别

在区域尺度上,不同地带性的草地植被反射波谱特征之间差异极显,利用可见光波段反射率形成的鉴别函数可以在平均识别错误概率低于20％的精度上予以鉴别,而在中小尺度上群落波谱反射特征的差异程度与群落类型有关,典型草原的几个代表性群落－大针茅草原群落、克氏针茅草原、羊草草原、冷蒿草原等群落波谱特征的差异程度较高,平均鉴别错误概率小于15％,而在荒漠草原中,只有在灌丛化与非灌丛化草地群落之间波谱特征才有显差异,但在非灌丛化群落复合体内部,不同群落之间反射波谱特征差异较小,草甸草原中主要群落的反射波谱特征之间的差异程度也较低。     

施用沼液对杨树人工林细根生物量的影响

【目的】研究施用不同量沼液对杨树人工林细根生物量的影响,为科学利用沼液、优化杨树人工林施肥技术,以及促进杨树人工林可持续经营提供理论依据。【方法】在4种沼液施用量(0、125、250和375 m³/hm²)的杨树人工林长期控制野外实验样地,采用连续土钻法钻取不同土壤深度(0~20,≥20~40和≥40~60 cm)土芯样品;从中分拣出杨树活细根,经清洗、分级、烘干、称量,比较不同处理下的各土层、各径级细根生物量。【结果】0~60 cm土层总细根生物量、各层和各径级细根生物量均随沼液施用量的增加呈下降趋势。与对照相比,施用沼液使总细根生物量减少了18.8%~28.6%,尤其是土壤表层(0~20 cm)细根生物量减少最多,为21.5%~34.8%;1~5级细根生物量分别减少了17.7%~25.9%、8.5%~14.5%、17.6%~27.9%、10.9%~27.3%和24.4%~31.3%。【结论】长期施用沼液对杨树人工林细根生长有显著的抑制作用,且对细根垂直分布和径级分配有明显影响,但其作用机制还需深入研究。     

不同生境狭叶锦鸡儿灌丛沙堆的土壤微生物数量、分含量及酶活性的比较研究

为了解狭叶锦鸡儿灌丛沙堆的土壤微生物与生境、土壤养分及酶活性之间的关系,采集内蒙古高原不同生境下的狭叶锦鸡儿灌丛沙堆的土壤,测定土壤微生物的数量、土壤养分和土壤酶活性.研究发现：狭叶锦鸡儿灌丛沙堆土壤中的微生物数量和养分含量表现为典型草原＞荒漠草原＞荒漠;碱性磷酸酶活性表现为典型草原＞荒漠草原＞荒漠,脲酶、过氧化氢酶和蔗糖酶活性表现为荒漠草原＞典型草原＞荒漠.这些研究结果表明：狭叶锦鸡儿灌丛沙堆土壤微生物的数量和组成差异是由土壤营养、气候以及受气候决定的植被差异共同作用的结果;而土壤微生物与土壤酶活性之间的关系较为复杂.     

内蒙古草地牧草中氟（F）,硒（Se）含量及分布的调查研究

本文通过内蒙古草地上，四个地带性草地类型十个调查区域的１５４份优良牧草中，氟、硒的含量及分布调查分析表明：在草甸草原中氟、硒含量分别为０．０２ｍｇ／ｋｇ、０．０７ｍｇ／ｋｇ，在典型草原中氟硒含量分别为０．０１ｍｇ／ｋｇ，０．１４ｍｇ／ｋｇ，在荒漠化草原中氟硒含量分别为０．０２ｍｇ／ｋｇ，０．０９ｍｇ／ｋｇ，在草原化荒漠中氟硒含量分别为０．０７ｍｇ／ｋｇ，０．１０ｍｇ／ｋｇ．全区草地上生长的１６种牧草中，两项元素均被检出，但含量都比较低，经数理统计，四个地带性草地类型中氟和硒含量差异都不明显．研究氟和硒在牧草中的含量，对于环境化学，地方病防治和我区富牧业生产有一定的参考意义．