高寒草地生物量变化对归一化物候指数的响应

准确评价草地地上生物量(Above-ground biomass, AGB)对草地资源的可持续利用和保护具有重要意义。以甘南为典型研究区,利用2019—2021年Sentinel-2地表反射率和野外实测地上生物量数据,借助GEE(Google Earth Engine)平台和数理统计方法评价了9种植被指数对高寒草地AGB的估算精度,构建了高寒草地地上生物量反演模型,在此基础上分析了2019—2021年甘南州草地产量的时空动态变化。结果表明：在所有植被指数中,归一化物候指数(Normalized difference phenology index, NDPI)与草地AGB的R²值最高(0.72),其次为归一化植被指数(normalized difference vegetation index, NDVI)(R²=0.68),拟合效果最差的为增强型植被指数(enhanced vegetation index, EVI)(R²=0.37)和差值植被指数(different vegetation index, DVI)(R<...     

黄河源园区高寒草地碳储量估算及其影响因素

高寒草地碳储量及其影响因素研究是认识青藏高原草地生态系统乃至陆地生态系统碳循环和气候变化的关键之一。利用2021年8月上旬地面调查数据与同期高分6号遥感数据建立回归关系,在反演研究区植被地上、地下生物量碳密度和0—40cm土壤层有机碳密度基础上,估算了黄河源园区高寒草地有机碳储量,并通过路径分析探讨了土壤理化性质对碳密度的影响驱动机制。结果表明：(1)2021年黄河源园区地上生物量、地下生物量、0—40cm土壤层碳密度分别为37.65g/m²、1305.28g/m²、4769.11g/m²;总碳储量为100.44Tg(1Tg=10¹²g),植被层和土壤层碳储量分别分为22.06Tg、78.38Tg,占总碳密度的21.96%、78.04%。(2)黄河源园区高寒草甸和高寒草原两种草地类型地上生物量碳密度分别为41.27g/m²、30.76g/m²;地下生物量碳密度分别为1661.41g/m²、618.74g/m²;0...     

黑顶麻雀的活动区及其影响因素

2017和2018年每年6至10月,在甘肃安西极旱荒漠国家级自然保护区利用无线电遥测技术对繁殖期16只黑顶麻雀(Passer ammodendri)(9♀,7♂)和繁殖期后1个月内雌雄各1只的活动区进行了监测。使用95%固定核空间法(FK)计算活动区面积,60%固定核空间法求得的活动区面积作为核心区面积。结果显示,在繁殖期雌雄黑顶麻雀个体间的平均活动区面积分别为(23.88±4.50)hm²(n=9)和(32.36±7.24)hm²(n=7),核心区面积分别为(3.92±0.70)hm²和(5.55±1.55)hm²,繁殖期雌雄个体间的活动区和核心区面积均无显著差异。繁殖结束后一个月内雌雄活动区面积分别为123.86hm²和272.40 hm²,核心区面积分别为23.68 hm²和64.88 hm²。雌、雄性个体繁殖期的活动区面积和核心区面积均显著小于繁殖期后。个性表现为羞怯的个体活动区面积显著小于个性表现为勇敢...     

聚丙烯酰胺和生物炭共施对土壤细菌群落、理化因子和玉米产量的影响

【背景】细菌群落在土壤养分循环中扮演着重要角色,并且土壤理化性质及作物产量会对其产生一定的影响。【目的】明确河套灌区滴灌条件下聚丙烯酰胺和生物炭共施对土壤细菌群落多样性及结构组成、理化因子和玉米产量的影响。【方法】设置对照(CK)、聚丙烯酰胺22.5 kg/hm²+生物炭9000kg/hm²(PB1)、聚丙烯酰胺22.5kg/hm²+生物炭13500kg/hm²(PB2)和聚丙烯酰胺22.5 kg/hm²+生物炭18 000 kg/hm²(PB3)这4个不同处理,利用高通量测序技术研究土壤细菌群落与环境因子和玉米产量的相互关系。【结果】与CK相比,PB1和PB2处理均提高了土壤细菌群落的α多样性指数(Chao1指数和Shannon指数)。聚丙烯酰胺和生物炭共施可改变土壤细菌群落结构组成,不同处理的土壤细菌优势类群为变形菌门(Proteobacteria)和Subgroup＿6。PB1处理的土壤水解氮和PB2处理的有效钾含量增加较为明显,且PB2处理的综合土...     

青藏高原冬季枯草生物量遥感估算

草地生物量是高寒草甸生态系统功能状态与生产效益的基础指标。然而,青藏高原冬半年非生育期,包括生物量在内的牧草要素观测全面中止,使得冬季成为牧草观测的一个空白期。通过2020年8月—2021年4月在青海海北高寒草地逐月牧草参数与高光谱野外同步观测试验,进行了牧草不同月份、不同衰减状态下生物量、表观状态、光谱特征的观测及其动态变化过程分析。结果表明,高寒冬季牧草生物量总体呈迅速下降和相对稳定两个阶段。8—10月牧草生物量处于迅速衰减下降阶段,牧草生物量由8月的9225 kg/hm²急剧下降至10月的3536 kg/hm²,降幅近160%,11月—次年4月则进入总体稳定阶段。利用衰减过程牧草生物量与反射光谱间关系,提出了一种修订的归一化枯草植被指数(R-DGVI),该指数在低覆盖与高覆盖植被区均表现出较好的枯草识别能力,具有相比NDVI更强的枯草识别能力与更宽的阈值范围。在此基础上,建立的中分辨率成像光谱仪(MODIS)卫星冬季枯草生物量遥感估算模型R²达到0.5627(P<0.01),进一步,通过给出5个等级枯草生物量...     

不同滴灌量对甘草叶片光合特性和主要药用成分含量的影响

目的：探讨甘草叶片光合特性和主要药用成分含量对不同滴灌量响应的机理。方法：以天山北麓昌吉州荒漠地区栽培甘草为材料，在新疆昌吉州三坪农场设置X₀(0 m³/hm²)、X₁(2 500 m³/hm²)、X₂(4 000 m³/hm²)、X₃(5 500 m³/hm²)和X₄(7 000 m³/hm²)等5种滴灌量水平，研究滴灌量对甘草关键生育时期土壤水分、叶片光合特性及品质的影响。结果：甘草叶片叶绿素含量、光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)和蒸腾速率(Tr)随着滴灌量的增加呈先增加后减少的趋势，叶片甘草酸和甘草苷含量表现为X₂>X₃>X₁>X₄>X     

水氮互作对冬小麦田氨挥发损失和产量的影响

2015-2017年利用水肥渗漏研究池,以‘石麦15’(SM15)为材料,采用随机区组设计,设置2个氮肥类型(尿素和有机肥牛粪)、2个施氮水平(180和90 kg·hm^-2)、2个灌溉水平(500和250 mm)进行试验,探讨水、氮及其互作对冬小麦田土壤氨挥发损失量和籽粒产量的影响.结果表明: 施肥以后土壤氨挥发持续7 d左右.2015-2016年施肥后各处理土壤氨挥发损失总量为13.36～46.04 kg·hm^-2,氨挥发氮肥损失率为8.9%～41.1%,2016-2017年各处理土壤氨挥发损失总量为14.78～52.99 kg·hm^-2,氨挥发氮肥损失率为9.2%～45.8%;两年试验内氨挥发损失量最多的处理为W₂U₁(施尿素N 180 kg·hm^-2,灌溉量250 mm),氨挥发损失率最高的处理为W₂U₂(施尿素N 90 kg·hm^-2,灌溉量250 mm),合理的水氮管理可以显著降低土壤氨挥发损失率,施用尿素造成的土壤氨挥发损失为有机肥的2～3倍.两年试验均以W₁M₁(施牛粪N 180 kg·hm^-2,灌溉量500 mm)的小麦产量最高,灌溉量、肥料类型和施氮量互作对冬小麦产量影响极显著.综合氨挥发损失量和冬小麦籽粒产量,本试验条件下,水氮互作效应显著,冬小麦生育期内总灌溉量500 mm、施有机肥180 kg·hm^-2时冬小麦季土壤氨挥发损失率较低,产量最高,施用有机肥的增产效果优于尿素,可作为黄淮海地区冬小麦实际生产中增产增效的水肥优化管理方式.     

页岩气开发区井场开发对土地利用和生物量的影响

在我国四川页岩气开发区井场周围受人类活动影响较大的村镇、农田,页岩气开发对土地利用变化、植被生物量影响还不清楚.本研究利用2012、2017年遥感影像解译及2017年地面样方调查数据,分析页岩气开发区的井场、缓冲区土地利用和生物量变化,分析页岩气井区的影响范围及其造成的植被生物量损失.结果表明: 2012—2017年间,页岩气开发使93.81 hm²土地转化为工矿用地,其中,近一半(48.6%)为旱地(45.61 hm²),17.2%为有林地(16.13 hm²)、11.0%为居民点(10.28 hm²)、11.1%为灌木林地(10.39 hm²);页岩气井区开发阶段影响范围在0~50 m,在进入稳产阶段后影响范围减少;页岩气开发造成研究区植被生物量损失2477.53 t,其中,71.6%由井场直接压占造成,其余(28.4%)由井场附属道路及临时占地引起.页岩气井场直接压占旱地和有林地是页岩气开发区土地利用变化和生物量损失的重要原因.本研究可为该区域的生态环境管理、页岩气开发的可持续发展提供科学依据.     

数量化理论I在评价牧草与杂草关系中的应用

运用数量化理论I评价了华南地区两个典型人工草地中人工管理措施对牧草与杂草关系的影响.结果表明,放牧强度对东方示范牧场的牧草优势度、施肥水平对粤北第一示范牧场的牧草优势度有重要的影响,其主要危害杂草分别为飞机草(E.odoratum)、赤才(E.rubiginosum)、牛筋果(H.perforata)和白茅(I.anlindrica)、一年蓬(E.annus),并确定其草地适宜载畜量为1～4头牛·hm^-2,适宜施肥水平为过磷酸钙500～1000kg·hm^-2,KCl150～250kg·hm^-2.     

太行山东北部区域野生动物损害及损害补偿

人兽冲突是生物多样性保护的重要研究主题,合理的损害补偿有助于野生动物可持续保护及管理。为探究太行山东北部区域野生动物损害及损害补偿,于2019年与2020年7—9月对区域内主要肇事野生动物(野猪Sus scrofa和狗獾Meles leucurus)进行了种群及损害调查;2021年7—8月基于访谈,对区域的损害赔偿及社区的受偿意愿进行了量化计测和分析。结果表明,太行山东北部区域的野猪(密度为(6.283±1.274)只/km²)及狗獾(密度为(4.855±1.610)只/km²)种群较大,对区域内的农业生产带来了较大损害,且肇事频率呈上升趋势;已有的防控手段效果有限,当地社区对野生动物保护支持度较高,但对肇事动物保护的态度相对消极;区域内的野生动物损害补偿已普遍施行,有效补偿了受损农户的部分经济损失,但也存在补偿覆盖不全面、补偿标准模糊及补偿数额偏低等问题。当地农户的受偿意愿((10962.60±1751.55)元/hm²)与其文化程度、损害补偿满意度和野生动物保护态度负相关,与保护政策支持度正相关。根据调研结果,建议加...     

川西平原农田啮齿动物群落动态：年间变动和季节变动

为了研究农田啮齿动物群落的动态规律,用标志重捕的方法给出了川西平原农田的啮齿动物群落的物种数、结合种群密度、生物量、物种多样性的Shannon指数与Simpson指数等5个变量的时间序列资料,并分析了这些时间序列的年间变动和季节变动的特点。结果表明：（1）5个变量总是处于不断的变化之中,特别是年间交替升降十分明显;（2）群落的全部8个物种从未同时出现过,同一个月最多有5个物种,最少只有1个物种;（3）5个变量季节变动的幅度均较大并各具有1至3个不等的明显的峰值,而年间变动的幅度则相对较小;（4）5个变量的最大值均出现在夏季,最小值则出现在春季、夏季或冬季;（5）5个变量的季节性均不强;（6）优势种大足鼠（Rattus nitidus)的种群密度分别与群落结合种群密度、生物量的年间变动和季节变动均具有相似的变动规律;此外,优势种大足鼠的种群密度、生物量分别占群落结合种群密度、生物量的比例均较高,而且这两个比例季节变动的幅度都较大而年间变动则较为稳定。     

Plant Functional Diversity and Species Diversity in the Mongolian Steppe

Background

The Mongolian steppe is one of the most important grasslands in the world but suffers from aridization and damage from anthropogenic activities. Understanding structure and function of this community is important for the ecological conservation, but has seldom been investigated.

Methodology/Principal Findings

In this study, a total of 324 quadrats located on the three main types of Mongolian steppes were surveyed. Early-season perennial forbs (37% of total importance value), late-season annual forbs (33%) and late-season perennial forbs (44%) were dominant in meadow, typical and desert steppes, respectively. Species richness, diversity and plant functional type (PFT) richness decreased from the meadow, via typical to desert steppes, but evenness increased; PFT diversity in the desert and meadow steppes was higher than that in typical steppe. However, above-ground net primary productivity (ANPP) was far lower in desert steppe than in the other two steppes. In addition, the slope of the relationship between species richness and PFT richness increased from the meadow, via typical to desert steppes. Similarly, with an increase in species diversity, PFT diversity increased more quickly in both the desert and typical steppes than that in meadow steppe. Random resampling suggested that this coordination was partly due to a sampling effect of diversity.

Conclusions/Significance

These results indicate that desert steppe should be strictly protected because of its limited functional redundancy, which its ecological functioning is sensitive to species loss. In contrast, despite high potential forage production shared by the meadow and typical steppes, management of these two types of steppes should be different: meadow steppe should be preserved due to its higher conservation value characterized by more species redundancy and higher spatial heterogeneity, while typical steppe could be utilized moderately because its dominant grass genus Stipa is resistant to herbivory and drought.     

How does plant population density affect the biomass of Ravenna grass?

Ravenna grass, Tripidium ravennae (L.) H. Scholz, is known to produce an abundance of biomass, but how plant density affects its biomass potential remains unknown. The objectives were to determine the effects of plant density on biomass yield; plant growth traits; biomass?carbon, nitrogen, and ash concentrations; heating value; nitrogen removal; and sucrose concentration in leaves and culms. The treatments consisted of five plant densities (1,250; 2,500; 5,000; 10,000; and 20,000 plants per hectare) in a randomized complete block design with four blocks. Plots were nonirrigated, unfertilized, and harvested once during the dormant season each year. Data were collected from 2015?2019. Dependent variables that varied with plant population density (p < .05) were biomass yield, number of reproductive culms per plant, reproductive culm diameter, reproductive culm sucrose concentration, and nitrogen removal with biomass. Biomass yield ranged from 5.6 to 16.3 Mg/ha for plant densities of 1,250–20,000 plants per hectare, respectively. Combined over years, nonlinear regression of the data showed the equation for biomass yield to plateau at 16.2 Mg/ha at a plant density of 10,640 plants per hectare. As plant density increased, the number of reproductive culms per plant, culm diameter, and culm sucrose concentration significantly decreased. At 1,250 plants per hectare, the number of reproductive culms per plant, culm diameter, and culm sucrose averaged 70, 10.2 mm, and 63.2 g/kg, respectively. Nitrogen removed with biomass significantly increased as biomass yield increased with plant density. At a density of 10,000 and 20,000 plants per hectare, the amount of nitrogen removed annually in the harvested biomass averaged 88 kg/ha. The data suggest that 10,000 plants per hectare would produce the greatest annual biomass yields; however, research is needed to determine the nutrient requirement for Ravenna grass to sustain biomass production at that density.     

内蒙古草原五种啮齿动物肾脏形态学特征比较

啮齿动物的水平衡能力对其适应干旱环境至关重要。为理解啮齿动物对水环境的适应性,本研究以分布于内蒙古草原的长爪沙鼠 (Meriones unguiculatus)、布氏田鼠 (Lasiopodomys brandtii)、小毛足鼠 (Phodopus roborovskii)、坎氏毛足鼠 (Phodopus campbelli) 和黑线仓鼠 (Cricetulus barabensis) 为研究对象,测定了肾脏形态学指标、肾单位密度指标和尿液渗透压等,比较分析了肾脏形态结构与栖息地环境之间的关系。结果发现：5种啮齿动物肾脏髓质厚度随动物分布区域的变化,呈现从典型草原地区、半荒漠地区至荒漠和沙漠地区逐渐增加的趋势,干旱地区动物的尿液渗透压较高。5种动物的皮质肾单位密度无显著差异。近髓肾单位密度统计显示,黑线仓鼠大于小毛足鼠与坎氏毛足鼠,布氏田鼠与长爪沙鼠居中。这些结果表明,啮齿动物的肾脏形态指数和组织学指数可以在一定程度上反映哺乳动物肾脏浓缩尿液的能力,肾脏的结构具有可塑性以应对环境的变化。     

中国典型草原放牧草场蝗虫为害损失及经济阈值的估算(英语)

传统上估算蝗虫在放牧草场为害损失的方法几乎都是用来测定对牧草秋季产量的影响,而实际上,在估算放牧草场蝗虫为害损失及经济阈值时,牧草的现存量而非秋季产量是更应考虑的因素.本文提出了一种适合测定蝗虫对牧草现存生物量影响的新方法,即野外挂笼饲养与蝗虫种群动态相结合的估算方法,并在此基础上组建了放牧草场蝗虫种群经济阈值模型;α_0 α_1M_1_α_2M_2_ α_3S_1 α_4S_2=C其中,M_1:狭翅雏蝗生物量;M_2:宽须蚁蝗生物量;S_1:狭翅雏蝗平均个体重量,S_2:宽须蚁蝗平均个体重量;α_0-α_4:常数.同时引入蝗虫种群数量和生物量两项参数来表达蝗虫种群的发生程度.     

典型草原区布氏田鼠鼠害防治的经济阈值

采用种群动态分析方法,分析了内蒙古典型草原区布氏田鼠防治经济阈值.结果表明,1995 ～2005年间布氏田鼠(Lasiopodomys brandtii)早春化学防治的经济阈值分别为36.4、48.8、45.2、39.6、51.2、51.7、48.6、47.2、45.4、40.8、40.1只/hm2,而2010 ～ 2012年间的经济阈值则为41.8、39.8、38.7只/hm2.1995～2012年间,布氏田鼠防治的经济阈值基本稳定在45只/hm2左右.布氏田鼠鼠害的防治经济阈值主要受牧羊放牧收益、灭鼠成本和灭鼠成效的影响,牧羊年均放牧收益与布氏田鼠早春防治经济阈值呈反比关系.根据2010～2012年间的调查结果,近年来布氏田鼠早春防治经济阈值的参考数值为40只/hm2.     

延安林区地栖鼠类组成及优势度分析

延安林区共有地栖鼠类8种,分属2科6属。密度和生物量在反映不同生境鼠类作用大小方面并不一致,本文利用密度和生物量综合决定的重要值来表示鼠类优势度,分析了该区地栖鼠类组成及作用大小,并对不同生境中鼠类的优势度水平进行了比较。指出中华鼢鼠是该林区的优势种类,并提出了针对该鼠的造林建议。     

Effects of enclosure on carbon density of plant-soil system in typical steppe and desert steppe in Nei Mongol,China

草地生态系统是巨大的碳库, 在全球碳循环中起着重要的作用。该研究以内蒙古中温带草地区典型草原和荒漠草原为研究对象, 测定了两种草原类型围封与放牧后地上生物量碳密度、地下生物量碳密度和土壤碳密度, 探讨围封对两种草原类型植被-土壤系统碳密度的影响。结果表明: (1)围封显著地增加了典型草原地上和地下生物量的碳密度, 对荒漠草原地上生物量碳密度增加影响显著, 对地下生物量碳密度增加影响不显著; (2)围封显著地增加了典型草原土壤碳密度, 使荒漠草原土壤碳密度有增加的趋势, 但影响不显著; (3)典型草原围封样地地下生物量和土壤碳密度的垂直分布显著高于放牧样地, 而荒漠草原围封样地地下生物量和土壤碳密度的垂直分布与放牧样地的差异不显著; (4)围封分别提高了典型草原和荒漠草原植被-土壤系统碳密度的2.2倍和1.6倍, 典型草原和荒漠草原分别有超过65%和89%的碳储存在土壤中, 两种草原类型的地下生物量碳库均占总生物量碳库的90%以上。研究结果表明围封能够有效地增加草原生态系统的碳储量。     

内蒙古温带草原土壤微生物生物量碳的空间分布及驱动因素

【目的】探索内蒙古温带草原土壤微生物生物量碳的空间分布特征以及驱动因素。【方法】在内蒙古自治区境内沿着年均温、年降水梯度选择17个草原样点,在土壤剖面上分0-10 cm、10-20 cm、20-40 cm、40-60 cm、60-100 cm五层,分别采集土壤样品,测定土壤微生物生物量碳以及主要的环境和生物影响因子,分析不同草地类型以及不同土壤深度土壤微生物生物量碳的差异,探索非生物因子和生物因子对土壤微生物量碳的影响。【结果】草甸草原土壤微生物量碳最高,典型草原次之,荒漠草原最低。在0-10 cm土壤中,草地类型间的微生物量碳变异系数高于草甸草原和典型草原,低于荒漠草原;在0-100 cm土壤中,草甸草原样点间的微生物量碳的变异系数低于典型草原和荒漠草原。土壤微生物量碳与年降水、土壤含水量、粘粒含量、土壤养分元素、地上生物量、地下生物量呈显著正相关,与年均温和土壤p H值呈显著负相关关系。随着土壤深度的增加,土壤微生物量碳显著减少,非生物因子与微生物量碳的相关性减弱,草地类型间以及同一草地类型不同样点间的变异系数增加。0-10 cm土壤微生物量碳与10-40 cm土壤微生物量碳的相关指数高于0.5,与40-100 cm的土壤微生物量碳的相关指数小于0.3。【结论】内蒙古温带草原土壤微生物量碳的垂直分布呈现一定的规律性,且非生物因子对微生物量碳的影响也呈现垂直减弱的规律。