锡林河流域一个原生草原群落的碳素平衡研究

野外调查与历史资料相结合 ,对内蒙古锡林河流域一个永久试验样地内的羊草 (Leymuschinensis (Trin .)Tzvel.)草原群落 (原生草原群落 )的碳素贮量、主要流量和周转速度等进行了估计。结果表明 :1 )该群落中地上部净初级生产的碳素固定量的多年平均值为 79.8gC·m-2 ·a-1 ,根系碳素输入量的多年平均值为 31 1 .9gC·m-2 ·a-1 ,碳素输入总量为 391 .7gC·m-2 ·a-1 ;2 )土壤净呼吸量为 34 6 .9gC·m-2 ·a-1 ,动物 (昆虫 )采食量 1 4 .7gC·m-2·a-1 ,地上立枯阶段的淋溶与光化学分解损失为 3 .2gC·m-2 ·a-1 ,碳素输出总量为 36 4 .8gC·m-2 ·a-1 ;3)该群落中碳素输入略大于输出 ,净积累速率为 2 6 .9gC·m-2 ·a-1 ,0 - 30cm土壤中的碳素周转速率为 6 .2 % ,周转时间为1 6年。     

锡林河流域一个原生草原群落的碳素平衡研究

野外调查与历史资料相结合,对内蒙古锡林河流域一个永久试验样地内的羊草( Leymus chinensis (Trin.) Tzvel.)草原群落(原生草原群落)的碳素贮量、主要流量和周转速度等进行了估计.结果表明:1)该群落中地上部净初级生产的碳素固定量的多年平均值为79.8 g C*m-2*a-1,根系碳素输入量的多年平均值为311.9 g C*m-2*a-1,碳素输入总量为391.7 g C*m-2*a-1; 2)土壤净呼吸量为346.9 g C*m-2*a-1,动物(昆虫)采食量14.7 g C*m-2*a-1,地上立枯阶段的淋溶与光化学分解损失为3.2 g C*m-2*a-1,碳素输出总量为364.8 g C*m-2*a-1; 3)该群落中碳素输入略大于输出,净积累速率为26.9 g C*m-2*a-1,0-30 cm土壤中的碳素周转速率为6.2%,周转时间为16年.     

内蒙古锡林河流域羊草草原生态系统碳素循环研究

采用野外调查和模型预测方法相结合,对内蒙古锡林河流域一个永久试验样地内的羊草（Ｌｅｙｍｕｓｃｈｉｎｅｎｓｉｓ（Ｔｒｉｎ．）Ｔｚｖｅｌ．）草原群落的碳素贮量、主要流量和周转速度等进行了初步估计,研究了长期过度放牧对整个流域羊草草原土壤有机碳贮量的影响。结果表明：１）羊草群落净初级生产固碳量的多年实测平均值为（２３１．２５±７４．４１）ｇＣ·ｍ－２·ａ－１,向土壤中的碳素输入量为２２０．７５ｇＣ·ｍ－２·ａ－１,土壤呼吸量的模型预测值为（１８１．０３±４６．３２）ｇＣ·ｍ－２·ａ－１;２）该群落碳素输入略大于输出,其理论积累率为１９．８８ｇＣ·ｍ－２·ａ－１,实测积累率为３９．７２ｇＣ·ｍ－２·ａ－１;３）近４０年来,过度放牧致使锡林河流域羊草草原表层（０～２０ｃｍ）土壤的有机碳贮量下降了约１２．４％。     

茂兰喀斯特森林中华蚊母树群落土壤种子库动态初探

 茂兰喀斯特森林中华蚊母树群落900m2样地内共有种子植物59种,其中19种主要植物已繁殖产生种子。群落每年以种子雨形式向种子库输入种子351.1粒·m-2,其中对群落更新有用的成熟有效种子150.8粒·m-2。土壤种子库中活力种子丰富,共有41种2510.5～2646.8粒·m-2。种子库中活力种子的种类和数量均随时间的变化而变化,不同时间种子库的差异主要在于现存植物活力种子的变化。土壤种子库每年输出活力种子171.9粒·m-2,其中萌发输出21.9粒·m-2,动物采食输出133.5粒·m-2,病菌危害引起的输出为3.2粒·m-2,种子自然衰老引起的输出为13.3粒·m-2。每年输出超过输入21.1粒·m-2。演替前期植物种子没有输入,只有缓慢输出,但没有萌发输出。     

茂兰喀斯特森林中华蚊母树群落土壤种子库动态初探

茂兰喀斯特森林中华蚊母树群落 90 0 m2样地内共有种子植物 5 9种 ,其中 19种主要植物已繁殖产生种子。群落每年以种子雨形式向种子库输入种子 35 1.1粒· m- 2 ,其中对群落更新有用的成熟有效种子 15 0 .8粒·m- 2 。土壤种子库中活力种子丰富 ,共有 41种 2 5 10 .5～ 2 6 46 .8粒· m- 2 。种子库中活力种子的种类和数量均随时间的变化而变化 ,不同时间种子库的差异主要在于现存植物活力种子的变化。土壤种子库每年输出活力种子 171.9粒· m- 2 ,其中萌发输出 2 1.9粒· m- 2 ,动物采食输出 133.5粒· m- 2 ,病菌危害引起的输出为 3.2粒· m- 2 ,种子自然衰老引起的输出为 13.3粒· m- 2 。每年输出超过输入 2 1.1粒· m- 2 。演替前期植物种子没有输入 ,只有缓慢输出 ,但没有萌发输出。     

羊草草地植被-土壤系统氮循环研究

研究表明, 0～30 cm土层7月氮（N）总储量为479.2 g·m－2,其中主要为有机N,占总N量的98.5%,土壤中的无机N年度变化很大,在2.55～11.3 g·m－2之间,7月无机N储量为7.3 g·m－2,与其它类型草地不同,该类型草地土壤铵态N与硝态N含量有些季节相差不大,有些季节硝态N的含量超过铵态N的含量,铵态N的峰值出现的时间早于硝态N。植物根系吸收利用的无机N约为3.48 g·m－2·a－1,植物根系向地上每年输送的N量为2.97 g·m－2·a－1, 地上活体向地下转移的N量为1.54 g·m－2·a－1,植物地上部分每年转为立枯凋落物的N量为1.43 g m－2·a－1, 由立枯凋落物转为土壤有机N的量大于1.08 g·m－2·a－1,植物根系每年转为土壤有机N的量为1.51 g·m－2·a－1。     

磷在羊草草地植物——土壤中积累、分布及转移规律

 本文在研究磷素几种形态的动态变化基础上,运用生态系统理论,利用系统分析的方法,分析了磷在植物—土壤系统中的流通、积累和归还的特点,得出如下结果：1．磷素在系统内99%以上分布在土壤中。2．群落内磷的再利用量为3.6755kg·ha-1·yr-1。3．群落每年吸收的磷为3.4063kg·ha-1·yr-1,地上部归还土壤为0.1447kg·ha-1·yr-1,地下部归还土壤为1.8111kg·ha-1·yr-1,输出仅占吸收量的42.24%,磷素在群落中每年净积累为0.35kg·ha-1·yr-1．4．磷在各库内的周转时间是：地上植物活体为1.3364年,立枯体为6.4350年,活根为1.0887年,死根为2.4378年,有机磷为833.3年。     

西双版纳不同热带森林土壤氮矿化和硝化作用研究

1998年7月,用埋袋法对西双版纳热带季节雨林、崖豆藤（Mellettialeptobotrya）次生林、季节雨林内林窗和轮歇地土壤的氮矿化和硝化作用进行了研究。研究结果表明季节雨林和崖豆藤次生林的格局基本相同,氮净矿化速率分别为6．55mgN·kg－1·30d-1和6．37mgN·kg-1·30d-1,硝化速率分别为16．28mgN·kg－1·30d-1和16．38mgN·kg-1·30d-1。而林窗下和轮歇地土壤的氮净矿化速率和硝化速率均为负值,氮净矿化速率分别为-7.85mgN·ks-1·30d-1和-10．69mgN·kg-1·30d-1,硝化速率分别为-2．78N·kg-1·30d-1和-3．69mgN·kg-1·30d-1。从实验结果看,在30d的培养过程中,NH4－N消耗较多,导致硝化速率大于氮净矿化速率。     

基于遥感-过程耦合模型的1988～2004年青海三江源区净初级生产力模拟

 三江源区不仅是地处青藏高原的全球气候变化的敏感区, 也是我国甚至亚洲最重要河流的上游关键源区。作为提供物质基础的植被净初级生产力(Net primary production, NPP), 是评价生态系统状况的重要指标。该文应用已在碳通量观测塔验证, 扩展到区域水平的遥感-过程耦合模型GLOPEM-CEVSA, 以空间插值的气象数据和1 km分辨率的AVHRR遥感反演的FPAR数据为模型主要输入, 模拟并分析了1988～2004年该区NPP时空格局及其控制机制。结果表明, 该区植被平均NPP为143.17 gC·m^–2·a^–1, 呈自东南向西北逐渐降低的空间格局, 其中, 以森林NPP最高(267.90 gC·m^–2·a^–1), 其次为农田(222.94 gC·m^–2·a^–1)、草地(160.90 gC·m^–2·a^–1)和湿地(161.36 gC·m^–2·a^–1), 荒漠最低(36.13 gC·m^–2·a^–1)。其年际变化趋势在空间上呈现出明显的差异, 西部地区NPP表现为增加趋势, 每10 a增加7.8~28.8 gC·m^–2; 而中、东部表现为降低趋势, 每10 a降低13.1~42.8 gC·m^–2。根据显著性检验, NPP呈增加趋势(趋势斜率b>0), 显著性水平高于99%和95%的区域占研究区总面积的13.43%和20.34%, 主要分布在西部地区; NPP呈降低趋势(趋势斜率b<0), 显著性水平高于99%和95%的区域占研究区面积的0.75%和3.77%, 主要分布在中、东部地区, 尤以该区长江和黄河等沿线区分布更为集中, 变化显著性也更高。三江源NPP的年际变化趋势的气候驱动力分析表明, 整个区域水平上该地区植被生产力受气候变化的主导, 西部地区暖湿化趋势, 造成了该地区生产力较为明显的、大范围的增加趋势; 但东、中部地区则主要受人类活动的影响, 特别是长江、黄河等河流沿线, 是人类居住活动密集的地区, 造成这些地区放牧压力较大、草地退化严重, 而该地区暖干化趋势加剧了这一过程。     

沿水分梯度草原群落NPP动态及对气候变化响应的模拟分析

 水分条件不仅影响半干旱区群落的组成, 而且在一定程度上决定了群落的功能。处于不同水分条件生境下群落的优势物种在水分利用和同化物利用效率方面的功能特征会存在差异, 这些差异将导致群落对于气候变化产生不同的响应, 进而影响到景观和区域尺度上对于全球变化下碳动态和格局的分析。该文选取了锡林河流域典型草原区沿水分梯度的4个代表群落, 在野外实验测定并结合长期定位研究成果基础上, 利用BIOME-BGC模型对代表群落的长期净初级生产力(Net primary productivity,NPP)动态进行了模拟和模型验证。 通过分析该地区1953～2005年气候变化趋势, 推测了未来可能的气候变化情景, 进而模拟了气候变化下4个群落长期NPP动态的响应。结果表明,当前气候条件下, 羊草(Leymus chinensis)群落NPP平均值为197.76 gC·m^-2 (SE=7.11), 大针茅(Stipa grandis)群落NPP平均值为198.95 gC·m^-2 (SE=6.41), 贝加尔针茅(Stipa baicalensis)群落NPP平均值为210.41 gC·m^-2(SE=7.87), 克氏针茅(Stipa krylovii)群落NPP平均值为144.92 gC·m^{- 2} (SE=4.64), 4个群落NPP平均值为188.01 gC·m^-2 (SE=3.72); 气候变化情景下, 温度增加下(P0T1),NPP平均下降14.2%,降水增加下(P1T0), NPP平均增加13.2%,温度与降水都增加情景下(P1T1), NPP平均下降2 .7%, 但由于生境水分条件差别和优势物种功能特征差异, 4个群落表现出了增减幅度不同的趋势。对气候因子的敏感性分析及回归分析表明, 降水是该地区NPP最主要的决定因子, 而温度决定作用相对较小,主要通过影响植物的呼吸和水分蒸散等过程影响NPP。在最有可能代表未来气候 变化的温度增加的两种情景下(P0T1、P1T1), NPP均呈下降趋势。群落NPP对气候变化的响应趋势与水分胁迫系数(Water stress index, WSI)、碳胁迫系数(Carbon stress index, CSI)变化密切相关。克氏针茅群落由于所处生境水分条件差,WSI高,对降水的依赖程度最大;贝加尔针茅群落一方面处于较好的水分生境,具有较小的WSI,另一方面,由于具有高碳氮比,维持呼吸消耗的光合产物比例低,CSI远低于其它3个群落, 未来气候变化下, NPP较其它3个群落仍较高。     

长白山阔叶红松林生态系统土壤呼吸作用研究

用密闭静态箱式法观测了长白山阔叶红松林生态系统生长季中的土壤呼吸作用。结果表明, 长白山阔叶红松林生态系统土壤呼吸作用日动态呈单峰曲线, 在 18∶0 0左右达到最大值。土壤呼吸作用在生长季中的动态呈单峰曲线, 7月最大。 6、7、8、9各月平均土壤呼吸作用分别为 0.2 2、0.32、0.2 3和 0.13gC·m-2 ·h-1。温度升高可以提高土壤呼吸作用强度, 地下 5cm的土壤温度比气温更能准确地反映土壤呼吸作用的动态变化 ;土壤水分含量在一定范围内增加可使土壤呼吸作用强度增加, 但水分过多也会对土壤呼吸产生抑制作用而导致土壤碳排放减少。     

落叶松人工林细根动态与土壤资源有效性关系研究

树木细根在森林生态系统C和养分循环中具有重要的作用。由于温带土壤资源有效性具有明显的季节变化, 导致细根生物量、根长密度 (Rootlengthdensity, RLD) 和比根长 (Specificrootlength, SRL) 的季节性变化。以 17年生落叶松 (Larixgmelini) 人工林为研究对象, 采用根钻法从 5月到 10月连续取样, 研究了不同土层细根 (直径≤ 2mm) 生物量、RLD和SRL的季节动态, 以及这些根系指标动态与土壤水分、温度和N有效性的关系。结果表明 :1) 落叶松细根年平均生物量 (活根 +死根 ) 为 189.1g·m-2 ·a-1, 其中 5 0 %分布在表层 (0~ 10cm), 33%分布在亚表层 (11~ 2 0cm), 17%分布在底层 (2 1~ 30cm) 。活根和死根生物量在 5~ 7月以及 9月较高, 8月和 10月较低。从春季 (5月 ) 到秋季 (10月 ), 随着活细根生物量的减少, 死细根生物量增加 ;2 ) 土壤表层 (0~ 10cm) 具有较高的RLD和SRL, 而底层 (2 1~ 30cm) 最低。春季 (5月 ) 总RLD和SRL最高, 分别为 10 6 2 1.4 5m·m-3 和 14.83m·g-1, 到秋季 (9月 ) 树木生长结束后达到最低值, 分别为 2 198.2 0m·m-3 和 3.77m·g-1;3) 细根生物量、RLD和SRL与土壤水分、温度和有效N存在不同程度的相关性。从单因子分析来看, 土壤水分和有效N对细根的影响明显大于温度, 对活根的影响大于死根。由于土壤资源有效性的季节变化, 使得C的地下分配格局发生改变。各土层细根与有效性资源之间的相关性反映了细根功能季节性差异。细根 (生物量、RLD和SRL) 的季节动态 (5 8%~ 73%的变异 ) 主要由土壤资源有效性的季节变化引起。     

青海海北地区高山蒿草草甸植物群落生物量动态及能量分配

 对青海海北地区高山草甸主要植物群落小嵩草(Kobresia pygmaea)草甸、矮嵩草(K．humilis)草甸、藏嵩草(K．tibetica)沼泽化草甸地上生物量动态和能量分配的研究结果表明,不同植物群落年地上净生产量及其年际动态和主要植物类群生物量季节动态具明显的差异,其生物量季节动态可由如下模型表示： Wi＝Ki/(1+exp(Ai-Bit)) 植物群落地上、地下生物量的垂直分布呈典型的金字塔和倒金字塔模式。小嵩草草甸、矮嵩草草甸和藏嵩草沼泽化草甸的地上净生产量依次为368.4g·m-2·a-1、418.5g·m-2·a-1和518.4g·m-2·a-1,所固定的太阳能值依次为6655.16kJ·m-2·a-1、7610.09kJ·m-2·a-1、9488.77kJ·m-2·a-1。光能利用率分别为0.1097％、0.1256％、0.1568％。     

广西植被净初级生产力(NPP)时空演变及主要影响因素分析

利用2001-2010年EOS/MODIS17A3卫星遥感资料,对广西植被净初级生产力(NPP)时空特征及其影响因素进行分析.结果表明：(1)NPP 表现出明显的年际变化,2005年植被年均 NPP 最小为625 gC??m-2??a-1,2003年最大,为714 gC??m-2??a-1,十年间广西植被年NPP平均值为662 gC??m-2??a-1;(2)不同植被类型NPP有较大差异,森林、灌木、农作物的NPP 平均值分别为834、614、517 gC??m-2??a-1;(3)十年间广西区年均NPP为显著下降趋势,且年均气温和降水对NPP时间变化作用显著,而日照时数对 NPP 时间变化的作用不显著;(4)广西区NPP空间格局形成主要影响因素为坡度,其次为经度,再次为地貌特征、纬度和降水;(5)非喀斯特区域北热带季雨林、南亚热带季雨林化/季雨化常绿阔叶林年均 NPP 大于喀斯特地区,相反,喀斯特地区中亚热带常绿阔叶林,农作物年均NPP大于非喀斯特地区.整体而言,广西非喀斯特地区植被NPP为683 gC??m-2??a-1,喀斯特地区植被NPP为620 gC??m-2??a-1.     

秦岭山地植被净初级生产力及对气候变化的响应

基于1999~2009年的NDVI数据和气象数据,利用CASA模型对秦岭山地植被净初级生产力（Net primary productivity,NPP）进行模拟估算,并分析了秦岭NPP的时空变化特征及其对气候变化的响应。结果表明：1999~2009年11年间秦岭山地的平均年NPP为542.24 gC·m^-2·a^-1;研究期内秦岭NPP呈显著增长趋势（P<0.01）,2008年最高（718.77 gC·m^-2·a^-1）,2001年最低（471.78 gC·m^-2·a^-1）;四季对全年NPP的贡献率大小依次为夏季（49.90%）>春季（26.16%）>秋季（18.87%）>冬季（5.07%）;月NPP与温度和降水都显著相关,但与温度的相关性更高,月水平上温度对NPP的影响比降水大;生长季期间NPP与温度和降水的相关性在空间分布上都以正相关为主。     

沙打旺生物量及营养物质形成规律的研究

沙打旺种群生长期地上部生物量、营养物质产量呈单峰曲线。各器官生物量及营养物质的高峰期不一致,地上部生物量在9月上旬(花期)达最大值;其中茎杆量峰值在花期以后;叶量峰值在花期以前。粗蛋白,粗脂肪产量高峰在生物量高峰前,分别为166g／m2,29g／m2;粗纤维、无氮浸出物产量高峰在生物量高峰后,达591g／m2、663g／m2。沙打旺生物量形成过程中土壤水分逐渐亏缺。从返青到生物量高峰,地上部生物量与根区3m土层贮水量呈显著负相关(r=-0.7726**)。沙打旺绝对生长速度为一单峰曲线,在7月上旬达最大值(14.9g／m2·d)：净同化率在返青后有一短暂上升期;相对生长速度持续下降。不同器官在不同生长发育阶段营养成份含量及其积累速度显著不同。     

基于CASA模型的内蒙古典型草原植被净初级生产力动态模拟

 植被净初级生产力及其对气候变化的响应研究是全球变化的核心内容之一。在利用内蒙古典型草原连续13年的地上生物量资料对基于遥感信息的生态系统碳循环过程CASA(Carnegie-Ames-Stanford Approach)模型验证的基础上, 分析了内蒙古典型草原1982~2002年植被净初级生产力(Net primary productivity, NPP)的时间变异及其影响因子。结果表明: 1) 1982~2002年21年间内蒙古典型草原的平均年NPP为290.23 g C·m^–2·a^–1, 变化范围为 145.80~502.84 g C·m^–2·a^–1; 2)内蒙古典型草原NPP呈增加趋势, 但没有达到显著性水平, 其中1982~1999年的18年间NPP呈现非常显著的增加趋势(p<0.01), NPP增加的直接原因是由于生长旺季生长本身增强所致; 3)内蒙古典型草原NPP与年降水量呈极显著的相关关系, 年降水量显著影响NPP的变异, 而NPP与年均温无显著相关关系。     

Study on the Carbon Cycle of Leymus chinensis Steppe in the Xilin River Basin

Based on the past researches, an initial study on the carbon cycle of Leymus chinensis (Trin.) Tzvel. steppe in the Xilin river basin of Neimenggu (Inner Mongolia) was conducted by combining field surveys and the CENTURY model simulation. The major results were summarized as follows: 1) Observed annual amount of carbon fixation via primary production for a L. chinensis community on a fenced site in the basin averaged (231.25 + 74.41 ) g C·m-2·a-1, average annual carbon input into soil was about 220.75 g C· m- 2· a- 1, while carbon output from the community via soil respiration was estimated to be (181.03 + 46.32) g C· m-2· a-1 by CENTURY model simulation; 2) The community had a simulated net carbon gain of about 19.88 g C·m-2·a-1 and an observed carbon gain of 39.72 g C·m-2·a-1; 3) About 12.4% of carbon originally stored in soil had been lost due to over-grazing over the recent 40-year period in Leymus chinensis steppe in the Xilin river basin.     

松嫩平原羊草草原凋落物层群落学作用的研究

 植物的萌发数量与凋落物量呈抛物线型,峰值出现在200g·m-2处,凋落物对植物萌发影响主要是通过影响地表温度和土壤水分而起作用。群落的物种数随着凋落物量增加而增加,峰值出现在800g·m-2处,种饱和度达14种·m-2,峰值后略有下降。群落优势种羊草(Aneurolepidium chinense)的密度、平均高度、盖度和地上生物量随凋落物量的变化趋势基本相同,峰值出现在600g·m-2左右。凋落物层对群落的演替动态有一定的影响,凋落物量相近的样地差异较小,随着凋落物量的增加,群落间差异越来越大。群落地上和地下生物量随凋落物量的变化呈单峰曲线,地上生物量峰值出现在600g·m-2处,地下生物量出现在700g·m-2处,地下生物量/地上生物量值随凋落物量变化呈V字型,最小值出现在550g·m-2左右。