羊草种群的能量流动及其稳定性分析

本项研究内容包括太阳总辐射、反射辐射和透射辐射强度以及羊草种群净光合、暗呼吸和蒸腾速率的定位、定量测定,然后将测定结果换算成能量。研究结果表明:羊草种群的能量流动是一个太阳辐射能被羊草种群吸收、固定、转化、损耗和积累的生物能量学过程。在羊草种群的能量流动过程中,能量输入为5199kcal/m~2·d,能量损耗为5132.31kcal/m~2·d,能量积累仅为66.69kcal/m~2·d。可见,羊草种群的能量转化效率是很低的,98.72%的能量损耗于其能流过程之中。稳定性分析的结果表明,羊草种群能量流动过程中的平衡态是渐近稳定的。这说明其平衡态的稳定性机制为负反馈机制,即当羊草种群的能量流动过程受到干扰时,羊草种群具有抵抗干扰和保持其平衡态的自我调节能力,以确保能量流动的正常进行。     

羊草和大针茅凋落物分解及其微生物学效应

本文对锡林郭勒草原的主要建群种羊草(Aneurolopidium chinense)和大针茅(Stipa grandis)凋落物的分解状况与各类群腐解微生物生物量动态变化以及凋落物分解对其相应土层的生物活性影响进行了初步研究。研究结果表明： 1．羊草和大针茅凋落物(茎、叶)的分解速率均较缓慢。二年来地表样的失重率分别为15.9%、16.9%和21.5%;埋置样分别为21.4%、23.5%和26.5%。其埋置凋落物分解速率高于地表层。2．凋落物腐解过程中各类群腐解微生物生物量均有明显上升,与凋落物(起始)表面附着微生物的生物量相比,其上升幅度多在10—300倍之间。3．两年中凋落物残体的碳、氮含量比值随腐解进程而下降。4．凋落物的腐解可以刺激相应土层的土壤微生物活性的增长,而且其土壤有机质含量亦有提高。     

羊草草原分解者亚系统的特性及作用

在内蒙古羊草（Ｌｅｙｍｕｓｃｈｉｎｅｎｓｉｓ）草原,对其分解者亚系统的特性及作用开展研究,采用网袋法对不同物候期羊草植株和凋落物的分解作用进行了测定。结果如下：１．植株分解的最初２－３ａ中,其残体表面的微生物生物量及转化酶、蛋白酶的活性均呈现返青期植株＞结实期植株＞果后营养期植株＞凋落物。植株分解的速度亦为上述规律。２．羊草植株被分解后,可提高临近土壤的微生物活性。各植株分解均引起土壤的Ｃ／Ｎ值下降,老熟植株分解使土壤的ＨＡ／ＦＡ值升高。３．幼嫩植株分解时,其体内营养元素会较快释放;凋落物分解则导致氮和磷元素的积累,但钾不会。４．通过指数衰减模型估算,羊草凋落物的分解常数为０．１５３ｇ／ｇ·ａ,９５％被分解掉约需１９ａ时间。５．羊草草原凋落物的最大积累量为年输入量的６．５４倍,即１１７５．６ｇ／ｍ￣２。６．分用凋落物的微生物其生物量平均为４．４×１０￣（－３）ｇ／ｇ·ＤＷ,微生物所含能量仅占凋落物贮存能量的０．５％左右。     

冀北辽河源自然保护区土壤微生物碳代谢特征对凋落物分解主场效应的响应

通过凋落物袋法研究了冀北辽河源地区表层0～5、5～10和10～20 cm土壤微生物生物量碳、微生物呼吸速率和微生物代谢熵对白桦及蒙古栎叶凋落物分解主场效应的响应过程.结果表明： 主场白桦及蒙古栎凋落物处理土壤微生物生物量碳显著高于客场;而土壤微生物呼吸则差异不显著.土壤微生物生物量碳、微生物呼吸对不同植物凋落物分解主场效应的响应程度也不一致.客场蒙古栎叶凋落物处理各土层土壤微生物生物量碳相比主场降低了39.6%、34.9%、33.5%;白桦凋落物则降低了31.6%、27.1%、17.0%.客场蒙古栎凋落物微生物呼吸分别为主场的96.3%、92.4%、83.7%,白桦凋落物为99.4%、97.3%、101.3%.微生物代谢熵则呈现出与微生物生物量碳相反的变化趋势.植物凋落物在主场分解速率较快,可供微生物利用的养分较多,促进了土壤微生物的活动,且土壤中丰富的有机质削弱了植物摄取与微生物需求之间的矛盾,进而导致土壤微生物生物量碳及微生物代谢熵对叶凋落物分解主场效应产生了明显的响应.而土壤微生物呼吸由于受到林地内土壤温度、含水率以及二者共同作用的影响,对主场效应表现出了微弱的响应.此外,由于低质量凋落物会表现出更强的主场效应,从而使土壤微生物生物量碳、微生物呼吸及微生物代谢熵对白桦叶凋落物分解主场效应的响应程度低于蒙古栎凋落物.     

凋落物分解对土壤生物的影响

凋落物分解是生态系统物质循环和能量流动的重要环节,而土壤生物是凋落物分解的主要完成者.大量研究分析了土壤生物在凋落物分解中的作用,然而有关凋落物分解对土壤生物影响的研究则相对较少,致使我们对凋落物分解和土壤生物的相互作用了解依然不够深入.本文综述了凋落物对土壤微生物和土壤动物的影响,并进一步探讨了其影响机制.凋落物对土壤微生物的影响与凋落物类型或组成、在土壤中的掩埋位置及其破碎化程度紧密相关;大多数研究表明凋落物对土壤动物群落结构有明显影响;凋落物对土壤生物的影响主要通过直接改变土壤生物的食源和生境.今后需要加强跨区域长期定位实验研究,注重整合研究凋落物分解和生态系统过程,深入研究凋落物分解与土壤生物的相互作用机制.     

沙坡头地区凋落物分解及其对土壤微生物群落的影响

以腾格里沙漠东南缘沙坡头人工固沙植被区典型植物种凋落物(小画眉草、藓类、油蒿叶片)为对象,运用凋落物分解袋法和高通量测序技术,分析了3种植物凋落物分解特征及其对土壤微生物群落的影响。结果表明: 分解时间和凋落物类型均显著影响分解速率,藓类分解最慢,13个月后质量损失比仅为15.4%,油蒿叶片和小画眉草的平均分解速率分别是藓类的4.9和3.4倍。经过11个月的分解,细菌群落的优势菌门为放线菌门和变形菌门,真菌群落的优势菌门是子囊菌门;藓类分解过程中,拟杆菌门和绿弯菌门的相对丰度显著增加,担子菌门的相对丰度显著降低。凋落物分解后,细菌和真菌群落物种多样性和丰富度显著增加,细菌群落组成在凋落物间变化不显著,真菌群落变化显著。凋落物的分解速率与细菌和真菌群落多样性及丰富度均呈负线性变化。植物多糖、全磷和土壤pH、微生物生物量氮、铵态氮含量是影响微生物群落结构的主要因子。凋落物分解改变了土壤微生物群落物种组成和种间相似性,显著增加了土壤中微生物群落的多样性和丰富度,促进了土壤生境的恢复。     

陆地生态系统混合凋落物分解研究进展

凋落物分解在陆地生态系统养分循环与能量流动中具有重要作用,是碳、氮及其他重要矿质养分在生态系统生命组分间循环与平衡的核心生态过程。自然生态系统中,植物群落大多具有较高的物种丰富度和多样性,其混合凋落物在分解过程中也更有可能发生养分传递、化学抑制等种间互作,形成多样化的分解生境,多样性较高的分解者类群以及复杂的级联效应分解,这些因素和过程均对研究混合凋落物分解过程、揭示其内在机制形成了极大的挑战。从构成混合凋落物物种丰富度和多样性对分解生境、分解者多样性及其营养级联效应的影响等方面,综合阐述混合凋落物对陆地生态系统凋落物分解的影响,探讨生物多样性在凋落物分解中的作用。通过综述近些年的研究发现,有超过60%的混合凋落物对其分解速率的影响存在正向或负向的效应。养分含量有差异的凋落物混合分解过程中,分解者优先利用高质量凋落物,使低质量的凋落物反而具有了较高的养分有效性,引起低质量凋落物分解加快并最终使混合凋落物整体分解速率加快;而凋落物物种丰富度对土壤动物群落总多度有轻微的影响或几乎没有影响,但是对线虫和大型土壤动物的群落组成和多样性有显著影响,并随着分解阶段呈现一定动态变化;混合凋落物改变土壤微生物生存的理化环境,为微生物提供更多丰富的分解底物和养分,优化微生物种群数量和群落结构及其分泌酶的活性,并进一步促进了混合凋落物的分解。这些基于植物-土壤-分解者系统的动态分解过程的研究,表明混合凋落物分解作用不只是经由凋落物自身质量的改变,更会通过逐级影响分解者多样性水平而进一步改变分解速率和养分释放动态,说明生物多样性确实在一定程度上调控凋落物分解及其养分释放过程。     

森林凋落物的微生物分解

森林凋落物的分解是森林生态系统中物质循环和能量流动的一个重要环节,而微生物在这一过程中起着重要作用。本文系统介绍了森林凋落物微生物分解的过程及其生态学意义,并从参与凋落物分解的微生物多样性、凋落物分解过程中的微生物数量动态及群落演替、影响微生物分解的因素及微生物分解酶学等方面综述了森林凋落物的微生物分解研究概况,探讨了未来研究的方向。     

西双版纳季节雨林与橡胶多层林凋落物动态的比较研究

本语文对西双版纳季节雨林及橡胶多层林的凋落物量动态、各组分的季节变化规律、林地残留物现存量及其分解进行了研究,分析比较了两个种群落的凋落节律,结果显示,“双凋落峰”及“叶分解速率较枝分解更快”为两类群落的共有特征;森林凋落物量及凋落物分解速率则因群落类型而异,橡胶多层林年凋落物总量为９．８５±０．７８ｔ·ｈｍ＾－２·ａ＾－１,大于季节雨林的年凋落物总量８．４２±０．１６ｔ·ｈｍ＾－２·ａ＾－１。     

杉木凋落物对土壤有机碳分解及微生物生物量碳的影响

利用¹³C稳定同位素示踪技术,研究了杉木凋落物对杉木人工林表层(0～5 cm)和深层(40～45 cm)土壤有机碳分解、微生物生物量碳和可溶性碳动态的影响.结果表明: 杉木人工林中深层土壤有机碳分解速率显著低于表层土壤,但其激发效应却显著高于表层土壤.杉木凋落物添加使土壤总微生物生物量碳和源于原有土壤的微生物生物量碳均显著增加,但对土壤可溶性碳没有显著影响.深层土壤被翻到林地表层,可能加速杉木人工林土壤中碳的损失.     

松嫩草原黄墩蚁对羊草群落组成与生物量的影响

研究了松嫩草原土壤动物优势类群黄墩蚁对羊草群落和羊草 虎尾草群落组成及生物量的影响。结果表明,黄墩蚁改变了其生境中的植被组成,两群落中的羊草密度增大,结穗率降低,但重量增加。受其影响,羊草和虎尾草的高度明显较大,地上生物量和地下生物量明显增加。     

Contribution of Root Respiration to Total Soil Respiration in a Leymus chinensis （Trin.） Tzvel, Grassland of Northeast China

The loss of carbon through root respiration Is an Important component of grassland carbon budgets. However, few data are available concerning the contribution of root respiration to total soil respiration in grasslands in China. We Investigated seasonal variations of soil respiration rate, root blomaaa, microbial blomaaa C and organic C content of the soil In a semi-arid Leymus chinensis （Trin.） Tzvel. grassland of northeast China during the 2002 growing season （from May to September）. The linear regression relationship between soil respiration rate and root blomaaa was used to determine the contribution of root respiration to total soil respiration. Soil respiration rate ranged from 2.5 to 11.9 g C/m^2 per d with the maximum in late June and minimum In September. The microbial blomaaa C and organic C content of the soil ranged from 0.3 to 1.5 g C/m^2 and from 29 to 34 g C/kg respectively. Root blomaaa had two peaks, In early June （1.80 kg/m^2） and mid-August （1.73 kg/m^2）. Root respiration rate peaked In mid-August （6.26 g C/m^2 per d）, whereas microbial respiration rate peaked In late June （7.43 g C/m^2 per d）. We estimated that the contribution of root respiration to total soil respiration during the growing season ranged from 38% to 76%.     

锡林河流域一个羊草群落中土壤呼吸与生物量之间的相关性分析(英)

采用根系生物量梯度上土壤呼吸变化趋势线外推法对锡林河流域一个羊草 (Leymuschinensis (Trin .)Tzvel.)群落中根系呼吸占土壤总呼吸的比例进行了估计 ,对生物量各组分 (地上、地下部分 )之间以及它们与土壤呼吸间的相关性进行了分析。结果表明 :在测定年度 (1998年 )整个生长季的不同月份 ,该群落中根系呼吸量占土壤呼吸总量的比例在 14 %～ 39%之间 ,平均为 2 7% ;地上总生物量及根系生物量与土壤呼吸间的相关性较差 ,但地上活生物量与土壤呼吸间存在着显著的乘幂关系。上述结果与国外同类研究结果相比 ,具有很好的一致性。     

锡林河流域一个羊草群落中土壤呼吸与生物量之间的相关性分析

采用根系生物量梯度上土壤呼吸变化趋势线外推法对锡林河流域一个羊草(Leymus chinensis (Trin.) Tzvel.)群落中根系呼吸占土壤总呼吸的比例进行了估计,对生物量各组分(地上、地下部分)之间以及它们与土壤呼吸间的相关性进行了分析.结果表明:在测定年度(1998年)整个生长季的不同月份,该群落中根系呼吸量占土壤呼吸总量的比例在14%～39%之间,平均为27%;地上总生物量及根系生物量与土壤呼吸间的相关性较差,但地上活生物量与土壤呼吸间存在着显著的乘幂关系.上述结果与国外同类研究结果相比,具有很好的一致性.     

松嫩平原西部草甸草原5种典型植物群落土壤呼吸的时空动态

土壤呼吸是陆地生态系统碳循环的重要组分, 由于受到生物因子与非生物因子的共同作用, 土壤碳排放量在时间和空间尺度上都具有一定的变异性。为弄清松嫩平原西部草甸草原植物群落土壤呼吸作用的时空动态变化及其影响因子, 以典型植被碱蓬(Suaeda glauca)、虎尾草(Chloris virgata)、碱茅(Puccinellia distans)、芦苇(Phragmites australis)、羊草(Leymus chinensis)群落为研究对象, 采用LI-6400土壤呼吸测定系统对该生态系统2011-2012年植物生长季内土壤呼吸作用进行了监测。结果表明: 土壤温度可以解释土壤呼吸作用变异的53%-82%, 是影响该生态系统土壤碳排放时间变异的主要因素。土壤水分并未对土壤呼吸作用时间变异产生明显的影响。不同植物群落的土壤呼吸的温度敏感性(Q₁₀)有所差异, Q₁₀为2.0-6.7。生长季内, 5种植物群落的土壤累积碳排放量的平均值为316.6 g C·m^-2。生长季内土壤碳累积排放量与植被地上生物量、土壤有机碳含量、平均土壤温度显著正相关, 与平均土壤含水量、pH值、土壤电导率及交换性钠百分比呈负相关关系。土壤的微气候、植被的地上生物量及土壤性质的差异是土壤碳排放空间变异的主要影响因素。     

Model estimation of energy flow in North American grassland bird communities

Summary The energy demands and general food consumption rates of bird populations breeding in North American grasslands are estimated using a simulation model which employs information on population natural history and individual metabolism gathered from several study locations. The total breeding season energy demand of the grassland/shrub-steppe avifaunas ranged from 0.89 kcal m^-2 season^-1 in arid shrub-steppe to 2.92 kcal m^-2 season^-1 in a mesic tallgrass prairie. There was substantial variation between years and between census plots, however, and in general the average avian community energy demands did not differ significantly over the range of locations. Production accounted for 0.9 to 1.5% of the total seasonal energy demand. Roughly 11 to 18% of the seasonal energy flow was required in the production of eggs and maintenance and growth of nestlings and fledglings.On the average, between 209 and 386 kg dry wt km^-2 of prey were consumed by the bird communities breeding in the grassland locations. Seeds contributed more to the total biomass consumed at the drier plots, but in general, animal prey types comprised roughly 80% of the total biomass eaten. Phytophagous insects were the major component of the animal prey.These low magnitudes of energy flow and biomass consumption attest to the relatively minor role of birds in the processing of energy and biomass in grassland ecosystems. If these populations do play an importnat role in the functioning of grassland ecosystems, it must be quite subtle and indirect.     

水热因子对退化草原羊草恢复演替群落土壤呼吸的影响

 对内蒙古锡林郭勒白音锡勒牧场退化恢复羊草（Leymus chinensis）草原生态系统土壤呼吸作用的主要影响因子分析表明,环境因子对土壤呼吸作用的影响程度依次表现为：土壤水分>温度;水分对土壤呼吸作用的影响可分成3段,即<7.5%、7.5%～18.4%和>18.4%。当0～10cm土壤含水量＜7.5%时,土壤温度是土壤呼吸作用的主导控制因子,土壤呼吸作用与5cm土壤温度呈幂函数关系;而当0～10cm土壤含水量＞7.5%时,土壤呼吸作用受土壤水分和土壤温度的共同作用。研究还表明：在植物生长季内,当土壤水分接近羊草草原土壤萎蔫系数6.0%时所测得土壤呼吸作用为植被在干旱胁迫下的土壤呼吸作用,而当土壤水分大于羊草草原土壤萎蔫系数6.0%时,土壤呼吸作用的增加主要是由于植物生长及其引起的根系活动和微生物数量、组成及其活性共同影响的,进而可以解释不同水分条件下土壤及植物根系在土壤呼吸作用中的不同贡献,为建立土壤呼吸作用模型及正确地理解陆地碳收支及其固碳潜力提供依据。     

羊草种群生物量和能量生殖分配的研究

从构件入手,研究了生长季羊草种群根茎、营养枝和生殖枝及其构件的生物量和能量分配及季节动态,结果表明种群营养枝和生殖枝的生物量和能量分配没有显著的颉抗关系,但营养枝和根茎生物量和能量分配比例间呈显著的颉抗关系。研究结果还表明种群根茎、营养枝和生殖枝及构件的生物量和能量分配比例间的差异基本不显著,而且季节动态趋势一致,即生物量分配和能量分配是等价的。     

Studies on Characteristics of Photosynthetic Ecology in Leymus chinensis

This paper deals with light-photosynthesis curve, temperature-photosynthesis curve, diurnal changes of photosynthesis, and effects of water content and nitrogen in soil on photosynthetic characteristics of leaves of Leymus chinensis. The results obtained are as follows: 1. Light-photosynthesis curve of Leymus chinensis approximates to a hyperbola below light saturation point, and the influence of light intensity on photosynthesis is expressed by light intensity coefficient of photosynthesis. When Leymus chinensis was grown in a good water condition, its light intensity coefficient was 1.33 mg CO2· dm-2· h-1 · klx-1 at 5 klx light intensity, and light saturation point was 50 klx, and net photosynthetic rate at light saturation condition was about 31 mgCO2 · dm-2 · h-1. Temperature-photosynthesis curve of Leymus chinensis was a parabola, and optimum temperature of photosynthesis was 26–29 ℃. CO2 compensation point of Leymus chinensis was about 35 ppm. According to aforesaid characteristics of photosynthetic ecology, Leymus chinensis is a sun plant of C3 type. 2. The curve of diurnal changes of photosyn thesis in Leymus chinensis shows as a two-peak type in typical steppe, when water content of soil is about 14%. Major ecological factor which caused midday depressing photosynthesis in Leymus chinensis is atmospheric humidity. 3. The photosynthetic characteristics of Leymus chinensis, especially the leaf area and aerial biomass are closely related with water and nitrogen in soil. Irrigation has greater influence on photosynthetic production as compared with fertilization. The efficiency of increasing production is more notable, combining the measures of irrigation with fertilization. Leymus chinensis may be regarded as a eurytopic xerophyte according to the relationship between some photosynthetic characteristics and soil water. 4. Compared photosynthetic rate with leaf area in Leymus chinensis, the influence of the leaf area change on photosynthetic production is greater and is more remarkable during arid conditions. Therefore, irrigation and fertilization during dry season are effective measures to develop photosynthetic organ and to raise aerial biomass of Leymus chinensis rapidly.     

中温型和暖温型草原共有植物种群繁殖分配的比较研究

 1999～2000年在内蒙古草原区的中温型草原和暖温型草原两个研究站点, 分别对大针茅(Stipa grandis)、羊草(Leymus chinensis)、糙隐子草(Cleistogenes squarrosa)、达乌里胡枝子(Lespedeza dahurica)和阿尔泰狗哇花(Heteropappus altaicus) 5个共有种地上生物量、营养元素（全C、全N、全P）和能量（热值）的繁殖分配进行了初步研究。结果表明：两站点共有种各自的地上生物量、全C 和能量之间的繁殖分配较为接近,但全P、全N