Carbon pool densities and a first estimate of the total carbon pool in the Mongolian forest‐steppe

The boreal forest biome represents one of the most important terrestrial carbon stores, which gave reason to intensive research on carbon stock densities. However, such an analysis does not yet exist for the southernmost Eurosiberian boreal forests in Inner Asia. Most of these forests are located in the Mongolian forest‐steppe, which is largely dominated by Larix sibirica. We quantified the carbon stock density and total carbon pool of Mongolia's boreal forests and adjacent grasslands and draw conclusions on possible future change. Mean aboveground carbon stock density in the interior of L. sibirica forests was 66 Mg C ha^?1, which is in the upper range of values reported from boreal forests and probably due to the comparably long growing season. The density of soil organic carbon (SOC, 108 Mg C ha^?1) and total belowground carbon density (149 Mg C ha^?1) are at the lower end of the range known from boreal forests, which might be the result of higher soil temperatures and a thinner permafrost layer than in the central and northern boreal forest belt. Land use effects are especially relevant at forest edges, where mean carbon stock density was 188 Mg C ha^?1, compared with 215 Mg C ha^?1 in the forest interior. Carbon stock density in grasslands was 144 Mg C ha^?1. Analysis of satellite imagery of the highly fragmented forest area in the forest‐steppe zone showed that Mongolia's total boreal forest area is currently 73 818 km², and 22% of this area refers to forest edges (defined as the first 30 m from the edge). The total forest carbon pool of Mongolia was estimated at ~ 1.5?1.7 Pg C, a value which is likely to decrease in future with increasing deforestation and fire frequency, and global warming.     

鲁北滨海盐生草甸獐茅群落生长季动态

作者在1982—1984年度对鲁北滨海盐土区的山东省沾化草场改良实验站的獐茅(Aeluropus littoralis var.sinensis)群落生长季内的群落动态及其与环境因子的关系进行了研究(其中1982—1983年配合草场站工作进行月份观测),认为温度的变化与群落生长季内的节律性有明显的相关性。根据生物量的变化,把一个完整的生长季划分为上升期和下降期两个时期,并讨论了这两个时期中生物量、半月平均气温和时间的关系以及生物量和半月平均气温的关系。     

瑞典河漫滩草甸植被的数量分类和排序

本文用目前各国学者广泛使用的一些数量分类和排序方法对瑞典河漫滩草甸样地资料进行了分类和排序。所用的方法包括多元等级聚合分类(TABORD程序),多元等级分划分类(TWINSPAN程序),PCA排序(ORDINA程序),RA和DCA排序(DECORANA程序)。研究结果表明可以把28个样地分为6个群落类型,它们的分布格局是与土壤水分梯度密切相关的。此外本文还对数量分类和排序方法在植物群落学研究中的应用以及所用方法的比较进行了讨论。     

The influence of chalk grasslands on butterfly phenology and ecology

The influence of large‐scale variables such as climate change on phenology has received a great deal of research attention. However, local environmental factors also play a key role in determining the timing of species life cycles. Using the meadow brown butterfly Maniola jurtina as an example, we investigate how a specific habitat type, lowland calcareous grassland, can affect the timing of flight dates. Although protracted flight periods have previously been reported in populations on chalk grassland sites in the south of England, no attempt has yet been made to quantify this at a national level, or to assess links with population genetics and drought tolerance. Using data from 539 sites across the UK, these differences in phenology are quantified, and M. jurtina phenology is found to be strongly associated with both site geology and topography, independent of levels of abundance. Further investigation into aspects of M. jurtina ecology at a subset of sites finds no genetic structuring or drought tolerance associated with these same site conditions.     

高寒草甸植物化学计量比对磷添加的分层响应

为了探明氮(N)限制的植物群落中物种水平和功能群水平的碳(C)、N、磷(P)含量以及C:N:P对P添加的响应是否一致,明确P添加对群落物种构成改变的内在机制。以青藏高原高寒草甸为研究对象, 通过P添加试验, 研究了功能群水平和物种水平生态化学计量比对P添加的响应, 以及P添加对物种水平的优势度和功能群水平生物量的影响。结果表明: 在青藏高原高寒草甸连续5年添加P显著改变了植物的C、N、P含量以及C:N:P, 且在物种水平和功能群水平(不含典型物种)的响应规律基本一致。在禾本科、莎草科和杂类草功能群(不含典型物种)和相应物种水平上P添加对C含量影响不显著。P添加显著增加了禾本科、莎草科、豆科和杂类草4个功能群(不含典型物种)和相应物种水平的植物P含量, 降低了C:P和N:P。禾本科和莎草科的N含量和C:N对P添加在物种水平和功能群水平上(不含典型物种)的响应规律一致, 表现为N含量显著降低, C:N显著增加; P添加使豆科物种水平上N含量显著增加而C:N显著降低, 但在功能群水平上(不含典型物种)无显著作用; 杂类草的N含量和C:N对P添加在物种水平和功能群水平上(不含典型物种)的响应规律均不一致。在N限制的生境中添加P, 禾本科物种在群落中逐渐占据优势跟其增高的N、P利用效率相关, 而杂类草由于逐渐降低的N和P利用效率使其生物量在群落中所占的比重逐渐下降。     

祁连山中段高寒草甸草毡表层发育程度的空间分异及环境影响因子

高寒草甸植被下的草毡表层能够发挥水土保持、水源涵养等生态环境效益,是高寒草甸植被生态功能发挥的核心,认识草毡表层发育程度的空间分异及环境影响因子有利于深入理解高寒草甸在高原生态系统中的作用。本研究以祁连山中段高寒草甸分布区为研究区,依据根系体积并结合草毡层厚度以及土壤容重,将草毡表层划分为弱发育、中等发育以及强发育草毡。分析了不同发育程度草毡的地形、植被、气候等环境特征,并采用支持向量机模型对其分布进行了空间制图。结果表明:祁连山中段发育程度较高的草毡表层趋向于分布在水分条件较好的低海拔、缓坡,低坡位以及北向坡的位置,以嵩草属植物为主,中等以上发育程度的草毡地表植被及水分条件都较好;发育程度较高的草毡表层年均温较高,各发育程度草毡表层降水量差异不显著。空间分布结果整体与现有的高寒草甸植被类型分布具有高度的一致性,但空间分辨率更为详细,并且实现了不同发育程度草毡表层的空间细分。     

高寒草甸地下根系生长动态对积雪变化的响应

2013年11月至2014年8月在青藏高原东缘红原县高寒草甸通过人工堆积的方法,进行了积雪量野外控制试验。以自然降雪的积雪量为对照(CK),设置了S1、S2和S3(积雪量分别为自然对照的2倍、3倍和4倍)3个处理,运用微根窗法追踪研究了积雪量改变后高寒草甸植被根系生长动态,并测定了积雪变化对土壤温度的影响。结果表明:高寒草甸植被根系生长存在明显的季节性变化,随着时间的推移,根系表面积、根尖数量及现存量逐渐增加并在8—9月达到最大值;当冬季积雪量达到143.4mm(S1),对根系生长最为有利(根系表面积、根尖数量、现存量及生产量最大),根系生长旺盛期(净生产速率较高)有所提前和延长,但随着积雪量进一步增加,积雪对根系生长的正效应逐渐降低,根系生长旺盛期逐渐推迟甚至消失;研究还发现,随着积雪量增加,0—10 cm土层土壤温度逐渐降低,相似的变化规律也出现在10—20 cm土层,但在时间上有所延迟;相关性分析表明,在不同土层中,根系生长与土壤温度均呈正相关。因此,积雪变化通过改变土壤温度影响高寒草甸植物根系的生长发育,最终可能会影响高寒草甸生态系统的碳分配与碳循环过程。     

亚高寒草甸植物叶片生理指标对坡向的响应

研究了甘南亚高寒草甸不同坡向条件下矮嵩草、狼毒和棘豆叶片的叶绿素、游离脯氨酸和可溶性糖含量,以及稳定碳同位素(δ¹³C)的变化,分析干旱胁迫条件下,植物适应干旱胁迫的生理机制.结果表明: 随着坡向由北坡-西北坡-西坡-西南坡到南坡的变化,土壤含水量(北坡0.36 g·g^-1,南坡0.15 g·g^-1)呈降低趋势,土壤温度(北坡14.76 ℃,南坡24.85 ℃)和光照度(北坡540.34 lx,南坡744.12 lx)呈增加趋势;植物物种的组成也随之发生了变化,北坡主要有灌木金露梅及杂类草,而南坡主要有禾草类物种.3种植物叶片的脯氨酸、可溶性糖、叶绿素含量及稳定碳同位素(δ¹³C)随着坡向的变化均有不同程度的变化,且物种不同,各物种的生理指标变化幅度也有差异.在坡向梯度上,3种植物的脯氨酸、可溶性糖含量和稳定碳同位素与土壤含水量均呈显著负相关,与温度和光照强度呈显著正相关;植物叶片叶绿素与土壤含水量呈显著正相关,与温度和光照强度呈显著负相关.其中,土壤含水量是坡向梯度上影响植物生长的关键因子.植物叶片生理指标(脯氨酸、可溶性糖及叶绿素等)可以作为衡量植物抗逆性的因素,3种植物的抗性大小顺序为:矮嵩草>狼毒>棘豆.