宁夏燃煤电厂周边土壤、植物和微生物生态化学计量特征及其影响因素

大气酸沉降增加对陆地生态系统的影响已得到了广泛证实,但有关酸沉降累积下工业排放源周边植被-土壤系统元素平衡特征及其影响机制的研究较少。燃煤电厂是主要的工业酸排放源之一。因此,以宁东能源化工基地3个燃煤电厂为观测点,研究了电厂周边土壤-植物叶片-微生物生态化学计量特征,分析了叶片和微生物生物量生态化学计量特征与降水降尘S、N沉降量及土壤性质的关系。结果表明：土壤和微生物生物量C ： N ： P生态化学计量特征变异系数较大,叶片各指标的变异系数较小。与受人类活动影响较少的其他同类型区相比,研究区具有较高的土壤有机C水平和N、P供给,且P相对于N丰富。植物可能主要受N限制,而微生物主要受P限制;土壤及微生物元素间均存在极显著的线性关系（P<0.001）。叶片全C与全N、全P均无显著的关系（P>0.05）。叶片全N、全P和N ： P具有高的内稳性。微生物生物量N ： P内稳性较强,但生物量N和P内稳性较弱,对土壤环境的变化反应敏感;SO₄^2-沉降有助于促进叶片对P的摄取和微生物对C、N、P的固持。少量NO₃^-沉降有利于叶片N摄取,但持续增加的NO₃^-沉降可能会使土壤P受限性增强,进而抑制叶片P摄取和微生物生物量积累。土壤酶活性、Ca²⁺和含水量亦显著影响着植物和微生物元素生态化学计量关系（P<0.05）。因此,今后还需结合多个电厂的土壤性质和植被状况,从较长时间尺度上深入揭示酸沉降增加对工业排放源周边植被-土壤系统元素平衡特征的影响机制。     

贺兰山10种典型植物光合及水分利用效率特征研究

为了探究贺兰山不同乔灌草的光合生理特性及其对自然环境的适应特性和机制,该研究采用Li-6400XT便携式光合仪测定了贺兰山10种乔灌草气体交换参数及自然环境因子并分析其相关性。结果表明:(1)净光合速率(Pn)日均值从大到小为披针叶黄华>灰榆>山杨>栒子>冰草>油松>小叶忍冬>小檗>青海云杉>苔草,从不同生活型来看表现为乔木>草本>灌木。(2)青海云杉、油松、灰榆、小檗、栒子和小叶忍冬的Pn日变化曲线为单峰型,山杨、披针叶黄华、苔草和冰草的Pn日变化曲线为双峰型,具有明显的光合“午休”现象,山杨和冰草主要为非气孔因素所致,披针叶黄华和苔草主要为气孔因素所致。(3)相比同种生活型的其他植物,青海云杉、油松、小叶忍冬和披针叶黄华具有较高的水分利用效率(WUE)日均值。(4)通径分析表明,乔木和灌木植物的主要决定因子为光照强度(PAR),主要限制因子为叶片温度(T_l)和饱和蒸汽压亏缺(VPD);草本植物的主要限制因子为气温(T_a)和T_l。研究发现,贺兰山东麓不同乔木、灌木、草本植物的光合特性日变化规律不尽相同,相比同种生活型的其他植物,青海云杉、油松、小叶忍冬和披针叶黄华具有较好的抗旱性,能适应较为干旱的气候环境。     

荒漠草原优势种群油蒿空间分布格局对封育恢复的响应

灌木对维持草原生物多样性、稳定性及生态服务功能等具有重要作用,探究封育措施对优势灌木种群的影响,可为草原恢复和抚育管理提供科学指导.本研究对荒漠草原4个封育时间(封育0、5、15、25年)的优势种群油蒿个体特征及种群空间分布格局进行研究.结果表明:油蒿种群密度随着封育时间延长先增加后降低,封育15年时最高,为未封育样地...     

沙化草地恢复过程中土壤有机碳物理组分和全氮含量的变化

以宁夏中北部盐池县不同恢复阶段的沙化草地(流动沙地、半固定沙地、固定沙地和荒漠草地)土壤为研究对象,分析土壤粗砂粒有机碳、细砂粒有机碳、粘粉粒有机碳、重组有机碳、轻组有机碳和土壤全氮的变异特征,探讨沙化草地恢复过程中土壤有机碳变化机制。结果显示:(1)荒漠草地、固定沙地、半固定沙地0~30cm土层土壤,粗砂粒有机碳、细砂粒有机碳和粘粉粒有机碳含量分别比流动沙地增加了67.7%、69.8%、212.1%和48.8%、35.3%、99.9%以及33.6%、23.0%、48.9%。(2)随着沙化草地不同程度的恢复,轻组有机碳含量、分配比例和重组有机碳含量均表现为流动沙地半固定沙地固定沙地荒漠草地;重组有机碳分配比例随沙化草地恢复程度的升高呈降低趋势。(3)土壤细砂粒、粘粉粒、重组有机碳、轻组有机碳、粗砂粒有机碳、细砂粒有机碳、粘粉粒有机碳含量与土壤有机碳、土壤全氮含量均呈显著正相关关系,与粗砂粒含量均呈显著负相关关系。研究表明,轻组有机碳和粘粉粒有机碳含量对土壤有机碳的影响最大,轻组有机碳、重组有机碳、粗砂粒有机碳和粘粉粒有机碳对土壤全氮的影响最大,表明沙化草地的恢复有利于减小土壤侵蚀,改善土壤结构与质量。     

宁夏荒漠草原沙漠化过程中土壤粒径分形特征

研究宁夏荒漠草原沙漠化过程中土壤性状、土壤粒径分形维数的变化特征,以及分形维数与土壤性状的关系.结果表明: 草地沙漠化对土壤分形维数(D)影响显著,D值为1.69～2.62.除在10～20 cm土层出现较小波动外,随着沙漠化程度加剧,0～30 cm土层D值整体呈减小趋势.在荒漠草原沙漠化过程中,荒漠草地D值最大,黏粒和粉粒体积百分含量最高,极细砂粒和细砂粒体积百分含量最低;流动沙地D值最小,黏粒和粉粒体积百分含量最小,极细砂粒和细砂粒体积百分含量最高.D与<50 μm和>50 μm粒径的土壤颗粒存在显著正相关和负相关,表明50 μm粒径是决定草地沙漠化过程中土壤分形维数与土壤粒径关系的临界粒径.随着荒漠草原沙漠化加剧,土壤有机质和全氮含量逐渐降低,土壤容重逐渐升高,固定沙地至半固定沙地是荒漠草原沙漠化的质变过程,其中土壤粘粒体积百分含量、粉粒体积百分含量、土壤有机质含量、土壤全氮含量骤减,极细砂粒体积百分含量、细砂粒体积百分含量和土壤容重骤增.分形维数与土壤有机质、土壤全氮和土壤容重显著相关,固定沙地与半固定沙地分形维数的临界值为2.58,因此分形维数2.58可作为荒漠草原沙漠化的退化指标.     

西北干旱地区气候变化及其对草地生产潜力的影响

依据宁夏各县区24个气象站37年(1981—2017年)间的逐月气温、降水资料,采用Miami模型和Thornthwaite Memorial模型计算宁夏草地生产潜力,分析其时空变化。结果表明:从时间变化来看,宁夏平均气温以0.47℃·(10a)^-1的速度持续上升,降水量呈先下降后上升的趋势,从2010—2017年年降雨量增加了40 mm;从空间变化来看,宁夏气候从西北向东南由“暖干”向“冷湿”逐渐变化;宁夏草地气候生产潜力从西北向东南逐渐递增;草地气候生产潜力变化趋势与降水变化趋势一致,各时间段气候生产潜力与降水呈显著正相关(P<0.01),与温度呈负相关关系。因此,降水是宁夏草地气候生产潜力的限制因素,草地生产潜力较大区域在宁夏中南部,而以温度升高为特征的气候变化,对宁夏草地气候生产潜力影响较小。     

长期降水量变化下荒漠草原植物生物量、多样性的变化及其影响因素

植物多样性是植物群落维持生态系统稳定的基础。虽然荒漠草原植被稀少,但其在防风固沙等方面仍发挥着不可替代的生态服务功能,然而对荒漠植物多样性如何响应长期极端降水量变化尚缺乏深入理解。该研究依托2014年在宁夏荒漠草原设立的降水量变化(减少50%、减少30%、自然、增加30%和增加50%)的野外实验样地,研究了2020年5–10月植物生物量和物种多样性的变化特征,分析了二者与土壤性质的关系。随着生长季推移,植物群落生物量、Patrick丰富度指数和Shannon-Wiener多样性指数呈先增加后降低的时间动态,Pielou均匀度指数和Simpson优势度指数无明显的变化规律。与自然降水量相比,降水量减少对植物生物量和多样性影响较小,尤其是降水量减少30%的处理下;多数情况下,降水量增加刺激了苦豆子(Sophora alopecuroides)、短花针茅(Stipa breviflora)、白草(Pennisetum centrasiaticum)等物种生长,提高了植物生物量,但亦未明显改变植物多样性(尤其是降水量增加30%的处理下)。对植物生物量影响显著的土壤因子包括脲酶活性、温度、含水量...     

中国高寒草甸研究进展——基于文献计量分析

高寒草甸作为我国草原的重要组成部分，发挥着极其重要的气候调节和水源涵养等生态功能，是我国重要的战略资源储备要地和生态安全屏障。为了解高寒草甸的研究态势，本文从文献计量学的角度，基于36年间国内外发表的8505篇论文，分析了有关高寒草甸的论文发表数量、发文来源、被引频次、主要作者、研究机构和研究热点等。结果表明：（1）1999年后关于高寒草甸的论文数量增长较快，年均发表355.09篇，且英文论文的增幅最大，但发文的质量还有待进一步提高；（2）李英年，周华坤，杜国祯、赵新全等人是高寒草甸研究的主要贡献人，中国科学院西北高原生物研究所、兰州大学、甘肃农业大学等单位在研究机构合作方面发挥了重要作用，但相关学者和研究机构间的合作较少，以同一单位或同一课题组的研究团队为主，与国内外不同单位、不同团队间的交流合作较少；（3）研究的热点主要聚焦于高寒草甸植被群落特征及其构建机制、高寒草甸植被退化机理与管理利用、高寒草甸植被-土壤-微生物对气候变化的响应等聚类方面。今后应重视原创性、突破性的论文，提升和扩大高寒草甸方面研究成果的国际影响力，同时，应加强不同研究机构、不同学科交叉、理论创新-实际应用等方面的多元合作，从而为高寒草甸的研究注入新生力量。期望本文能为拓展高寒草甸研究的广度与深度提供借鉴。     

作物野生近缘植物保护与可持续利用

作物与人类文明的传承和发扬密不可分。世界人口和人均需求量的持续增加导致植物资源的供需失衡。作物自身相对较低的遗传多样性是影响产量和品质的主要因素。作物野生近缘植物在生境中积累了多种基因型，并在应对环境变化时形成了多种表现型，是作物种质保护和品种改良的重要遗传资源。但随着生境破坏以及全球气候变化等不确定因素的持续影响，使得作物野生近缘植物的存活和繁殖质量受到了严重威胁，必须采取有效的措施进行保护。本文总结了国内外对作物野生近缘植物保护工作所取得的进展，应对我国在保护中存在的问题提出相应的改良建议。最后以国内代表性作物为例，对其保护与利用情况进行了讨论。     

荒漠草原土壤细菌和真菌群落对降水变化的响应

为揭示荒漠草原土壤细菌、真菌群落对降水变化的响应机制，利用人工控制的方法，采用单因素完全随机设计，设自然降水(T₀)、自然降水减少50%(T₁)、自然降水减少25%(T₂)、自然降水增加25%(T₃)、自然降水增加50%(T₄)5个处理，通过Illumina高通量测序和生物信息学分析，研究了不同降水增、减强度对荒漠草原土壤细菌和真菌群落的影响以及植物群落、土壤理化性状和微生物群落三者间的相互关系。结果表明：在荒漠草原的5个降水量下，T₄处理的土壤细菌、真菌群落丰富度指数均高于其他处理，与T₀处理间差异显著；细菌优势类群中绿弯菌门和真菌稀有类群的壶菌门相对丰度对降水变化敏感。冗余分析表明，环境因子能分别解释土壤细菌和真菌群落总变异的92.8%和87.4%。降水和土壤pH是影响细菌多样性和群落组成的主要环境因子，降水一方面对细菌多样性及群落组成产生极显著的直接正效应，另一方面通过影响土壤水分改变pH,进而对细菌多样性和群落组成产生显著的间...