青藏高原高寒沼泽湿地在退化梯度上植物群落组成的改变对湿地水分状况的影响

对青藏高原东缘玛曲高寒沼泽湿地分属于15科的47种主要植物进行光合测定, 结合对不同退化类型植物群落的样方调查, 分析了各种植物之间以及不同功能群之间的净光合速率、气孔导度、蒸腾速率和水分利用效率等光合参数的差异。结果表明: 1)玛曲高寒湿地的主要物种在净光合速率、气孔导度、蒸腾速率和水分利用效率4个光合特性参数上的差异显著, 表明各植物种以各自独特的方式适应高寒湿地环境; 在功能群水平上, 各功能群之间的差异亦显著。光合速率从大到小依次为禾草>莎草>豆科和其他双子叶类杂草, 水分利用效率则是莎草>禾草>豆科和其他双子叶类杂草; 2)湿地退化导致其群落组成发生明显改变, 其中最明显的特点是双子叶类杂草的比例大大增加; 而双子叶类杂草普遍较低的水分利用效率将会增大土壤水分通过光合作用的蒸腾散失, 在大气降水对水分补充变化不大的条件下, 这将会进一步加剧群落生境的干旱化, 不利于退化湿地的恢复和附近湿地的保护。研究结果表明, 在湿地保护和退化湿地恢复过程中, 典型湿地土著物种的保存和补充具有重要意义。     

Patterns of plant diversity at high altitudes on the Qinghai-Tibetan Plateau

Aims To describe the biodiversity patterns of plants along an altitudinal gradient on the Qinghai-Tibetan Plateau and to clarify the bias in plant specimen records at high altitude.Methods We conducted a large-scale investigation of vegetation at a wide range of altitudes, focusing on a high-altitudinal range (3?200–5?200 m) at different locations on the Qinghai-Tibetan Plateau. We then compared the altitudinal distribution of plant species obtained from our field investigation with that in plant specimen records from published sources and an online database.Important findings Our data provide evidence that altitude plays a large role in regulating species composition on the Qinghai-Tibetan Plateau. We could not, however, detect a clear relationship between altitude and species richness, although a weak monotonically increasing trend of richness was detected with increasing altitude. According to specimen records, most species have been sampled at a wide range of altitudes, and the average range of 145 species is>2?000 m. Despite this wide range, more than half of the species we observed were at higher altitudes than the specimen records indicate. High-altitude areas have probably been so poorly sampled that only a small fraction of the resident species has been recorded. This study clearly shows the regional bias of specimen records in the Qinghai-Tibetan Plateau.     

水分胁迫对蒺藜光合作用、生物量和药材质量的影响

通过盆栽试验,分析了水分胁迫对蒺藜光合特性、生物量形成和主要药用成分积累的影响.结果表明:水分胁迫改变了蒺藜的光合日进程,使蒺藜的净光合速率和蒸腾速率显著降低,植株光合能力减弱,同化能力下降,最终导致干物质积累受阻,生物量降低.但水分胁迫促进了蒺藜总皂苷类物质积累.灌水量为150和450 mm处理下,蒺藜总皂苷含量分别为13.26和12.47 mg·g^-1,与其余处理(250、350 mm)总皂苷含量差异显著.总皂苷和总黄酮类物质动态积累趋势与生物量积累趋势相反,生物量积累高峰期,次生代谢产物含量反而降低生物量积累受外界环境因子的直接影响较大,而次生代谢产物除受外界环境因子的影响外,还受到生物量积累等内部因素影响.     

鄱阳湖沙山优势植物种叶片氮磷特征

对鄱阳湖沙山14种优势植物的叶片氮、磷含量进行研究,以探讨沙山植物的生理生态适应机制,为鄱阳湖沙化土地的植被恢复提供科学依据。结果表明:鄱阳湖沙山14种优势植物叶片氮含量变化范围为3.10～16.5mg·g^-1,平均值10.21mg·g^-1;叶片磷含量变化范围为0.70～2.10mg·g^-1,平均值1.24mg·g^-1。其中,叶片氮含量仅相当于中国及全球不同植物叶片氮平均含量的一半,叶片磷含量则分别是中国及全球不同植物叶片磷平均含量的85%、70%。鄱阳湖沙山植物较低的叶片氮、磷含量主要受低土壤养分含量控制。蔓荆子作为沙山普遍分布的物种,其叶片氮、磷含量受沙山土壤养分含量低的影响,总体保持较低水平,同时表现出随沙化程度的增加而增加的趋势,这是一种对于水分胁迫的生理适应,以提高水分利用效率。鄱阳湖沙山植物叶片N:P平均比值为9.0,表明沙山植物生长更多地受氮的限制。     

季节性冻融期间土壤动物对岷江冷杉凋落叶质量损失的贡献

冬季凋落物的质量损失是中高纬度和高海拔地区凋落物分解的关键, 但冬季凋落物分解是否与土壤动物的贡献有关, 不同冻融时期(冻融初期、深冻期和融化期)的土壤动物对凋落物分解的贡献是否存在差异? 对这两个问题仍缺乏必要的关注。为了解季节性冻融期间土壤动物对岷江冷杉(Abies faxoniana)凋落物分解的贡献, 采用凋落物分解袋法, 调查了季节性冻融期间(2010年10月底至2011年4月中旬), 不同网孔(0.020 mm、0.125 mm、1.000 mm和3.000 mm)凋落物分解袋内的岷江冷杉凋落叶质量损失, 分析了微型、中型和大型土壤动物对岷江冷杉凋落叶分解的贡献。在季节性冻融期间, 0.020 mm、0.125 mm、1.000 mm和3.000 mm分解袋内的岷江冷杉凋落叶质量损失率分别为12.13%、13.07%、14.95%和18.74%。不同体径的土壤动物对季节性冻融期间岷江冷杉凋落叶质量损失的贡献率总共为35.28%; 不同孔径凋落物袋内土壤动物的类群和个体相对密度与凋落叶的质量损失率呈现相对一致的变化趋势。在季节性冻融的3个阶段中, 土壤动物对岷江冷杉凋落叶质量损失的贡献率均为: 微型土壤动物<中型土壤动物<大型土壤动物。其中, 微型、中型和大型土壤动物分别在深冻期、冻融初期和融化期表现出最高的贡献率, 分别为6.56%、11.77%和21.94%。然而相对于其他冻融时期, 深冻期中型和大型土壤动物对岷江冷杉凋落叶质量损失的贡献率最低。这些结果清晰地表明了川西高山季节性冻融期间土壤动物调控着凋落物分解的生态过程, 是高山冬季凋落物分解的重要因素之一。     

长期施肥对砂壤质石灰性潮土土壤酸碱缓冲体系的影响

通过长期施肥定位试验,分析了石灰性潮土连续30年施肥处理下土壤pH、碳酸钙和活性碳酸钙含量以及土壤酸碱缓冲容量的变化.结果表明:连续30年施肥处理导致石灰性潮土0 ～20 cm耕层土壤酸化加速,各施肥处理的耕层土壤pH降低0.41 ～0.70;各施肥处理的耕层土壤酸碱缓冲容量为15.82 ～ 21.96 cmol·kg-1,单施氮肥明显降低了土壤酸碱缓冲容量,而增施有机肥可显著提高土壤酸碱缓冲容量.土壤酸碱缓冲容量与土壤碳酸钙和活性碳酸钙含量呈显著正相关,与土壤有机质含量和阳离子交换量的相关性不显著,长期不同施肥处理下石灰性潮土仍处于碳酸钙初级缓冲体系,盐基离子和有机质对土壤酸碱缓冲体系的影响较小.0 ～40 cm土层的土壤碳酸钙和活性碳酸钙含量均高于40 ～ 80 cm土层.与土壤碳酸钙相比,土壤活性碳酸钙更能敏感反映土壤基本理化性状的变化,碳酸钙缓冲体系还可以进一步细分为土壤活性碳酸钙缓冲体系.     

Mitigation of unwanted direct and indirect land‐use change – an integrated approach illustrated for palm oil,pulpwood, rubber and rice production in North and East Kalimantan,Indonesia

The widespread production of cash crops can result in the decline of forests, peatlands, rice fields and local community land. Such unwanted land‐use and land‐cover (LULC) change can lead to decreased carbon stocks, diminished biodiversity, displaced communities and reduced local food production. In this study, we analysed to what extent four main commodities, namely, palm oil, pulpwood, rice and rubber, can be produced in North and East Kalimantan in Indonesia without such unwanted LULC change. We investigated the technical potential of four measures to mitigate unwanted LULC change between 2008 and 2020 under low, medium and high scenarios, referring to the intensities of the mitigation measures compared with those implemented in 2008. These measures are related to land sparing through (i) the improvements of yields, (ii) chain efficiencies, (iii) chain integration and (iv) the steering of any expansion of these commodities to suitable and available underutilised (potentially degraded) lands. Our analyses resulted in a land‐sparing potential of 0.4–1.2 Mha (i.e. 24–62% of the total land demand of the commodities) between 2008 and 2020, depending on the land‐use projection of the four commodities and the scenario for implementing the mitigation measures. Additional expansion on underutilised land is the most important mitigation measure (45–62% of the total potential), followed by yield improvements as the second most important mitigation measure (32–46% of the total potential). Our study shows that reconciling the production of palm oil, pulpwood, rice and rubber with the maintenance of existing agricultural lands, forests and peatlands is technically possible only (i) under a scenario of limited agricultural expansion, (ii) if responsible land zoning is applied and enforced and (iii) if the yields and chain efficiencies are strongly improved.     

沙漠化对科尔沁沙质草地生态系统碳氮储量的影响

通过野外调查,研究了沙漠化对科尔沁沙质草地生态系统碳、氮储量的影响.结果表明:沙漠化对草地碳、氮含量和储量具有显著影响,随着草地沙漠化的进程,草地碳、氮含量和储量明显下降.与非沙漠化草地相比,轻度、中度、重度和严重沙漠化草地0～100cm深土壤有机碳和全氮含量分别下降了56.06%和48.72%、78.43%和74.36%、88.95%和84.62%、91.64%和84.62%,植物组分中的碳、氮含量分别下降了8.61%和6.43%、0.05%和25.71%、2.58%和27.14%、8.61%和27.86%;轻度、中度、重度和严重沙漠化草地地上植物组分中的碳、氮储量分别下降了25.08%和27.62%、30.90%和46.55%、73.84%和80.62%、90.89%和87.31%,0～100cm深地下植物组分中碳和全氮储量分别下降了50.95%和43.38%、75.19%和71.04%、86.76%和81.48%、91.17%和83.17%.2000年科尔沁沙地沙漠化草地总面积为30152.7km2,因沙漠化损失的碳、氮总储量高达107.53和9.97Mt.草地碳、氮含量的下降主要源于风蚀过程中土壤细颗粒的损失.土壤的粗化和贫瘠化最终导致了植物和凋落物中碳、氮储量的明显下降.     

毛乌素沙化景观内斑块间的多种边界

1　引　　言时空异质性是自然系统的普遍特征 ,陆地景观镶嵌体由许多不同的具有内部相对同质性的斑块组成 .因此 ,当考虑整个景观时 ,相邻斑块之间的边界就成为一个不容忽视的景观组分[13 ] .长期以来 ,与边界有关的生态学问题在基础和应用生态学研究的不同领域中备受关注[5,9,10 ,15] .Ｗｉｅｎｓ等[16]提出一个研究景观生态系统空间斑块性的概念框架———边界动态 ,通过对景观镶嵌体中相邻斑块间的边界的研究 ,来揭示生态系统功能的空间结构 .为了增强对形成和维持生态学边界的各种过程的理解 ,首先应确定边界的空间位置[6] .因此许多确…