新疆天山高寒草原不同放牧管理下的CO_2,CH_4和N_2O通量特征

以中国科学院新疆巴音布鲁克草原生态站为依托,于2010年5月—2011年10月利用静态箱-气相色谱法对短期禁牧(2005年围封)、长期禁牧(1984年围封)和自由放牧(冬季放牧)3种草地的CO2、CH4、N2O气体通量进行了野外连续试验研究。结果表明:新疆天山高寒草原对CO2,CH4和N2O通量表现出明显的季节排放特点。在植物的生长季(5—10月),新疆天山高寒短期禁牧、长期禁牧和自由放牧草原的CO2通量平均值分别为:(89.8±49.3)、(52.8±28.7)、(57.0±30.7)mg·m-2·h-1,CH4通量平均值分别为:(-66.3±21.3)、(-104.5±32.8)、(-103.0±39.0)μg·m-2·h-1,N2O通量平均值分别为:(21.2±11.8)、(13.6±6.9)、(13.2±6.2)μg·m-2·h-1;短期禁牧草原与长期禁牧和自由放牧草原CH4平均通量具有显著性差异(P0.05),但CO2和N2O差异不显著(P0.05)。在植物的非生长季(11月—翌年4月),新疆天山高寒短期禁牧、长期禁牧以及自由放牧草原的3种温室气体的通量较低且差异均不显著。     

不同海拔梯度高寒草地地下生物量与环境因子的关系

以新疆天山南坡的巴音布鲁克高寒草地为对象, 研究了不同海拔梯度高寒草地地下生物量的变化及其与环境因子的关系.结果表明: 随着海拔的升高, 高寒草原、高寒草原化草甸和高寒草甸的地下生物量逐渐增大, 二者呈极显著正相关( P<0.01 ).地下生物量从表层至底层逐渐递减,呈“T”形分布.高寒草原、高寒草原化草甸和高寒草甸0～10 cm土层的地下生物量分别占总地下生物量的68.1%、84.1%和86.7%.地下生物量与大气温度呈极显著负相关, 与相对湿度和土壤含水量呈极显著正相关(P<0.01 ), 而与有机质、速效氮和pH等无显著相关.     

基于通量塔观测资料的北美温带植被物候阈值提取方法

通量塔方法可以有效监测植被的季节和物候变化过程.目前,不同物候提取方法间的检验和定量化评估工作还有待加深.本文选取9个北美森林通量塔站的总初级生产力（GPP）和净生态系统生产力（NEP）数据,利用阈值法提取了生长季开始日期（SOS）和结束日期（EOS）,关联生态系统的碳源汇功能,分析了不同阈值标准对物候提取结果的影响.结果显示： 不同阈值标准对落叶阔叶林(DBF)物候提取结果稳定性的影响较常绿针叶林(ENF)小;GPP绝对阈值和相对阈值提取结果间,DBF站点阈值为GPP=2 g C·m^-2·d^-1的物候提取结果与20%最大GPP值(GPP_max)最接近,阈值为GPP=4 g C·m^-2·d^-1物候提取结果介于20% GPP_max和50% GPP_max之间,生态系统碳汇功能开始日期介于GPP=4 g C·m^-2·d^-1和20% GPP_max提取的SOS之间;ENF站点与阈值为GPP=2 g C·m^-2·d^-1和GPP=4 g C·m^-2·d^-1物候提取结果最接近的分别是20% GPP_max和50% GPP_max,生态系统碳汇功能开始日期介于GPP=2 g C·m^-2·d^-1和10% GPP_max提取的SOS之间.     

巴音布鲁克高寒人工草地土壤可培养微生物区系特征

以巴音布鲁克建植期为4、8、15和20年的4种人工草地为对象,以天然草地为对照,采用平板表面涂抹法对0～20cm、20～40cm的土壤微生物区系特征进行了分析。结果表明:细菌数量以建植期4年的草地土壤最多,20年最少,8年、15年人工草地分别是天然草地的1.19和0.58倍;真菌数量为4年人工草地>20年人工草地>15年人工草地>8年人工草地>天然草地;放线菌数量以天然草地最多,8年人工草地次之,20年、4年、15年人工草地依次降低;细菌、真菌以及放线菌数量均在8月达到最大值,9月最小;细菌与植被盖度呈显著正相关(P<0.05),微生物总数与植被盖度呈极显著正相关(P<0.01),真菌与土壤含水量呈极显著正相关(P<0.01),与电导率呈显著正相关(P<0.05),pH值对放线菌的影响最大;影响微生物类群总数的主要生态因子是植被盖度和建植年限。     

高寒草原植物群落种间关系的数量分析

为了探明新疆巴音布鲁克高寒草原植物群落的物种组成和种间关系,在对其草原群落进行样方调查的基础上,利用方差比率法,χ2检验以及种间关联度指数对物种关联性和相关性进行了分析。结果表明:1)巴音布鲁克高寒草原植物群落高等植物分属16科,26属,36种;主要有14个常见植物种;2)用来检验方差比率(VR)偏离1是否显著的统计量W=61.52,说明该草原群落内物种整体关联度表现为不显著相关;表征种间关联程度的Ochiai指数(OI值),与联结系数AC值基本吻合;3)伴生种或杂类草与其它物种之间联结显著,正向或负向,在群落中表现出很强的依赖性,分布易受其它物种的影响,在群落中不能稳定存在且只占据劣势生态位;4)根据14个优势种群对环境的适应方式和主导生态因素,可将它们划分为3个生态种组,同一生态种组内,各种间具有较强的正联结,而不同组间联结较为松散,主要是由于他们具有不同的生物学特性,对生境具有不同的生态适应性和相互分离的生态位所致;5)对退化草地的恢复提出了建议。     

不同类型盐碱土有机碳及微生物生物量碳的垂直分布特征

基于新疆6种主要盐碱土类型的资料,研究了新疆主要盐碱土有机碳(SOC)和微生物生物量碳(MBC)的分布特征,探讨了其与环境因子的关系.结果表明:SOC在不同类型盐碱土中的大小顺序为纯苏打(CSD)＞氯化物-硫酸盐(L-LS)＞硫酸盐-氯化物(LS-L)＞苏打(SD)＞硫酸盐(LS)＞氯化物(L);除LS和SD、SD和LS-L两两之间SOC没有显著差异外,其他各盐碱土类型之间均存在显著差异(P＜0.05);在垂直剖面上,各盐碱土SOC都随着土层深度的增加而表现出降低的趋势,并存在明显的分层特征;随着土壤盐碱类型和植被类型的变化,MBC在不同类型盐碱土中的大小顺序依次为CSD＞LS＞L-LS＞SD＞LS-L＞L;除L-LS和SD之间没有显著差异外,其他各盐碱土类型之间MBC含量均存在显著差异(P＜0.05);不同类型盐碱土的MBC差别较大,且与SOC含量大小并不一致,可能是微生物需要的生境和食性特征不一样决定的;同一盐碱土类型内,MBC剖面具有显著的分层特征.MBC随深度的增加而显著减少,其递减率在不同盐碱土类型之间存在明显差异;MBC与土壤含水量、土壤容重的关系并不像一般的研究结果认为具有显著的线性相关关系,未表现出明显的规律性.