长期降雨波动对半干旱灌木群落生物量和土壤水分动态的效应

半干旱区灌木群落的生物量和土壤水分的年际变化,会受到群落自身发展阶段和当年降水格局的耦合作用.这是分析群落生物量和土壤水分动态以及降水波动对生态系统过程的长期影响效应时必须高度重视的问题.本研究依靠机理模型计算,同时整合实验观测的结果,从群落发展的多年尺度来研究生物量和土壤水分动态的耦合变化.在此前提下,通过长期气象数据驱动模型与没有降雨年际波动的数据驱动模型之间的对比,来探索降雨的年际波动对半干旱灌木群落生物量和土壤水分动态会存在何种程度的影响.研究发现,降雨的长期波动以及干旱的影响,使得灌木相对于草本植物而言,显示出更强的竞争力,延缓了在毛乌素沙地群落演替后期草本植物成为群落优势种这一格局的出现,增强了灌木作为群落优势种的竞争性.降水的年际波动,会导致丰水年的水分入渗补给与干旱年的土壤水分净支出相互交错,突出体现了土壤的"水库"效应.模拟中群落后期出现的土壤干层的位置从地表开始向下可延伸到2m的深度.     

植物功能型研究方法在生态系统模型中的应用

植物功能型(PFTs)是研究不同时空尺度上植被与全球变化之间关系的新方法,被广泛应用于植物生态学模型研究领域.本文介绍了植物功能型的概念由来以及与生活型(life form)、功能团(guild)、生物群区(biome)的区别和联系,总结了植物功能型的5种常见的划分标准,并将近半个世纪以来植物功能型研究方法在生态模型中...     

川金丝猴非母亲照料行为的影响因素及其母亲获益——以神农架川金丝猴投食群为例

灵长类社会中存在着非母亲成员（成年雌猴、青少年猴和成年雄猴）对婴儿的照料行为,即非母亲照料行为,该行为直接影响新生婴儿的存活与发育以及婴儿母亲的日常活动,是灵长类学研究领域的热点问题。本研究于2019年3月至2019年11月,采用焦点动物取样和瞬时扫描取样,探究了川金丝猴非母亲照料行为的影响因素及其对母亲活动分配的影响。结果表明：非母亲照料行为时长与婴猴月龄呈负相关;非母亲照料行为与照料者性别和生育经验有关,与婴猴性别和出生先后无关;当非母亲照料婴猴时,母亲的取食和理毛时长明显增加。研究结果支持学习育幼假说和母亲压力缓解假说,非母亲成员积极照料婴猴既能学习到育幼经验,又能帮助母亲获得更多取食时间,满足母亲的清洁和社交需求。     

毛乌素裸沙丘斑块的实际蒸发量及其对降雨格局的响应

 裸沙表面的蒸发虽然是一个物理问题,但对于沙地植被演替的初始阶段非常重要。目前存在的地表蒸发的机理性模型大多是瞬时或者短时期的 ,而年尺度以上的蒸发量与降水和蒸发驱动下的土壤水分系统的状态变化及其对蒸发过程的反馈密切相关。一些估算毛乌素年蒸发量的实验结 果之间分歧很大且缺乏准确的机理性解释。该文利用生态系统模型中的土壤水分运动和蒸发模块计算了毛乌素裸沙丘从日到年际尺度的实际蒸 发量,发展了一个以单次降雨量和降雨频率为驱动因素的降雨-蒸发模型对年蒸发量进行简单的估算,并研究了年蒸发量对降雨格局的响应。结 果表明毛乌素裸沙丘的多年平均蒸发量为166 mm,占多年平均降雨量的56%。虽然研究区1959～1992年降雨总量无显著变化趋势,但是裸沙丘斑 块的实际蒸发量呈现较明显的增加趋势（1.30 mm&;#8226;a^－1）。小降雨事件对蒸发量贡献的显著增加（0.69 mm&;#8226;a^－1）是导致实际蒸发量增大的重 要原因。大强度降雨事件的频度和雨量对降雨总量的贡献要远高于对蒸发总量的贡献,小于12 mm的降雨事件在年际比较稳定,很大程度上保证 了年蒸发量100 mm左右的基数值。这些因素使得年蒸发量的变异程度小于年降雨量的变异程度。由于降雨格局的年际变化会对蒸发量产生直接 的影响,降雨-蒸发模型可以相对有效地预测年度蒸发量,而用年降雨量预测年蒸发量误差较大。     

土壤-根系统水分再分配:土壤-植物-大气连续体中的一个小通路

吸收和传导水分一直被视为植物根系最主要的功能之一,而人们对根系在某些情况下还可以向土壤释放水分的事实及其对植物生长和生态系统功能的影响了解得还很不充分,尽管这样的证据由来已久。土壤-根系统水分再分配(Hydraulic redistribution, HR)是近20年间被发现和证实的,指水分从土壤中较湿的部分经由植物的根系传导而运动到土壤中较干的部分,通常发生在蒸腾减弱的夜间,可以沿水势梯度下降的方向而在不同土层间向上向下或侧向运动。HR研究揭示了土壤-植物-大气连续体中有时会存在土壤-根-土壤的水流小通路,细化了土壤-根系统中水分储存和运输的时空动态和机制。土壤水分状况的连续监测、根木质部液流测量、稳定性同位素技术的使用构成了HR实验研究的三大手段。当土壤中深层水分充足的时候,HR可以提高根系吸收和传导水分的效率,有利于植物充分利用资源,延长了浅层土壤的水分可利用期,有利于维持植物组织的生理活性和水流传导;旱季后降水来临的时候,HR可以将一部分降水转移到深层土壤,增加了可利用性水分的总量。对于干旱半干旱的沙地和草原、季节性干旱的森林等类型,HR过程可能对生态系统水分循环产生重要影响。有必要在国内针对这些生态系统展开深入的实验研究,同时探索将HR过程适当结合到生态系统模型和水文模型中,从而更准确地研究和预测群落内植物水分关系和生态系统水分动态。此外,结合农林设计、植被恢复、生态需水量估算和农业节水等方面进行的HR研究也值得深入探索。