模拟降水量变化对荒漠草原土壤酶活性的影响及其相关因素分析

为明确荒漠草原土壤酶活性对降水格局改变的响应机制, 该研究基于宁夏荒漠草原降水量不同梯度变化(减少50%、减少30%、自然降水、增加30%和增加50%)的野外试验(2014年开始试验), 于2016年5-7月采样, 测定分析不同降水梯度2年后对土壤酶活性的影响, 并分析酶活性与植物生物量、微生物生物量C∶N∶P生态化学计量特征以及土壤理化性质的关系。结果表明: (1)与自然降水量相比, 减少30%降水量对3种土壤酶活性均无显著影响, 减少50%降水量显著降低了土壤蔗糖酶活性(^P < 0.05); 增加降水量显著提高了土壤蔗糖酶和磷酸酶活性(^P < 0.05), 但对脲酶活性无显著影响。(2)减少降水量对植物生物量影响较小(尤其减少30%降水量), 但不同程度地降低了微生物生物量C、N、P, 提高了微生物生物量C∶N和C∶P; 增加降水量则不同程度提高了植物生物量及微生物生物量C、N、P。(3)土壤蔗糖酶和磷酸酶活性随植物及微生物生物量增加而增加; 对土壤酶活性影响显著的土壤因子包括: 含水量、NO₃^- N、NH₄⁺ N、C∶P、有机C、全N、C∶N和pH (P < 0.05)。研究认为, 减少降水量(尤其是减少30%降水量)对土壤酶活性影响较小, 增加降水量促进了植物的生长、刺激微生物活性, 进而提高了土壤酶活性, 但随着植物生物量增加, 土壤有机C输入增多, 磷酸酶活性相应增强并促进了有机P的矿化, 导致土壤微生物P限制增加。     

青海湖自然保护区人类数字足迹及草地生物量的人类活动暴露度的时空模式分析

开展保护区人类活动压力定量评估对保护区内生态系统安全、降低人类活动影响具有重要意义。许多学者从人类活动对生物多样性、生物的生境或生态系统服务及其价值的影响等角度已开展了大量研究, 但由于反映人类活动的统计数据在时空尺度上较粗, 难以精细刻画保护区内短期动态的人类活动干扰。本研究尝试通过记录人的位置到访信息的高时空分辨率数字足迹数据, 以青海湖国家级自然保护区为研究区域, 利用0.01°逐日的定位请求数据和草地生物量数据, 从人类数字足迹覆盖率、数字足迹强度和草地生物量的人类活动暴露度3个指标上对青海湖自然保护区内人类数字足迹入侵强度及其对生态环境的影响开展了研究。研究结果显示, 青海湖保护区人类数字足迹具有“多尖峰、南高北低、景区节律”的时空模式; 每日人类数字足迹覆盖率和足迹强度呈现按月聚集模式, 最大值分别为7.42%和5.24; 草地生物量的人类活动暴露度显示人类数字足迹对青海湖二郎剑-黑马河沿线的草地生物量影响最大, 此时草地生物量的人类活动暴露度水平在热门旅游景点较高, 最高达到2.24。通过位置大数据挖掘青海湖保护区内人类数字足迹的时空变化及其对于生态环境的影响, 不仅证明了数字足迹用于人类活动对于生态环境影响研究的有效性, 也为保护区生态环境精细化的管理提供支撑。     

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...