松嫩平原西部草甸草原5种典型植物群落土壤呼吸的时空动态

土壤呼吸是陆地生态系统碳循环的重要组分, 由于受到生物因子与非生物因子的共同作用, 土壤碳排放量在时间和空间尺度上都具有一定的变异性。为弄清松嫩平原西部草甸草原植物群落土壤呼吸作用的时空动态变化及其影响因子, 以典型植被碱蓬(Suaeda glauca)、虎尾草(Chloris virgata)、碱茅(Puccinellia distans)、芦苇(Phragmites australis)、羊草(Leymus chinensis)群落为研究对象, 采用LI-6400土壤呼吸测定系统对该生态系统2011-2012年植物生长季内土壤呼吸作用进行了监测。结果表明: 土壤温度可以解释土壤呼吸作用变异的53%-82%, 是影响该生态系统土壤碳排放时间变异的主要因素。土壤水分并未对土壤呼吸作用时间变异产生明显的影响。不同植物群落的土壤呼吸的温度敏感性(Q₁₀)有所差异, Q₁₀为2.0-6.7。生长季内, 5种植物群落的土壤累积碳排放量的平均值为316.6 g C·m^-2。生长季内土壤碳累积排放量与植被地上生物量、土壤有机碳含量、平均土壤温度显著正相关, 与平均土壤含水量、pH值、土壤电导率及交换性钠百分比呈负相关关系。土壤的微气候、植被的地上生物量及土壤性质的差异是土壤碳排放空间变异的主要影响因素。     

落叶松土壤有机磷形态与林木生长量的关系

采用Bowman-Cole有机磷分级体系,对落叶松人工林不同发育阶段根际与非根际土壤活性有机磷、中等活性有机磷、中稳性有机磷和高稳性有机磷含量的变化及其与有效磷和林木生长量的关系进行了研究。结果表明,构成落叶松人工林土壤有机磷的主要成分是中等活性有机磷和中稳性有机磷,两者之和占有机磷总量的77.07％～86．68％,根际土壤活性有机磷和中等活性有机磷是不同发育阶段土壤有效磷的主要来源,根际土壤有机磷总量、活性有机磷含量、中稳性有机磷含量和高稳性有机磷含量从幼龄林到近熟林随林龄递增而降低,近熟林之后有所增加,根际土壤中等活性有机磷含量随林龄变化不明显,非根际土壤各形态有机磷含量随林龄递增而呈波动性增加趋势,各发育阶段林木胸径、树高定期平均生长量与活性有机磷含量和有效磷含量关系最为密切。     

光伏电板对草甸草原植物群落特征及物种多样性的影响

为了探究黑龙江省大庆市大同区国家光伏、储能实证实验平台草甸草原的植物群落特征及物种多样性,并分析光伏电场不同生境(光伏电板间与光伏电板下)对植物群落的影响,采用样方调查法开展植物群落特征调查,对比光伏板下及光伏板间物种组成及重要值、群落数量特征值及群落物种多样性等差异。结果表明,光伏电场中重要值最高的植物种为羊草(Leymus chinensis),其次为星星草(Puccinellia tenuiflora)。羊草、星星草、芦苇(Phragmites australis)、盐地碱蓬(Suaeda glauca)、中间型荸荠(Eleocharis intersita)的光伏电板间生境植物群落数量特征值高于板下生境,鹅绒委陵菜(Potentilla anserina)的光伏电板下生境植物群落数量特征值高于光伏电板间生境。板间群落的Shannon指数、Margalef指数、Simpson指数均高于板下植物群落,Shannon指数、Margalef指数、Simpson指数间呈显著正相关(P<0.05),Pielou指数与其他3个指数均呈不显著负相关,Simpson指数与Margalef指...     

松嫩平原旱生芦苇群落土壤呼吸动态及影响因子

为研究松嫩平原旱生芦苇群落土壤呼吸作用的动态变化及其影响因子,于2011年5—10月采用LI-6400土壤呼吸监测系统对旱生芦苇群落土壤呼吸进行连续野外观测,并分析水热因子对土壤呼吸的影响。结果表明:芦苇群落土壤呼吸具有明显的日变化和季节变化特征;其日变化为明显的单峰曲线,土壤呼吸速率峰值出现在中午11:00—13:00;7和8月芦苇群落土壤呼吸作用最强,10月土壤呼吸作用最弱。影响旱生芦苇群落土壤呼吸的主导因子是温度,土壤呼吸与近地表空气温度以及土壤0～10、10～20、20～30cm温度均有显著相关性(P<0.01),而近地表空气温度和土壤表层温度对土壤呼吸的影响最大。在5—10月芦苇群落土壤呼吸温度敏感性Q10值为1.2～1.65,变异系数为15.4%。土壤含水量和近地表空气相对湿度不是影响该地区芦苇群落土壤呼吸的主要因素。     

锡林河流域羊草草原群落土壤呼吸及其影响因子的研究

采用碱液吸收法对内蒙古锡林河流域羊草 (L eymus chinensis)草原群落土壤呼吸速率进行了连续 2年的野外测定 ,并通过多元回归手段对其影响因子进行了分析。结果表明 :1) 1998～ 1999年两个生长季羊草群落土壤呼吸速率的季节动态均为单峰型曲线 ,最大值出现在 7月下旬 ;2 ) CO2 释放速率、气温和土壤含水量之间有如下关系 :L n Res=5 .85 96 0 .0 12 5 M 0 .0 394T 0 .0 0 49M× T,R2 =0 .70 96 ,表明约有 70 %的土壤呼吸量变化是由气温和土壤含水量共同决定的 ,其中以温度为主 (Res=2 5 6 .75 T0 .6 5 5 7,R2 =0 .5 779) ,Q1 0 在 2 .0～ 3.0之间 ;3)羊草无放牧群落生长季的土壤呼吸总量在 2 49.4～ 32 0 .7g C.m- 2 .a- 1之间 ,放牧群落在 2 37.0～ 30 5 .6 g C.m- 2 .a- 1之间 ,放牧对土壤呼吸影响不大。     

松嫩平原草原植被分类系统的探讨

 本文在对松嫩平原的草原植被作了全面调查,记录了760多个样方以及对生境,特别是土壤的一些主要因子做了分析的基础上,采用植物与生境和定性与定量相结合的方法;确定以植物种类组成(特别是生态种组)、群落相似性的数量指标和动态特征为依据的分类原则。划分了4个群目、12个群属和40个群丛,建立了三级的分类系统,并阐明各等级分类单位的特征,揭示了松嫩平原草原植物的组合规律及其与环境的关系。不同等级分类单位的相似和差异,体现了分类系统是一个有机的整体和调查区植被的连续性和间断性．此外,分类系统的高级分类单位与立地类型的对应关系,为草原的经营管理提供了依据。     

草甸湿地土壤溶解有机碳淋溶动态及其影响因素

采用土柱淋溶试验研究了草甸湿地有机土层（2～13 cm）DOC的淋溶动态,并探讨了土壤呼吸、NH₄⁺产生速率和淋溶液pH与DOC生成速率的关系.试验第一周,小叶章湿草甸（Ⅺ）和小叶章沼泽化草甸（Ⅻ）土壤DOC的释放速率经历了一个快速下降的过程,而后达到平稳水平,其DOC的释放动态可用一次指数衰减方程进行描述（R²>0.96,P<0.05）.整个试验期间（35 d）,两种草甸湿地土壤DOC的累积释放量分别为2109（Ⅺ）和506.58 μgC·g^-1（Ⅻ）,CO₂的累积释放量为679.64（Ⅺ）和455.54 μgC·g^-1（Ⅻ）,表明Ⅺ的低DOC释放可能与高CO₂释放所造成的微生物碳源受限有关.DOC的释放速率与NH₄⁺的生成速率呈显著正相关（r_Ⅺ=0.886,P<0.05;r_Ⅻ=0.972,P<0.01）,而与淋溶液pH无相关性.多元回归分析表明,草甸湿地DOC的生成主要受土壤氮矿化潜势制约（P<0.05）.     

昭苏山地草甸4种典型土地利用方式下的土壤呼吸特征

为探讨不同土地利用方式对新疆昭苏天山北坡山地草甸土壤呼吸速率的影响, 于2015年和2016年的4月底至9月初, 用土壤呼吸测量仪对补播草地(RG)、豆禾混播草地(LG)、围封草地(NG)和农田(CR)的土壤呼吸进行测定, 并分析了影响土壤呼吸速率的土壤生物和水热因子。结果表明: 1)土壤呼吸速率在2015年NG和CR呈现双峰值, RG和LG呈现单峰曲线, 各处理均在8月达到最大值。2016年各处理峰值出现的时间不同, RG和LG在6月底达到最大值, NG和CR在7月底达到最大值; 监测期内平均土壤呼吸速率由大到小依次为: NG > RG > CR > LG。2)各样地土壤呼吸速率与土壤温度呈指数正相关关系; 土壤含水量与土壤呼吸的关系可能由于此地段常年湿润, 土壤含水量较高, 从而抑制土壤呼吸, 土壤呼吸与土壤体积含水量呈线性负相关关系; 土壤呼吸的温度敏感指数(Q₁₀)大小为NG > CR > RG > LG。3)不同处理的土壤微生物以细菌为主, 放线菌次之, 真菌居第三, 各样地总微生物生物量为: NG > RG > CR > LG, 与各样地平均土壤呼吸速率大小一致, 拟合分析显示RG土壤呼吸与放线菌呈显著的线性相关关系, LG土壤呼吸与细菌和放线菌呈显著线性相关关系。不同处理微生物生物量碳平均含量为CR > NG > LG > RG, 拟合分析显示RG与CR的土壤呼吸速率与微生物生物量碳呈显著线性相关关系, 其中CR的土壤呼吸速率与微生物生物量碳极显著相关; 4)各样地酶活性与土壤呼吸的相关关系分析显示, 只有蛋白酶和蔗糖酶与土壤呼吸有相关关系, 而蔗糖酶对土壤呼吸的影响更大。豆禾混播草地和补播草地相对于围封草地和农田, 土壤呼吸速率显著降低, 草地土壤的固碳能力显著提高。     

高寒草甸植物群落多样性及土壤因子对坡向的响应

坡向是山地的重要地形因子之一,是导致植物群落物种多样性和结构特征产生差异的间接环境因子,它通过改变光照、温度、水分和土壤养分等生态因子而对生物多样性、植物生长发育、生产力以及生态系统功能等产生重要影响.本文研究了青藏高原高寒草甸不同坡向上的植物群落物种多样性变化特点及与环境因子的关系.结果表明:阳坡-阴坡生境梯度上,土壤含水量的变化趋势为阴坡＞半阴半阳坡＞阳坡,土壤温度和光照度的变化趋势为阳坡＞半阴半阳坡＞阴坡,土壤养分含量除了全氮和有机碳为阴坡＞阳坡＞半阴半阳坡外,其他养分总体呈现阴坡＞半阴半阳坡＞阳坡.阳坡-阴坡生境梯度上植物群落物种多样性的变化趋势为:阴坡＞半阴半阳坡＞阳坡,阳坡的主要功能群是禾草类,而阴坡则是杂草类.相关分析表明,在阴阳坡微生境梯度上,光、热、水、土均影响了物种多样性的变化,而其中土壤含水量是引起这种变化的主要因素.     

黑河天涝池五种植被类型土壤呼吸速率动态特征及其影响因子

对黑河天涝池流域的5种典型植被类型(干草原、亚高山草原、亚高山灌丛、祁连圆柏林和青海云杉林)的土壤呼吸速率及其影响因子进行测定分析。结果表明:5种植被类型土壤呼吸速率具有典型的日变化和月变化模式;5种植被类型土壤呼吸速率大小表现为亚高山草原干草原亚高山灌丛祁连圆柏林青海云杉林,土壤呼吸速率的变化范围因植被类型的不同而有所差异;5种植被类型土壤呼吸速率与土壤温度、地表温度和大气温度呈显著的指数关系,且与地表温度和大气温度的相关性强于土壤温度;5种植被类型的土壤呼吸速率与湿度呈显著的线性负相关,R2为0.55—0.93,与风速呈显著的线性正相关关系;通过主成分分析表明影响5种植被类型土壤呼吸速率的主要因素各不相同,整体表现为在整个生长季0—60cm土壤的水热状况是主要的影响因素,其次是土壤表层的环境因子,最后为太阳辐射。     

Soil respiration associated with plant succession at the meadow steppes in Songnen Plain,Northeast China

Aims Soil CO₂ emission from steppes is affected by soil properties and vegetation in different successional stages. Primary and secondary succession of plants frequently occurred at the meadow steppe in Songnen Plain, Northeast China, which indicates the large uncertainty associated with CO₂ emission in this environment. This study aims to investigate the temporal variations of soil respiration (Rs) and the effect of plant succession on cumulative soil CO₂ emission during the growing season.Methods Using a LI-6400 soil CO₂ flux system, Rs of five vegetation types which represented different stages of plant succession in meadow steppes of Songnen Plain, China, was investigated during the growing seasons of 2011 and 2012.Important findings Soil temperature (Ts) was the dominant controlling factor of Rs, which could explain ~64% of the change in CO₂ fluxes. The Q 10 values of Rs were ranged from 2.0 to 6.7, showing a decreasing trend with the plant successional stages. The cumulative CO₂ emission increased with the degree of vegetation succession and it averaged to 316±6g C m ?2 (ranges: 74.8±6.7 to 516.5±11.4g C m ?2) during the growing season. The magnitude of soil CO₂ emission during the growing season was positively correlated with aboveground plant biomass, soil organic carbon content and mean soil water content, while negatively linked to mean Ts, pH, electrical conductivity and exchangeable sodium percentages. The results implied that soil CO₂ emission increased with the development of plant communities toward more advanced stages. Our findings provided valuable information for understanding the variations of CO₂ emission in the process of vegetation succession.     

松嫩平原碱化草甸两个群落土壤种子库动态

对松嫩平原碱化草甸中星星草 羊草群落和星星草群落土壤种子库组成的季节动态进行了研究.结果表明:在4-9月,2个群落的土壤种子库均以多年生草本植物为主,星星草 羊草群落共出现12种,而星星草群落为10种,并均以星星草占最大比例,分别为66.8%～92.9%和75.3%～97.7%.种子库相似性系数在6月最大.星星草 羊草群落种子库密度在7月份最大,为(26 560.0±7 256.9)粒·m-2,星星草群落在8月最大,为(25590.0±6 443.7)粒·m-2;而2个群落的物种多样性指数和均匀度指数则分别在7月和8月最小.     

松嫩平原碱化草甸恢复演替系列的群落种子流分析

对松嫩平原碱化草甸恢复演替系列4个群落优势种种子源库、土壤种子库及幼苗库进行了比较,建立了种子流模型.结果表明:演替初期虎尾草群落优势种种子源库密度最大,为(446182±180455)粒.m-2,分别是演替中期星星草群落的7.2倍、演替后期星星草 羊草群落的11.4倍、演替顶极羊草群落的164.8倍.土壤种子库和幼苗库密度均以虎尾草群落最大,分别为(63650±14541)粒.m-2和(39160±15192)株.m-2,羊草群落最小,分别为(14310±7686)粒.m-2和(790±745)株.m-2,大体呈随着恢复演替进程而递减的趋势.全体演替系列群落输出的实生苗均以虎尾草为主,占79.8%～100%.在种子流中,优势种的种子源库向土壤种子库输入率在10%～35%之间,输出率差异则较大,虎尾草群落高达62.3%,但星星草群落和羊草群落均没有优势种的幼苗输出.     

植被恢复方式对松嫩草原重度退化草地土壤线虫群落特征的影响

应用类群属数、个体密度、多样性指数和功能类群指数等群落参数,研究植被恢复方式对松嫩草原重度退化草地土壤线虫群落特征的影响．结果表明：围栏封育和种植碱茅均能明显改善重度退化草地土壤线虫群落环境,但种植碱茅较围栏封育更能显著提高土壤线虫的个体密度和群落多样性．各处理样地线虫个体密度和类群属数表聚性明显,其中碱茅样地个体密度表聚性更强．对功能类群指数的统计表明,种植碱茅和围栏封育均显著改变了土壤线虫群落中r-选择和k-选择植物寄生线虫的比例．与自由生活线虫相比,植物寄生线虫对重度退化草地植被恢复更敏感．种植碱茅更利于松嫩草原重度退化草地土壤线虫群落的恢复与重建．     

渭河平原农田冬小麦土壤呼吸及其影响因素

基于对半湿润易旱区的渭河平原农田2013—2014年冬小麦生长期土壤呼吸(SR)及环境因子和生物因子的观测,研究了冬小麦土壤呼吸日变化、季节变化特征,综合分析了温度(T)、土壤含水量(W)、总初级生产力(GPP)和叶面积指数(LAI)对土壤呼吸的影响.结果表明: 冬小麦土壤呼吸日变化呈单峰型,呼吸速率变化范围为1.5～6.94 μmol CO₂·m^-2·s^-1,最大值出现在12:00—14:00;温度是影响土壤呼吸日变化的驱动因子,其中地表温度(T_s)能解释土壤呼吸时间变异的80.9%;土壤呼吸速率与温度的昼夜变化对应关系呈顺时针近椭圆曲线.冬小麦土壤呼吸速率从出苗后到冬季呈下降趋势,在冬季时保持较低水平,进入返青期后迅速增加,在抽穗期和灌浆期达到最大,成熟期后有所下降,变化范围为0.65～4.85 μmol CO₂·m^-2·s^-1;土壤呼吸季节变化与温度、土壤含水量、GPP、LAI均呈显著(P<0.01)正相关关系;土壤温度和水分是影响土壤呼吸季节变化的关键因素,使用复合模型SR=e^{(a+bT_{5 cm}}+cW10 cm+dW_{10 cm²}),可以解释土壤呼吸时间变异的82.6%,比单因子模型(不超过65.7%)的解释能力显著提高.经模型计算,该区域2013—2014年冬小麦生长期平均土壤呼吸速率为1.67 μmol CO₂·m^-2·s^-1.     

松嫩平原湿地植物群落多样性的环境梯度分布格局及控制因子

物种丰富度格局及其决定因素是生态学核心问题,但对其形成机制仍缺乏共识。为探究松嫩平原西部半干旱区沿湖岸至高地环境梯度(局地尺度)植物群落多样性分布格局及其决定因素,以沿该梯度依次分布的7种群落(狭叶香蒲沼泽、小香蒲沼泽、芦苇沼泽、草丛沼泽、拂子茅草甸、羊草草甸和榆树疏林)为对象,采用样带网格调查法及聚类分析法划分群落类型,测定物种丰富度、α多样性和β多样性及其环境因子(水位、土壤含水率、有机质等),揭示群落多样性空间分布规律及其形成机制。结果表明,沿湖岸至高地环境梯度：(1)物种丰富度(2.00—18.00)和α多样性(Simpson指数0.12—0.90;Shannon-Wiener指数0.23—2.57和Pielou指数0.34—0.88)总体上均呈类似N字型分布(在下部深水生境狭叶香蒲沼泽最低、中下部季节性积水生境草丛沼泽最高、中上部湿润生境拂子茅草甸较低、上部沙丘干旱生境榆树疏林又较高);(2)广义的β多样性(Jaccard指数0.56—0.96)可以分解成物种周转(丰富度没有变化的地点间的物种替代)和嵌套(物种贫乏地点是物种丰富地点子集时的物种差异)两个过程,其在该梯度上半段...     

黄土高寒区典型植被类型土壤入渗特征及其影响因素

为了研究黄土高寒区典型植被在不同坡位下土壤入渗性能差异及其影响因素,采用恒定水头法测定了不同植被类型的土壤入渗过程,并分析了土壤孔隙状况、机械组成、水稳性团聚体等与渗透速率的相关性。结果表明:(1)初渗速率和稳渗速率均表现为青海云杉>祁连圆柏>华北落叶松>荒草地,且差异性显著;同一植被类型的土壤入渗速率沿坡面向下逐渐增大,但差异性不显著;(2)对不同植被类型的土壤入渗过程模拟发现Horton模型拟合效果最好,决定系数均在0.8以上,通用经验模型拟合精度较差,决定系数在0.614—0.982之间;(3)土壤入渗性能与孔隙状况、水稳性团聚体质量分数、有机质含量均有极显著相关性;>0.25 mm团聚体质量分数是影响稳渗速率的主要决策因素;总孔隙度是影响初渗速率的最主要的决策因素,而毛管孔隙度是主要的限制因子。为高寒地区土壤入渗模拟以及植被配置等提供了科学依据。     

松嫩平原不同盐渍土条件下蓝藻群落的生态分布

以松嫩平原典型的不同程度盐碱化草地为研究对象,测定了其土壤的电导率、离子组成、有机碳等,分析了3种类型盐碱土上的固氮蓝藻群落.结果表明:3种类型土壤的理化特征和蓝藻群落各有其特点,固氮蓝藻有7个属,其中以丝状种类占优势;蓝藻在不同类型盐碱土上分布略有差异,在中度盐碱土种类最为丰富;不同种类的蓝藻对生境的选择性不同;松嫩平原草地是个脆弱的生态系统,其土壤理化特性及藻类分布较特殊.因此,必须加强保护和管理.