锡林河流域一个原生草原群落的碳素平衡研究

野外调查与历史资料相结合 ,对内蒙古锡林河流域一个永久试验样地内的羊草 (Leymuschinensis (Trin .)Tzvel.)草原群落 (原生草原群落 )的碳素贮量、主要流量和周转速度等进行了估计。结果表明 :1 )该群落中地上部净初级生产的碳素固定量的多年平均值为 79.8gC·m-2 ·a-1 ,根系碳素输入量的多年平均值为 31 1 .9gC·m-2 ·a-1 ,碳素输入总量为 391 .7gC·m-2 ·a-1 ;2 )土壤净呼吸量为 34 6 .9gC·m-2 ·a-1 ,动物 (昆虫 )采食量 1 4 .7gC·m-2·a-1 ,地上立枯阶段的淋溶与光化学分解损失为 3 .2gC·m-2 ·a-1 ,碳素输出总量为 36 4 .8gC·m-2 ·a-1 ;3)该群落中碳素输入略大于输出 ,净积累速率为 2 6 .9gC·m-2 ·a-1 ,0 - 30cm土壤中的碳素周转速率为 6 .2 % ,周转时间为1 6年。     

锡林河流域一个原生草原群落的碳素平衡研究

野外调查与历史资料相结合,对内蒙古锡林河流域一个永久试验样地内的羊草( Leymus chinensis (Trin.) Tzvel.)草原群落(原生草原群落)的碳素贮量、主要流量和周转速度等进行了估计.结果表明:1)该群落中地上部净初级生产的碳素固定量的多年平均值为79.8 g C*m-2*a-1,根系碳素输入量的多年平均值为311.9 g C*m-2*a-1,碳素输入总量为391.7 g C*m-2*a-1; 2)土壤净呼吸量为346.9 g C*m-2*a-1,动物(昆虫)采食量14.7 g C*m-2*a-1,地上立枯阶段的淋溶与光化学分解损失为3.2 g C*m-2*a-1,碳素输出总量为364.8 g C*m-2*a-1; 3)该群落中碳素输入略大于输出,净积累速率为26.9 g C*m-2*a-1,0-30 cm土壤中的碳素周转速率为6.2%,周转时间为16年.     

锡林河流域一个羊草群落中土壤呼吸与生物量之间的相关性分析

采用根系生物量梯度上土壤呼吸变化趋势线外推法对锡林河流域一个羊草(Leymus chinensis (Trin.) Tzvel.)群落中根系呼吸占土壤总呼吸的比例进行了估计,对生物量各组分(地上、地下部分)之间以及它们与土壤呼吸间的相关性进行了分析.结果表明:在测定年度(1998年)整个生长季的不同月份,该群落中根系呼吸量占土壤呼吸总量的比例在14%～39%之间,平均为27%;地上总生物量及根系生物量与土壤呼吸间的相关性较差,但地上活生物量与土壤呼吸间存在着显著的乘幂关系.上述结果与国外同类研究结果相比,具有很好的一致性.     

锡林河流域一个放牧草原群落中根系呼吸占土壤总呼吸比例的初步估计

 采取根系生物量梯度上土壤呼吸变化趋势线外推法对锡林河流域一个放牧羊草(Leymus chinensis)群落中根系呼吸占土壤总呼吸的比例进行了估计。结果表明：在测定年度整个生长季的不同月份,该群落中根系呼吸量占土壤呼吸总量的比例在15%～37%之间,平均为24%;根系呼吸所占比例较高的月份与根系生长的高峰期基本一致,均出现在6月中旬和8月上旬;上述结果与国外同类研究结果相比,具有很好的一致性。     

锡林河流域一个羊草群落中土壤呼吸与生物量之间的相关性分析(英)

采用根系生物量梯度上土壤呼吸变化趋势线外推法对锡林河流域一个羊草 (Leymuschinensis (Trin .)Tzvel.)群落中根系呼吸占土壤总呼吸的比例进行了估计 ,对生物量各组分 (地上、地下部分 )之间以及它们与土壤呼吸间的相关性进行了分析。结果表明 :在测定年度 (1998年 )整个生长季的不同月份 ,该群落中根系呼吸量占土壤呼吸总量的比例在 14 %～ 39%之间 ,平均为 2 7% ;地上总生物量及根系生物量与土壤呼吸间的相关性较差 ,但地上活生物量与土壤呼吸间存在着显著的乘幂关系。上述结果与国外同类研究结果相比 ,具有很好的一致性。     

放牧与围栏羊草草原生态系统土壤呼吸作用比较

采用静态箱式法,比较分析了内蒙古典型羊草草原放牧与围栏生态系统土壤呼吸作用及其与环境因子的关系．结果表明,围栏和放牧样地的土壤呼吸作用日动态均呈单峰型曲线,高峰值一般出现在13：00～15：00,围栏样地土壤呼吸作用日动态与地表温度相关性最好,而放牧样地与地下5cm温度相关性最好．在整个观测期内,6、7月份是植物生长的旺盛期,围栏样地土壤呼吸作用明显大于放牧样地约2．7倍;到植物生长后期的8、9月份,二者差异不大,与地下生物量的变化相似,可能与牲畜的采食对不同物候期的植物影响不同及周围环境因子的改变有关,说明人类活动的干扰不一定增加土壤呼吸作用．围栏样地和放牧样地土壤呼吸作用季节动态都与0～10cm的土壤含水量相关性最好,相关系数分别是0．853和0．741,而围栏样地土壤含水量与土壤呼吸作用季节动态的相关性大于放牧样地;围栏和放牧样地不同层次土温、土壤含水量与土壤呼吸作用日、季动态的关系均表现出浅层的相关性普遍大于深层．     

锡林河流域一个羊草群落中土壤呼吸与生物量之间的相关性分析

采用根系生物量梯度上土壤呼吸变化趋势线外推法对锡林河流域一个羊草（Leymus chinensis(Trin.)Tzvel.）群落中根系呼吸占土壤总呼吸的比例进行了估计,对生物量各组分（地上、地下部分）之间以及它们与土壤呼吸间的相关性进行了分析,结果表明：在测定年度（1998）整个生长季的不同月份,该群落中根系呼吸量及土壤呼吸总量的比例在14%～39%之间,平均为27%,地上总生物量及根系生物量与土壤呼吸间的相关性较差,但地上活生物量与土壤呼吸间存在着显的乘幂关系,上述结果与国外同类研究结果相比,具有很好的一致性。     

内蒙古锡林河流域羊草草原生态系统碳素循环研究

采用野外调查和模型预测方法相结合,对内蒙古锡林河流域一个永久试验样地内的羊草（Ｌｅｙｍｕｓｃｈｉｎｅｎｓｉｓ（Ｔｒｉｎ．）Ｔｚｖｅｌ．）草原群落的碳素贮量、主要流量和周转速度等进行了初步估计,研究了长期过度放牧对整个流域羊草草原土壤有机碳贮量的影响。结果表明：１）羊草群落净初级生产固碳量的多年实测平均值为（２３１．２５±７４．４１）ｇＣ·ｍ－２·ａ－１,向土壤中的碳素输入量为２２０．７５ｇＣ·ｍ－２·ａ－１,土壤呼吸量的模型预测值为（１８１．０３±４６．３２）ｇＣ·ｍ－２·ａ－１;２）该群落碳素输入略大于输出,其理论积累率为１９．８８ｇＣ·ｍ－２·ａ－１,实测积累率为３９．７２ｇＣ·ｍ－２·ａ－１;３）近４０年来,过度放牧致使锡林河流域羊草草原表层（０～２０ｃｍ）土壤的有机碳贮量下降了约１２．４％。     

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。     

极端干旱条件下锡林河流域羊草草原净生态系统碳交换特征

采用涡度相关法对2005年生长季内蒙古锡林河流域羊草(Leymus chinensis)草原净生态系统交换(Net ecosystem exchange, NEE)进行了观测。观测结果表明:作为生长季降雨量仅有126 mm的干旱年,锡林河流域羊草草原生态系统受到强烈的干旱胁迫,其净生态系统碳交换的日动态表现为具有两个吸收高峰,净吸收峰值出现在8∶00和18∶00左右。最大的CO₂吸收率为-0.38 mg CO₂·m^-2·s^-1,出现在6月底,与丰水年相比生态系统最大CO₂吸收率下降了1倍。就整个生长季而言,不管是白天还是晚上2005年都表现为净CO₂排放,整个生长季CO₂净排放量为372.56 g CO₂·m^-2,是一个明显的CO₂源。土壤含水量和土壤温度控制着生态系统CO₂通量的大小,尤其是在白天,CO₂通量和土壤含水量的变化呈现出显著的负相关关系,和土壤温度表现为正相关关系。     

水热条件对锡林河流域典型草原退化群落土壤呼吸的影响

 采用碱液吸收法对锡林河流域温带典型草原一退化群落的土壤呼吸进行了测定,并分析了温度和水分对土壤呼吸的影响,结果表明：1）土壤呼吸总体趋势是夏季高,其它季节低,但季节动态呈现不规律的波动曲线;2）气温、地表温度以及5 cm、10 cm、15 cm和25 cm的土壤温度均与土壤呼吸速率呈显著的指数关系,温度对土壤呼吸的影响在低温时比高温时更显著;3）0～10 cm和10～20 cm土层的土壤含水量均与土壤呼吸速率呈显著的线性关系,消除气温的影响后则呈更为显著的乘幂关系;4）根据变量在p=0.05水平上的多元回归分析结果得到关于土壤呼吸与气温和10～20 cm土壤含水量的关系模型：y=5 911.648×e0.04216Ta×M20. 90758 (R2=0.8584,p<0.0001) ,这一模型比单变量模型能更好地解释土壤呼吸的变化情况;5）实验期间土壤呼吸的平均速率为661.35 mgC·m-2·d-1,以气温、地表温度以及5 cm、10 cm、15 cm和25 cm的土壤温度为依据得到的Q10值依次为1.63、1.47、1.52、1.70、1.90、1.97。     

水热因子对退化草原羊草恢复演替群落土壤呼吸的影响

 对内蒙古锡林郭勒白音锡勒牧场退化恢复羊草（Leymus chinensis）草原生态系统土壤呼吸作用的主要影响因子分析表明,环境因子对土壤呼吸作用的影响程度依次表现为：土壤水分>温度;水分对土壤呼吸作用的影响可分成3段,即<7.5%、7.5%～18.4%和>18.4%。当0～10cm土壤含水量＜7.5%时,土壤温度是土壤呼吸作用的主导控制因子,土壤呼吸作用与5cm土壤温度呈幂函数关系;而当0～10cm土壤含水量＞7.5%时,土壤呼吸作用受土壤水分和土壤温度的共同作用。研究还表明：在植物生长季内,当土壤水分接近羊草草原土壤萎蔫系数6.0%时所测得土壤呼吸作用为植被在干旱胁迫下的土壤呼吸作用,而当土壤水分大于羊草草原土壤萎蔫系数6.0%时,土壤呼吸作用的增加主要是由于植物生长及其引起的根系活动和微生物数量、组成及其活性共同影响的,进而可以解释不同水分条件下土壤及植物根系在土壤呼吸作用中的不同贡献,为建立土壤呼吸作用模型及正确地理解陆地碳收支及其固碳潜力提供依据。     

放牧对内蒙古锡林河流域草原土壤碳组分的影响

选择内蒙古锡林河流域三种草原,较系统地研究了放牧对微生物量碳(MB-C)和易分解碳(Lab-C)两种碳素组分的影响。结果表明,自由放牧22年后,羊草(Leymus chinensis)草原土壤0~10 cm和10~20 cm土层土壤微生物量碳分别下降了27.9%和12.8%;土壤易分解碳分别下降了22.0%和12.6%,自由放牧没有改变羊草草原土壤活性碳的季节变化形式。大针茅(Stipa grandis)草原0~5 cm表层和5~15 cm下层土壤微生物量碳分别下降了38.2%和12.2%。大针茅草原季节波动出现高峰的时间较羊草草原推后,基本在8月下旬,并且与地上生物量存在明显的正相关关系(p<0.001)。土壤活性碳在表征羊草草原和大针茅草原土壤的动态变化时,要敏感于土壤总有机碳。冷蒿-小禾草草原(Artemisia frigida-short bunchgrasses steppe)连续放牧11年恢复2年后,土壤各碳素组分都没有发生明显变化,但随着放牧率的增加,MB-C/Org-C比值和Lab-C/Org-C比值逐渐降低,表现为轻牧>中牧>重牧,这说明,在表征放牧对冷蒿-小禾草草原土壤的影响指示上,MB-C/Org-C和Lab-C/Org-C要比MB-C和Lab-C敏感。     

氮素对内蒙古典型草原羊草种群的影响

为了研究氮素对内蒙古典型草原植物种群的影响, 在中国科学院内蒙古草原生态系统定位研究站, 实施了长期的氮素添加试验。就两年来不同梯度氮素处理对羊草 (Leymuschinensis) 种群的影响进行了分析。结果表明, 氮素对羊草种群具有显著的调节效应, 随着氮素梯度的增加, 羊草种群密度、种群高度、地上生物量、地下生物量、总生物量均显著增加, 羊草种群地下生物量 /地上生物量比值逐渐降低。氮素对羊草种群构件的生物量分配有显著影响, 随着氮素梯度的增加, 羊草种群生物量向根茎的分配比例显著降低, 向叶片和根系的分配比例显著提高。羊草种群的相对密度和相对生物量也随着氮素梯度的增加而显著提高。     

典型草原退化群落不同恢复演替阶段羊草种群空间格局的比较

羊草(Leymus chinensis)为典型草原群落的主要建群种之一, 在群落中扮演着重要角色。应用摄影定位法测定处于不同恢复演替阶段的羊草种群空间格局, 通过点格局、种群空斑、种群领地及种群领地密度等方法分析发现, 羊草种群在恢复演替过程中经历了种群增长和种群衰退的过程。在此过程中, 羊草种群数量出现最高点, 此点之前, 种群拓殖大于自疏, 种群整体增长; 此点之后, 种间竞争及种内竞争致使种群衰退, 而种间竞争占主导地位, 种内竞争相对较弱。羊草种群的增衰导致种群空斑发生变化, 从而引起种群格局类型发生相应的变化, 表现为在恢复21 a的群落中, 羊草种群在10 m×10 m的取样范围内表现出两种格局分布类型: 在0~4.85 m之间呈现聚集分布, 当尺度大于4.85 m时, 则表现为随机分布; 在恢复8 a的群落中, 羊草种群在10 m×10 m的取样范围内出现3种格局分布类型: 在0~3.01 m之间呈聚集分布, 在3.01~3.37 m之间为随机分布, 当尺度大于3.37 m时则表现为均匀分布; 在严重退化群落中, 羊草种群在整个10 m×10 m测定尺度上呈现聚集分布。由此可见, 羊草种群格局在恢复演替过程中是变化的, 这种变化主要由群落剩余资源驱动下的种群拓殖及种内种间竞争所致。     

内蒙古锡林河流域典型草原初级生产力和土壤有机质的动态及其对气候变化的反应

应用Ｃｅｎｔｕｒｙ 生态系统模型,作者模拟内蒙古锡林河流域羊草（Ａｎｅｕｒｏｌｅｐｉｄｉｕｍ ｃｈｉｎｅｎｓｅ）草原和大针茅（Ｓｔｉｐａ ｇｒａｎｄｉｓ）草原在１９８０～１９８９ 年的生物量动态,并估测气候变化和大气ＣＯ２ 浓度倍增对典型草原初级生产力和土壤有机质含量的影响。Ｃｅｎｔｕｒｙ 模拟的生物量季节动态和年际变化同野外实测值显著地吻合。在大针茅草原,野外实测值为１４２．４５～１４４．３７ ｇ／ｍ ２,而模拟值为１２７．０４～１５６．２３ ｇ／ｍ ２;在羊草草原,野外实测值为２１０．３８～２２７．４４ ｇ／ｍ ２,而模拟值为１８９．２５～１９３．９８ ｇ／ｍ ２。根据加拿大气候中心和美国地球物理流体动力学实验室的大气环流模型预测的气候变化数据,气候变化将导致羊草草原和大针茅草原初级生产力和土壤有机质含量显著下降     

羊草草原土壤微生物的分布及其与土壤因子间的关系

 本文较系统地研究了东北羊草草原土壤微生物的分布规律和环境因子对微生物分布的制约作用。结果表明：微生物的数量、生理群的数量及微生物总生物量在羊草和杂草群落土壤生境中均最高,而碱茅和碱蓬群落生境中最低,隐子草群落生境居中。土壤全磷、全氮、全钾、pH和活性有机质对微生物有较大的直接作用,通径系数为6.15—2.02。全氮—全磷、活性有机质-全磷、pH-全磷、pH-全钾、全钾—全磷、活性有机质—全氮、活性有机质—全钾和有机质—全氮之间的间接作用对微生物影响最明显,作用系数为5.94—2.90,其余因素的作用相对不显著。