五台山草地自然保护区土壤中钴的含量分布及影响因素

研究五台山６种主要土壤类型中全钴的含量分布,并对影响其含量分布的一些主要因素进行了分析。结果表明：①五台山土壤中全钴含量范围为１２．７７～２３．３９ｍｇ／ｋｇ,平均含量为１７．３８ｍｇ／ｋｇ,高于全国及世界土壤中钴的平均含量。影响土壤全钴含量的主要因素是土壤母质。②相关分析表明,五台山土壤中全钴含量与全铁、全铜含量呈极显著正相关,且全钴含量与全铜含量关系更为密切;而与土壤有机质、ｐＨ、１～０．０１ｍｍ、０．０１～０．００５ｍｍ、０．００５～０．００１ｍｍ、＜０．００１ｍｍ的土粒含量及全锰含量无明显的相关性。③五台山土壤中全钴含量高于土壤中钴的临界水平     

黄土高原半干旱草地封育后土壤碳氮矿化特征

土壤有机碳和全氮的分布与矿化是退化草地封育后土壤生态效应研究的重要内容和指标。结合野外调查和室内培养实验,研究了半干旱黄土区不同封育年限草地土壤有机碳和全氮的含量变化及其矿化特征。结果表明,封育对半干旱黄土区退化草地土壤有机碳和全氮的影响主要体现在0-40 cm土层封育超过17a后,封育年限的影响逐渐减弱。封育显著增加了土壤有机碳矿化速率和C_(min)/C_0封育对有机碳矿化速率的影响与封育年限和土层深度无关,而对C_(min)/C_0的影响则与封育年限和土层深度有关。封育显著提高了0-40 cm土层土壤氮素矿化速率,但是降低了40-80 cm土层土壤氮矿化速率,并且降低了080 cm土层N_(min)/N_0。碳氮矿化速率与有机碳和全氮之间显著相关,而与碳氮比之间的相关性较小。这些结果表明,退化草地封育后土壤碳氮元素的转化主要受土层深度、封育年限以及土壤碳氮含量的影响。     

Response of plant biomass to nitrogen addition and precipitation increasing under different climate conditions and time scales in grassland

生产力是草地生态系统重要的服务功能, 而生物量作为生态系统生产力的主要组成部分, 往往同时受到氮和水分两个因素的限制。在全球变化背景下, 研究草地生态系统生物量对氮沉降增加和降水变化的响应具有重要意义, 但现有研究缺乏对其在大区域空间尺度以及长时间尺度上响应的综合评估和量化。本研究搜集了1990-2017年间发表论文的有关模拟氮沉降及降水变化研究的相关数据, 进行整合分析, 探讨草地生态系统生物量对氮沉降和降水量两个因素的变化在空间和时间尺度上的响应。结果表明: (1)氮添加、增雨处理以及同时增氮增雨处理都能够显著地提高草地生态系统的地上生物量(37%, 41%, 104%)、总生物量(32%, 23%, 60%)和地上地下生物量比(29%, 25%, 46%)。单独增雨显著提高地下生物量(10%), 单独施氮对地下生物量影响不显著, 但同时增雨则能显著提高地下生物量(43%); (2)氮添加和增雨处理对草地生态系统生物量的影响存在明显的空间变异。在温暖性气候区和海洋性气候区的草地生态系统中, 氮添加对地上、总生物量及地上地下生物量比的促进作用更强, 而在寒冷性气候区和温带大陆性气候区的草地生态系统中, 则增雨处理对地下、总生物量的促进作用更强; (3)草地生态系统生物量对氮添加和增雨处理的响应也存在时间格局上的变化, 地下生物量随着氮添加年限的增加有降低的趋势, 地上、总生物量及地上地下生物量比则有增加的趋势。增雨年限的增加对总生物量没有明显的影响, 但持续促进地上生物量和地下生物量, 增加地上地下生物量比, 可见长期增氮、长期增雨对地上生物量的促进作用更明显。     

松嫩平原羊草草地盐碱化过程

通过野外调查及定位研究,探讨了松嫩平原羊草草地盐碱化发生原因和过程,论证了羊草草地盐碱化过程的土壤“干扰-裸露”假说.松嫩平原羊草草地表层土壤(0～30 cm)盐分含量低,表层以下土壤层盐分含量高, 定义此为土壤盐渍化草地;土壤表层盐分含量增多的过程称为羊草草地盐碱化过程,盐碱化后形成的草地为盐碱化草地或盐生植物群落.羊草草地表层土壤盐分增多的主导原因是原初含盐量低的土壤表层被干扰消失,表层以下富含盐分的土层直接裸露成新地表,深层盐分在新的表层积累,这种积累也表现在其他各层.次生盐生植物群落形成于羊草草地土壤表层被干扰后的裸地上,各盐生植物群落间没有演替序列关系.松嫩平原羊草草地的退化进程为土壤退化在先、植被退化在后,盐生植物侵入并形成群落及后续的演变近于始自原生状态.     

我国草地鼠害的发生原因及其生态治理对策

随天然草地退化和荒漠化过程的加剧,我国草地鼠害爆发频繁,发生面向日趋扩大。传统的化学防治不公是一种被动的防治策略,而且威胁草原生物多样性。在总结大量研究成果的基础上,确认过度放牧导致草地退化,是草地鼠害形成的主要原因,且提出生态治理对策及相应的选优配套措施。实践证明,这是实现草地害鼠持续控制和退化草地生态修复的有效途径。     

青藏高原草地存在价值研究——以玛曲为例

草地存在价值研究是强化人们环境保护意识的有力工具,也是制定资源利用战略的决策依据。运用条件价值评估方法中(Contingent Valuation Method,CVM)的最大意愿支付(Willingness to Pay,WTP)技术,对青藏高原东缘玛曲草地的存在价值进行了系统研究,结果显示:2005年,牧户的平均WTP为339元/a,总存在价值为0.03×10~8元/a;收入与WTP呈显著正相关关系。据此推断,2016年牧户的平均WTP为407元/a,总存在价值为0.033×10~8元/a。存在价值小,主要是因为当地人口基数小。如果考虑玛曲草地对全球生物多样性保育的贡献,以及对黄河水源所具有的涵养功能,则其总存在价值将倍增,其中2005年为636×10~8元/a,2016年为763×10~8元/a,增幅约为20%,与当地居民的收入增长相当。这一结果表明,与玛曲草地的保护成本相比,其存在价值极其显著,应纳入成本-效益分析之中;存在价值具有动态性,应根据收入变化状况进行连续评估,以反映其真实价值,从而确保政策制定者做出正确决策。     

高寒草地生物量变化对归一化物候指数的响应

准确评价草地地上生物量(Above-ground biomass, AGB)对草地资源的可持续利用和保护具有重要意义。以甘南为典型研究区,利用2019—2021年Sentinel-2地表反射率和野外实测地上生物量数据,借助GEE(Google Earth Engine)平台和数理统计方法评价了9种植被指数对高寒草地AGB的估算精度,构建了高寒草地地上生物量反演模型,在此基础上分析了2019—2021年甘南州草地产量的时空动态变化。结果表明：在所有植被指数中,归一化物候指数(Normalized difference phenology index, NDPI)与草地AGB的R²值最高(0.72),其次为归一化植被指数(normalized difference vegetation index, NDVI)(R²=0.68),拟合效果最差的为增强型植被指数(enhanced vegetation index, EVI)(R²=0.37)和差值植被指数(different vegetation index, DVI)(R<...     

基于LCA的传统农田与苜蓿草地生态效应分析

为评估传统农田与苜蓿草地两种生态系统在资源投入和环境效应方面的差异,基于2019-2022年中国北方山东省、陕西省、山西省、宁夏回族自治区、新疆维吾尔自治区、内蒙古自治区、黑龙江省、河北省共14个县区的农牧户调研数据,应用生命周期评价（Life cycle assessment,LCA）方法,对中国北方传统农田和苜蓿草地生态系统全生命周期的能源消耗、土地利用、水资源消耗、全球变暖、环境酸化、富营养化这六类资源消耗和环境影响进行核算。将LCA方法应用于两类作物生产的环境影响分析,探究该方法在农业环境研究领域的有效性以及传统农田和苜蓿草地生态系统资源投入和环境效应的差异特征。结果表明：（1）传统农田和苜蓿草地生态系统环境综合影响指数分别为0.1569和0.1269,苜蓿草地生态系统的综合环境效应比传统农田生态系统低19.09%,对环境友好程度相对较高。（2）在整个区域范围内,传统农田的环境影响高于苜蓿草地的环境影响,且传统农田的环境影响效益差异显著,而苜蓿草地的环境影响整体波动较小。其中,在资源消耗方面,与传统农田生态系统相比,苜蓿草地生态系统的能源消耗减少了31.21%,所需土地面积减少了43.61%,水资源消耗减少了63.43%;在环境影响方面,与传统农田生态系统相比,苜蓿草地生态系统的气候变暖潜值降低了43.09%,环境酸化潜值降低了50.27%,富营养化潜值降低了46.78%。（3）中国北方地区传统农田和苜蓿草地生态系统在资源利用和环境代价在空间尺度上差异较明显,呈现出西部高于东部的特征。（4）影响两种生态系统的主要环境影响类型均为环境酸化和富营养化,与大量的化肥生产、施用和灌溉电力消耗密不可分,因而实施配方施肥、合理灌溉、秸秆还田是降低我国北方地区传统农田和苜蓿草地生态系统生命周期内生态环境负面影响的关键。     

互花米草防治和麋鹿保护的系统耦合作用——基于自然的解决方案

互花米草(Spartina alterniflora)是典型的外来入侵物种,因其繁殖力和适应力强难以防治,直接威胁我国滨海滩涂湿地生物多样性,改变了该生态系统的结构和功能;麋鹿(Elaphurus davidianus)是我国I级保护动物,是野生动物迁地保护和回归自然的典范,但仍面临野生种群稳定性低、与保护区环境承载力矛盾尖锐的问题。麋鹿喜食互花米草,其牧食行为可有效调控互花米草的时空分布格局,提升滨海滩涂湿地生态系统功能和稳定性,并为其自身野化回归提供良好的环境。目前针对互花米草防治和麋鹿保护的研究较多,但少有二者耦合作用的探讨。尝试借助草地农业系统理论阐释互花米草防治和麋鹿保护(互花米草&麋鹿)耦合发展的范式和潜在机制,即寻求基于自然的克服系统相悖的解决方案。以期打破珍稀物种保护和入侵物种防控各自为战的范式,探索二者耦合发展思路和陆海农业实践。同时,探讨了利用无人机等技术搭建滨海滩涂湿地互花米草&麋鹿耦合系统的空-天-地一体化监测、分析和管理体系。     

黄土丘陵区氮磷添加对草地群落优势种养分利用特征的影响

为阐明黄土丘陵区氮磷添加对草地群落优势种养分利用特征的影响,探究群落结构和物种多样性的变化机制,选取5个典型优势种,即白羊草(Bothriochloa ischaemum)、长芒草(Stipa bungeana)、达乌里胡枝子(Lespedeza davurica)、铁杆蒿(Artemisia sacrorum)和猪毛蒿(Artemisia scoparia)为研究对象,采用裂区试验设计,以氮添加为主区处理, 包括:0(N0)、25(N25)、50(N50) 和100(N100) kg N hm^-2 a^-1;以磷添加为副区处理,包括:0(P0),20(P20),40(P40) 和80(P80) kg P₂O₅ hm^-2 a^-1,测定了各物种叶片氮磷比、氮磷重吸收效率、氮磷利用效率和相对生物量等参数。5种植物的氮和磷重吸收效率正相关,对氮磷添加量的响应具有耦合性。不同氮磷添加处理下,达乌里胡枝子叶片氮磷比最高,而氮磷重吸收效率最低;白羊草和长芒草的氮磷利用效率和重吸收效率高于其他物种。单施磷或N25与磷配施下,各物种相对生物量与氮磷比和磷利用效率呈正相关关系,与氮利用效率和氮磷重吸收效率呈负相关关系。单施氮、N50和N100与磷配施下,各物种相对生物量与氮磷利用效率和重吸收效率呈正相关,与氮磷比呈负相关。不施肥处理下,白羊草和长芒草相对生物量最高,低氮高磷下达乌里胡枝子相对生物量最高,高氮高磷下铁杆蒿和猪毛蒿相对生物量最高。不同优势种对氮磷添加的响应不同,生理生态过程各异,决定了其在群落中的优势度,这是氮磷添加后草地群落结构和物种多样性发生变化的关键机制。