农牧交错区不同植物群落土壤呼吸的日动态观测与测定方法比较

 采用动态密闭气室法（IRGA）对农牧交错区10种植物群落最大生物量时期的土壤呼吸日动态进行了测定,并将该方法得到的土壤日呼吸速率与碱液吸收法（AA）进行了比较。结果表明：1）10个群落土壤呼吸的昼夜变化比较明显,均为单峰型曲线,主要受土壤温度的驱动,但同时也受到当日降水情况和云量、风速等气象因子的较大影响。因此,这些群落土壤呼吸日动态的一致性较差,规律性并不明显。2）用碱液吸收法和动态密闭气室法测定的10个群落的土壤呼吸速率变化范围分别为394～894 mg C·m-2·d-1和313～2043 mg C·m-2·d-1,其中碱液吸收法测定结果平均为动态气室法的67.5%,明显低于动态密闭气室法。3）两种测定方法具有很好的相关性,R2为0.873 9。本研究中发现,在土壤呼吸速率低的情况下,两种方法的测定结果十分接近甚至碱液吸收法测定结果稍大于动态密闭气室法,而在土壤呼吸速率较高的情况下,动态密闭气室法测定结果则显著高于碱液吸收法。上述结果与国内外同类研究的结果高度一致,从而为校正以往采用碱液吸收法在该区域的测定结果提供了可靠依据。     

Effects of grassland conversion to cropland and forest on soil organic carbon and dissolved organic carbon in the farming-pastoral ecotone of Inner Mongolia

Effects of grassland conversion to cropland and forest on soil organic carbon (SOC), dissolved organic carbon (DOC) in the farming-pastoral ecotone of Inner Mongolia were investigated by direct field sampling. SOC content and DOC content in soil decreased after grassland were shifted to forest or cropland, in the sequence of grassland soil > forest soil > cropland soil. SOC stock declined by 18% after grassland shifted from to forest. Reclamation of cropland for 10 years, 15 years and 20 years lost SOC in 0–30 cm soil layer, by 34%, 14% and 18%, respectively, compared with that of grassland. DOC in 3 soil layers was within 21.1–26.5 mg/L in grassland, 12.1–14.6 mg/L in forest soil, and 8.0–14.0 mg/L in cropland soil. Correlation analysis indicated that SOC content and DOC content were positively dependent on total nitrogen content (p < 0.05), but negatively on bulk density or land use type (p < 0.05). DOC was positively correlated SOC (p < 0.01). Moreover, SOC content could be quantitatively described by a linear combination of land use types (p = 0.000, r² = 0.712), and DOC content by a linear combination of two soil-related variables, land use types and SOC (p = 0.000, r² = 0.861).     

甘肃省麦积山景区——生态过渡带自然和文化遗产杰出范例

直到现在,生物多样性管护的主要注意力放在热点地区,但T．B．Smith等生态学家提出,管护战略必须把注意力不仅放在热点地区。而且也耍放在相联系的过渡带。他们争论说后者区域可能保有许多种群之间的适应变异,并因而对于生物多样性的产生和保持很重要。虽然生态过渡带常常拥有高的物种丰富度,但它们大多数是广泛分布的物种,它们的分布范围在生态过渡带相遇。甘肃省的麦积山景区是我国生态过渡带的自然和文化遗产地的杰出代表。麦积山景区不仅具有温凉、半湿润、四季分明的气候和复杂的地质地貌与土壤条件,使它的生物多样性独特丰富,具有过渡的特点,为我国同纬度其它地区无法相比,它的古文化遗存也丰富多彩,在一定程度上展现了印度佛教文化向中国化的过渡。     

川西亚高山林线交错带植被凋落物量及养分归还动态

从2006—2008年,研究了川西亚高山林线交错带群落凋落物产量及N、P、K、Ca和Mg主要养分归还动态。结果表明:林线交错带植被凋落物年产量为389.83kg.hm-2.a-1,5种主要养分年归还量总量为15.82kg.hm-2.a-1,归还量排序为Ca>N>K>Mg>P。其中,叶、枝和其他混合杂物分别占凋落物总量的72.2%、17.9%和9.9%,占养分归还总量的87.4%、7.0%和5.6%。凋落物各组分及养分归还月动态均呈单峰曲线型变化,叶高峰期在9月,而枝、杂物则在10月。凋落物养分含量季节动态因不同凋落物组分和养分元素而异。叶凋落物中N、P、K和Mg含量在生长高峰的6、7月较高,而Ca含量较低;枝凋落物各元素含量总体上月变化不显著,其他混合杂物各元素含量6与10月相对较高,其余各月则无显著差异。     

青藏高原东缘高山森林-苔原交错带土壤微生物生物量碳、氮和可培养微生物数量的季节动态

为了了解青藏高原东缘高山森林-苔原交错带土壤微生物的特征和季节变化, 研究了米亚罗鹧鸪山原始针叶林、林线、树线、密灌丛、疏灌丛和高山草甸土壤微生物生物量碳(MBC)、氮(MBN)和可培养微生物数量的季节动态。结果表明, 植被类型和季节动态对MBC、MBN和微生物数量都有显著影响。不同时期的微生物在各植被类型间分布有差异, 植物生长季初期和生长季中期, 树线以上群落的MBC高于树线下的群落, 而到生长季末期恰恰相反, 暗针叶林、林线和树线的MBC显著升高, 各植被之间MBC的差异减小; 微生物数量基本上也是以树线为界, 树线以下群落土壤微生物数量显著低于树线以上群落, 其中密灌丛的细菌数量最高; 可培养微生物数量为生长季末期>生长季初期>生长季中期。生长季末期真菌数量显著增加, 且MBC/MBN最高。统计分析表明, MBN与细菌、真菌、放线菌数量存在显著的相关关系, 而MBC仅与真菌数量存在显著相关关系( p < 0.05)。植物生长季末期大量的凋落物输入和雪被覆盖可能是微生物季节变异的外在因素, 而土壤微生物和高山植物对有效氮的竞争可能是微生物季节变异的内在因素。植物生长季初期对氮的吸收和土壤微生物在植物生长季末期对氮的固定加强了高山生态系统对氮的利用。气候变暖可能会延长高山植物的生长季, 增加高山土壤微生物生物量, 加速土壤有机质的分解, 进而改变高山土壤碳的固存速率。     

黑河中游荒漠绿洲过渡带土壤水分与植被空间变异

荒漠绿洲过渡带是绿洲生态系统的重要组成部分,对维持绿洲稳定具有重要作用。过渡带土壤湿度和植被之间的相互关系是了解荒漠绿洲过渡带的重要科学问题,从而开始受到重视。研究是在黑河中游荒漠绿洲过渡带,选择一条1700m×200m的样带（包括3条平行样线）,在对土壤湿度、植被高度、盖度等调查的基础上,应用统计分析和地统计的方法,研究了荒漠绿洲过渡带土壤水分和植被的空间变异性特征。结果表明：在荒漠绿洲过渡带上,0～200cm土层中土壤平均湿度介于1．45％～3．85％,变异系数在27．7％～83．2％;植被盖度介于9％～80％,变异系数为80％。植被盖度、冠幅与0～20、20～40cm两层土壤湿度显著负相关（p〈0．05）,与120～140、140～160cm两层土壤湿度显著正相关（p〈0．01）。土壤水分和植被空间分布在样带上存在明显的空间异质性,表现在小于100m的尺度上随机分布,而在100～3110m的尺度上呈聚集分布格局。     

贡嘎山树线过渡带土壤有机碳矿化和温度敏感性

树线过渡带作为高山地区重要的生态过渡带之一,是响应温度变化的敏感区域。树线过渡带内土壤碳储量丰富,其碳周转在全球碳循环方面扮演着重要角色。探究树线过渡带土壤有机碳矿化及其温度敏感性,对于预测气候变化背景下高山地区土壤碳循环过程具有重要的指导意义。为此以青藏高原东南部贡嘎山树线过渡带(森林、树线、灌丛)的土壤为对象,在室内开展90 d不同温度(15℃和20℃)的培养实验,测定土壤有机碳矿化速率,计算单位土壤有机碳累积矿化量、温度敏感性,并分析影响它们的相关因素。结果表明：土壤有机碳矿化速率受温度和样地类型的显著影响。升温显著增加土壤有机碳矿化速率,而不同样地类型间矿化速率差异显著,矿化速率大小表现为森林>树线>灌丛。本研究用单位土壤有机碳累积矿化量表征土壤有机碳的稳定性,经90 d的培养,15℃下树线过渡带从森林、树线到灌丛单位土壤有机碳累积矿化量分别为12.33 mg/g、12.99 mg/g和10.53 mg/g, 20℃下则分别为19.16 mg/g、21.14 mg/g和16.26 mg/g,灌丛土壤单位土壤有机碳累积矿化量显著低于森林和树线土壤,这表明灌丛土壤具备更...     

北方农牧交错带多伦县生态系统服务权衡与协同关系研究

科学理解生态系统服务的权衡/协同关系,对于正确指导生态系统可持续管理实践具有重要意义。以位于北方农牧交错带的多伦县为研究区,基于土地利用/覆被、气象、土壤类型、归一化植被指数(NDVI)以及社会经济统计资料等多种数据,分析了2000年、2015年食物供给、碳固持、土壤保持、防风固沙及产水量5种生态系统服务的时空变化,识别了5种服务的供给热点区,并基于相关分析法从县域、乡镇及不同地类3种尺度上对生态系统服务间的权衡/协同关系进行分析。结果表明:(1)2000—2015年,食物供给与土壤保持量增幅较大,产水量与碳固持的供给量增幅较小,防风固沙量大幅下降,5种服务的空间格局基本保持不变;(2)多伦县1类热点区面积明显增加,3类热点区面积明显减少;面积占比超过50%的草地提供5种服务的能力强于耕地;(3)多伦县生态系统服务的权衡关系主要存在于产水量与土壤保持、产水量与碳固持、产水量与食物供给三对服务中;由于研究区生态系统环境的空间异质性较强,各乡镇和两种地类(草地和耕地)上分别只有4对和3对生态系统服务的权衡/协同关系与县域保持一致;(4)不同土地利用类型、海拔、土壤类型等因素的组合使多伦县乡...     

Climate change and the future distributions of aquatic macrophytes across boreal catchments

Aim Aquatic–terrestrial ecotones are vulnerable to climate change, and degradation of the emergent aquatic macrophyte zone would have severe ecological consequences for freshwater, wetland and terrestrial ecosystems. Our aim was to uncover future changes in boreal emergent aquatic macrophyte zones by modelling the occurrence and percentage cover of emergent aquatic vegetation under different climate scenarios in Finland by the 2050s. Location Finland, northern Europe. Methods Data derived from different GIS sources were used to estimate future emergent aquatic macrophyte distributions in all catchments in Finland (848 in total). We used generalized additive models (GAM) with a full stepwise selection algorithm and Akaike information criterion to explore the main environmental determinates (climate and geomorphology) of emergent aquatic macrophyte distributions, which were derived from the national subclass of CORINE land‐cover classification. The accuracy of the distribution models (GAMs) was cross‐validated, using percentage of explained deviance and the area under the curve derived from the receiver‐operating characteristic plots. Results Our results indicated that emergent aquatic macrophytes will expand their distributions northwards from the current catchments and percentage cover will increase in all of the catchments in all climate scenarios. Growing degree‐days was the primary determinant affecting distributions of emergent aquatic macrophytes. Inclusion of geomorphological variables clearly improved model performance in both model exercises compared with pure climate variables. Main conclusions Emergent aquatic macrophyte distributions will expand due to climate change. Many emergent aquatic plant species have already expanded their distributions during the past decades, and this process will continue in the years 2051–80. Emergent aquatic macrophytes pose an increasing overgrowth risk for sensitive macrophyte species in boreal freshwater ecosystems, which should be acknowledged in management and conservation actions. We conclude that predictions based on GIS data can provide useful ‘first‐filter’ estimates of changes in aquatic–terrestrial ecotones.