藏北草地退化与生态服务功能价值损失评估——以申扎县为例

藏北草地是我国重要的畜牧业生产基地和生态安全屏障。基于遥感和GIS技术,利用1990、2000、2010年3期不同时相的TM、ETM+和CEBERS遥感影像,对申扎县草地资源退化状况进行了遥感监测,并采用生态经济学评估模型对草地生态系统8个方面的服务功能价值损失进行了评估测算。结果表明:1990—2010年,申扎县草地退化面积增加了47.40×10~4hm~2,生态系统服务功能价值损失高达5.20×10~8元;其中1990—2000年,草地退化较严重,该时段也是生态系统服务功能价值损失较多的时期;2000—2010年,草地退化趋势变缓。藏北草地提供生物量价值仅约占生态系统服务功能总价值的7.0%,草地生态服务功能远大于其提供的生物量价值,因此必须从生态服务功能的的理念出发去经营草地,从而实现草地的可持续发展。     

青藏高原高寒草甸区铁路工程迹地植被恢复过程的种间关联性

为了研究大型工程建设对脆弱生态系统的影响,以青藏高原高寒草甸区铁路工程迹地植被为对象,分别在青藏铁路建设期(2005年8月)、运行期(2009年8月、2013年8月)对工程迹地进行了3次植被群落调查,样地大小10m×40m,在此基础上利用种间关联性分析的方法,通过对群落特征的方差比率(VR)检验、χ~2检验和Spearman秩相关系数检验,来探讨群落物种总体关联性和主要种种对间关联性。结果显示:(1)2005年群落平均盖度(35.21±4.41)%,群落内共有物种71种,2009年群落平均盖度(33.42±3.01)%,共有物种78种,2013年群落平均盖度(43.41±3.26)%,共有物种85种。(2)对群落物种总体关联性检验发现群落物种总体关联性均表现为显著正相关,关联程度排列为VR_(2005)VR_(2009)VR_(2013),群落趋向松散,抗干扰能力弱。(3)对群落主要物种种对间关联性检验发现成对物种间的正、负联结比例总体呈下降趋势,并且达到显著或极显著的种对数百分比也呈下降趋势,群落内物种间联结强度逐渐降低。(4)在高寒草甸区工程迹地植被恢复8a时间里,部分相同种对之间的关联程度发生变化,中生或者湿生植物减少,耐旱植物种类增加,表明铁路沿线由于生境小气候干旱化和土壤紧实度增加,群落组成发生适应性改变,群落处于从逆向演替向正向演替的过渡阶段,应尽量降低放牧等二次干扰,加速其自然恢复进程。研究旨为探索青藏铁路工程迹地植被恢复规律提供参考。     

排水对若尔盖高原泥炭地土壤有机碳储量的影响

泥炭地作为陆地上生态系统一个重要碳汇,存储了全球土壤有机碳储量的25%—43%。泥炭地排水与其他土地利用导致了大量的土壤有机碳损失。然而,有关排水对中国泥炭地土壤有机碳储量的影响研究报道较少,因此,为了获得更多可靠的泥炭地碳储量信息,以便减少它们估算的不确定性。选取了我国若尔盖高原未排水泥炭地和排水泥炭地进行土壤剖面取样,定量评价排水对泥炭地土壤有机碳储量的影响。研究表明:(1)未排水泥炭地土壤有机碳储量平均值为(923.71±107.18)t C/hm~2,为中国陆地和全球陆地土壤有机碳储量的8.1和9.4倍;而排水泥炭地土壤有机碳储量平均值为(574.01±66.86)t C/hm~2,为中国和全球陆地的5.1和5.8倍。(2)泥炭地排水后,导致表层(0—30 cm)土壤有机碳储量增加(59.11±9.31)t C/hm~2,可能源于土壤容重增加。(3)然而,完全考虑泥炭剖面深度后,排水泥炭地土壤有机碳储量较对照样地减少了349.7 t C/hm~2,这可能是由于泥炭地排水后,水位降低,加速了泥炭氧化,降低了泥炭厚度。     

区域气候模式(PRECIS)对黄土高原降水模拟能力的评估

黄土高原水资源短缺,严重制约其社会经济发展;全球变暖背景下,需要对该区水资源状况进行详细的影响评估。区域气候模式可提供气候变化情景下的数据,但模式的模拟精度直接影响评估结果。为此利用ERA40再分析数据作为边界条件驱动PRECIS,从降水频率、降水量和极端事件3个方面,评估了PRECIS对黄土高原1960—2000年降水的模拟能力。结果表明,PRECIS能够模拟出各要素东南-西北方向变化的空间分布特征,还可模拟出整体的时间变化趋势,其中对非汛期的模拟较好,而汛期降水日数和降水量等被严重高估;并且涉及干旱的指标普遍偏低;还发现对于极端降水事件模式对强度指标的模拟能力优于频率指标。因此,还需要进一步探讨订正方法,才能更好的应用于气候变化水文效应评估。     

青藏高原垂穗披碱草青贮饲料中乳酸菌的多样性及低温发酵菌株的筛选

【目的】探究青藏高原垂穗披碱草青贮饲料中乳酸菌的多样性,筛选在低温条件下(10、15和25°C)生长性能较好的优良菌株。【方法】将垂穗披碱草青贮饲料中分离纯化的乳酸菌进行形态特征观察及16S r RNA基因测序鉴定;用MRS液体培养基在10、15和25°C条件下分离、初筛乳酸菌,选取高吸光度值的菌株作为优势菌株。用绿汁发酵液在10、15和25°C条件下培养测定其p H值,选取低p H值菌株作为优势菌株,并综合MRS培养基筛选结果确定优良菌株。【结果】从不同温度和发酵阶段的垂穗披碱草青贮饲料中共分离得到108个乳酸菌菌株,它们分属于6个属、18个种。其中,清酒乳杆菌LS-24在15°C条件下发酵液p H值显著降低(P0.05),戊糖片球菌PP-63在发酵初期生长速度较快,植物乳杆菌LP-21在15°C条件下发酵液p H值降至3.9且有最大活菌数。【结论】在青藏高原垂穗披碱草青贮饲料中发现的乳酸菌属基本涵盖了前人在常温青贮饲料中发现的所有属,但种数略少;在108株菌中,清酒乳杆菌LS-24、戊糖片球菌PP-63和植物乳杆菌LP-21在低温条件下均表现出较好的繁殖和发酵特性,可作为青贮饲料低温发酵的备选菌株。     

黄土丘陵沟壑区主要草种枯落物的持水能力与养分潜在归还能力

黄土丘陵沟壑区由于土壤侵蚀严重,天然植被恢复缓慢,植被稀疏,枯枝落叶层的生态效应就显得尤为重要。对该区坡沟不同立地条件下草本群落主要物种的枯落物蓄积量、持水与养分潜在归还能力进行了分析,探讨主要物种枯落物对土壤的改善作用。结果表明:1)坡沟不同立地条件下枯落物蓄积量差异显著(P0.05),在73.74—175.26 g/m2之间变化,表现为阴沟坡峁顶阳沟坡阴梁峁坡阳梁峁坡;在坡面不同微地形下也差异显著(P0.05),在阳坡表现为株丛浅沟鱼鳞坑裸地,在阴坡为浅沟鱼鳞坑株丛裸地,在峁顶为株丛裸地。2)主要物种枯落物最大持水量可达自身干重的1.22—4.34倍;不同物种枯落物间的持水能力差异极显著(P0.01),表现为白羊草叶铁杆蒿叶白羊草茎达乌里胡枝子叶长芒草达乌里胡枝子枝铁杆蒿枝。3)枯落物C、N含量分别在7.35%—40.33%和0.61%—1.60%之间,不同物种间差异极显著(P0.01),同一物种枯落物C、N含量在坡沟不同立地条件下差异不显著。4)影响枯落物分解的木质素含量(1.00%—8.20%)、纤维素含量(3.16%—14.06%)、木质素/N值(0.78—12.48)、C/N值(5.61—57.41)在不同物种间差异极显著(P0.01);同一物种木质素含量、纤维素含量和木质素/N值在坡沟不同立地条件下差异显著(P0.05),而C/N值不显著。5)铁杆蒿叶的枯落物养分潜在归还能力最大,达乌里胡枝子和白羊草的枯落物次之,长芒草的枯落物养分潜在归还能力最小。     

青藏高原高寒草甸生态系统净二氧化碳交换量特征

高寒草甸是青藏高原广泛分布的植被类型之一,面积约120万km2,地处青藏高原腹地的当雄草原站即位于该类植被的典型分布区。以2003年8~10月中旬在该站用涡度相关法连续观测的CO2通量数据资料为基础,分析了高寒草甸生态系统8~10月份净二氧化碳交换量(NEE)的日变化规律,及其与光合有效辐射、降水、温度等环境因子之间的关系。结果表明,8~10月份的日均NEE有明显的日变化,表现为单峰型,通常在地方时11:00~12:00左右达到碳吸收的最大值,平均为-0.2680mgCO2/(m2·s)(-6.0800μmolCO2/(m2·s))。白天的NEE与光合有效辐射之间符合很好的直角双曲线关系,表观量子产额平均为0.0203μmolCO2/μmolPAR,表观最大光合速率平均为9.7411μmolCO2/(m2·s)。夜晚的NEE与5cm地温有很好的指数函数关系。     

内蒙古黄土丘陵沟壑区生态系统健康评价

采用指标体系评价法,按自然指标体系,从生态系统活力、组织结构、系统服务功能和土壤健康等方面,以内蒙古黄土丘陵沟壑区为研究对象,分别选择原生植被区、人工恢复治理区、退化未治理区等3个样区,对其生态系统健康状况进行分析和评价,提出了适合于该区域的生态系统健康评价指标体系和权重体系,建立了适合于该区域的生态系统健康评价指数、评价模型和指标分级标准。最后,从自然生态学角度,结合研究区的实际情况,对该区域的生态系统健康恢复途径、生态系统管理和可持续发展策略提出了一些具有针对性的建议和措施,并对生态系统健康评价的进一步研究进行了展望。     

黄土高原柠条锦鸡儿AM真菌多样性及空间分布

通过对陕西安塞、绥德、横山和榆林等4个不同生态条件下柠条锦鸡儿（Caragana korshinskii）AM真菌多样性和生态分布研究,共分离出4属11种AM真菌,其中球囊霉属（Glomus）5种,无梗囊霉属（Acaulospora）3种,巨孢囊霉属（Gigaspom）1种和盾巨孢囊霉属（Scutellospora）2种。结果表明,缩球囊霉（G．constrictum）和摩西球囊霉（G．mosseae）是柠条锦鸡儿的优势种;不同AM真菌种类出现的生境不同,如刺无梗囊霉（A．spinosa）和美丽盾巨孢囊霉（S．calospora）只出现在绥德,浅窝无梗囊霉（A．lacunosa）仅出现在横山,而易误巨孢囊霉（Gi．decipiens）和红色盾巨孢囊霉（S．erythropa）仅发生在延安样地。AM真菌定殖率及孢子密度与样地生态条件密切相关,泡囊定殖率和孢子密度在绥德最高,丛枝定殖率在榆林最高。采样深度对AM真菌定殖率和孢子密度有显著影响,最大孢子密度发生在10～20cm土层;而AM真菌定殖率在0～10cm或20～30cm土层有最大值。孢子密度与泡囊定殖率呈正相关,与丛枝定殖率呈负相关。孢子密度与土壤有机质、速效P、速效K和Cl含量呈负相关;泡囊定殖率与土壤pH呈正相关,而与土壤湿度、速效K和Cl^-含量呈负相关。     

黄土高原半湿润区苜蓿草地土壤干层形成及水分恢复

研究了黄土高原地区不同生长年限苜蓿草地0～1000 cm土层土壤水分消耗规律.结果表明,荒地与苜蓿草地土壤干层出现的区域及发生的程度不同:荒地在80～100 cm土层深度,出现轻度干层;生长年限低于8a(含8a)的苜蓿草地,在250～350 cm土层出现轻度干层,生长年限超过8a,出现中度干层,干层范围延至500 cm土层以下.苜蓿生长超过18a,0～200 cm上层土壤水分开始恢复,年均恢复1.49%;但在200～1000 cm土壤深层,18、26年生苜蓿草地土壤含水量仅为10.20%,深层土壤通体干化,水分难以恢复.