不同放牧强度下短花针茅荒漠草原植被-土壤系统有机碳组分储量特征

草地生态系统作为陆地生态系统的重要组成部分,在全球碳循环中发挥着重要作用。以内蒙古短花针茅荒漠草原不同放牧强度样地为研究对象,通过分析地上植物、凋落物、根系、土壤中有机碳和土壤轻组有机碳,研究草原植被-土壤系统有机碳组分储量的变化特征,从碳储量角度为合理利用草原提供指导。研究结果表明:(1)不同放牧强度荒漠草原地上植物碳储量为11.98—44.51 g/m~2,凋落物碳储量10.43—36.12 g/m~2,根系(0—40cm)碳储量502.30—804.31 g/m~2,且对照区(CK)均显著高于中度放牧区(MG)、重度放牧区(HG);(2)0—40cm土壤碳储量为7817.43—9694.16 g/m~2,其中轻度放牧区(LG)碳储量为9694.16 g/m~2,显著高于CK、HG(P0.05);(3)植被—土壤系统的碳储量为8342.14—10494.80 g/m~2,LGMGCKHG,有机碳主要储存于土壤当中,占比约90.54%—93.71%,适度放牧利用有利于发挥草地生态系统的碳汇功能;(4)土壤轻组有机碳储量为484.20—654.62 g/m~2,LG储量最高,表明适度放牧有助于草原土壤营养物质的循环和积累。     

额济纳绿洲胡杨林更新及群落生物多样性动态

研究额济纳绿洲胡杨群落演替中的生物多样性指数与胡杨林年龄、密度、地下水埋深、地表土壤含水量的相互关系,及胡杨更新中的根蘖株数、实生株数与胡杨林年龄、密度相互关系。结果表明:胡杨种群在更新过程中根蘖株数与胡杨年龄、密度相关显著,根蘖性随胡杨年龄增长而加强,随密度增大而减弱,实生株的分布与胡杨年龄相关显著,而与密度、遮萌度相关不显著,实生苗只出现在中龄林中,而在老龄胡杨林和幼龄胡杨林中均无胡杨实生苗;胡杨群落演替过程中生物多样性与群落的土壤含水量、地下水埋深和林冠遮萌度相关不显著,而与胡杨的年龄、密度相关显著,胡杨群落在演替过程中生物多样性和均匀度增高,个体数量却减少,胡杨在种群发育过程不仅表现出自疏现象,并在群落演替过程中表现明显的排斥异种现象。一个观点:逆境生存的建群植物种个体繁殖的最大收益性导致群落演替出现间断现象。由于极端环境胁迫下,胡杨在繁殖对策选择上,在胡杨林内胡杨种群更新选择以无性繁殖为主,而在胡杨林外的其它生境中胡杨种群更新以有性繁殖为主。针对上述观点,胡杨保护和更新在不同的生境中以不同的更新方式进行。     

三峡库区消落带草本植物根际细菌群落季节变化特征及功能预测

为了研究三峡库区消落带人工修复植被下不同季节根际细菌群落特征,选取位于三峡库区核心地带的忠县石宝镇汝溪河流域消落带生态修复示范基地内两种适生草本狗牙根(Cynodon dactylon)、牛鞭草(Hemarthria altissima)根际土壤进行16S rDNA高通量测序。研究结果显示:在消落带退水后的春季、夏季、秋季3个季节共检测到细菌60门、151纲、403属,主要优势门为变形菌门、酸杆菌门、拟杆菌门;放线菌门和芽单胞菌门的相对丰度在季节水平上存在差异,夏季芽单胞菌门丰度较高,秋季放线菌门相对丰度显著减少。适生草本的根际土壤细菌α多样性表现出一定的季节变化规律,即秋季>夏季>春季;通过冗余分析发现,影响细菌群落结构的环境因子主要有土壤全磷(TP)、速效钾(AK)、含水量(SWC)、有机质(OM)。基于未观测状态重建的群落系统发育研究(PICRUSt2)功能预测共发现6个一级功能层和45个二级功能层;代谢功能在一级功能层中占比最高,其有利于提高消落带适生草本植物抑制病原菌的能力,促进植物的生长;一级功能层中有两个功能基因表现出季节差异,二级功能层中有14个子功能的相对丰度在不同季节存在显著差异。由此可见,根际细菌群落对狗牙根、牛鞭草两种草本植物能够广泛分布且适生于三峡库区消落带的土壤环境起到了重要的促进作用。     

大青山外生菌根真菌资源与生态研究

历经5a,采用踏查与样线调查相结合的方法,对内蒙古大青山主要林区的外生菌根真菌资源与生态进行了系统研究。通过对子实体鉴定及对菌根组织的分离与回接研究,并借鉴前人对大青山大型真菌调查资料,初步认为在大青山分布的外生菌根真菌共163种,占现有国内报道种的26.6%,它们分别隶属于18科、41属。在大青山此次调查发现内蒙新记录种54种,占大青山记录种的33%,还有5个存疑种;通过对分布区内各生态因子研究表明,在大青山外生菌根真菌喜欢生长在有机质丰富、林分郁闭度0.7~0.9、海拔1300~1900 m、阴坡的中部、坡度为20~40°的环境中,而在陡坡、山顶或山麓分布较少;通过对生境土壤理化因子分析结果表明,菌根真菌的存在能够明显降低土壤pH值、并对环境中全N含量有显著的提高,对全P、全K无显著影响,但对速效态N、P、K释放均有显著的促进作用,尤其速效K的释放与对照存在着极显著的差异;从对共生关系研究表明,白蘑科(Tricholomataceae)、红菇科(Russulaceae)、丝膜菌科(Cortinariaceae)、鹅膏科(Amanitaceae)的大部分真菌,以白桦(Betula platyphyllaSuks.)、山杨(Populus davidianaDode.)、云杉(Picea asperataMast.)、蒙古栎[Quercus mongolica(Fisch.)Turcz.]、虎榛子(OstryopsisdavidianaDecne.)为主要宿主,而牛肝菌科(Boletaceae)的大部分真菌主要以油松(Pinus tabulaeformisCarr.)、华北落叶松(Larixprincipisr-upprechtiiMayr.)、云杉、白桦、虎榛子等为主要宿主植物。     

内蒙古荒漠草原放牧强度对风沙通量和沉积物粒径的影响

以内蒙古短花针茅(Stipa breviflora)草原为研究对象, 在放牧11年的样地布设BSNE集沙仪, 通过2013年4月到2015年4月4个采样期对短花针茅草原放牧强度与风沙通量的定量关系及风蚀物粒度特征进行了研究。结果表明: (1)放牧强度对风沙通量有显著影响(p < 0.05)。随着放牧强度增强, 风沙通量逐渐增加; 风沙通量对放牧强度的响应存在季节差异, 生长季的日平均风沙通量小于非生长季, 且生长季不同放牧强度间风沙通量差异较大, 其中重度放牧区风沙通量是对照区的5倍, 而非生长季不同放牧强度间风沙通量差异较小, 重度放牧区是对照区的1.7倍; (2)生长季不同高度风沙通量的自然对数和垂直高度之间存在较好的二项式拟合结果, 而非生长季风沙通量的垂直分布没有明显规律; 放牧强度间通量的垂直分布差异主要表现在0-50 cm高度; 在同样高度, 放牧强度大, 垂直通量也大; (3)风蚀沉积物中粒径≤250 μm颗粒富集度随垂直高度变化而变化; 风沙沉积物中, ≤250 μm的颗粒占沉积物总量的85%以上, 沉积物中粒径≤50 μm的颗粒有明显的富集作用, 且随垂直高度增加富集比逐渐增加; 粒径为125-250 μm和50-125 μm的颗粒表现为随垂直高度增加富集比降低的趋势, 且125-250 μm粒径的富集比显著小于50-125 μm颗粒的富集比; 荒漠草原放牧强度对风沙通量有不同程度的影响, 放牧强度越大, 风蚀越重, 风蚀作用强化了重度放牧对草地退化的影响作用。     

双色蜡蘑对黑松幼苗生长量及其根系形态的影响

为研究双色蜡蘑(Laccaria bicolor)对黑松(Pinus thunbergii)幼苗生长及其根系形态的影响,在营养杯培育条件下,用双色蜡蘑液体菌剂对黑松幼苗进行接种处理,接种第15、30、60、90、120天时取样,比较接种和未接种黑松幼苗的生物量、根系形态及根系分形维数的差异。结果表明:双色蜡蘑在黑松幼苗地上植株、地下根系的生长及其生物量的积累方面都表现出明显的促进作用。接种双色蜡蘑也显著改善了根系总长度、分支数、表面积、体积等参数和根系分形维数,并对地下根系生长的促进作用时间早于地上部分,且效应显著高于地上部分。接种双色蜡蘑第15~30天时对地上部分基本无影响,但对根系促进作用明显,而地上部分在第60天时开始表现出显著的生长效应。研究发现,双色蜡蘑能够成功定殖于黑松根部,促进黑松幼苗生长及其生物量的积累,同时显著促进根系总长度、分支数、表面积和体积增加,并使根系分形维数增大,表现出明显的促生作用,且对根系发育的显著促进作用早于地上部分。     

锡林浩特草原小叶锦鸡儿灌丛的阻雪能力及其对积雪形态的影响

通过对典型草原区小叶锦鸡儿灌丛积雪体的调查,研究了灌丛特征(灌丛高度、灌丛迎风侧宽度、灌丛顺风侧长度)对积雪形态(积雪高度、积雪宽度、雪辫长度)的影响.结果表明:小叶锦鸡儿灌丛高度与积雪形态参数呈显著二次多项式函数关系,灌丛迎风侧宽度、灌丛顺风侧长度与积雪形态参数呈显著幂函数关系(指数<1).灌丛积雪形态和发育特征是灌丛特征参数共同影响和作用的结果,其中,灌丛高度对积雪高度影响最大,灌丛迎风侧宽度对积雪宽度和雪辫长度影响最大.灌丛较小时积雪形态发育较快,随后逐渐趋于稳定.灌丛二维滞雪范围模型直接反映灌丛对风力的干扰范围和积雪的潜在范围,间接反映灌丛的滞雪能力;灌丛三维阻雪体积模型直接反映一定雪源、风况条件下灌丛的阻雪能力.本文建立的灌丛滞雪范围和灌丛阻雪体积模型可为典型草原风吹雪区积雪资源估算和雪害防治提供理论依据.     

山东省暖性草丛生态系统碳库现状和碳通量季节变化特征

了解山东省草地生态系统碳库现状和碳通量变化规律对于全国尺度草地生态系统碳源/汇核算有着重要的意义。该研究采用野外面上调查取样和固定加强点静态箱法(LI-840红外分析仪联用)相结合的方法, 分析了山东省暖性草丛生态系统的固碳现状、碳通量季节动态以及净生态系统CO₂交换(NEE)对各种环境因子的响应。研究结果表明: 山东暖性草丛生态系统平均碳密度为2.74 Mg C·hm ^-2, 碳密度的构成排序为土壤碳密度(89%) >生物量碳密度(9%) >凋落物碳密度(2%), 山东暖性草丛碳库总储量约为15.88 Tg C; 结缕草(Zoysia japonica)暖性草丛生态系统NEE的季节动态总体表现为夏季低, 冬季高, 非生长季节(11月至次年4月)向外界净排放CO₂, 表现为碳源效应; 生长季节(4-9月)则为净吸收CO₂ , 表现为碳汇效应, 峰值月份的平均固碳速率在-2.58- -4.46 μmol CO₂·m ^-2·s ^-1之间; 2012和2013年泰山小流域暖性草丛NEE年平均值分别为-0.43 μmol CO₂·m ^-2·s ^-1和-0.31 μmol CO₂·m ^-2·s ^-1, 都表现为碳汇效应; 光合有效辐射(PAR)、大气温度(T_a)、饱和水汽压差(VPD)和土壤10 cm深度温度(T_s)和含水量(W)是结缕草暖性草丛生态系统NEE动态的主要影响因素, 但不同月份NEE动态的影响因素各异, 且因子间存在着互作效应, 主成分分析表明, NEE的季节动态主要受温度、水分和光强等因子控制。     

内蒙古荒漠草原放牧强度对风沙通量和沉积物粒径的影响北大核心CSCD

以内蒙古短花针茅(Stipa breviflora)草原为研究对象,在放牧11年的样地布设BSNE集沙仪,通过2013年4月到2015年4月4个采样期对短花针茅草原放牧强度与风沙通量的定量关系及风蚀物粒度特征进行了研究。结果表明:(1)放牧强度对风沙通量有显著影响(p<0.05)。随着放牧强度增强,风沙通量逐渐增加;风沙通量对放牧强度的响应存在季节差异,生长季的日平均风沙通量小于非生长季,且生长季不同放牧强度间风沙通量差异较大,其中重度放牧区风沙通量是对照区的5倍,而非生长季不同放牧强度间风沙通量差异较小,重度放牧区是对照区的1.7倍;(2)生长季不同高度风沙通量的自然对数和垂直高度之间存在较好的二项式拟合结果,而非生长季风沙通量的垂直分布没有明显规律;放牧强度间通量的垂直分布差异主要表现在0–50 cm高度;在同样高度,放牧强度大,垂直通量也大;(3)风蚀沉积物中粒径≤250μm颗粒富集度随垂直高度变化而变化;风沙沉积物中,≤250μm的颗粒占沉积物总量的85%以上,沉积物中粒径≤50μm的颗粒有明显的富集作用,且随垂直高度增加富集比逐渐增加;粒径为125–250μm和50–125μm的颗粒表现为随垂直高度增加富集比降低的趋势,且125–250μm粒径的富集比显著小于50–125μm颗粒的富集比;荒漠草原放牧强度对风沙通量有不同程度的影响,放牧强度越大,风蚀越重,风蚀作用强化了重度放牧对草地退化的影响作用。     

浑善达克沙地榆树疏林幼苗更新空间格局

榆树疏林广泛分布于浑善达克沙地,是适应半干旱、半湿润气候的沙地植被类型.采用Ripley的K函数统计方法,分析了浑善达克沙地固定沙丘与丘间低地封育状态下的榆树幼苗空间分布及更新格局.结果表明:两种生境下榆树幼苗密度分别为88株/hm2和77株/hm2,丘间低地更适合幼苗的生长.固定沙丘和丘间低地榆树幼苗均呈聚集分布,但丘间低地的幼苗聚集强度更高.固定沙丘上榆树幼苗与成熟树种群在小尺度上呈负关联,而丘间低地幼苗与成熟树种群呈现较显著的正关联,但二者在大尺度上均无关联性.研究对揭示浑善达克沙地榆树幼苗分布、更新空间格局及其恢复保护具有重要意义.