渥洼池湿地芦苇叶片碳、氮、磷生态化学计量学特征及其影响因素

于2015年8月,在敦煌阳关国家级自然保护区中的渥洼池湿地,设置了52块采样地,采用野外调查和室内实验方法,研究不同植物盖度下,优势植物芦苇(Phragmites australis)叶片碳、氮、磷生态化学计量特征及其影响因素。结果表明,芦苇叶片中的平均全碳、全氮和全磷质量比分别为215.20~453.65 mg/g、9.64~25.80 mg/g和1.19~2.98 mg/g,碳氮比、碳磷比和氮磷比分别为12.25~40.81、96.46~316.02和4.35~15.34。芦苇叶片全碳、全氮和全磷含量都在低盖度下最大,碳氮比在高盖度下最大,碳磷比和氮磷比在中盖度下最大。芦苇叶片全碳含量、全磷含量与所有土壤理化因子都不相关;全氮含量与0~20 cm深度土壤含水量、40~60 cm深度土壤全氮含量显著负相关(n=52,p0.05),与0~60 cm土壤含盐量显著正相关(n=52,p0.05);芦苇叶片碳氮比与0~20 cm、40~60 cm深度土壤含盐量和40~60 cm深度土壤全氮含量显著正相关(n=52,p0.05);芦苇叶片碳磷比和氮磷比与0~20 cm深度土壤有机碳含量显著正相关(n=52,p0.05)。氮元素是研究区中芦苇生长的主要限制性因子。     

滇池不同底泥条件下黑藻和金鱼藻的生长生理特征

为了探讨富营养化湖泊沉水植物恢复的可行性,通过实验,研究了滇池草海和外海3种不同的底泥对黑藻(Hydrilla verticillata)和金鱼藻(Ceratophyllum demersum)生长发育和生理活动的影响。结果表明,草海底泥和混合底泥(外海底泥和草海底泥等质量混合)培养的黑藻和金鱼藻,其株高、节间距、株数和生物量都显著高于外海底泥中黑藻和金鱼藻的相应指标(p0.05);外海底泥中生长的黑藻的根冠比显著高于其他两种底泥中生长的黑藻的根冠比(p0.05)。草海和混合底泥中培养的黑藻和金鱼藻的叶绿素a和过氧化物酶含量显著高于外海底泥中的黑藻和金鱼藻(p0.05);外海底泥中金鱼藻的丙二醛含量显著高于另外两种底泥中金鱼藻的丙二醛含量。有机质和营养盐含量较高的草海底泥和混合底泥更有利于黑藻和金鱼藻的生长,但与黑藻相比,金鱼藻具备更高的耐贫瘠底泥的能力。     

香蒲对淹水生境的适应性模拟实验

为了探讨香蒲(Typha orientalis)对淹水生境的适应性,设置了0 cm、10 cm、20 cm、30 cm、40 cm、50 cm和60 cm的淹水深度,于2018年3月25日～7月22日,在鄱阳湖湿地与流域研究教育部重点实验室阳光房内,进行了120 d的模拟淹水实验,测量各淹水深度下香蒲的株高、基径、叶片特征和根的生物量等生长指标,测定光合色素含量和抗氧化酶活性等生理指标,研究香蒲对淹水生境的适应性。研究结果表明,当淹水深度为0～40 cm时,淹水对香蒲的生长影响较小,当淹水深度为50 cm时,在实验进行84 d后,香蒲接近死亡,当淹水深度为60 cm时,在实验进行60 d后,香蒲死亡;当淹水深度为20 cm时,在实验的第120天,香蒲根的生物量最大,为9.97 g/株;当淹水深度为10 cm或20 cm时,在实验的第60天,香蒲叶片中的叶绿素a、叶绿素b和类胡萝卜素含量都达到峰值,分别为1.48 mg/g、0.47 mg/g和0.39 mg/g;0～40 cm淹水深度下的香蒲叶片中的光合色素含量明显偏高;当淹水深度为20 cm或30 cm时,在实验的第90天,香蒲叶片中的超氧化物歧化酶、过氧化物酶和过氧化氢酶活性都达到峰值,分别为275.91 U/g、196.10 U/(g·min)和123.67 U/(g·min);淹水深度和淹水时长对香蒲株高、叶片特征、叶绿素含量、类胡萝卜素含量和抗氧化酶活性表现出交互作用(n=21,p0.01)。香蒲是一种相对耐淹的植物,能较长时间在淹水深度不超过40 cm的条件下生长,其对50～60 cm的淹水深度可以耐受60 d左右。     

施加外源3-吲哚乙酸和硝酸铜胁迫下凤眼蓝和菹草生长生理指标和酶活性

选择菹草(Potamogeton crispus)和凤眼蓝(Eichhornia crassipes),分别设置不同浓度(10μmol/L、20μmol/L、50μmol/L和100μmol/L、150μmol/L、200μmol/L)的外源3-吲哚乙酸(Indole-3-acetic acid,IAA),于2018年1月26日～2月3日,进行室内水培实验,研究其对Cu(NO_3)_2胁迫下菹草和凤眼蓝抗氧化酶活性和Cu~(2+)含量的影响,分析了IAA产生作用的机理。研究结果表明,在Cu(NO_3)_2胁迫下,施加外源IAA能显著提高菹草和凤眼蓝的根长和叶绿素含量,菹草的根长和叶绿素含量最高分别为10.24 cm和8.96 mg/L,凤眼蓝的分别为7.65 cm和12.27 mg/L,但是降低了其丙二醛含量(n=6,p0.05)。在Cu(NO_3)_2胁迫下,添加IAA使凤眼蓝和菹草的超氧化物歧化酶和过氧化物酶活性显著增强(n=6,p0.05),在施加高浓度IAA条件下,菹草的过氧化氢酶活性却受到抑制,为14.45 U/mg。施加IAA后,凤眼蓝各部位和菹草根中的Cu~(2+)含量显著增加(n=4,p0.05),但是菹草茎叶中的Cu~(2+)含量显著减少(n=4,p0.05),且其在Cu(NO_3)_2胁迫+施加高浓度IAA条件下最低。在Cu(NO_3)_2胁迫+IAA条件下,施加中浓度IAA,使凤眼蓝和菹草的转运系数最小,分别为0.30和1.21。外源IAA通过提高两种植物的抗氧化酶活性和降低膜脂过氧化物含量,缓解了Cu(NO_3)_2胁迫对两种植物的毒害,增强了植物对Cu(NO_3)_2的耐受能力,凤眼蓝比菹草具有更强的抗氧化能力。     

地表覆盖对坡面流流速影响的模拟试验

植被覆盖对坡面流流速的影响,会引起坡面输沙特征的改变,但在陡坡条件下盖度与流速的响应关系尚不明确.针对目前国内外研究的不足,本研究采用变坡实验水槽在较大坡度(5°～ 25°)、流量(0.25 ～2 L/s)和盖度(0％～25％)范围内,系统研究了坡面流平均流速与盖度、坡度、流量之间的关系.结果表明:坡面流流速在0.15～ 1.35 m/s内变化,流速与盖度、坡度和流量关系密切.随着地表模拟盖度的增加,水流克服覆盖物的阻碍作用而消耗的能量越多,水流流速随之减小.随着坡度和流量的增加,坡面流重力势能与水流动能增加,因此流速随坡度和流量呈幂函数增加.通过统计回归发现,盖度对流速的影响最大,占45％左右,坡度和流量次之.三个因子可以较好模拟陡坡、定床条件下水流流速(R2 =0.93).研究结果有助于认识陡坡地表覆盖下坡面流的水动力学特性,为建立土壤侵蚀过程模型提供理论基础.     

南矶湿地土壤碳、氮、磷化学计量比沿水位梯度的分布

2013年11月,在鄱阳湖南矶湿地国家级自然保护区,沿水位梯度测定了岗地、天然堤、洲滩和水域7种植物群丛下的土壤有机碳、全氮和全磷含量,研究了土壤碳、氮、磷化学计量特征及其对水位梯度与植物群丛变化的响应,探讨了碳与养分比对土壤碳储量的指示作用。结果表明,0~30 cm深度土层的平均有机碳、全氮和全磷质量比分别为(16.27±4.18)mg/g、(1.28±0.24)mg/g和(0.77±0.14)mg/g;碳氮比、碳磷比和氮磷比的变化范围分别为4.35~30.86、3.61~52.19和0.52~4.31,其平均值分别为(12.60±5.40)、(19.73±13.28)和(1.58±0.90);随着水位梯度与群落类型的变化,土壤碳、氮、磷化学计量比发生显著变化,且土壤碳氮比和碳磷比的变化主要取决于有机碳含量,氮磷比的变化主要受控于全氮含量;岗地、天然堤、洲滩和水域0~30 cm深度土壤有机碳储量分别为4 103.57 g/m2、8 248.01 g/m2、5 143.58 g/m2和2 225.57 g/m2;随着碳氮比的增大,有机碳储量总体上呈增加趋势。     

辽河口盐沼和光滩CO_2排放通量及其影响因素

于2016年6~11月,在辽河口盘锦市湿地科学研究所基地的芦苇(Phragmites australis)盐沼、笔架岭的盐地碱蓬(Suaeda salsa)盐沼和光滩中,采用静态箱-气相色谱法,采集气体样品,在实验室中,测量和计算出气样的CO_2浓度,估算CO_2排放通量;分析CO_2排放通量与土壤温度、氧化还原电位、pH和电导率等环境因子的关系。结果表明,辽河口芦苇盐沼、盐地碱蓬盐沼(涨潮前)和光滩(涨潮前)CO_2排放通量平均值分别为(1 187.7±649.0)mg/(m2·h)、(362.4±146.1)mg/(m2·h)和(91.1±21.1)mg/(m2·h)。3种类型湿地CO_2排放通量差异显著(n=24,p0.01),芦苇盐沼CO_2排放通量最高,光滩的CO_2排放通量最低。在涨潮中,盐地碱蓬盐沼和光滩的CO_2排放通量平均值分别为(127.9±90.9)mg/(m2·h)和(45.8±21.1)mg/(m2·h),显著低于涨潮前的CO_2排放通量(n=24,p0.01)。各类型湿地CO_2排放通量与土壤电导率显著负相关(n=24,p0.01),说明土壤盐分是影响不同类型湿地CO_2排放通量的关键环境因子。     

水深及共存对芦苇和香蒲生长特征的影响

为了揭示种间作用对湿地植物在水深梯度上的分布和生长变化的影响,研究了杭州湾湿地围垦区不同水深条件下共存对芦苇(Phragmites australis)和香蒲(Typha domingensis)分布和生长特征的影响,测定了单生和共存芦苇、香蒲分布的水深范围和生长特征(叶片数、茎粗、株高和密度),发现单生和共存芦苇分布在浅水深和中等水深(0~50 cm深度)处;单生香蒲处于稍深位置(20~60 cm深度),而共存香蒲分布在中等和深水深(20~100cm深度)处。水深对芦苇和香蒲各生长指标有显著影响(n=33,p0.05)。随水深加深,单生芦苇、香蒲叶片数、茎粗、株高和密度先增加后降低;共存芦苇、香蒲的株高也升高。物种共存对芦苇、香蒲的叶片数、株高,芦苇的茎粗有显著影响(n=33,p0.05)。在相同的水深条件下,共存的芦苇和香蒲的叶片数、茎粗、密度与单生种群相比都减少,但株高都增加。水深和共存的交互作用对芦苇的叶片数、茎粗、株高有显著影响(n=33,p0.05),但只对香蒲的叶片数有显著影响(n=33,p0.05)。随水深加深,共存对两种植物的叶片数、芦苇的茎粗的抑制作用波动变化;共存对两种植物的株高起促进作用,同样波动变化。表明芦苇和香蒲的生长特征随水深和物种共存而变化,物种共存时芦苇分布趋于浅水区,香蒲趋于深水区;并且两种植物的生长较单生种群都受到一定程度的抑制;种间相互作用会影响芦苇和香蒲对水深的响应。     

三江平原小叶章沼泽化草甸土壤呼吸对模拟氮沉降的响应

对三江平原小叶章(Calamagrostis angustifolia)沼泽化草甸进行为期2 a的模拟氮沉降实验,氮沉降水平分别为对照[0 g/(m2·a)氮]、低氮[4 g/(m2·a)氮]和高氮[8 g/(m2·a)氮]。采用动态气室法(LI-6400-09叶室连接到LI-6400便携式CO2/H2O分析系统)测定土壤呼吸速率。结果表明,小叶章沼泽化草甸土壤呼吸速率季节动态曲线呈抛物线模式,在7月达到最高值;土壤呼吸速率和土壤温度之间呈显著的指数相关关系(R2为0.47~0.69);仅高氮处理土壤呼吸速率与土壤含水量表现出负指数相关关系(p0.05,R2=0.27);氮沉降对土壤呼吸的影响依据氮沉降水平而异,低氮处理下,土壤呼吸速率为(5.57±0.91)μmol/(m2·s),比对照处理土壤呼吸速率(5.18±0.86)μmol/(m2·s)高8%(p0.05),高氮处理的土壤呼吸速率(4.93±0.53)μmol/(m2·s)则比对照处理稍低。不同氮沉降处理下,土壤呼吸温度系数Q10值分别为2.93、2.43和2.03,Q10值随着氮沉降水平呈现逐渐降低的趋势。氮沉降可能抑制了土壤呼吸的温度敏感性。     

稀性坡面泥石流粗颗粒在不同水力作用下的起动

"5.12"汶川地震产生了大量崩滑堆积体,这些棱角状粗颗粒体在水流激发下易起动形成坡面泥石流。在对汶川地震区坡面泥石流地质模型调研基础上,建立以立方体为稀性坡面泥石流粗颗粒的基本模型,结合坡面泥石流的宽级配特性,提出立方体模型的滑移、翻转(包括绕边翻转、绕支点翻转及嵌固绕边翻转)等起动方式。并以水力学、泥沙动力学为理论基础,推导得出粗颗粒在滑移、翻转起动方式下的起动平均流速公式。参照陈伯奇的实验数据,计算粒径为5~10 mm颗粒在不同坡度条件下的起动流速,并对比显示两者具有较好的吻合性,表明立方体作为稀性坡面泥石流粗颗粒的起动模型是合理的。计算结果也表明,在同一坡度条件下,粗颗粒滑移起动所需的水流激发流速最低,绕边起动次之,颗粒嵌固起动所需的激发流速最大,如坡度为30°条件下,滑移起动的水流激发流速为0.349 m/s,绕边起动为0.430 m/s,嵌固起动为0.473 m/s。据此推断,当水流达到一定流速(如30°坡度下、流速为0.349 m/s)时,粗颗粒的最初起动以滑移为主;随着流速增大,逐渐出现翻转起动;当水流流速急剧增大时,大部分嵌固粗颗粒会以翻转的方式瞬间起动,从而形成稀性坡面泥石流。成果对稀性坡面泥石流起动条件研究具有一定的理论意义,对泥石流灾害预警具有一定的指导作用。     

水盐交互作用对莫莫格国家级自然保护区扁秆藨草幼苗生长的影响

采用模拟控制水盐的方法,以株高、株数、叶面积和叶绿素含量为主要指标,研究不同水位(-5 cm、5 cm、10 cm、20 cm和30 cm)与不同盐度(300 mg/L、1 000 mg/L、3 000 mg/L、4 000 mg/L和5 000 mg/L)的交互作用,对莫莫格湿地植物扁秆藨草(Scirpus planiculmis)幼苗生长的影响.结果表明,水位、盐度和二者的交互作用都对扁秆藨草幼苗的株高增量和叶绿素含量产生了显著影响(p＜0.01),但水位和盐度的作用有差异;其中,对扁秆藨草幼苗株高增量影响最大的是水位,其他依次为水盐交互作用和盐度;对扁秆薦草幼苗叶绿素含量影响最大的是水盐交互作用,其他依次为盐度和水位.扁秆藨草幼苗株高增量和叶绿素含量分别在10 cm和5 cm水位下取得最大值.此外,当盐度小于1 000 mg/L时,幼苗株高增量和叶绿素含量受盐度影响不明显,当盐度大于1 000 mg/L时,幼苗株高增量和叶绿素含量显著减小.扁秆薦草的株数增量和单株叶面积受水位影响显著(p＜0.01),且二者都随水位上升而减小,尤其是株数增量,-5 cm水位下幼苗株数增量远大于其他水位处理.适宜扁秆薦草幼苗生长的水位为-5～10 cm,盐度为＜1 000 mg/L.     

伊乐藻和黑藻生理生化特征及其竞争优势比较

采用取代系列实验方法,在不同种植密度比条件下,通过测定伊乐藻(Elodea nuttallii)和黑藻(Hydrilla verticillata)的植株生物量、株高和功能叶片中的超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)活性、丙二醛(MDA)含量,分析伊乐藻和黑藻的生理生化特征及其竞争关系,探讨伊乐藻和黑藻的竞争机制。结果表明,相对于黑藻,伊乐藻具有明显的竞争优势,伊乐藻具有耐寒、萌发时间早、生长速率快、占据及利用资源能力较强等特征,其平均株高、单株生物量都显著大于黑藻;与单种时相比,混种时,伊乐藻功能叶片的丙二醛含量较低,而超氧化物歧化酶和过氧化氢酶活性显著升高;黑藻叶片的丙二醛含量较高,但超氧化物歧化酶和过氧化氢酶无明显变化。这说明伊乐藻能通过调整其生理生化特征以应对种间竞争,这可能是其取得竞争优势的重要策略。     

1999/2000年夏季南极普里兹湾及湾口区叶绿素a和初级生产力

20 0 0年 1月 1 9日至 2 7日在 70°3 0′E- 75°3 0′E,6 2°S以南的南极普里兹湾近岸陆架区的陆隆向深海区设三条纵断面进行浮游生物现存量、真光层深度和光合作用速率的现场观测。并在冰间湖站 - 1 2进行连续昼夜观测。结果表明 ,观测海区叶绿素 a浓度高值位于近岸海湾、冰间湖和测区中部的陆坡区 ;陆坡中部站 - 6和 - 8,0 - 5 0 m的浅水层为叶绿素 a高值区 (2 .1 6- 5 .0 8μg/dm3 )。各测站平均叶绿素 a浓度 2 5 m次表层 (1 .49± 1 .6 1 μg/dm3 )高于表层 (1 .1 4±1 .1 9μg/dm3 ) ,5 0 m以下更深层的浓度随深度的增加而降低 ,2 0 0 m层叶绿素 a浓度仅 0 .0 3±0 .0 2μg/dm3 。昼夜观测结果表明表层叶绿素 a浓度在南极夏季的午后出现最大值 ,晨间出现最小值 ;2 5 m以浅水层的叶绿素 a浓度明显高于深层水 ,与封冰消融冰藻的释放有关。测区真光层潜在初级生产力为 0 .76 - 1 2 .5 9mg C/(m3· h) ,平均值为 4.0 1± 4.0 7mg C/(m3· h) ;海湾和陆架区现场生产力均超过 1 .5 g C/(m2 · d) ,陆坡、深海区约 0 .5 g C/(m2 · d)。高生产力位于高生物量的近岸海湾、陆架冰间湖区。光合作用同化数在 0 .88- 3 .1 0 mg C/(mg Chla· h)。表层叶绿素a浓度与海水中溶解氧浓度呈紧密相关 (Y=0 .0 5 9X     

黄河三角洲潮间带盐沼土壤碳、氮含量和储量

在黄河三角洲潮间带盐沼采集土壤样品,研究了黄河三角洲潮间带盐沼土壤碳、氮含量和储量的分布特征,分析了碳、氮含量和储量与土壤理化因子的关系。结果表明,研究区0~40 cm土壤总碳和有机碳质量比为11.8~19.2 g/kg和0.5~5.2 g/kg,土壤全氮和有机氮质量比为0.08~0.15 g/kg和0.076~0.136 g/kg,其主要分布在0~20 cm深度土层,且有机氮、全氮和有机碳含量变化规律一致。除无机碳和无机氮外,采样带A的土壤碳、氮含量随着土壤深度增加而下降;在采样带B,各土层的碳、氮含量差异不明显。采样带A表层土壤(0~10 cm深度)的全氮和有机氮含量高于采样带B表层土壤。两采样带土壤无机氮含量主要以铵态氮含量为主,无机氮和铵态氮含量随着土壤深度增加先增加后减少,在10~20 cm土层累积;硝态氮含量随土壤深度增加而下降。在两采样带0~40 cm深度土壤中,全碳储量为9 489~12 239 g/m2,有机碳储量为4 321~8 738 g/m2,全氮储量为33~121 g/m2,除全碳储量外,有机碳和全氮储量主要分布在0~20 cm深度土层中。相关分析结果表明,土壤中全氮含量、硝态氮含量、全氮储量与有机碳含量显著相关(n=24,p0.05),土壤碳氮比与容重、p H、硝态氮含量、全碳含量、全氮含量和全氮储量显著相关(n=24,p0.05)。     

模拟积水深度下若尔盖高原木里薹草叶片的生理生态特征

为了研究不同积水深度下若尔盖高原木里薹草(Carex muliensis)叶片的生理生态特征,于2016年4月23日,在若尔盖县喀哈尔乔县级湿地自然保护区内,将生长着木里薹草的原状土柱移栽至若尔盖湿地国家级自然保护区管理局实验场的木箱内,使木里薹草继续生长;设置3种模拟积水深度,分别为20 cm、10 cm和0 cm(无积水),于2019年6月30日、7月16日和8月1日,测定各积水深度下木里薹草叶片的光合气体交换参数、叶绿素荧光参数和生长指标。研究结果表明,随着积水变浅至无积水,3个观测日的木里薹草叶片的净光合速率、气孔导度和蒸腾速率都显著减小(n=5,p0.05),而胞间CO2浓度显著增大(n=5,p0.05);积水深度变化对木里薹草叶片的最小荧光产量、PSⅡ反应中心最大光化学效率和碳稳定同位素δ13C值无显著影响;随着积水变浅至无积水,木里薹草叶片的光化学猝灭系数和电子传递量子效率也减小,非光化学猝灭系数增大;随着积水变浅至无积水,木里薹草的株高变矮,叶长变短。     

添加与未添加营养盐条件下3种沉水植物的生长状况对比研究

于2019年4月1日至11月1日,在栽种了刺苦草(Vallisneria spinulosa)、马来眼子菜(Potamogeton wrightii)和轮叶黑藻(Hydrilla verticillata)的花盆中,添加配制的总氮质量浓度为1.0 mg/L、总磷质量浓度为0.05 mg/L的营养盐,同时设置未添加营养盐的花盆;将这些花盆放入2 m深的人工水池中,进行培养,测定添加与未添加营养盐条件下刺苦草、马来眼子菜和轮叶黑藻的生物量、株高增长量、根长和分蘖数,计数刺苦草和轮叶黑藻的越冬芽孢数,并比较了两种条件下各指标的差异。研究结果表明,在未添加营养盐的条件下,刺苦草、轮叶黑藻和马来眼子菜的生物量、株高增长量和根长都偏大;在未添加营养盐条件下,轮叶黑藻和马来眼子菜的分蘖数显著大于添加营养盐条件下两种沉水植物的分蘖数,而刺苦草的分蘖数相反;在未添加营养盐条件下,轮叶黑藻和刺苦草的越冬芽孢数都大于添加营养盐条件下的越冬芽孢数;添加营养盐会抑制3种沉水植物的生长,也会抑制刺苦草和轮叶黑藻的繁殖。     

不同放牧方式下青海湖和黄河源区湖滨带高寒草原和高寒草甸生态系统呼吸研究

于2012年8月15~20日(植物生长季)和10月26~31日(非植物生长季),在青海湖国家级自然保护区湖滨带的高寒草原和三江源国家公园黄河源区湖滨带的高寒草甸中,分别设置了高寒草原禁牧、轮牧、持续放牧和高寒草甸轮牧、持续放牧采样地,采用Li-8100A自动土壤CO2观测系统,测量高寒草原和高寒草甸生态系统呼吸通量,同时测定了其地上生物量及土壤理化性质。研究结果表明,在8月采样日(植物生长季),轮牧、禁牧和持续放牧下高寒草原、轮牧和持续放牧下高寒草甸的平均生态系统呼吸通量分别为8.72μmol/(m~2·s)、6.42μmol/(m~2·s)、5.45μmol/(m~2·s)、3.10μmol/(m~2·s)和2.19μmol/(m~2·s),其平均温度敏感性分别为3.32、2.72、2.46、4.48和3.30。在不同放牧方式下,湖滨带高寒草原和高寒草甸生态系统呼吸通量和温度敏感性都差异显著(n=6,p0.05)。在轮牧方式下,高寒草原采样地中,0~10 cm、10~20 cm和20~30 cm深度土壤全碳含量分别为4.756 5%、4.435 8%和4.195 1%,全氮质量比分别为4.078 3 g/kg、3.695 0 g/kg和2.946 7 g/kg,显著高于其它放牧方式下的高寒草原和高寒草甸。相对于禁牧和持续放牧方式,轮牧方式能有效保持土壤肥力,并为生态系统呼吸提供基质,具有明显的生态效益。     

长白山区金川泥炭沼泽土壤酶活性特征

土壤酶是泥炭地生态系统碳循环过程的重要参与者,影响着泥炭沼泽土壤有机碳库的变化及其在全球碳循环中的作用。以长白山区金川泥炭沼泽为研究对象,于2017年8月17日,分别采集臌囊薹草(Carex schmidtii)草丘、丘间和油桦(Betula fruticosa)群落下0～50 cm深度土壤,测定其3种水解酶(β-1,4-葡萄糖苷酶、β-1,4-N-乙酰葡糖胺糖苷酶、酸性磷酸酶)和1种氧化酶(过氧化物酶)的活性,并分析其影响因素。研究结果表明,在0～10cm深度,油桦群落下土壤中β-1,4-葡萄糖苷酶活性平均值为(2 116.78±65.41) nmol/(g·h),显著高于臌囊薹草草丘和丘间土壤(n=3,p0.05);土壤酸性磷酸酶和过氧化物酶活性平均值分别为(4 786.57±738.84) nmol/(g·h)和(8.98±0.377) nmol/(g·h),显著高于臌囊薹草丘间土壤(n=3,p0.05),与草丘土壤无显著差异(n=3,p0.05);油桦群落下的土壤中β-1,4-N-乙酰葡糖胺糖苷酶活性平均值为(615.67±43.49) nmol/(g·h),显著低于臌囊薹草草丘土壤(n=3,p0.05)。在臌囊薹草草丘土壤中,β-1,4-葡萄糖苷酶、β-1,4-N-乙酰葡糖胺糖苷酶、酸性磷酸酶和过氧化物酶活性都显著高于丘间土壤(n=3,p0.05)。在0～50 cm深度土壤中,随着土壤深度的增加,土壤β-1,4-葡萄糖苷酶、β-1,4-N-乙酰葡糖胺糖苷酶活性在臌囊薹草草丘和丘间呈单峰型变化,而在油桦群落下的土壤中基本保持不变。土壤酸性磷酸酶活性在臌囊薹草草丘和丘间10～20 cm深度土壤中达到最大,而在油桦群落下的0～10 cm深度土壤中最大。在臌囊薹草群落草丘和油桦群落下的土壤中,随着土壤深度的增加,土壤过氧化物酶活性波动变化,而在臌囊薹草丘间土壤中,过氧化物酶活性逐渐增大。土壤含水量和全氮含量是影响泥炭沼泽土壤酶活性空间异质性的主要因子。     

若尔盖泥炭沼泽土壤中可溶性有机碳含量对降水变化的响应

为了研究湿地土壤可溶性有机碳含量对降水变化的响应,于2016年7~9月,以若尔盖高寒湿地为研究区,开展了野外原位控制实验。设置了100%实际降水量、70%降水量和高、中和低3种降水频率共6种模拟情景,测定了各情景下不同深度土壤中的可溶性有机碳含量,分析了土壤中可溶性有机碳含量及其稳定性对降水变化的响应。研究结果表明,降水量和降水频率对土壤含水量有显著影响(n=648,p0.001)。0~15 cm、15~30 cm和30~50 cm深度土壤可溶性有机碳质量比分别为(477.46±18.65)μg/g、(442.39±13.93)μg/g和(341.92±20.91)μg/g。随着土壤深度增加,土壤可溶性有机碳含量减少。在100%降水量条件下,在低、中和高降水频率时,土壤可溶性有机碳质量比分别为(499±26.76)μg/g、(354.39±38.68)μg/g和(419.08±35.99)μg/g;在70%降水量条件下,在低、中和高降水频率时,土壤可溶性有机碳质量比分别为(479.14±14.93)μg/g、(397.81±23.04)μg/g和(373.98±10.81)μg/g。随着降水频率降低和降水量减少,土壤可溶性有机碳含量减少。在30~50 cm深度,在70%降水量和高降水频率下,土壤可溶性有机碳的稳定性最差(RS=0.32)。     

小叶章对氮沉降的生理生态响应

在非淹水(W1)和淹水(W2)条件下,分4个氮处理[分别相当于氮沉降率0 g/(m2·a)、1 g/(m2·a)、3 g/(m2·a)和5 g/(m2·a)]模拟了氮沉降对三江平原典型湿地植物小叶章(Calamagrostis angustifolia)生长及其碳、氮代谢等生理生态指标的影响.结果表明,随着氮沉降量的增加,小叶章的叶面积、株高、植株分蘖数、生物量(叶、茎、根)均呈增加趋势.两种水分条件下,氮沉降处理平均小叶章叶绿素、叶片可溶性蛋白和游离氨基酸含量分别较对照处理增长20.37%、10.52%和19.18%,而可溶性糖含量则下降了14.69%.1 g/(m2·a)、3 g/(m2·a)和5 g/(m2·a)氮沉降处理的净同化率分别为对照处理的1.10倍、2.80倍和3.81倍.与非淹水条件相比,淹水条件下小叶章对氮沉降率的适应能力较强,氮沉降显著促进了小叶章的碳、氮代谢水平.