祁连山高山灌丛生物量及其分配特征

分布于青海云杉林上线的祁连山高山灌丛是祁连山水源涵养林效益最佳林型,研究高山灌丛生物量是生态系统生产力的重要体现,也是群落结构和功能的主要测度之一。以祁连山排露沟流域3 300～3 700 m高山灌丛为研究对象,采用标准地、样方收获法以及壕沟挖掘方法,对不同海拔高度10个固定样地灌丛生物量,器官生物量进行调查,分析了不同海拔梯度灌丛的叶、枝、须根、细根、粗根烘干重数据及其生物量分配特征。结果表明：祁连山高山灌丛总生物量为12 869.39±3 306.16 kg/hm²(平均值±标准差,n=10),其中器官分配以枝生物量所占比例最高,达32.21%,叶、须根、细根、粗根的比例分别为15.70%、14.06%、11.13%和26.90%。不同海拔梯度灌丛生物量器官分配比例差异较大,地上生物量平均为6 097.17kg/hm²,地下生物量平均为6 772.22kg/hm²,不同海拔根茎比在0.56～1.93之间变化,海拔3 500 m处根茎比达最大。祁连山高山灌丛生物量与海拔呈现显著的负相关（R² = 0.898 7,p＜0.01）,随着海拔的升高,灌丛总生物量,地上以及地下生物量均呈现下降的趋势。研究结果可为内陆河流域生态环境的保护及其高山灌丛对全球气候变化的响应研究提供重要理论依据和应用资料。     

祁连山青海云杉林区苔藓层对流域水文的影响

研究祁连山苔藓层对流域水文的影响可以人为干扰和控制水文,还可以正确评价下垫面产水量和土壤水分状况。该层是森林生态系统独特的结构层次,不仅在森林土壤发育、生态系统物质循环和能量流动过程中起重要作用,而且水文生态效应显著。利用野外调查取样和室内分析结合的办法对祁连山苔藓的持水能力、截留能力、保水能力以及一个生长季节的含水动态进行分析,获取第一手数据100 880个。研究表明:(1)苔藓季节含水量变化较大,5月含水量最高,7月最低,海拔3 300 m最高,2 700 m最低。(2)平均降水量和平均截留量呈多项式关系,2006年6月降水量3.2 mm,截留量3.1 mm,5月和9月降水较高,分别为8.6 mm和7.4 mm,截留量为5.8 mm和4.6 mm。(3)有苔藓林地和无苔藓林地土壤水分差异明显,体现苔藓保水性,有苔藓林地土壤水分蒸发较小,林内土壤水分变化不大且稳定;无苔藓林地土壤水分蒸发大,变化明显且不稳定,随着气温的升高慢慢趋向递减。(4)苔藓层越厚,最大持水量越大,厚度达到3.0 cm的最大持水率为519.44%。     

祁连山典型灌丛群落结构特征及其多样性研究

灌丛群落作为祁连山森林生态系统的重要组成部分,在维护西北地区生态安全方面扮演着不可或缺的角色.系统地研究祁连山地区灌丛群落结构特征对阐明灌丛群落的更新、演替和稳定具有十分重要的意义,可为祁连山区森林生态系统的保护、恢复与重建提供基础数据和科学依据.选择分布在祁连山大野口流域的甘青锦鸡儿(Caragana tanguti...     

珠江上游典型小流域不同立地类型持水性能研究

采用野外调查与室内分析测定相结合的方法，对珠江上游典型小流域7种立地类型植被、枯落物的持水能力及土壤蓄水能力进行研究。结果表明，不同立地类型的水源涵养能力差异显著，乔木林和梯田具有更好的水源涵养能力。7种立地类型的总蓄水量依次为云南松次生林（5478．46t／hm^2）、杉木次生林（5360．25t／hm^2）、云南松-桉树林（5356．73t／hm^2）、梯田（5351．00t／hm^2）、农坡地（4932．00t／hm^2）、荒草地（4713．58t／hm^2）、灌木林（4679．87t／hm^2），云南松次生林的总蓄水量分别高于杉木次生林、云南松-桉树林、梯田、农坡地、荒草地、灌木林2．21％、2．27％、2．38％、11．08％、16．23％、17．06％。     

雅江河谷中段典型防沙治沙生态工程对沙地持水性能的改良效应

雅鲁藏布江河谷中段是西藏自治区社会经济文化政治的中心区域,严重风沙灾害对雅江中段区域经济发展构成了直接威胁.雅江河谷实施的一系列防沙治沙生态工程对减轻河谷地区的风沙灾害起到了显著作用.然而,对高寒地区生态工程实施引起的沙地土壤持水性能改良效应仍然缺乏定量认知.本研究选择雅江河谷4种典型植被类型(藏沙蒿、花棒、砂生槐、杨...     

灌丛对川西北高寒草甸土壤资源的影响

以川西北高原红原县为研究区,用方格取样法,在相邻的高寒灌丛草地和高寒草甸样地中分别随机取0~20 cm土样50个,并分析了这些土样的土壤性状。利用SPSS(11.0)软件对实验数据进行了统计、分析和比较,研究了两个样地的各种土壤养分的平均含量、空间异质性和相关关系。结果表明,草甸样地的粘粒含量、Ptotal、Ntotal、ORG、Pavail、Navail、Kavail的含量都高于灌丛样地,且两样地速效养分差异极显著,但草甸样地土壤的ORG、Navail、Kavail的变异系数(CV)却明显小于灌丛样地,特别是Kavail的CV值,灌丛样地比草甸样地高出了53.37%;相关分析还表明,相对于草甸,灌丛样地中各养分元素之间的相关性明显增强。说明灌丛对高寒草甸土壤资源的异质性有明显的影响,其存在降低了草甸土壤养分的均值含量并增强了土壤养分的变异性和侵蚀潜力,不利于高寒草甸土壤养分的保持。     

利用GRACE重力卫星监测祁连山水储量时空变化

利用经过高斯平滑滤波处理的2003年1月～2010年12月逐月的GRACE卫星时变重力场数据反演得到祁连山山区水储量变化,其空间分辨率为1°×1°,结合同时间段该区域35个国家气象台站逐月降水资料,采用趋势分析方法研究了祁连山山区近8 a来的水储量时空变化特征。结果表明:祁连山山区水储量变化从空间分布上来看具有明显的空间差异性,总体表现为东少西多,南多北少的空间分布格局。在时间上,水储量变化与降水一样具有明显的季节变化规律,两者变化过程基本一致。祁连山山区平均水储量变化趋势的年内分布总体上为1～12月水储量趋势呈由高到低的递减变化。1～11月份,变化趋势为正增长,最大正增长为47.8 mm/a,出现在6月份。12月变化趋势呈负增长,负增长趋势为-2.5 mm/a。2003-2010年祁连山山区水储量总体上呈逐年上升趋势,平均上升速度为0.72 mm/mon,8 a间水储量增加约13.6×108m3,其主要原因一方面是由于气候转暖使该区冻土退化,活动层加厚,导致蓄水增加,另一方面是由于近些年该地区加大山区水源涵养林建设,增加了山区蓄水功能。     

祁连山南坡灌丛草甸生物量变化与水热因子的关系研究

通过野外调研和室内实验,研究了祁连山南坡灌丛草甸地上生物量的生长季变化,并对地上生物量与水热因子的关系进行了探讨。结果表明：在不同区域群落结构有所不同,覆盖度越低,上层和下层的植物高度越低,丰富度和多样性越小。但均匀度还受草场退化阶段的影响,群落结构相对稳定,植物的均匀度越高;地上生物量的年内变化是单峰曲线,乌鞘岭和门源的地上生物量在7月份最大,祁连和野牛沟的地上生物量在9月份最大;地上生物量的积累与前1月和前2月的气温和降水正相关,与前4月的气温也正相关,并且对气温变化的敏感性大于降水,但与地温和土壤水分的相关性不明显,前1月表层地温较高对地上生物量的积累有积极作用;对于地上生物量积累,日气温、日相对湿度、降水量有直接正向作用,而日最高气温、日最低气温、日水汽压有直接负向作用,5 cm、20 cm地温和0~10 cm、20~30 cm土壤水分也有直接正向作用,而10 cm地温和10~20 cm土壤水分也有直接负向作用。     

拉萨河谷灌丛草原与农田水热平衡及植被水分利用特征

以青藏高原的拉萨河谷下游的灌丛草原和农田为研究对象,在中国科学院拉萨高原生态试验站的农田与附近的灌丛草原开展实验.利用SHAW模型模拟了2004年10月-2005年9月灌丛草原与农田水热平衡以及根系吸水过程.模拟结果经分析得出,(1)农田所接收的净辐射比灌丛草原要多,农田接收的能量大部分以潜热形式支出,全年的波文比为0.29;而灌丛草原的波文比为0.89.灌丛草原全年的潜热通量是农田的53%,具有一定的抑制蒸散发的功能.(2)农田耗水量是灌丛草原的1.8倍.农田由于大量的灌溉造成较大的渗漏损失,同时也增加了土壤蒸发这一无益损耗.(3)深层土壤水向上的补给与根系吸水两方面的模拟都表明,灌丛草原的植被比农田能更大程度地利用深层土壤水.     

高寒金露梅灌丛草甸植被反射率特征

根据祁连山海北高寒金露梅灌丛草甸2004年观测的太阳总辐射和反射辐射资料,分析了高寒金露梅灌丛草甸植被反射率（A）的变化特征。结果表明,金露梅灌丛草甸A在日间或一年间均表现出＂U＂型变化规律,晴天、昙天和阴云天气状况下的早晚略有差异,中午前后的A值三者无明显差异。季节不同下垫面性质不同的影响,A的分布不同。海北高寒金露梅灌丛草甸A的月平均在植物生长季内5～9月为0.15,植物非生长季的10月～翌年4月为0.20,年平均A为0.18。     

亚热带6种老龄天然林及杉木人工林的枯落物持水性能

通过对福建建瓯万木林自然保护区6种老龄天然林:木荷(Schima superba,SCS)、罗桴栲(Castanopsis fabri,CAF)、观光木(Tsoongiodendron odorum,TSO)、浙江桂(Cinnamo-mum chekiangense,CIC)、细柄阿丁枫(Altingia gracilipes,ALG)、米槠(Castanopsis carlesii,CAC)及杉木人工林(Cunninghamia lanceolata,CUL)枯落物现存量和持水特性的研究表明,各林分枯落物现存量分别为木荷7.22 t.hm-2、细柄阿丁枫6.79 t.hm-2、浙江桂6.70 t.hm-2、观光木6.66 t.hm-2、罗桴栲6.57 t.hm-2、米槠5.96 t.hm-2和杉木人工林4.82 t.hm-2.最大持水率平均值是人工林(207.98%)天然林(179.38%).各林分最大持水量分别为木荷13.33t.hm-2、细柄阿丁枫13.32 t.hm-2、观光木13.18 t.hm-2、罗桴栲10.84 t.hm-2、浙江桂10.52t.hm-2、米槠10.30 t.hm-2和杉木人工林9.95 t.hm-2.枯落物平均现存量和平均最大持水量均为天然林(6.65 t.hm-2,11.95 t.hm-2)大于杉木人工林(4.82 t.hm-2,9.95t.hm-2).影响林地枯落物持水量的主要因素是枯落物现存量.各林分主要树种半分解层的枯落物现存量及最大持水量均大于未分解层.     

祁连山东段山地典型灌丛枯落物及土壤水源涵养功能研究

为探讨高寒地区灌丛枯落物层及土壤层的水源涵养功能,以祁连山东段6种典型灌丛的枯落物和土壤为研究对象,采用野外调查与室内浸泡相结合的方法,对枯落物及土壤水文特征进行了研究.结果表明:(1)6种灌丛枯落物的蓄积量范围为0.23～3.61 t·hm-2,大小排序为山生柳>硬叶柳>绣线菊>金露梅>头花杜鹃>千里香杜鹃.(2)枯...     

高寒河谷灌丛冠层降雨再分配特征及影响因素

通过植被冠层的降雨被分割成冠层截留、穿透雨和树干茎流3个部分,这个过程（冠层降雨再分配）是高寒河谷灌丛生态演变的关键驱动因子之一,对于认识高寒河谷灌丛的水文循环过程及水分收支规律也具有重要意义。选取青海湖流域最重要的河谷灌丛--具鳞水柏枝作为研究对象,通过野外定点观测,深入分析了冠层降雨再分配特征及影响因素\.结果显示:①穿透雨量、树干茎流量、冠层截留量占同期降雨量的比例平均为48.40%、4.04%和47.56%,并在不同降雨量等级之间存在显著差异;②冠层降雨再分配各组成要素（穿透雨、树干茎流、冠层截留）与降雨特征参数存在高度相关性,伴随降雨量和降雨历时的增加,穿透雨量、树干茎流量、冠层截留量占同期降雨量的比例均逐渐趋于稳定,极限稳定值分别介于60.45%～61.07%、6.45%～7.42%、33.11%～34.17%;③产生穿透雨和树干茎流的临界降雨量分别为1.10 mm和1.87 mm,表明2 mm以下的降雨对土壤水分的补给基本没有贡献。因此,高寒河谷灌丛冠层降雨再分配与其他林木类型存在明显差异,需要深入研究其内在机制及水分利用规律。     

祁连山北坡水热条件对林草分布的影响

采用气候学方法,计算了祁连山北坡不同海拔处的年降水量和乔木林年蒸散量,据此确定了满足乔木林需水的高度带。分析所得的7月均温10℃和6℃,可分别作为乔木林和灌木林生长的温度下限指标。据祁连山北坡水热条件的分布特点,确定了海拔2500—3200米处适宜发展乔木林,其生长以海拔2700—2900米处为最佳,海拔3200—3700米处适宜发展灌木林,其余山区只能生长草类。     

黑龙江省东部山地灌木林地的静态持水能力

从森林涵养水源的角度,对黑龙江省东部山地5种次生演替灌木林类型的土壤和枯落物的持水性能进行了调查和分析。结果表明：与当地的阔叶红松林相比灌木林在水源涵养方面也有着不可忽视的作用,5种灌木林类型的枯落物最大持水量和有效持水量分别在20．90～33．48t／hm^2间和12．83～25．07t／hm^2间,其土壤的最大持水量和有效持水量也分别为1927．12～2816．55t／hm^2间和505.09～865．15t／hm^2间。对5种次生演替灌木林地的持水能力的各项指标进行综合比较分析,其静态持水能力的大小依次为胡枝子灌丛、珍珠梅灌丛、接骨木灌丛、榛子灌丛和绣线菊灌丛。     

滴灌棉花ABA不同氮肥处理下与土层20 cm田间持水率之间的响应特征

利用滴灌盆栽试验,研究蕾期和花铃期不同施N水平的条件下,滴灌棉花ABA浓度与土层20 cm田间持水率之间的响应特征,结果表明:在蕾期不同处理纯N分别为N2、N4、N6 g/盆的条件下,滴灌棉花ABA含量与土层20 cm田间持水率之间的相关性系数(r)的分别为-0.946、-0.917、-0.966, T检验显著水平P为0.015、0.029、0.007;模型拟合决定系数(R²)分别为0.977、0.852、0.934;花铃期,滴灌棉花ABA含量与土层20 cm田间持水率之间的相关性系数(r)的分别为-0.788、-0.959、-0.861;模型拟合决定系数(R²)分别为0.737、0.937、0.872;因而,蕾期盆栽滴灌棉花在纯N分别为N2、N4、N6 g/盆的条件下,滴灌棉花ABA含量与土层20 cm田间持水率之间的相关性为负相关, N6 g/盆的相关性达到显著水平, N6 g/盆处理拟合决定系数(R²)达到极显著水平,其模型为对数。花铃期滴灌棉花ABA含量与土层20 cm田间持水率之间的相关性为负相关, N4 g/盆的相关性达到极显著水平,模型拟合决定系数(R²) N4 g/盆达到极显著水平其模型为指数函数。本文研究的回归模型很好地描述了滴灌棉花腾发量及需水特性,为内陆干旱区绿洲农业滴灌棉花耗水量的估算提供了新计算方法和科学依据。     

有机质对青藏高原多年冻土活动层土壤持水性能的影响

土壤水分特征曲线描述土壤基质势ψ和含水量θ之间的函数关系,表征土壤的持水性能,是研究土壤水分入渗、蒸发、土壤侵蚀及溶质运移的关键。高寒气候特征使有机质在青藏高原地区大量积累,为确定多年冻土活动层土壤持水性能的影响因素,尤其是有机质的影响,在长江源北麓河地区采样分析。结果表明：相比于土壤粒度分布,容重和有机质是影响土壤持水性能的主要因素,其中高基质势下（0~-30 kPa）以容重影响为主,低基质势下（-100~-1 500 kPa）以有机质影响为主;有机质通过改变土壤结构和增强土壤的吸附性而影响土壤持水性能,同时影响程度取决于有机质的多少,土壤持水性与有机质含量呈正相关关系。本次研究有助于认识高寒地区土壤水文特征,对展开土壤水文过程的研究提供理论基础。     

相变储能材料六水氯化钙的储热性能优化研究

六水氯化钙(CaCl2?6H2O)的相变温度约为29 ℃,相变潜热约180.0～190.8 J/g,因其潜热高,成本低,无毒等优点广泛应用于建筑材料中,但CaCl2?6H2O在实际应用中存在着储热性能差、衰减严重等缺点。通过差示扫描量热法(DSC)、原子力显微镜(AFM)、X射线衍射法(XRD)对比了CaCl2?6H2O在改性前后的潜热性能、形貌及晶体结构差异。结果表明,通过对CaCl2?6H2O的水含量进行精确调控,材料的相变潜热从158.6 J/g提升至194.8 J/g,潜热存储能力得到极大的提升。