生态恢复过程中土壤有机碳的变化

对长汀河田严重侵蚀地采取植灌促林生态恢复措施后生态系统的土壤有机碳、可溶性有机碳和微生物生物量碳进行了研究，并以未采取生态恢复措施的严重侵蚀退化形成的光板地与村旁受保护的风水林为对照。研究结果表明：采用生态恢复措施以后，土壤有机碳含、贮量分别达到49．03g/kg和54．14t／hm^2，分别是光板地的10．43和4．06倍；土壤DOC含、贮量分别达到1.40g/kg和0．67t／hm^2，分别是光板地的10．00倍和6．50倍；土壤MBC含、贮量分别达到2．60g/kg和1.27t／hm^2，分别是光板地的6．34倍和4．23倍。     

百喜草治理对退化红壤生态系统碳库及分配的影响

侵蚀退化红壤植被恢复后生态系统碳库变化的研究对全面认识生态恢复的作用以及碳汇经营具有重要意义．试验地位于福建省长汀县河田镇,本文以采用种植百喜草治理侵蚀退化地上典型“小老头”马尾松林（百喜草治理地）为对象,以相邻的未治理地为对照,研究生态系统及其各个分室碳库的变化．结果表明：侵蚀地种植百喜草治理后生态系统、乔木层及土壤层碳库均显著（P〈0．05）或极显著（P〈0．01）高于对照地,分别是对照的2．32倍、5．23倍和1．81倍．乔木层各器官碳贮量均显著高于对照地（P〈0．05）,其中树干碳贮量增量最大．与对照地土壤相比,表层0—20em土壤碳贮量增量高达5．84t·hm^-2,同时土壤深层（20～100cm）碳库增量（6．04t·hm^-2）与其相当．对照地的土壤碳库占生态系统碳库的比例为70．88％,而百喜草治理地的土壤碳库所占比例下降至55．28％,表明侵蚀地种植百喜草治理后生态系统碳库分配趋于合理．因此,从森林碳汇与可持续经营角度出发,种植百喜革治理侵蚀退化红壤是一项可行有效的措施．     

喀斯特山地生态系统石漠化过程及其恢复研究综述

喀斯特石漠化一般经历顶极植被-灌草丛-石漠等3个阶段。在这一退化过程中喀斯特石漠化对环境的选择性导致喜Ca、耐旱和岩生性的植物生存,而生物量的移出和耐荫树种消退是退化的关键因素。退化过程中植被、土壤理化性质与环境形成正反馈关系,并具有退化方向上的一致性、退化过程的非同步性和退化速度的非线性等特点。喀斯特植被恢复时,其恢复对策经历了由早期更新对策向中期结构调整对策直至后期结构功能协调完善对策更替。喀斯特生态系统恢复的技术包括自然恢复、人工恢复与复合农林业综合治理技术。喀斯特区域恢复的核心是整体人地系统的生态优化。提出喀斯特生态系统石漠化过程及恢复研究的重点是适应性恢复与适应性管理的基础理论问题。     

植被恢复不同阶段下喀斯特土壤微生物群落结构及活性的变化——以云南石林景区为例

为了探讨植被恢复对喀斯特土壤生化特性的影响,对云南石林景区植被恢复演替下土壤养分、微生物群落结构及活性进行了比较研究。结果表明,相对于裸露地,植被恢复显著地提高了土壤养分、微生物量碳、微生物活性、微生物商、细菌种丰富度及基因多样性;相对于对照原始林,植被恢复演替下土壤总有机碳、总氮、微生物量碳、基础呼吸和诱导呼吸的恢复程度分别为32%～83%、36%～70%、54%～89%、58%～82%和35%～51%;对照林与植被恢复演替下土壤细菌群落结构之间的相似性遵循如下趋势:裸露地(稀)草地灌丛。总体上,自然恢复方式(草地和灌丛)提高土壤质量效果优于人工恢复方式(柏树林);从裸露地到稀草地恢复过程中,土壤质量提高尤为迅速,为退化喀斯特土壤生态系统进一步恢复改善了条件。     

科尔沁沙地退化植被恢复过程中碳氮化学计量特征的变化

为研究沙地退化植被恢复过程中碳氮化学计量特征的变化,分别于2011年、2013年和2015年8月中旬对流动、半固定、固定沙丘和草地进行植被调查,并测定植被—土壤系统的碳氮化学计量特征。结果表明：（1） 随着沙地退化植被的恢复,地上植物、凋落物和根系的C、N含量及C/N比波动变化,土壤（0～10 cm）C和N含量及C/N比显著增加（P <0.05）。（2）沙地4种生境上的地上植物、凋落物、根系、土壤的C、N含量及C/N比年际间变化显著（P <0.05）。（3） 沙地退化植被恢复过程中地上植物、凋落物、土壤的C/N比与物种丰富度呈正线性关系（P <0.01）。沙地退化植被恢复过程中优势植物演替导致植被—土壤系统中C、N化学计量特征的变化,植被恢复过程中植物的氮素利用效率也在逐渐增强,而封育时间的增加能够促进沙地土壤中N的积累。     

退化和恢复过程驱动的荒漠草地生态系统有机碳密度变化

荒漠草地是陆地生态系统的重要组成部分,研究退化和恢复荒漠草地生态系统碳密度的变化特征,是精确评估荒漠草地在全球气候变化中作用的关键,也能为中国碳达峰和碳中和提供数据支撑和理论依据.通过野外调查取样和室内分析,研究了腾格里沙漠南缘天然荒漠草地、重度退化荒漠草地和通过植被建设恢复良好的人工-天然荒漠草地的生态系统碳密度,主...     

退化草地封育后土壤细颗粒增加机理探讨及研究展望

土壤的恢复是退化草地生态系统恢复的难点和关键。土壤细颗粒物质的增加对退化的土壤系统恢复具有重要意义,不但可以改善土壤质地、也能输入土壤养分。通过综述退化草地封育后土壤细颗粒增加的研究案例,从植物有机体的归还、植物覆盖增加及其抑制风蚀作用和截存降尘的作用分析细颗粒增加的机理;重点总结了降尘对生态系统作用的研究进展;并从降尘对退化草地封育后土壤细颗粒增加的贡献以及草地植被对降尘的截存作用两个方面做了研究展望。     

木荚红豆人工林C库及其分配研究

对木荚红豆人工林C贮量及其分配的研究表明,木荚红豆人工林C贮量为227.9t/hm2,其中生物量C库和死有机质C库分别为117.1t/hm2和110.8t/hm2,分别占C库总量的51.4%和48.6%;乔木层C库和土壤有机质C库分别占林分总C库的49.4%和47.1%;林下植被层、枯枝落叶层、粗木质残体C库总共仅占生态系统C库的3.5%,对生态系统C吸存的贡献较小.     

丛枝菌根在退化生态系统恢复和重建中的作用

丛枝菌根是绝大多数植物根系与土壤真菌形成的共生体。是自然生态系统中的重要组成部分。通过对丛枝菌根在退化生态系统中土壤和植被恢复和重建中的作用的探讨,指出丛枝菌根不仅能够促进土壤营养物质循环和利用,稳定和改良土壤结构。而且能够调节植物种间关系、影响群落的演替和结构以及维持物种多样性。同时。丛枝菌根真菌种类和数量以及生长状况的差异都能对生态系统巾南于自然或人类活动所引起土壤和植被的变化起指示作用。     

木荚红豆人工林C库及其分配研究

对木荚红豆人工林C贮量及其分配的研究表明,木荚红豆人工林C贮量为227.9t/hm^2,其中生物量C库和死有机质C库分别为117.1t/hm^2和110.8t/hm^2,分别占C库总量的51.4%和48.6%;乔木层C库和土壤有机质C库分别占林分总C库的49.4%和47.1%;林下植被层、枯枝落叶层、粗木质残体C库总共仅占生态系统C库的3.5%,对生态系统C吸存的贡献较小.     

黄土高原植被覆盖变化对生态系统服务影响及其阈值

黄土高原是退耕还林工程的核心区域,是中国生态恢复成效最显著的区域。明确黄土高原植被恢复对生态系统服务的影响,识别植被影响的阈值效应,是学术研究和管理实践共同的需求。然而,目前相关研究仍存在研究空缺,特别是在区域尺度对生态系统服务随植被变化阈值进行识别的研究较少。本文选择植被覆盖度（FVC）为指标表征2000—2015年黄土高原植被恢复情况,以土壤保持服务、产水服务和碳固定服务为指标表征研究区生态系统服务情况,对二者的时空变化及交互作用进行分析,评估植被覆盖变化对生态系统服务的影响,并对影响的阈值进行定量识别。结果显示：① 2000—2015年黄土高原植被显著恢复;生态系统服务变化差异明显,碳固定服务明显增强,土壤保持服务得到一定改善,产水服务较为稳定。② 植被覆盖变化与生态系统服务变化的相关程度存在差异,植被覆盖与碳固定服务的关联性最强,其次为土壤保持服务。③ 植被覆盖增加能够促进区域生态系统服务总体提升,但促进作用存在阈值效应。植被覆盖影响的阈值在林地区、林地—草地区、草地区和草地—沙漠区分别为44%、32%、34%和34%,超过上述阈值,植被覆盖增加的促进作用趋于减弱。     

Responses of Ecosystems to Ecological Compensation in a Key Ecological Function Area of the Loess Plateau

Evaluation of the ecological effects of eco-compensation policies helps analyze policy rationality and feasibility and provides scientific and practical bases for perfecting eco-compensation systems. Taking the key ecological function area of the Loess Plateau, China as a case study, we have evaluated ecosystem responses to the Grain-for-Green Project that commenced in 1999. Six indicators were selected to assess changes in ecosystem structure, quality and function. The results showed that implementation of the Grain-for-Green Project has reduced sloping cropland by 1571 km² and increased ecological land by 1337 km². The increase in ecological land alters ecosystem structures across the study area and the decline in sloping cropland reduces farming activity interference; both of these are conducive to the restoration of natural vegetation. From 2000 to 2010, the vegetation cover of grassland, desert and forest ecosystems increased 10.89%, 8.34% and 4.24% respectively and average NPP rose 51%, with an average annual growth rate of around 5%. This indicates that eco-compensation has promoted the improvement of ecosystem quality. Total biomass of ecosystems increased two times on average from 2000 to 2010, meaning that the carbon sequestration capacity of ecosystems also increased. The reduction in the area of water loss and soil erosion and the increase in retained runoff by forests indicate an improvement in ecosystem function and services on the Loess Plateau.     

高寒草地沙漠化土地固碳潜力分析——以黄河源区为例

沙漠化过程导致草地生态系统的退化和土壤有机碳的流失,增加了陆地生态系统向大气CO_2的排放,使退化土地就成为陆地重要的碳源之一.然而,通过有效的沙漠化防治,沙漠化过程能够得到一定程度的控制,退化土地也会得到恢复.沙漠化土地的恢复将是增加陆地碳汇,减少大气CO_2的有效途径之一.黄河源区沙漠化土地处于正在发展和强烈发展阶段,沙漠化形势严峻.目前沙漠化土地面积达3 519.97 km~2,其中轻度沙漠化土地面积占45.82%、中度沙漠化占26.20%、重度沙漠化土地与极重度沙漠化土地面积分别占13.80%和14.18%.我们设想通过沙漠化治理.使极重度、重度、中度沙漠化得到恢复并转变为轻度沙漠化土地,这将使1907.27 km~2的沙漠化土地得到恢复.根据目前沙漠化土地土壤有机碳密度,我们初步估计将会有10.25×10~6 t的土壤有机碳能够得到固定.在固定的土壤碳中,极重度沙漠化土地、重度沙漠化土地和中度沙漠化土地贡献分别为4%,30%,36%.因此,目前黄河源区沙漠化土地具有较高的固碳潜力,通过沙漠化的有效治理,不仅能够改善区域生态环境,促进区域社会经济的可持续发展,而且将使黄河源区成为陆地碳汇的重要区域.     

中国干旱沙区的生态重建与恢复:沙坡头站60年重要研究进展综述

中国科学院沙坡头沙漠研究试验站建站60年来,服务于国家需求,推动了沙漠科学的发展。在沙害治理、沙漠生态重建与恢复、荒漠生态系统长期生态学、沙地生态水文学\,人工植被稳定性及干旱胁迫生理生态学方面取得了重要进展\.解决了在降水量小于200 mm的干旱沙漠地区植被建设的关键技术,证实了通过人为促进生态恢复是可行的,创造了人类活动(治理和利用)与沙漠自然和谐持续发展的模式;探讨了干旱沙区土壤水循环的植被调控机理,提出了生态恢复的关键技术及其应用模式;理论上探明了人工植被稳定性维持的生态学机理,提出了荒漠系统生态恢复的理论模型;揭示了荒漠生态系统碳、氮循环及其对环境因子的响应;引领了生物土壤结皮的生理生态功能及其水文学研究;拓展了干旱逆境生理生态学的研究。沙坡头站已成为国际沙漠科学与荒漠长期生态学研究的重要平台。     

生物土壤结皮固沙理论与实践

生物土壤结皮是由土壤微生物、藻类、地衣和苔藓等孢子植物类群与土壤颗粒形成的有机复合体,在全球干旱区地表广泛分布,是干旱地表生物覆被层的主要构建者.生物土壤结皮是荒漠植物群落演替的先锋类群,能够提高荒漠地表的稳定性,固定碳和氮等营养元素,增加土壤肥力,并在保持土壤水分方面发挥重要作用,因此在干旱区受损地表的生态修复方面具...     

1980s-2010s中国陆地生态系统土壤碳储量的变化

土壤作为陆地生态系统有机碳库的主体,在全球碳循环中起着重要作用。然而,当前区域土壤有机碳储量的变化情况及其碳源/汇功能仍然不清楚。利用中国1980s （1979-1985年）第二次土壤普查数据,同时收集整理2010s（2004-2014年）已发表的有关中国土壤有机碳储量（0~20 cm和0~100 cm）的文献数据,综合评估了1980s-2010s中国土壤有机碳储量的变化情况,并分析森林、草地、农田和湿地等生态系统土壤碳源/汇功能;同时结合现有的中国植被碳储量变化研究,进一步探讨了1980s-2010s中国陆地生态系统的碳源/汇效应。研究发现：① 1980s-2010s中国土壤（0~100 cm）有机碳储量净增长3.04±1.65 Pg C,增长速率为0.101±0.055 Pg C yr^-1,其中表层土壤（0~20 cm）的碳汇效应明显;② 森林土壤是固碳主体,净增长2.52±0.77 Pg C,而草地和农田土壤增长有限,分别为0.40±0.78和0.07±0.31 Pg C;③ 湿地有机碳储量净减少0.76±0.29 Pg C;④ 中国陆地生态系统的碳汇效应较强,总碳汇量相当于同期（1980-2009年）化石燃料和水泥生产排放CO₂总量的14.85%~27.79%。随着中国森林和草地生态系统植被和土壤的进一步保护、恢复和重建,中国陆地生态系统具有较大的碳汇潜力,在未来全球碳平衡中将发挥更大的作用。     

岩溶生态系统脆弱性研究

生态系统的脆弱性评价对于生态系统管理具有重要作用。在分析岩溶生态系统脆弱性特 征和影响因素的基础上,构建了针对岩溶自然系统的脆弱性评价指标体系, 涵盖了岩溶生态系统 的结构脆弱性、生态过程脆弱性、生态功能脆弱性和人为胁迫脆弱性4 个方面,评价指标分别是 结构稳定性、多样性生境、能量利用和积累、直接使用价值、石漠化程度和速率等。以不同类型的 原生岩溶生态系统的生态基准值作为比较基础, 评价系统将现有的退化岩溶生态系统的脆弱性 划分为轻微脆弱、中度脆弱、重度脆弱以及系统崩溃4 级。     

南澳岛植被恢复过程中不同阶段土壤的变化

采用时空互代法研究南澳岛植被恢复过程中不同阶段土壤变化，在植被恢复的过程中，该岛土壤pH值按退化草坡→人工林→次生林的顺序呈现出逐步降低的趋势，土壤全氮含量、速效磷和交换性K、Ca、Mg都随植被从草坡向次生林恢复过程而呈现逐步增加的趋势，虽然草坡10cm土壤有机质比10年龄的人工林群落2种群落3高，但却比群4、群落5、群落和群落8低，植被恢复过程中凋落物贮量也增加，其趋势同土壤养分增加是一致的，南澳岛在植被恢复过程中土壤结构和营养得到改善，而这又会促进植被恢复，同大陆相比，海岛土壤的交换性K、Ca、Mg含量较高，这可能同海岛特殊生境有关。