草地生态系统土壤微生物量及其影响因子研究进展

草地作为陆地生态系统的主体类型之一,受到人类活动和全球变化的广泛影响.这些因素在直接影响草地生态系统地上植被生长和群落动态的同时,还直接或间接地影响着草地生态系统的各种地下生态过程.土壤微生物是指示草地生态系统各地下生态与生物地球化学过程对外部干扰响应的良好指标,其中微生物量是土壤微生物活性和大小度量的重要参数,是土壤有机质巾最活跃的组分之一,能够敏感地反映土壤生态系统水平的微小变化,在各种土壤生化过程研究中具有非常重要的意义.研究综述了自然因子(土壤温度、土壤湿度、pH值)、人为干扰(放牧、开垦、施肥)和全球变化(大气CO2浓度升高、气候变暖)对草地生态系统土壤微生物量影响的研究进展,并指出目前的研究由于基础薄弱、研究样地间的差异以及各研究处理问的差异,土壤微生物量对各种干扰的响应仍存在很大的不确定性,在今后的研究中应加强长期性的野外定位试验研究、多因子的综合控制实验研究以及N输入对微生物量影响的研究等,并进一步完善和发展测量微生物量的新技术和新方法.     

黄河三角洲生态系统多功能性与不同维度植物多样性的关系研究

生物多样性是生态系统多功能性的重要驱动因素,生态系统生物多样性与多功能性之间的关系是近年来生态学研究的热点。以往研究主要集中在预测物种丰富度如何影响生态系统多功能性,而不同维度生物多样性对生态系统多功能性的影响机制仍然不清楚。研究黄河三角洲不同维度生物多样性、环境因素和生态系统多功能性及其之间的关系,结果表明,黄河三角洲生态系统多功能性同时受环境因素和生物多样性因素的影响,但是,生物多样性在维持生态系统多功能性上的相对贡献明显高于环境因素;植物群落的物种丰富度、物种均匀度、谱系多样性和功能离散指数分别与生态系统多功能性显著正相关,而谱系亲缘关系指数和植物性状群落权重平均值对生态系统多功能性并无显著影响,这说明与分类多样性和谱系多样性相比,植物群落功能多样性的增加能够更有效地提升生态系统多功能性;丰富的植物功能多样性是维持黄河三角洲高水平生态系统多功能性的关键,黄河三角洲生态系统多功能性的维持主要受互补效应的驱动。     

全球变化对陆地生态系统的影响研究

在对前人研究成果分析总结的基础上,介绍了大气温室气体含量增加、气候变暖、海平面上升等全球变化的事实,认为全球变化很大程度上取决于自然的变异,但人为活动也是不可忽视的主要原因.从水热平衡失调、气候异常、海平面上升、快速荒漠化和生物多样性减少等方面探讨了全球变化对农业生态系统中粮食种植、畜牧业生产、农业自然灾害的影响,森林生态系统、水生态系统和生物多样性的变化,以及全球变化对陆地生态系统影响的地域差异,不同生态系统对于全球变化响应的变化.最后探讨了今后研究面临的形势和任务.     

岩溶山区不同植被群落土壤生态系统特性研究

自然植被演替成为次生植被、人工林或人工开垦利用后,岩溶山地土壤物理性能退化;沙化现象明显;坡耕地土壤长时间持水供水性能、抗旱性能降低;土壤种子库中草本种子比例大,木本植物种子少,土壤种子库退化更严重。研究区土壤有机质和全N受植被类型和土地利用强度影响明显,坡耕地土壤有机质较林草地系统低,退耕还林还草后,土壤有机质含量稳定增加。与自然植被相比,人工林、次生林系统土壤有机质含量仍较低。从弃耕地→灌草坡→次生林地的演替过程中,土壤种子库生态优势度呈降低趋势,物种丰富度和多样性增加。研究结果认为,岩溶生态系统土地退化的实质是土壤作为水库、养分库和土壤种子库功能的差异退化。     

生态系统科学研究与生态系统管理

中国科学院地理科学与资源研究所生态系统学科以生态系统生态学研究为核心,通过研制生态系统观测和模拟分析的技术和方法,探索解决区域性/大尺度生态学问题的理论和方法,监测生态系统变化,认知生态系统变化规律,推动生态系统生态学、生物地理生态学、全球变化生态学和生态信息科学技术的发展,创新生态系统管理模式,服务于国家和地方的生态建设、应对全球变化及区域可持续发展。面向国家重大需求,在中国华北平原农业区、南方红壤丘陵林业区、青藏高原农牧区以及黄土高原区等典型区域开展生态系统管理技术与模式的集成与创新研究,着力解决国家生态文明建设和应对全球气候变化中的重大生态学问题,推动区域生态系统管理领域的科技进步。围绕生态系统生态学学科前沿,着重在① 生态系统联网观测、模拟与信息管理,② 生态系统结构、过程与功能,③ 生态系统空间格局与机制,④ 生态系统对全球变化的响应与适应,⑤ 生态系统管理与生态系统服务等五大主要研究方向,系统开展生态系统生态学前沿理论和实践的创新研究,研究成果处于国内和国际生态学研究的科学前沿。     

氮添加对黄土高原草原生态系统净碳交换的影响

以黄土高原典型草原为对象,采用静态箱-红外分析仪联用法进行野外原位试验,研究氮添加对生态系统CO2通量的影响。设置6个氮添加水平,分别为N0(0)、N1(1.15 g·m^-2·a^-1)、N2(2.3 g·m^-2·a^-1)、N3(4.6 g·m^-2·a^-1)、N4(9.2 g·m^-2·a^-1)和N5(13.8 g·m^-2·a^-1),氮素类型为尿素((NH2)2CO)。结果表明:氮添加处理没有改变生态系统碳交换的季节动态趋势,但是增加了生态系统净碳交换能力(NEE)、生态系统呼吸(ER)和总生态系统生产力(GEP)的峰值。N2、N3、N4、N5处理的NEE生长季绝对累积量分别比对照增加62%、45%、72%和48%;ER累积量分别增加66%、69%、78%、70%;GEP累积量分别增加65%、66%、77%、68%。氮添加处理增强了黄土高原典型草原植物生长季的碳汇功能。0~10 cm层土壤温度和湿度是影响黄土高原典型草原生态系统净碳交换的重要因素。     

陆地生态系统碳-水耦合机制初探

陆地生态系统的碳循环和水循环是当前全球变化研究的热点。大量的研究已经表明两者之间具有密切的 耦合作用。但是目前对于两者的耦合关系和耦合机制还缺乏系统的分析和总结。本文在综合相关研究的基础上,对 陆地生态系统碳- 水耦合的基本过程和基本作用机制作了概括。我们认为陆地生态系统碳- 水耦合过程共包括土 壤- 植被节点、植被- 大气节点(气孔节点)、土壤- 大气节点和生化节点4 个碳- 水耦合节点。碳- 水间的生化反应、气 孔对光合- 蒸腾的共同控制和优化调控作用、生态系统对碳、水循环的同向驱动机制分别是陆地生态系统碳- 水耦 合的生物化学、生物物理学和生态学基础,共同构成了碳- 水耦合的基本作用机制。我们还用水分利用效率(WUE) 概念对碳- 水耦合过程中的碳/水耦合比例关系作了探讨。     

陆地生态系统碳—水耦合机制初探

陆地生态系统的碳循环和水循环是当前全球变化研究的热点。大量的研究已经表明两者之间具有密切的耦合作用。但是目前对于两者的耦合关系和耦合机制还缺乏系统的分析和总结。本文在综合相关研究的基础上,对陆地生态系统碳-水耦合的基本过程和基本作用机制作了概括。我们认为陆地生态系统碳-水耦合过程共包括土壤-植被节点、植被-大气节点（气孔节点）、土壤-大气节点和生化节点4个碳-水耦合节点。碳-水间的生化反应、气孔对光合-蒸腾的共同控制和优化调控作用、生态系统对碳、水循环的同向驱动机制分别是陆地生态系统碳-水耦合的生物化学、生物物理学和生态学基础,共同构成了碳-水耦合的基本作用机制。我们还用水分利用效率（WUE）概念对碳-水耦合过程中的碳/水耦合比例关系作了探讨。     

内蒙古羊草草原呼吸的影响因素分析和区分

利用静态暗箱-气相色谱法在植物生长旺季测算了内蒙古锡林河流域羊草草原的土壤微生物呼吸、土壤呼吸和生态系统呼吸。地温和水分是植物生长旺季呼吸最重要的影响因素。地温在水分条件适宜的情况下可以解释CO₂通量的部分变化(R² = 0.376~0.655)。土壤水分含量也可以解释土壤呼吸和生态系统呼吸的部分变化(R² = 0.314~0.583),但基本不能解释土壤微生物呼吸的变化(R² = 0.063)。即使在较高温度下,较低的土壤水分含量(≤ 5%) 也会显著的抑制CO₂排放。长期干旱后降雨使CO₂通量在高温下迅速增大。基于5 cm地温和0~10 cm土壤水分含量的双变量模型可以解释CO₂通量约70%的变化。观测期间,土壤呼吸占生态系统呼吸的比例介于47.3%~72.4%之间,平均为59.4%;根呼吸占土壤呼吸的比例介于11.7%~51.7%之间,平均为20.5%。由于植物体去除引起的土壤水分含量上升可能使我们对土壤呼吸占生态系统呼吸比例的估计略微偏高,根呼吸占土壤呼吸的比例略微偏低。     

入侵种互花米草影响我国滨海湿地土壤生态系统的研究进展

互花米草Spartina alterniflora已成为我国海岸滩涂湿地生态系统最主要的入侵植物之一,对我国沿海湿地土壤生态系统产生了重大的影响。为进一步探究互花米草的入侵机理,选择滨海湿地土壤生态系统为切入点,拟从互花米草入侵我国滨海湿地对土壤生态系统物质循环(土壤有机碳、土壤氮和重金属)和土壤生物(底栖动物和土壤微生物)两方面的影响进行归纳总结,阐明互花米草入侵后土壤生态系统的变化过程,并重点对互花米草入侵后土壤有机碳的增减变化进行系统梳理,为互花米草的生态治理和湿地生态系统的保护与恢复提供参考。     

荒漠草原不同退化阶段土壤微生物、土壤养分及酶活性的研究

 对我国荒漠草原生态系统不同退化阶段土壤微生物数量、微生物生物量、土壤养分及土壤酶活性进行研究。结果表明,随着草原退化程度加剧,土壤微生物数量、微生物生物量、土壤养分及土壤酶活性均表现出不同程度的变化。其中,土壤微生物数量、生物量和土壤酶活性随退化程度的加剧而有递减的趋势,各项值在总体上呈现出轻度退化>中度退化>重度退化;土壤养分中除了土壤钾含量无明显的规律性变化外, 其他含量表现出轻度退化>中度退化>重度退化的趋势;研究认为,荒漠草原的退化明显影响到土壤微生物的数量、生物量、土壤养分及土壤酶活性,土壤微生物对草原退化有响应。同时,相关性研究表明,土壤微生物数量、土壤养分和土壤生物活性之间呈较好的相关关系,这些指标可作为评价土壤肥力的有效指标。     

中国土壤动物生态地理研究进展(英文)

This review summarizes main research findings in soil fauna eco-geography in China in the past 30 years.The subject areas and main results were overviewed including biodiversity and eco-geological distribution of soil fauna communities.Studies of ecological distributions of soil fauna and dynamic ranges in space from tropical,subtropical to temperate regions,and in categories from forest,grassland,desert,wetland,farmland to urban ecosystems,the responses and indications of soil fauna to soil environments.Ef...     

气候变化背景下典型草原自然保护区生态系统服务价值评估

基于单位面积的生态系统服务价值评估方法,结合遥感和GIS技术分析了锡林郭勒草原国家级自然保护区1985-2014年的生态系统服务价值,并探讨了气候变化对该保护区生态系统服务价值变化的贡献率。结果表明:(1)近30年保护区草地面积持续减少,生态系统服务价值总体呈减少趋势,每10年至少减少18亿元;(2)平均温度和降水对保护区生态系统服务价值变化的贡献率至少为52.5%,保护区每10年因气候变化损失的生态系统服务价值至少为9.5亿元;(3)保护区现有生态保护力度一定程度上缓解了气候变化对其生态系统服务功能的影响。本文的研究结果可为建立自然保护区生态补偿机制,制定合理的区域生态保护和经济开发政策以及保护和恢复保护区生物多样性提供较为可靠的依据。     

土地利用多功能性研究进展与展望

土地利用多功能性研究是土地科学和地理学研究的重要学术命题,对于提高土地利用效率、促进区域可持续发展具有重要的理论和应用价值。本文通过对土地利用多功能性的概念内涵、识别与分类、评价研究等方面的梳理,明晰土地利用多功能性的研究现状。目前,学者对土地利用多功能性内涵特征的认识基本一致;土地利用多功能性的分类标准尚未统一;土地利用多功能性分析框架初步形成,评价指标体系尚不完善,评价方法较单一,应用研究相对薄弱;土地利用多功能性受自然、社会经济及政策等因素共同影响。未来,应构建多学科交叉的土地利用多功能性研究内容框架,完善分类体系,深化评价研究并加强应用研究,从而为开展土地利用规划与土地管理工作提供参考。     

念青唐古拉山东南坡高寒草原生态系统表层土壤有机碳分布特征及影响因素

对念青唐古拉山东南坡高寒草原生态系统表层(0~20 cm)土壤有机碳分布特征进行研究,结果表明:有机碳密度平均为5.002 8±1.103 7 kg/m2,变异系数21.96%;在拔4421~4598 m内,随海拔升高表现增加→减少→增加的分布特征;与地上及10~20 cm土层生物量、20~30 cm含水量、土壤有机质、速效N、全N和全P含量呈显著正相关,与20~40 cm容重呈显著负相关。影响其的第1因子是植被盖度、地上生物量、20~30 cm地下生物量和20~30 cm含水量,第2因子是0~20 cm和20~40 cm容重及全P量,第3因子是有机质含量和速效N含量,第4因子是0~10 cm地下生物量,累计贡献率92.83%。     

中国草原旅游发展研究

20世纪90年代以来,中国旅游界的学者围绕发展草原旅游的资源基础与地域调查、草原旅游发展的制约问题、发展草原旅游的利弊、草原旅游发展的战略探讨以及模式选择等多个方面进行了有益的理论探讨;但整体上,草原旅游研究的成果仍然系统性不强,深度和广度都不够;还需要进一步结合草原旅游发展的实践,加强草原旅游的理论研究,形成中国特色的草原旅游理论体系,以支持草原旅游的可持续发展。     

草地土壤呼吸对全球变化的响应

草地是陆地生态系统主体生态类型之一,其土壤呼吸是全球碳循环的重要过程之一,草地土壤呼吸的动态变化将直接影响全球碳平衡.相对于其他陆地生态系统,草地对全球变化的响应更为迅速.因此,在全球变化的趋势下,草地土壤呼吸将首先受到影响.本文综述了全球变化下CO2浓度上升、全球气温升高、全球降水增多、放牧、草地农垦以及土地利用管理措施(施肥、灌溉)的草地土壤呼吸响应.土壤呼吸对大气CO2浓度上升和全球气温升高的响应都存在增加、减少和无显著变化3种情况,这与大气CO2浓度上升和全球气温升高引起的土壤含水量、土壤N的可利用性等因素的改变与否有关.土壤呼吸Q10受到土壤温度、土壤含水量、降水、土壤深度、土壤有机碳、海拔高度、土地利用方式和时间尺度等因素的影响.降水增多一般可以促进土壤呼吸,但降水引起的温度以及土壤通透性的降低也会导致土壤呼吸的降低.因放牧强度、频度和方式的差异,放牧对土壤呼吸的影响出现增加、减少和无显著影响的不同结果;人工剪草对土壤呼吸及其各组分的影响也存在差异.草地农垦后,土壤呼吸增强,土壤碳损失约为20%～50%.施肥对土壤呼吸的影响有增加、减少和无显著影响,因肥料种类和施用剂量等而异.在干旱和半干旱地区,灌溉会促进草地土壤呼吸.但是,目前全球变化对草地土壤呼吸的综合影响尚不清楚,因此深入探讨草地土壤呼吸对全球气候变化和土地利用变化的响应等仍是今后努力的主要方向.     

干旱区土壤生态系统主导因子的灰色关联识别

本文应用灰色系统理论—灰色关联识别原理和方法,探讨干旱区土壤生态系统的主导因子识别。结果表明,此法简便易行,符合客观实际,作为常规因子分析法的补充和完善是有意义的。11个土壤因子对箭杆杨胸径生长影响的关联序依次为: 粉粒(r_8)>速效磷(r_4)>孔隙度(r_(11))>速效钾(r_6)>容重(r_(10))>PH(r_7)>粘粒(r_9)>速效氮(r_3)>全氮(r_2)>全盐(r_6)>有机质(r_1)}(?){0.616>0.546>0.514>0.507>0.506>0.491>0.487>0.449>0.447>0.443>0.420};对箭杆杨树高生长影响的关联序为: 粉粒(r_(?))>速效磷(r_4)>容重(r_(10))>速效钾(r_5)>孔隙度(r_(11))>PH(r_7)>粘粒(r_9)>全盐(r_6)>速效氮(r_3)>全氮(r_2)>有机质(r_1)}。其影响程度以粉粒含量为主,土壤速效磷次之。     

中国地域多功能性评价及其决策机制

地域功能具有明显的空间异质性和时间变异性。随着工业化、城镇化快速发展,地域空间的分异性与人地系统的多样性不断增强,地域功能及其发展定位呈现多元化趋势。本文通过构建地域多功能性评价指标体系与指数分析模型,开展了中国县域尺度经济发展、粮食生产、社会稳定、生态保育功能及其综合功能的分级评判研究。结果表明：经济发展功能一级区主要分布在珠江三角洲、长江三角洲、京津冀都市圈等东部沿海发达地区和中西部大城市周边地区;粮食生产功能一级区主要分布在东北平原、黄淮海平原、四川盆地、湖北中部及湖南东部等平原集中分布区;社会保障功能则大致由沿海到内地、由北到南逐渐减弱; 生态保育功能一级区集中分布在东北地区和秦岭-淮河一线以南地区;将各单项功能进行县域尺度耦合,评价了各县域的综合功能强度,划分出综合功能强势区和弱势区,探讨了强化县域主导功能与优化生产要素配置的财政转移支付、生态补偿、政绩考核等创新机制和政策,为统筹区域发展和提升县域竞争力提供决策依据。     

草地生态系统土壤呼吸研究进展

土壤呼吸是草地生态系统碳循环过程中的关键环节,也是草地生态系统中碳素向大气输出的主要途径。土壤中碳素的释放能够显著增加大气中CO₂的浓度,增强温室效应,从而对全球气候和环境变化产生重要影响。文章综合介绍了国内外有关土壤呼吸的各种测定方法,特别是分析了影响草地土壤呼吸的主要环境因素,并就草地土壤呼吸与根系呼吸的区分方法等进行了详细的讨论。