生物土壤结皮对温带荒漠植物凋落物分解的影响

环境和微生物群落的变化会影响凋落物的分解过程。生物土壤结皮是干旱荒漠区地表普遍存在的生物覆盖,对土壤物理化学性质有显著影响,但对于是否影响荒漠植物凋落物分解缺乏深入了解。选择8种在古尔班通古特沙漠广泛分布的荒漠植物（白梭梭Haloxylon persicum、梭梭Haloxylon ammondendron、黑沙蒿Artemisia ordosica、粉苞菊Chondrilla piptocoma、羽毛针禾Aristida pennata、刺沙蓬Salsola ruthenica、紫翅猪毛菜Salsola affinis、钩刺雾冰藜Bassia hyssopifolia）,分析生物土壤结皮覆盖对这8种凋落物质量损失率和分解速率的影响。结果表明：生物土壤结皮和植物种对凋落物质量损失率有极显著影响（P<0.01）,生物土壤结皮的存在增大了荒漠植物凋落物质量损失率,不同物种的分解率差异显著。8种植物凋落物的质量损失率在结皮覆盖条件下为13.67%~64.56%,去除结皮处理下为13.58%~54.13%。其中,结皮覆盖条件下白梭梭、梭梭、紫翅猪毛菜的质量损失率（46.12%、41.26%、64.56%）显著高于去除结皮处理（35.85%、36.97%、54.13%,P<0.05）。生物土壤结皮的存在缩短了凋落物的半分解和95%分解时间,缩短长度随物种差异而不同,受凋落物的初始全碳和全氮含量调节。荒漠地表生物土壤结皮对植物凋落物分解具有促进作用,且这种作用具有显著的种间差异,地表生物土壤结皮的存在对初始全碳含量较低而全氮含量较高的凋落物促进作用更明显。     

中国森林凋落物分解速率影响因素分析

本研究通过收集国内已发表的文献中具有凋落物分解常数的数据,采用SPSS13.0软件综合分析中国森林凋落物分解速率的影响因素.结果发现:凋落物类型对凋落物分解速率有显著影响(P0.05),凋落叶氮含量与分解速率呈极显著正相关(P0.01).在同一样地的研究中,混合分解的凋落叶分解常数极显著高于单独分解的(P0.01).叶习性对凋落叶分解速率没有显著影响(P0.05),但在中国的温带地区则有显著影响(P0.05).在全国尺度上树种组成对凋落物分解速率没有显著影响(P0.05).凋落叶分解速率与经度、年均温和降水量成极显著正相关(P0.01),与纬度和海拔成极显著负相关(P0.01).凋落叶分解速率的Q10值为1.768.网袋孔径与土壤类型对凋落叶分解速率亦均有极显著影响(P0.01).     

科尔沁沙地优势植物叶凋落物分解及碳矿化——凋落物质量的影响

凋落物矿化分解是维持生态系统养分循环的关键过程,也是陆地生态系统C向大气释放的主要动力,因此影响和控制生态系统凋落物矿化分解的主要因素一直备受关注。土地沙漠化是科尔沁沙地最严重的环境问题,并且导致土壤粗质化和贫瘠化,凋落物输入和矿化分解对于改善该地区土壤质地和养分状况至关重要。通过室内培养的方法,对科尔沁沙质草地27种主要植物叶凋落物矿化分解及其与凋落物C含量、N含量、木质素含量、C/N、木质素/N、极易分解有机物含量(LOMⅠ)、中易分解有机物含量(LOMⅡ)及难分解有机物含量(RP)等指标关系进行研究。结果表明:科尔沁沙地27种植物叶凋落物质量存在较大差异(P<0.001),相应的27种植物叶凋落物培养样品矿化有机碳总量和干物质损失量存在显著差异(P<0.001),分别在9.0 mg C·g^-1干土至12.7 mg C·g^-1干土和14.7%至40.4%之间变化。添加凋落物后培养样品的CO₂释放总量显著大于对照(不添加凋落物),说明土壤中添加凋落物后,培养样品的有机碳矿化速率明显增大。27种植物叶凋落物矿化有机碳总量以及损失干物质总量与凋落物的N含量、C/N、木质素/N、LOMⅠ、LOMⅡ和RP等指标存在显著的相关性,叶凋落物的矿化分解主要受LOMⅠ和木质素/N的影响。     

科尔沁沙地优势植物叶凋落物分解及碳矿化——凋落物质量的影响北大核心CSCD

凋落物矿化分解是维持生态系统养分循环的关键过程,也是陆地生态系统C向大气释放的主要动力,因此影响和控制生态系统凋落物矿化分解的主要因素一直备受关注。土地沙漠化是科尔沁沙地最严重的环境问题,并且导致土壤粗质化和贫瘠化,凋落物输入和矿化分解对于改善该地区土壤质地和养分状况至关重要。通过室内培养的方法,对科尔沁沙质草地27种主要植物叶凋落物矿化分解及其与凋落物C含量、N含量、木质素含量、C/N、木质素/N、极易分解有机物含量(LOMⅠ)、中易分解有机物含量(LOMⅡ)及难分解有机物含量(RP)等指标关系进行研究。结果表明:科尔沁沙地27种植物叶凋落物质量存在较大差异(P<0.001),相应的27种植物叶凋落物培养样品矿化有机碳总量和干物质损失量存在显著差异(P<0.001),分别在9.0mg C·g^(-1)干土至12.7mg C·g^(-1)干土和14.7%至40.4%之间变化。添加凋落物后培养样品的CO2释放总量显著大于对照(不添加凋落物),说明土壤中添加凋落物后,培养样品的有机碳矿化速率明显增大。27种植物叶凋落物矿化有机碳总量以及损失干物质总量与凋落物的N含量、C/N、木质素/N、LOMⅠ、LOMⅡ和RP等指标存在显著的相关性,叶凋落物的矿化分解主要受LOMⅠ和木质素/N的影响。     

沙地小麦凋落物的分解残留物中营养元素的动态线性分析

在测定科尔沁沙地小麦凋落物分解率的基础上,对分解残留物中的N、P、Ca和S等元素含量进行了测定与分析。结果表明,4种元素随着分解的进行呈现增加的趋势。如果把分解时间用土壤温度大于0℃的天数来表示,对应的N、P、Ca和S元素含量变化除P之外,其它3种元素含量与分解天数之间的相关系数r均大于0.9,表现较好的线性关系,为揭示作物和土壤间养分元素的交换提供了便利的方法。但在分解测定的头两次取样和最后两次取样之间,元素含量变化与分解天数的线性关系较差,这是由于各种元素在小麦凋落物中初始含量的差异,导致了元素在分解始末变化区间的不同。     

兰州百合（Lilium davidii var.unicolor）凋落物分解特性

兰州百合（Lilium davidii var. unicolor）是甘肃省兰州市特产,国家地理标志产品,适生区窄、生长周期长,为了获得较好的经济收益,一般长期连作,凋落物在地表分解。利用凋落物分解袋法对兰州百合器官（叶、茎秆、鳞茎、茎生根、根）的分解速率及对土壤微环境的影响进行了观测研究。结果表明,兰州百合不同器官凋落物分解速率差异显著,分解速率鳞茎>叶>茎>根>茎生根;分解速率的差异由初始化学组成的差异导致,其中氮、碳/氮、木质素/氮对兰州百合凋落物分解速率的影响达到显著水平,磷和镁对分解速率的影响达到极显著水平;兰州百合的根和茎秆分解后会显著改变土壤中有机质、总碳、总磷的含量,促进了百合农田生态系统的物质循环。     

草原凋落物的分解及营养元素的释放和累积

草原凋落物的分解是草原生态系统物质循环的主要环节, 其中植物营养元素的释放和累积对退化草场恢复的进程和质量有着重要意义。本文从凋落物自身的性质、外部环境因素(生物及非生物因子)、混合效应等对凋落物分解速率的影响以及凋落物分解时植物营养元素的释放和累积两个方面论述了国内外对草原凋落物的分解及营养元素的生物地球化学行为的研究现状。一般情况下, 草原凋落物分解速率与凋落物自身的N、P、K等元素含量正相关, 与C/N、C/P、木质素、纤维素等的比值或含量值负相关, 而与周围环境中营养元素的组成及含量的关系不大。混合凋落物中不同种类凋落物的N、P含量及物种丰富度影响着非加性效应作用的效果。在凋落物分解过程中, 总体趋势表现为分解初级阶段对N的积累, 对P 和K的释放, 而对Na、Ca、Mg等营养元素来说, 随物种和根茎叶等部位的不同规律也不一样。凋落物中各元素的含量、凋落物分解阶段、物种类型、非加性效应、土壤环境等都是影响其营养元素释放和累积的因素。据此, 本文展望了草原凋落物未来可能的研究方向, 指出多因子的交互作用对草原凋落物分解的影响、凋落物混合分解机制探究、某些大量及微量营养元素的释放和累积可能是未来需要研究的重点。     

6～9年生杉木幼林凋落物及其养分特征

根据定位观测的数据,探讨了2代杉木人工林幼林造林后6~9年凋落物数量及其养分特征,结果表明,在4 a中,杉木幼林向林地输入凋落物共为1 408.67 kg.hm-2,年均凋落量352.17 kg.hm-2,6~9年的各年凋落量占总凋落量的比例为:19.84%、21.93%、28.51%、30.99%;在年凋落量中枝叶占多数,6~9年枝叶凋落总量分别为:233.43 kg.hm-2、264.80 kg.hm-2、334.09 kg.hm-2、354.11 kg.hm-2,年总凋落量、年枝叶凋落量均随着年份的增加而增加.在2002年、2003年和2004年夏季和秋季杉木幼林内凋落物的总量较多,冬季和春季较少,而2005年春季凋落总量最多,冬季最少.在凋落物各组分养分归还量中,杉木叶和其他叶N、P、K和C归还量较多,且年变化较大,杉木枝、其他枝、虫粪和碎屑N、P、K和C归还量较少,年变化亦较小.     

科尔沁沙地3种灌木凋落物分解速率及其与关键气象因子的关系

选取科尔沁沙地3种代表性灌木（差不嘎蒿、黄柳、小叶锦鸡儿）作为研究对象,采用网袋法对其凋落物进行研究,每月取样测试,结合试验期间当地气象资料,对凋落物在不同类型沙丘、不同深度的分解率进行相关分析。结果表明,生长季节内,放置在地表的凋落物在固定沙丘上的分解率大于其在流动沙丘上的分解率,而在冬春季节却相反;凋落物在地下10 cm深处的分解普遍快于地表;经过一年的分解,差不嘎蒿的分解率大于另两种植物,以固定沙丘地表放置为例,其最终分解率为53.6%,大于小叶锦鸡儿的28.5%及黄柳的21%;降水对凋落物的分解影响较地温更大。     

6-9年生杉木幼林凋落物及其养分特征

根据定位观测的数据,探讨了2代杉木人工林幼林造林后6—9年凋落物数量及其养分特征,结果表明,在4a中,杉木幼林向林地输入凋落物共为1408．67kg·hm^-2,年均凋落量352．17k·hm^-2,6～9年的各年凋落量占总凋落量的比例为：19．84％、21．93％、28．51％、30．99％;在年凋落量中枝叶占多数,6～9年枝叶凋落总量分别为：233．43kg·hm^-2、264．80kg·hm^-2、334．09kg·hm^-2、354．11kg．hm^-2,年总凋落量、年枝叶凋落量均随着年份的增加而增加．在2002年、2003年和2004年夏季和秋季杉木幼林内凋落物的总量较多,冬季和春季较少,而2005年春季凋落总量最多,冬季最少．在凋落物各组分养分归还量中,杉木叶和其他叶N、P、K和C归还量较多,且年变化较大,杉木枝、其他枝、虫粪和碎屑N、P、K和C归还量较少,年变化亦较小．     

古尔班通古特沙漠土壤养分空间分异与干扰的关系

对干扰条件下古尔班通古特沙漠土壤养分空间分异特征进行了研究。分析土壤养分的变化趋势,及干扰与植被和土壤养分之间的关系。研究表明:沙漠边缘至沙漠腹地,全N、全P和全K含量、EC、总盐,可溶性离子HCO-3、SO2-4及Ca2+呈增加趋势。CO2-3、Mg2+、 Cl-、Na+4种离子含量较低,变化规律不明显。除全K含量随公路里程呈较连续的增加外,其他养分条件在公路里程25—75 km ,80—125 km和大于125 km的范围内的变化趋势都呈现高\?低\?显著增高的波动过程,分析表明这种波动性的变化是由干扰造成的。干扰因子数与生物结皮盖度呈显著负相关,但与植物种类与植物盖度都达到了显著正相关的水平。除与pH值呈正相关外,干扰因子数与土壤养分指标都呈负相关,其中与全K、全P、全N和EC的负相关接近于显著或极显著水平。随公路里程增加,生物结皮呈现从地衣苔藓藻类地衣地衣苔藓的过渡,这与土壤养分条件和干扰因子数相对应。人类活动是导致彩克沙漠公路里程80—125 km范围沙漠土壤养分条件的降低的主要原因,受水源和居住地的影响,该段沙漠人类放牧活动影响的最大范围为里程125—145 km之间。人类在沙漠活动的加强会增加沙漠生态干扰源和干扰强度,最终降低沙漠土壤的养分条件。     

古尔班通古特沙漠沙丘主要灌木的种群数量动态

种群数量动态的研究是认识种群的生存现状及发展动态的前提。通过对古尔班通古特沙漠固定沙丘、半固定沙丘和流动沙丘上主要固沙灌木的样地调查,分析了固沙灌木的年龄结构,建立了3种沙丘上固沙灌木的静态生命表和存活曲线。结果表明：（1）固沙灌木的存活个体数呈逐级递减的趋势,幼龄个体占有很高的比例;固定沙丘上梭梭（Haloxylon ammodendron）呈现Ⅰ型存活曲线,种群退化,白梭梭（Haloxylon persicum）呈现Ⅱ型存活曲线,种群稳定;（2）半固定沙丘上白梭梭呈Ⅱ型存活曲线,种群相对稳定;沙拐枣（Calligonum mongolicum）和油蒿（Artemisia ordosica）均呈现Ⅰ型存活曲线,种群处于退化状态;（3）流动沙丘上沙拐枣呈现Ⅲ型存活曲线,种群有较大的增长潜力,白梭梭呈现出Ⅱ型存活曲线,种群相对稳定,油蒿呈现出Ⅰ型存活曲线,种群处于不稳定的退化状态。     

荒漠生态系统健康评价的探索

生态系统健康是生态系统可持续的基础,也是人类环境健康与可持续发展的基础。荒漠生态系统是荒漠区的典型生态系统,是荒漠区人类环境和社会发展的基础。本文在生态系统健康分析的基础上,对荒漠生态系统健康的定义、特征、指标和标准及评价方法进行了一些定性探索,对我国荒漠生态系统的健康状况做了简要评价。     

古尔班通古特沙漠草本植物生物量分配特征

草本植物层片是古尔班通古特沙漠早春生产力的主要贡献者,为深入了解荒漠草本植物在群落水平上对荒漠环境的整体适应性,分析了沙漠中部1 hm2样地中草本植物层片地上与地下生物量分配关系,并验证了草本植物层片生物量与根冠比、物种丰富度以及植株密度之间的关系.结果 表明:(1)类短命植物囊果苔草(Carex physodes)是...     

三江平原湿地主要优势植物枯落物分解过程与能量动态研究

应用分解袋法对三江平原3种湿地植物小叶章(Calamagrostis angustifolia)、毛苔草(Carex lasiocarpa)和漂筏苔草(Carex pseudocuraica)枯落物分解过程及能量动态进行了研究。结果表明,随着分解的进行,3种湿地植物枯落物失重率呈增加趋势,平均失重率从高到低的顺序是:漂筏苔草[(23.20±5.92)%]、小叶章[(22.85±5.09)%]、毛苔草[(21.47±4.88)%]。枯落物干重热值呈降低的变化趋势,分解初期干重热值降低的速率较大,随分解的进行,干重热值变化趋于平缓。其平均干重热值从高到低的顺序是:漂筏苔草[(16696.22±459.35)J/g]、小叶章[(16575.39±522.36)J/g]、毛苔草[(16488.46±227.79)J/g]。枯落物能量损失率呈增加的趋势,平均能量损失率从高到低的顺序是:漂筏苔草(26.54%)、小叶章(26.39%)、毛苔草(24.10%)。相关分析研究表明,能量损失率与失重率之间具有极显著的正相关关系(n=24,p<0.01),而与干重热值之间呈显著的负相关关系(n=24,p<0.01)。     

荒漠生态系统服务价值评估研究进展

荒漠生态系统是中国西北地区的代表性生态系统,具有不同于其他生态系统的独特结构和功能。开展荒漠生态系统服务价值评估,对干旱区的生态恢复与重建以及区域环境保护具有重要意义,有助于促进干旱区的可持续发展。把荒漠生态系统服务划分为防风固沙、土壤保育、固碳释氧、水资源调控、生物多样性保育、旅游文化等6类。在此基础上回顾与评述了相关研究,简要概括了已有研究中存在的主要问题,最后建议加强荒漠生态系统提供的独特服务的价值评估和针对特定地区开展小区域的荒漠生态系统服务价值评估等方面的研究,以及科学选取与调整价格参数。     

古尔班通古特沙漠风沙土土壤蒸发特征

土壤表面蒸发是降水的无效损失,其大小直接决定着降水转化为有效土壤水的效率,从而间接决定了植物可利用水分的多寡。在降水稀少的沙漠区,定量认识土壤蒸发的大小和其所占降水的比例显得尤为重要。在2004年全生长期(5~9月)应用自制的微型蒸渗仪(Micro-Lysime-ter)测定了风沙土(有结皮覆盖的丘间低地和裸露沙丘顶部)和对照的荒漠盐碱土的土壤蒸发。结果表明:在相似的气象条件下,风沙土区的丘间低地和荒漠盐碱土的日平均蒸发量分别约是裸露沙丘(风沙土区)的2倍和3倍。整个生长期裸露沙丘的累积蒸发量为18.7mm,丘间低地为38.8mm,荒漠盐碱土为52.1mm。根据整个观测期的累积蒸发量和累积降雨量计算得出的蒸发降雨比分别为:裸露沙丘0.20,丘间低地0.42,荒漠盐碱土0.62,表明裸露沙丘由降水转化为土壤水而储存的比率最高。同时,从数据分析中可以看出:在风沙土区0~5cm土层的含水量对土壤蒸发起决定作用,而盐碱土区的土壤蒸发则受到更深层次土壤水分的影响。裸露沙丘低的土壤蒸发、高的降水转化效率,为植被恢复奠定了良好的基础。因此,裸露沙丘的低蒸发量可以视为植被状况对生态水文过程的一种良性反馈。     

古尔班通古特沙漠积雪覆盖、沙尘天气特征及其相互关系

利用TERRA/MODIS MOD10A2雪盖产品数据和地面观测积雪日数、冻土深度和沙尘天气日数等数据,从不同时间尺度分析古尔班通古特沙漠地表积雪覆盖与沙尘天气的特征及其相互关系。结果表明:①沙尘天气主要发生在4—10月,春季（4—5月）沙尘天气最多,夏秋季逐渐减少。从年际变化看,20世纪80年代前,沙尘天气发生日数呈逐年增加趋势,而积雪日数增减波动较大,二者间关系不明显,80年代后,沙尘天气逐年减少,积雪日数呈波动增加趋势。②冬春季积雪覆盖率、≥1 cm积雪日数、≥5 cm积雪日数、≥10 cm积雪日数与翌年春季沙尘天气发生均呈显著负相关关系,冬春季≥1 cm积雪日数每超过常年平均积雪日数1 d,翌年春季沙尘天气日数则减少4.3 d,而平均冻土深度与沙尘天气呈显著正相关关系。③积雪覆盖使沙漠地表形成冷源性下垫面和近地层逆温层结,增加了大气稳定度,同时春季积雪消融增加了土壤湿度,为荒漠植被生长提供充足的水分,使表层土壤为强风提供沙尘的可能性降低,从而对沙尘天气的发生起到阻碍、消弱作用。     

不同水淹环境下河口感潮湿地枯落物分解及营养动态

采用分解袋法,以我国东南沿海典型的感潮河口--闽江河口最大的鳝鱼滩湿地为研究区域,选取2个潮水水淹环境差异显著的地段(一个为近潮沟地段,另一个为远潮沟地段)为研究样地,对闽江河口主要的本地种芦苇、短叶茳芏及外来人侵种互花米草枯落物分解过程及影响因素进行研究,结果表明:(1)经常性的潮汐水淹对3种植物枯落物分解速率的影响不显著;(2)经常性的潮汐水淹促进了短叶茳芏和互花米草枯落物N、P元素的损失,但对芦苇的影响不大;(3)在2种不同的水淹环境,3种植物枯落物分解速率由快到慢的顺序均是短叶茳芏>互花米草>和芦苇,分解速率在0.003166～0.005280 d-1之间,95%干物质分解需要的时间在1.56～2.61 a之间;(4)C浓度基本稳定,N浓度呈上升趋势,总N在研究末期表现为净损失,P浓度呈较大的波动,总P在研究末期也表现为净损失;(5)具有最低C/P的短叶茳芏枯落物分解速率最快.