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[期刊] 林业科学
[作者]
刘鹏 贾昕 杨强 查天山 王奔 马景永
【目的】探究毛乌素沙地半干旱区典型油蒿灌丛生态系统土壤呼吸速率特征,揭示土壤温湿度对土壤呼吸速率的影响,以期为预估半干旱区土壤碳排放提供科学依据。【方法】在宁夏盐池选取典型油蒿群落,采用切根法剖分土壤呼吸组分,于2014年4—10月利用自动气室法对切根处理与对照样地的土壤呼吸速率进行连续观测,采用指数方程拟合土壤呼吸组分对土壤温度的响应,并运用线性回归分析温度响应函数残差(观测值/预测值)与土壤含水率间的关系。【结果】在日尺度、自养呼吸速率最大值出现时间(11:00)早于土壤温度最大值出现时间(15:00),而异养呼吸速率最大值出现时间基本与土壤温度最大值出现时间一致;在生长季中期(6—8月),土壤总呼吸速率,自养呼吸速率和异养呼吸速率的温度敏感性(Q10)分别为1.51,1.40和1.88;自养呼吸速率对温度的响应受水分的影响,当土壤含水率小于8%时,土壤温度仅能解释自养呼吸速率季节变异的36%(Q10=1.10),自养呼吸速率的温度响应函数残差随土壤含水率升高而增加(R2=0.59,P0.65);自养呼吸贡献率(自养呼吸速率/土壤总呼吸速率)在日尺度上存在中午降低的现象;在季节尺度,RA/RT呈现出明显的季节性波动,在5—8月平均为54%,9—10月平均为69%。【结论】在日尺度,自养呼吸速率受土壤温度的影响较小,而异养呼吸速率主要受土壤温度调节;在季节尺度,异养呼吸速率主要受土壤温度调节,其Q10高于自养呼吸速率;而自养呼吸速率对温度的响应受水分的调节,其Q10随土壤含水率升高而增大;自养呼吸贡献率在日尺度与季节尺度的动态变化很可能来源于呼吸组分对环境因子的差异响应。
[期刊] 北京林业大学学报
[作者]
梁椿烜 马景永 杨睿智 吴雅娟 田赟 贾昕 查天山 杨林
【目的】基于半经验半理论的Priestly-Taylor模型(PT)估算蒸散发(ET)时,主要依赖于精确确定该模型系数α在特定研究区内的适宜值,本研究就该模型系数α的适用性进行了本地化研究,以便更准确地估算干旱半干旱区的蒸散发。【方法】在中国西北干旱地区毛乌素沙地的一个生长季内,采用涡度协方差技术并结合气象数据信息,监测研究区典型油蒿灌丛地的水、热交换传输过程,以分析PT模型系数α的季节变化特征并确定其本地化估算参考值。【结果】在季节变化过程中,实际PT模型系数α整体变化较明显,展叶期内α系数呈单峰型变化趋势,完全展叶期和叶变色期内的α系数变化不明显;日均α系数最大值为0. 66,最小值为0. 03,全生长季α系数均值为0. 23。油蒿生长季内α系数与冠层导度和饱和水汽压差呈对数正相关;土壤含水量(30 cm处)以及叶面积指数与α系数均为正相关关系。在季节变化过程中,PT模型常规系数α=1. 26确定的蒸散量(ET1. 26)估算值以及根据逐日温度和2 m高度处风速资料计算的PT模型系数α=0. 50确定的蒸散量(ET0. 50)估算值均显著大于实测蒸散发。改进的PT模型系数的本地化推荐适宜值为0. 23,并且通过修正后的PT模型估算ET与实测值之间存在较好的一致性,线性斜率为0. 72,R2为0. 57。【结论】因此,修正的PT模型显著提高干旱半干旱区植被蒸散发估算精度,为区域植被水文过程模型提供支持。
[期刊] 中南林业科技大学学报
[作者]
张军红 徐义萍 王文鑫 何季 彭炜峰
为探索毛乌素沙地油蒿植冠下表层土壤结构与土壤稳定性的关系,分析了油蒿植冠微环境下土壤粒径特征及其相关因素。研究表明:油蒿植冠下表层土壤机械组成以砂粒为主,占总质量的81.51%,其次是粉粒,占16.66%,粘粒含量最少,占1.83%,有机质平均含量4.52 g/kg,总氮平均含量0.19 g/kg,受油蒿植株形态结构特征等因素影响,油蒿植冠下表层土壤不同方向、同一方向不同距离处土壤颗粒组成及养分状况存在差异;油蒿植冠下表层土壤颗粒分形维数介于1.694至1.876之间,土壤分形维数与土壤粘粒含量呈显著正相关(p<0.05),与砂粒、粉粒的相关性不显著,与土壤有机质、总氮含量呈显著负相关(p<0.05)。土壤微团聚体作为土壤结构的颗粒单元,其含量及组成与土壤抗侵蚀性密切相关,在对油蒿群落进行恢复重建过程中,要充分考虑油蒿植冠微环境下表层土壤粒径特征。
[期刊] 浙江农林大学学报
[作者]
杨开业 巩合德 李敬 刘运通 沙丽清 宋清海 金艳强 杨大新 李培广 闻国静 陈爱国 庞志强 张一平
【目的】土壤呼吸对大气中二氧化碳浓度有重要的调节作用。萨王纳生态系统土壤呼吸是全球温室气体主要排放源之一，但是其排放特征与主要影响因子尚不清楚。【方法】以元江干热河谷(萨王纳)稀树灌草丛生态系统为对象，利用静态箱法，从2014年6月到2015年6月对元江土壤呼吸进行测量，研究了元江干热河谷稀树灌草丛生态系统土壤呼吸动态特征及其影响因子。【结果】元江干热河谷稀树灌草丛生态系统土壤温度、水分和呼吸速率具有明显的季节变化，雨季高于干季。土壤呼吸速率与土壤温度和土壤湿度分别呈指数和抛物线关系，土壤5和10 cm处温度Q_(10)分别为1.73和1.98，小于全球均值2.0，采用10 cm土壤温度能更好地模拟土壤呼吸。通过土壤温度、湿度与土壤呼吸双因子拟合分析得出元江萨王纳生态系统的土壤呼吸主要受到水分条件的制约；生态系统土壤呼吸年排放量为4.20 t·hm~(-2)·a~(-1)，其中雨季2.71 t·hm~(-2)，占全年碳排放总量的64.5%，干季的二氧化碳排放量为1.49 t·hm~(-2)，占全年碳排放总量的35.5%。全球萨王纳生态系统土壤呼吸均值为8.16 t·hm~(-2)·a~(-1)。【结论】元江土壤呼吸总量在全球萨王纳生态系统中处于较低位置，主要是因为元江萨王纳生态系统降水量较全球萨王纳低，而降水量与萨王纳地区土壤呼吸呈极显著正相关关系(R2=0.61,P<0.001)。图4表1参72
[期刊] 北京林业大学学报
[作者]
王莉 秦树高 张宇清 吴斌 冯薇 刘军 白宇轩 佘维维
为进一步探究毛乌素沙地油蒿群落内结皮对土壤水分的影响,研究了结皮(地衣结皮和苔藓结皮)未受干扰和移除处理下的土壤水分入渗、蒸发及含水量状况。结果显示:1)两种结皮均对土壤水分入渗具有抑制作用,移除两种结皮后,土壤水分初渗速率、稳渗速率以及累积入渗量均显著增大(P0.05),而苔藓结皮对土壤日蒸发量的影响在模拟蒸发前期表现为抑制(第15天),后期表现为促进(第615天),但对总蒸发量的影响不显著(P>0.05);3)总体来看,地衣结皮覆盖区040 cm土层含水量高于地衣结皮移除区,而苔藓样地规律则相反。从不
[期刊] 林业科学研究
[作者]
张军红 吴波 贾子毅 崔利强 李禾 张素红 杨文斌 高达布希拉图
在毛乌素沙地采用样线法调查了油蒿植冠下生物结皮分布状况并对其影响因素进行了分析。结果表明:油蒿植冠下生物结皮厚度分布不均匀,生物结皮厚度的最大值出现在距油蒿根部20 cm处,厚度值为0.84 cm,20 cm处向外生物结皮厚度呈环带状降低,距离每增加10 cm生物结皮厚度平均下降约0.07 cm。东南方向上生物结皮分布半径长于其他3个方向,西北方向生物结皮分布半径短于其他方向;距油蒿根部相同距离处东南方向生物结皮最厚,西北方向生物结皮最薄。油蒿植株下生物结皮的分布与枯落物的分布关系密切,枯落物是影响油蒿植株下生物结皮形成的重要因素,同时枯落物的分布又受到油蒿植冠形态和当地风况的影响。
关键词：
毛乌素沙地 油蒿 生物结皮 枯落物
[期刊] 北京林业大学学报
[作者]
牟钰 贾昕 郑甲佳 黄松宇 原媛 白宇轩 秦树高
【目的】明确油蒿枯落物分解速率对增温的响应,有助于理解和预测气候变化背景下毛乌素沙地典型灌丛生态系统的碳循环和养分循环。【方法】应用开顶箱模拟增温,以自然状态为对照,结合分解袋法,研究增温对毛乌素沙地油蒿枯落物分解的影响。【结果】模拟增温降低了枯落物分解速率。(1)自2017年5月起至2017年10月实验结束时,增温处理下,油蒿枝条和叶片枯落物质量残余率分别为91.07%和71.73%,而对照处理下,分别为86.08%和60.74%;(2)不同时段不同处理条件下不同种类的枯落物分解速率不同,各影响因子之间存在交互作用;(3)Olson负指数模型结果表明,在模拟增温条件下,油蒿枝、叶枯落物的分解系数k均显著低于对照处理;(4)增温对枯落物细菌多样性和群落结构没有影响。【结论】增温可能减缓干旱半干旱区植物枯落物分解,并且温度对枯落物分解的抑制作用与分解时间和枯落物类型有关。
[期刊] 北京林业大学学报
[作者]
王妍 吴波 卢琦 贾子毅 刘广峰
通过对油蒿群落组成与特征的分析,发现油蒿群落占优势的科依次为菊科、禾本科、豆科和藜科;油蒿群落物种组成的生态-生活型特征明显,如地面芽植物较多,多年生草本植物所占的比重较大,旱生植物占重要地位,沙生植物占优势等.采用TWINSPAN分类方法将油蒿群落划分为5种类型:油蒿+沙米群落,油蒿+虫实、沙米群落,油蒿+以沙生植物为主的杂类草群落,油蒿+杂类草、禾草群落,油蒿+以中生植物为主的杂类草群落.沿油蒿+沙米群落到油蒿+以中生植物为主的杂类草群落盖度逐渐增大,物种组成逐渐增加,群落分布的地貌类型从流动沙地、半固定沙地向固定沙地演变,可以认为是油蒿沙地植被的正向演替过程,即油蒿沙地植被的恢复过程.在...
[期刊] 林业科学研究
[作者]
张强 孙向阳 黄利江 王涵 张广才
采用张力计法测定了毛乌素沙地低吸力段土壤水分特征曲线,并用θ=aψ-b模型进行了拟合,分析了各层次土壤的持水和供水能力。结果显示:0～20cm的土壤持水能力最差,但供水能力最强,40～60cm的土壤持水能力最强,供水能力一般;当土壤吸力达到0 06～0 08MPa,即土壤容积含水率在1%～3%时,比水容量就已达到了10-1级,标志着土壤水分处于难效水阶段,植物利用比较困难;在室内采用环刀法测定了沙地土壤水分的入渗率,结果显示:有植被覆盖的试验区的初始入渗率、稳定入渗率和累积入渗量都比无植被覆盖的对照区大,说明该地区植被对土壤水分的消耗影响显著。
关键词：
毛乌素沙地 土壤水分特征曲线 入渗率
[期刊] 西北农林科技大学学报(自然科学版)
[作者]
山宝琴 贺学礼
为了进一步研究蒿属植物系统分类及植物适应极旱生环境的机理,运用石蜡切片法,在光学显微镜下观察了毛乌素沙地12种蒿属植物叶的解剖特征。结果表明,12种蒿属植物的叶片分等面叶和异面叶两种类型,叶表皮细胞形状为长条形和不规则型,垂周壁式样为平直、弓形、浅波状和深波状;气孔器以不规则型为主,仅有1种为环列型,保卫细胞椭圆形或圆形,隆起,气孔排列方式为平列型和散乱型,气孔指数差异较大。12种蒿属植物叶片具有明显的强旱生植物结构特征,如叶面积显著缩小,表皮毛发达,角质膜厚,栅栏组织极为发达并具环栅结构,维管束多且具维管束鞘,气孔器密集,均生于表皮细胞水平下面,孔下室较大等。12种蒿属植物的叶解剖特征表现出...
关键词：
蒿属植物 叶解剖特征 毛乌素沙地
[期刊] 北京林业大学学报
[作者]
王珊 查天山 贾昕 吴雅娟 白玉洁 冯薇
冠层导度(g_c)是影响植物蒸腾和光合作用的重要参数,对环境变化敏感。本研究利用涡度相关法于2015年5—10月对毛乌素沙地油蒿群落的潜热和显热通量进行连续观测,并同步观测空气温度(T_a)、相对湿度(RH)、光合有效辐射(PAR)、土壤含水量(VWC)、降雨(PP)等气象因子,结合Penman-Monteith的冠层导度逆转方程,了解g_c时间动态与变异机制。结果表明:研究区油蒿群落g_c日变化具有明显的季节差异,夏季(5—8月)g_c达到峰值的时间比秋季(9—10月)早约2 h,约在10:00左右达到
[期刊] 自然资源学报
[作者]
胡兵辉 廖允成 尚爱军 亢福仁 张雄
基于协调发展理论,构建农业生态系统社会、经济、资源和环境(简称SEREn)的发展度、承载力、协调发展度动态模型及其综合判定法则,通过在毛乌素沙地偏农区的榆阳区与偏牧区的乌审旗运用该模型,得到:①近27 a两地发展度、承载力及协调发展度基本上均沿时间序列增加;②SE与REn协调发展的类型也均逐渐趋于更高水平;③农牧业产业结构逐渐由以资源环境消耗为主的资源密集型向以资金、科技利用为主的技术密集型转变;④受人类活动强度与农业生态系统开放性的影响,榆阳区与乌审旗SEREn的承载力和发展度产生了相应时序演变特征,使得SE与REn协调发展状况也发生相应变化。通过对SE与REn协调发展状况的综合判定,能够探...
[期刊] 地理科学进展
[作者]
刘立新,董云社,齐玉春
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。
关键词：
草地碳循环 土壤呼吸 根系呼吸
[期刊] 中南林业科技大学学报
[作者]
钱洲 俞元春 俞小鹏 高捍东 吕荣 张文英
飞播造林作为沙漠化地区植被恢复的重要手段,在沙漠化治理工程中得到广泛运用。以内蒙古自治区毛乌素沙地飞播造林地为对象,研究了不同植被恢复年限样地植被恢复特征及土壤理化性质变化。结果表明:植被恢复过程中,植被盖度、植被密度、地上生物量和地下生物量都有了明显的增长,植被恢复前5 a,植被盖度年增长为5.87%,物种密度年平均增长量为8.20株/m2,植被地上、地下部分生物量分别达到295.33 g/m2、579.00 g/m2。经过17 a的植被恢复,植被地上、地下部分生物量分别达到963.83 g/m2、1 741.67 g/m2;0~10cm土壤的砂粒含量由94.90%下降到57.95%,粗粉粒...
[期刊] 林业科学研究
[作者]
张强 孙向阳 王涵 黄利江
研究了位于毛乌素沙地南缘的盐池沙地土壤的持水特性,采用张力计和压力膜法测定了土壤的水分特征曲线,并用y=ax-b(y为土壤容积含水量,x为土壤吸力)模型进行了拟合,效果较好。进一步研究了土壤的供水性和各类有效水含量。结果表明,持水性、供水性和有效水含量由表层到下层是逐渐降低的。
关键词：
毛乌素沙地 水分特征曲线 有效水含量
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