青藏高原三江源区人工草地能量平衡的变化特征

为揭示建植人工草地对青藏高原三江源区能量平衡的影响,利用涡度相关和微气象系统的观测数据定量分析了该区域人工草地能量收支及其各分量的变化特征。结果表明:太阳总辐射(R_s)和净辐射(R_n)的日最高值分别为33.6和19.1 MJ m~(-2)d~(-1),年累计值分别为6789.4和2773.3 MJ/m~2;全年R_n与R_s的比值(R_n/R_s)为0.41,但生长季的R_n/R_s(0.54)明显高于年均值;显热(H)与潜热(LE)通量呈明显的季节变化,H最低值出现在12月,之后随R_s的增强而增加,但进入生长季后呈下降趋势,7月中旬出现次低值;而LE在冬季维持较低值,3月以后迅速增加,最高值出现在生长旺季的7月。在能量分配上,可利用能量主要消耗于LE和H,年均LE/R_n,H/R_n,G/R_n分别为0.46,0.45和-0.13。但能量分配的季节变化差异明显,波文比(β=H/LE)在冬季、春季、夏季和秋季的平均值分别为3.33、0.68、0.42和1.29。受植被叶面积指数(LAI)等生物因素以及土壤含水量(SWC)、饱和水汽压差(VPD)等环境因素的共同影响,冠层导度(g_c)和解耦系数(Ω)的年最大值均出现在夏季,其平均值分别为16.22mm/s和0.70,表明在植被生长盛期LE仍受R_n的控制,其它季节Ω均值低于0.5,说明LE更多的是受VPD调控。本研究说明,虽然三江源区接收的太阳总辐射较强,但R_n/R_s相对较低,生态系统能量平衡中各分项的变化主要受植被、土壤含水量以及净辐射的控制,在退化草地恢复过程中,由于建植人工草地增加了植被覆盖度,进而改变了能量收支过程及能量平衡各分项。     

闽北毛竹林生态系统能量分配规律的研究

通过在建瓯市设置的４０块标准地的调查资料的基础上,进行毛竹林生态系统能量分配规律的研究。结果表明,毛竹林生态系统能量分配规律是秆、枝叶和地下部分的平均能量依次为４．２３２２＊１０＾８、０．９２３０＊１０＾８和１．７６４３＊１０＾８ｋＪ．ｈｍ＾－２,所占比例分别为６１．３２％、１３．１１％和２５．５７％。,从而为毛竹林的经营与开发提供科学依据。     

小良试验站三种生态系统能量平衡的研究

１９８１年－１９９０年对混交林,桉树林,裸地三种生态系统进行了连续观测,对其能量平衡问题进行了对比研究,结果表明对太阳辐射的反射率以及混交林的最小,桉树林次之,裸地的最大;裸地的净辐射值是桉树林和混交林第二作用层的１．５７倍,这反映出林冠对太阳辐射进入林内了阻碍;混交林,桉树林和裸地的蒸散耗热分别占净辐射的９５％,５９％和７０％,土壤导热率在不同的林分和不同的季节中有所变化,但其变化的规律不明显,     

青藏高原高寒草地生态系统服务功能的互作机制

青藏高原高寒草地是我国重要的畜牧业生产基地和生态安全屏障.高寒草地退化不仅影响了当地畜牧业生产和牧民生活,而且严重地威胁着我国和东亚地区的生态安全.从高寒草地生态系统的生态、生产和生活功能角度出发,分析了青藏高原高寒草地生态系统在人口、放牧压力与资源环境承载力的相互作用关系,及其生态、生产和生活功能比例结构变化对高寒草地生态系统服务功能的影响,阐明了高寒草地生态系统服务功能的多元耦合、多维连锁和多重反馈的相互作用机制.并以藏北那曲地区为例,把2008年农牧民脱贫线和小康线作为生活功能标准,通过生态服务功能当量,确定了维持高寒草地生态系统可持续发展的生态、生产和生活功能比例结构.据此,估测了牧民的生活功能达到脱贫线和小康线标准时允许的人口承载量.结果表明,高寒草地退化使草地生态系统的人口承载量下降了60％.以那曲地区2008年的实际的牧业人口量与允许的人口承载量相比,高寒草地退化后,实际牧业人口占脱贫标准的36％,但小康标准超载了118.9％.因此,调控人口承载量是实现青藏高原高寒草地生态系统的生态、生产和生活功能协调发展的关键.     

宁南半干旱地区农田和草地生态系统能量通量的季节变化

根据2002~2003年宁南山区不同下垫面小气候考察资料,用能量平衡法计算了不同下垫面不同季节的感热、潜热通量。分析结果表明:(1)宁南半干旱地区夏季农田和草地的净辐射峰值可达到700W/m2以上,土壤热通量的值比净辐射小1个量级。同类下垫面净辐射通量日积分值夏季>春季>秋季>冬季。(2)宁南半干旱山区感热输送强度以典型草地的最大,其次是禁牧草地,稀树草地的最小。春季各类下垫面地表热量平衡以感热输送为主。在春、夏、秋季的晴天,感热通量日积分值为正,冬季为负。(3)农田在夏、秋季、冬季水汽输送大于各类草地的,其次是稀树草地的,典型草地向上的水汽输送量是最小的。夏季白天农田β在0.2~0.7,稀树草地β为0.2~1.0,能量输送以潜热为主。禁牧草地β为0.2~9.2,典型草地为1.5~13.1,能量输送以感热为主。(4)宁南半干旱地区宜退耕,发展典型草原,在水分充足的山地背阴坡少量发展稀树草地。     

小叶章草地生态系统结构与功能的研究Ⅳ能量的固定和分配

小叶章草在生态系统年净初级生产力为３０５７９。１７ｋＪ／ｍ＾２．ａ,其中地上净初级生产力占３７．６４％,地下净初级生产力占６２．３６％。不同植物器官（组分）的能量现存量差异很大,上部根占植物亚系统总能量现存量的５４．８７％,穗的能量现存量仅占０．０３％,其它器官的能量现存量从大到小依次为：茎＞叶＞根茎＞枯落物＞下部根茎＞死根。不同植物器官（组分）热值含量水平亦存在较大差异,以去灰分热值比较,由大到     

虚拟草地生态系统的建立方法

通过分析草地生态系统的要素及其关系,将其抽象为多维的虚拟空间,综合应用草地生态学原理、地理信息系统技术、数据库技术、网络技术、软件技术以及JAVA语言,集成基础科学数据和动态信息,在国际互联网上构建了完全开放和共享的、具有10维空间的虚拟草地生态系统.系统实现了空间-属性的双向复合查询和分析、牧草信息检索等主要功能.结果表明,该虚拟系统包含信息量大、运行稳定,为业界提供了一个方便、快捷的信息查询和空间分析的共享平台.该系统是我国在互联网上第一个基于WebGIS技术的虚拟草地生态系统,为建设我国数字草原提供技术支持.     

草地农业生态系统的碳平衡分析方法

根据草地农业生态系统的结构,它的碳平衡为4个生产层的碳平衡之和,也是3个界面的碳平衡之和,而某一生产层或者某一界面的碳平衡则是其固定、输入、排放和输出的碳之和。草地农业生态系统4个生产层的碳平衡分析方法定量重要生产环节的碳汇与碳源过程,便于草业生产改进碳汇管理;草地农业生态系统3个界面的碳平衡分析方法显示碳源和碳汇的发生机理,及其空间和数量关系,便于调控草业生产组分以增汇减排;但是,这两个方法不易区分碳的来源和去向,难以明确其利用效率。草地农业生态系统碳平衡分析的输入/输出法定量地指示碳的来源和去向,以及碳效率,计算简单,但是较为概括,不利于牧场尺度的草业碳汇管理。以中国祁连山甘肃马鹿牧场和澳大利亚塔斯玛尼亚奶牛牧场为例,用3种方法分析了两个牧场的碳平衡,结果表明,放牧管理的草业系统的主要碳源是休闲旅游、产品加工流通环节产生的温室气体,主要碳汇是草地和土壤中贮存的碳,好的草地管理可以增汇减排。     

三江源地区人工草地的生态系统CO2净交换、总初级生产力及其影响因子

为了揭示三江源区垂穗披碱草(Elymus nutans)人工草地生态系统(100°26′-100°41′ E, 34°17′-34°25′ N, 海拔3 980 m)的净生态系统CO₂交换(NEE), 该研究利用2006年涡度相关系统观测的数据分析了该人工草地的NEE, 总初级生产力(GPP)、生态系统呼吸(R_eco)以及R_eco/GPP的变化特征及其影响因子。CO₂日最大吸收值为6.56 g CO₂·m^-2·d^-1, 最大排放值为4.87 g CO₂·m^-2·d^-1。GPP年总量为1 761 g CO₂·m^-2, 其中约90%以上被生态系统呼吸所消耗, CO₂的年吸收量为111 g CO₂·m^-2。5月的R_eco/GPP略高于生长季的其他月份, 为90%; 6月R_eco/GPP比值最低, 为79%。生态系统的呼吸商(Q₁₀)为4.81, 显著高于其他生态系统。该研究表明: 生长季的NEE主要受光量子通量密度(PPFD)、温度和饱和水汽压差(VPD)的影响, 生态系统呼吸则主要受土壤温度的控制。     

草地生态系统服务价值评估研究综述

草地生态系统是兼有生产和生态两个功能的特殊生态系统,随着社会经济的发展,草地资源过渡开发利用,导致的区域生态问题日益突出.评价草地生态系统服务功能价值,对于保护和恢复草地生态系统,制定合理的经济开发决策,维护国家生态安全具有重要意义.文章基于相关研究文献,首先概述了草地生态系统服务价值内涵及功能分类;其次,介绍了草地生...     

青藏高原草地生态系统服务功能的季节动态变化

根据生态系统服务功能理论,利用RS和GIS技术,以生长季为时间单元,对青藏高原研究区草地生态系统服务功能的动态过程进行有效分析和评价.结果表明:提供生物量功能呈现上升—下降—上升的过程,在5月和9月分别出现两个高峰值,其中5月为最高峰值.影响该功能的主要因子为光合有效辐射值、水分状况和地下生物量的季节变化;碳蓄积和氧释放功能呈现上升—下降—上升的弱“N”型趋势;土壤养分保持功能也呈弱“N”型趋势,并在5月份出现最高值;草地保持土壤水分的功能在生长季内呈较强的阶段性变化,这主要与草地植物生长的季节性耗水变化规律有关.     

连续干旱对蒙古高原草地恢复力和抵抗力的影响

蒙古高原草原生态系统是欧亚草原的核心组成部分, 是中国北方的重要生态安全屏障。长期以来, 气候变化导致蒙古高原干旱事件发生的强度、频度和持续时间显著增加, 对草原生态系统初级生产力和稳定性产生了重要影响。目前, 很少有研究探索蒙古高原不同草原类型的恢复力和抵抗力对连续干旱的响应。该研究基于2000-2020年标准化降水蒸散指数(SPEI)和净初级生产力(NPP)长时间序列数据, 量化了蒙古高原草原生态系统在连续干旱(1-4年)下的抵抗力和恢复力及其时空变化, 比较了草甸草原、典型草原和荒漠草原的抵抗力和恢复力对极端干旱和中度干旱响应的差异。结果表明: (1)除连续2年干旱外, 中度干旱下草地的抵抗力普遍高于极端干旱, 但草原对极端干旱的恢复能力更强。(2)随着连续干旱年份增加, 极端干旱和中度干旱下草地抵抗力都表现出下降趋势; 但随着连续干旱年份增加, 极端干旱下草地恢复力逐渐增强, 而在中度干旱下草地恢复力却有减小的趋势。(3)沿降水量递减的空间梯度, 草甸草原的抵抗力最高, 典型草原次之, 荒漠草原的抵抗力最低; 相反;荒漠草原的恢复力最高, 草甸草原的恢复力最低。(4)沿时间尺度, 2011-2020年草原抵抗力高于2001-2010年, 恢复力则与之相反; 随着连续干旱年份的增加, 3种草原类型在2000-2010和2011-2020年抵抗力均有下降趋势, 但草原恢复力呈先增加(2000-2010年)后降低(2011-2020年)的趋势。该研究对于深入理解气候变化对蒙古高原草原生态系统结构、功能和服务的影响机制, 促进区域生态安全和可持续发展具有重要意义。     

青藏高原黑土型退化草地成因与恢复

对青藏高原“黑土型”退化草地的成因和生态建设进行评述,认为“黑土型”退化草地是草原退化生态学行为在江河源区高寒草地的特有体现形式,由气候变暖、冰川退缩、过度放牧、鼠害等综合因子共同导致。生态恢复不仅要从草地建设入手,还要对草地资源进行合理管理与规划。加强牧区文化教育投资、实行草地长期承包、加强《草原法》建设等措施是我国高寒草地畜牧业健康发展的重要保证。青藏高原生态系统特有的“惰性”特征可能是导致其草地生态系统自我更新能力差、系统结构脆弱、生态恢复困难的重要原因,应深入开展该方面研究,为青藏高原生态环境建设提供依据。     

青藏高原草地退化特征及其与气候因子的关系

了解草地退化的分布、特征、变化趋势及持续性,揭示草地退化机理,可为有效管理和保护草地提供重要的科学依据。本研究选择草地覆盖度作为草地退化的遥感监测指标,建立了草地退化遥感监测和评价指标体系,对青藏高原草地退化现状(2016—2020年)进行了评价,利用线性回归和Hurst指数分析了长时间序列尺度上(1982—2020年)草地覆盖度变化的趋势及持续性,并且基于草地覆盖度与气候因子的偏相关分析,研究了气候因子对草地退化的影响。结果表明: 2016—2020年,平均草地退化面积达24.3%,主要表现为轻度退化和中度退化,主要分布在低海拔和高植被覆盖地区。1982—2020年,草地覆盖度在青藏高原北部、西部和西南部地区呈增加趋势,在东部和中部地区呈减少趋势。98.1%的地区草地覆盖度的Hurst指数小于0.5,草地覆盖度变化表现出反持续性。草地覆盖度与降水量的偏相关系数(0.096)整体高于其与温度的偏相关系数(-0.033),温度占主导地位的面积占比为16.0%,主要分布在青藏高原的中部和东南部,降水量占主导地位的面积占比为12.2%,主要分布在青藏高原东北部和西部。     

中天山地区草地地表辐射收支演变规律

地表辐射对研究地表能量平衡及气候形成机制具有重要意义。利用中天山乌拉斯台地区陆气相互作用观测站2018年5月至2019年4月地表辐射数据,分析了中天山草地不同时间尺度和不同天气条件下的地表辐射与反照率变化特征。结果表明：(1)地表辐射月平均日变化除大气长波辐射较弱外,其余分量均呈单峰型,极值大小及时间存在差异,太阳总辐射与净辐射最大日峰值均出现在6月,为920.9与603.3 W/m~2,大气与地表长波辐射分别出现在7月和8月,为327.5 W/m~2与471.7 W/m~2,而反射短波辐射则出现在2月,为520.6 W/m~2。(2)太阳总辐射、反射短波辐射、大气与地表长波辐射年曝辐量分别为6860.62、2101.72、7171.25、10089.69 MJ/m~2;就季节变化而言,反射短波辐射曝辐量在冬季明显高于其它季节,其它分量则均表现为夏季>春季>秋季>冬季。(3)不同月份地表反照率日变化均呈“U”型曲线,年均值为0.393,最大与最小月均值分别出现在12月与8月,为0.760与0.217。这种变化体现在季节上则为冬季>秋季>春季>夏季。(...     

天然高寒草地转变为燕麦人工草地对土壤线虫群落的影响

为查明高寒草地上种植燕麦(Avena sativa)对土壤线虫群落的影响,于2014年7、9月用土钻法和湿漏斗法(Baermann法)对西南民族大学青藏高原畜牧业高科技研发示范基地内燕麦地(Oat grassland,OG)和天然草地(Natural grassland,NG)的土壤线虫群落进行调查。共分离土壤线虫10179条,隶属于2纲8目50科143属,平均密度477条/100g干土。燕麦地与天然草地土壤线虫群落结构具有明显差异,影响群落结构的主要类群为拟丽突属(Acrobeloides)、原杆属(Protorhabditis)、丝尾垫刃属(Filenchus)和盘旋属(Rotylenchus),但不同月份间存在差异。燕麦地的土壤线虫群落密度、食细菌线虫密度、食真菌线虫密度和自由生活线虫成熟度指数(MI)均显著高于天然草地(P<0.01;P<0.05;P<0.001;P<0.01),植物寄生线虫成熟度指数(PPI)则显著低于天然草地(P<0.05)。两种草地7月份的土壤线虫群落类群数和香农多样性指数(H′)均显著低于9月(P<0.05),仅燕麦地...     

青藏高原不同牧草人工草地对土壤线虫群落的影响

为缓解草蓄矛盾,青藏高原人工草地得到快速发展。土壤线虫对环境变化敏感,是草地生态系统的重要组成部分。然而,不同牧草人工草地对土壤线虫群落的影响尚不明确。2016年7月,对多年生禾本科(垂穗披碱草Elymus nutans Griseb.、老芒麦Elymus sibiricus L.、早熟禾Poa annua L.和羊茅Festuca ovina L.)、一年生禾本科燕麦Avena sativa L.和多年生豆科紫花苜蓿Medicago sativa L.等6种单播牧草人工草地(建植期4年)和天然草地(对照)的土壤线虫群落进行了调查。结果表明：(1)土壤线虫隶属于2纲8目32科58属,平均密度为1754个/100 g干土;紫花苜蓿样地的线虫密度最低,为949个/100 g干土;燕麦样地最高,为3267个/100 g干土;(2)与天然草地相比,燕麦样地的线虫群落总密度、多样性以及植食性和杂食-捕食性线虫密度显著增加,而其他人工草地的线虫群落密度、多样性以及植食性、食真菌和食细菌线虫密度均无显著变化;(3)土壤线虫总密度以及各营养类群密度在不同人工草地间差异显著,且均在燕麦样地最高;(4)建...