藏北典型高寒草原土壤微气候对增温的响应

土壤微气候的改变会影响到一系列的生态系统过程,研究增温条件下土壤微气候变化特征将有助于了解气候变暖对草地生态系统水热条件的影响。利用开顶箱(open-top chamber,OTC)方法研究增温条件下藏北典型高寒草原土壤微气候变化特征。结果表明:藏北典型高寒草原土壤温度和土壤湿度存在明显的日变异和季节变异;增温使得空气年均温增加3.2℃,土壤年均温增加5.2℃,增温效果显著;增温可以显著提高土壤温度,值得注意的现象是非生长季的增加幅度大于生长季的增加幅度;增温对土壤湿度的影响具有明显的季节性,冬季增温会显著增加土壤湿度,而夏季增温会显著降低土壤湿度。研究结果可为变化气候条件下高寒地区水热状况研究提供依据。     

牦牛和藏绵羊粪便降解过程中的养分动态变化

放牧牲畜排泄物是青藏高原高寒草地生态系统的一种重要养分来源,对于维持草地土壤肥力和植被生产力具有重要意义。采用尼龙网袋法监测了两种主要放牧牲畜牦牛和藏绵羊粪便干物质量及主要养分含量在降解过程中随时间的动态变化特征。结果表明,牦牛和藏绵羊粪便在经过93 d的降解后,干物质量分别减少了30.9%和21.6%。到试验期末,牦牛粪便全碳和全氮含量显著降低,其值降至初始的81.8%和79.2%,而全磷和全钾的变化则不显著,表明碳氮减少量较磷和钾更为明显。藏绵羊粪便全碳和全钾含量在试验期末降至初始的87.7%和72.6%,差异具有极显著性,但全氮和全磷减少不显著。牲畜粪便在一个生长季内的降解和养分释放量较少可能使得其对土壤和植被产生的潜在生态环境效应具有滞后性。放牧过程中,牧民少量捡拾牲畜粪便用作生活资料将有利于维持高寒草地生态系统的养分平衡和可持续发展。     

1990-2019年贡嘎山地区典型冰川表碛覆盖变化及其空间差异

表碛覆盖型冰川是中国西部较为常见的冰川类型。表碛层存在于大气—冰川冰界面,强烈影响大气圈与冰冻圈之间的热交换。表碛厚度的空间异质性可极大地改变冰川的消融率和物质平衡过程,进而影响冰川径流过程和下游水资源。基于Landsat TM/TIRS数据,运用能量平衡方程反演了贡嘎山地区冰川表碛厚度,研究了贡嘎山地区冰川在1990—2019年间表碛覆盖范围及厚度变化情况,同时对比了东西坡差异。结果表明：① 贡嘎山地区冰川表碛扩张总面积达43.824 km²。其中,海螺沟冰川扩张2.606 km²、磨子沟冰川1.959 km²、燕子沟冰川1.243 km²、大贡巴冰川0.896 km²、小贡巴冰川0.509 km²、南门关沟冰川2.264 km²,年均扩张率分别为3.2%、11.1%、1.5%、0.9%、1.0%和6.5%;② 海螺沟冰川、磨子沟冰川、燕子沟冰川、大贡巴冰川、小贡巴冰川、南门关沟冰川表碛平均增厚分别为5.2 cm、3.1 cm、3.7 cm、6.8 cm、7.3 cm和13.1 cm;③ 西坡冰川表碛覆盖度高,表碛覆盖年均扩张率低,冰川末端退缩量小;东坡冰川表碛覆盖年均扩张率高,但表碛覆盖度总体低于西坡,冰川末端退缩量大。     

人为干扰对藏北高寒草原群落生物量及其碳氮磷含量特征的影响

退牧还草工程是国家为改善草原生态环境和促进牧区经济持续发展而实行的一项战略性工程,禁牧和休牧措施是其主要措施。以藏北高寒草原申扎区域的退牧还草工程为研究对象,分别选取禁牧围栏样地、休牧围栏样地和围栏外的一块自由放牧样地,比较分析这三种人为干扰下的放牧样地的生物量及其碳氮磷含量的特征。结果表明:休牧样地地上和地下生物量分别为35.69 g/m2和237.11 g/m2,均显著高于禁牧样地(22.48 g/m2和151.22 g/m2)和自由放牧样地(25.27g/m2和96.37 g/m2)。植物中碳氮磷含量,地上部分禁牧样地含碳量最高,植物氮、磷含量自由放牧样地最高;地下部分碳、氮含量差异不明显,P含量自由放牧最高。说明植物生物量大小与植物体内碳氮磷元素含量大小无相关关系。对于禁牧样地,在长期围栏封育的同时,应适当的添加P元素或N、P元素;而休牧样地,在短期围栏封育时,可添加适当的N元素。     

藏北高寒草地土壤冻融循环过程及水热分布特征

利用活动层土壤剖面的温度、水分观测资料,系统研究了藏北高寒草地多年冻土活动层土壤的冻融过程及其水热分布特征。研究表明:1.土壤剖面温度随气温发生周期性波动,具有明显的滞后效应,且随深度增加变幅减小;2.土壤剖面完全冻结天数为109~123 d,日冻融循环主要发生在表层(0~10 cm)土层中,冻融过程可分为不稳定冻结期、完全冻结期、不稳定消融期、和消融期4个阶段;3.受冻融作用影响,土壤含水量呈现"凹"型变化,变化趋势与土壤温度有较好的一致性;4.冻融作用有利于维持藏北高寒草地土壤水分,在季节转换,生态系统碳、氮循环中具有重要作用。     

牲畜排泄物返还对藏北高寒草原土壤CH_4排放的影响

2013-07—09在申扎高寒草原与湿地生态系统观测试验站的半干旱高寒草原试验地,采用静态箱-气相色谱法对施加牦牛粪便、藏绵羊粪便和不施加粪便处理土壤的CH4排放特征进行了观测研究。结果表明,牦牛粪便斑块的CH4累积排放量为70.2 mg C/m2,显著高于藏绵羊粪便处理的-34.0 mg C/m2和对照处理的-69.0 mg C/m2,两者之间也有显著差异。牦牛粪便处理CH4的净排放主要是由于粪便施加后前期CH4的大量排放所致,藏绵羊粪便与对照处理之间的差异则主要归因于观测后期前者的CH4吸收量显著低于后者。牦牛粪便处理的CH4排放系数和干重排放指数分别是藏绵羊粪便处理的2.1倍和2.4倍。牦牛粪便斑块释放的绝大部分CH4主要来自于粪便本身,藏绵羊粪便斑块的较低含水量和较少有机碳施加量是致使其产甲烷潜力小于牦牛粪便斑块的主要原因。