青藏高原多年冻土区不同水分条件的高寒草甸根系功能性状对增温的响应

在青藏高原多年冻土广泛分布的风火山地区,选择小嵩草（Kobresia pygmea）草甸和藏嵩草（Kobresia tibetica）沼泽化草甸为研究对象,采用开顶增温室（Open top chambers, OTCs）模拟气候变暖,探讨模拟增温对土壤水分差异的两种草甸地下生物量及根系功能性状的影响。结果显示,（1）增温显著增加小嵩草草甸0—20 cm根系生物量,主要是由于表层（0—10 cm）根系生物量显著增加,而对藏嵩草沼泽化草甸根系生物量无影响。（2）增温显著增加了小嵩草草甸根组织密度,同时提高了藏嵩草沼泽化草甸10—20 cm的比根长和比根面积（3）增温降低了小嵩草草甸的根系碳含量及10—20 cm根系氮含量,增加了藏嵩草沼泽化草甸的碳含量及10—20 cm根系氮含量,显著提高了小嵩草草甸和藏嵩草沼泽化草甸深层（10—20 cm）根系碳氮比。这些结果预示着增温使得土壤水分较低的小嵩草草甸朝着资源保守的慢速生长型发展,以适应暖干化的环境;土壤水分较高的藏嵩草沼泽化草甸朝着资源获取的快速生长型发展,加速利用土壤中的养分满足植物生长需要。可见,土壤水分可以调节高寒草甸对气候变暖的演变趋势,强调了水分的重要性。     

寒区生态系统中多年冻土研究进展

近地表面的多年冻土是陆地生态系统重要的组成部分,其研究是生态、水文和工程建设研究者关心的重要议题。气候是多年冻土重要的影响因子,国内外研究中,与气候变化相结合的多年冻土研究是当前研究的重要方面;同时,多年冻土的水文学、生态学意义研究也在广泛开展。我国的多年冻土研究一直与寒区经济建设和开发紧密联系,在冻土分布、类型、温度、冻土退化及冻土区开发利用等方面取得了丰硕的成果。未来还应注重高分辨率冻土分布制图、融深变化的研究,并建立长期的多年冻土变化监测机制,以便更好地研究气候变化下,陆地生态系统对全球变化的响应与反馈。     

青藏高原北部多年冻土区草地植物多样性

研究了青藏高原北部多年冻土区草地群落植物多样性的特征。研究表明 :草地群落间丰富度指数差异不显著 ,均匀度指数和多样性指数差异显著 (P<0 .0 5 )。均匀度指数表现为高山嵩草 (Kobresia pygmaea)草甸 <紫花针茅 (Stipa purpurea)草原 <矮嵩草 (K.humilis)草甸 <青藏苔草 (Carex moorcroftii)草甸 ,多样性指数表现为高山嵩草草甸 <矮嵩草草甸 <紫花针茅草原<青藏苔草草甸。修路时破坏的矮嵩草草甸在次生恢复过程中 ,离公路 10 0 m处群落的丰富度指数 ,均匀度指数和多样性指数大于原生群落 ,而原生群落的多样性又大于 30 m和 5 0 m处群落的多样性。地上草地群落植物多样性伴随地下冻土退化过程表现为 ,以 1m2样方统计时 ,各个演替群落间的丰富度指数差异不显著 ,而以 10 0 m2样条统计时 ,高寒草甸和草原化草甸的丰富度指数显著大于沼泽草甸和稀疏草原 (P<0 .0 5 ) ,但均匀度和多样性指数在两种统计面积时均表现为先增加后下降的变化趋势。     

大兴安岭多年冻土区森林流域碳湿沉降通量与河流碳输出

流域碳湿沉降与河流碳输出是全球碳循环的重要组成部分,对区域碳收支评估具有重要意义,然而在我国高纬度多年冻土区的相关研究仍然缺乏。本研究以大兴安岭多年冻土区典型森林流域——老爷岭流域为对象,在2022年5月28日—10月30日通过对流域内碳湿沉降过程及河流碳输出过程的动态监测,分析了降水和河流中各碳组分浓度与通量的变化特征及影响因素,并估算了流域内碳湿沉降对河流碳输出的贡献。结果表明：观测期内,老爷岭流域溶解有机碳(DOC)、溶解无机碳(DIC)和总溶解碳(TDC)湿沉降通量分别为1354.86、684.59和2039.45 kg·km^-2;河流中DOC、DIC、TDC的输出通量分别为601.75、1977.30、2579.05 kg·km^-2,颗粒有机碳(POC)、颗粒无机碳(PIC)、总碳(TC)的输出通量分别为125.13、21.99、2726.17 kg·km^-2;流域内TDC湿沉降对河流TDC输出的贡献量为9941.89 kg,相对贡献率为17.6%;河流中DIC浓度表现出显著的季节性差异,降水引起径流量的增加使...     

植被对多年冻土的影响研究进展

作为冰冻圈的主体,多年冻土是岩石圈与大气圈水热交换的产物,它的存在、分布及水热过程受到多种时空尺度环境因子的控制和影响.植被是生物圈的重要组成部分,是岩石圈与大气圈热量交换的媒介,它的存在和变化影响着多年冻土的水热过程和空间分布.文章综述了近几十年来植被对多年冻土影响的研究.首先,植被参与地气之间的水热周转过程,通过反射太阳辐射、贴地植被的吸水保水作用以及截留积雪作用等,对下伏冻土产生错综复杂的影响.但是不同植被类型的反射太阳辐射能力、保水与截留能力等各不相同,产生的影响大小有别.其次,同一植被类型的不同层次(如乔木层、灌木层等)对多年冻土的影响也不同,其中贴地植被产生的影响最显著.植被截留积雪,使得地面接收的太阳辐射和地表水分重分配复杂化,从而间接地影响多年冻土环境.因此当植被发生扰动后(如森林火灾和砍伐植被),就会对其所处的多年冻土环境产生各种不利影响,引发冻土灾害,甚至导致多年冻土消融.实际上植被与冻土同为寒区自然生态系统和环境的重要组成部分,它们在长期地质和生物演化中形成生态平衡.因此,植被还常常被用于指示多年冻土及其空间分布.最后提出目前研究中存在的问题,并对未来研究方向进行了展望.     

冻融作用对大兴安岭多年冻土区土壤节肢动物的影响

利用室内模拟冻融试验,以5 ℃未冻融为对照,研究冻融强度(-5～5 ℃、-10～5 ℃)和冻融频次(1、5、10、15次)对我国大兴安岭多年冻土区土壤节肢动物群落结构的影响。结果表明: 试验共分离到土壤节肢动物4198只,隶属于4纲9目24 科 33属;强冻融(-10～5 ℃)显著降低了土壤节肢动物的个体数和类群数,而轻冻融(-5～5 ℃)尤其是短期(1次冻融循环)处理则使某些类群的个体数增加;在轻冻融处理中类群数、Margalef指数和Shannon指数随着冻融频次的增加显著降低,但在强冻融处理中并未表现出规律性变化;越冬虫态是土壤节肢动物抵御低温胁迫的生存策略之一,同时蜱螨亚纲具有较好的耐寒性。土壤节肢动物对冻融作用的差异性响应、物种间的协同作用以及土壤环境均是影响其群落组成的主要因素。本研究将为我国中高纬多年冻土区土壤节肢动物多样性研究和保护提供数据支持和理论依据。     

中国道路生态学的春天到了

正"美国是在道路系统形成之后才考虑缓解方案,而中国则是在巨大道路系统形成过程中融合了生态学设计。因此,中国的工作对于道路生态学的发展至关重要,可以说决定了这个学科发展的未来。"哈佛大学教授佛瑞曼(Forman)如是说。20多年来,伴随着中国公路尤其是高速公路的快速发展,中国的道路生态学发展迅速,成果丰硕。逐步建立了道路生态学相关理论,对于指导"绿色交通"建设发挥着越来越重要的作用。如在青藏高原多年冻土地区,研究筛选出了受公路影响的关键生态因子;在云南三江并流地区,发现公路对不同鸟类的影响范围从10米到190     

老爷岭多年冻土小流域春季冻融期径流溶解性有机碳变化特征

溶解性有机碳（DOC）的输移过程是流域碳循环中重要的组成部分,对全球碳循环产生重要影响。以大兴安岭多年冻土区的典型森林小流域-老爷岭流域为研究对象,获得2021年4月9日到6月30日冻融期降雨量、气温、土温等气象数据及逐日径流量、径流DOC浓度,计算了冻融循环期（4月9日-28日）和融化期（4月29日-6月30日）流域径流DOC的输出通量,揭示了径流DOC浓度及输出通量的影响因素。结果表明：（1）研究时段内,老爷岭流域径流DOC浓度变化范围为3.88-33.75 mg/L,流域上游的径流DOC浓度变化趋势与下游基本一致,DOC浓度随着温度的升高呈现下降趋势,4月份平均径流DOC浓度明显高于5、6月份。（2）研究时段内流域径流DOC总输出通量为3215.48 kg/km²,其中5月径流DOC输出通量高于4、6月份。径流量与径流DOC输出通量存在显著正相关关系（P<0.05）,是流域DOC输出通量的主导因素。（3）研究时段内流域DOC浓度与平均气温呈极显著负相关（R²=0.5048,P<0.001）;降水样品中的DOC浓度变化范围为1.06-9.42 mg/L,显著低于径流DOC浓度;土壤中DOC含量变化趋势与径流DOC变化趋势一致,0-10 cm、10-20 cm土壤平均DOC浓度范围为77.57-133.99 mg/L。（4）冻融循环期平均日径流DOC浓度（24.02 mg/L）显著（P<0.05）高于融化期（14.64 mg/L）,而融化期平均日DOC输出通量（48.02 kg/km²）是冻融循环期（9.52 kg/km²）的5倍。研究结果揭示了大兴安岭多年冻土小流域春季冻融期径流DOC的输移特征及其影响因素,对理解多年冻土区碳循环有重要意义。     

1982-2009年东北多年冻土区植被净初级生产力动态及其对全球变化的响应

东北多年冻土区作为高纬度寒区之一,对全球变化较敏感.本文基于AVHRR和MODIS两种遥感数据源的归一化植被指数,应用CASA模型对1982-2009年东北多年冻土区植被净初级生产力(NPP)进行模拟.结果表明:1982-2009年,东北多年冻土区年均气温、年太阳辐射总量和年日照时数显著上升,年降水量显著下降,CO2浓度及其年增长率显著增大;植被年NPP呈显著的先增加后降低趋势,变化分异节点在1998年.研究期间,东北多年冻土区植被年均NPP总量为623 g C·m-2,植被年NPP空间分布差异明显.降水是该区生长季植被生长的主要影响因子,植被NPP对气候变化响应的空间异质性明显.土地利用变化通过改变土地覆被状况使植被NPP发生变化,影响了植被NPP的时空分布特征,植被NPP与CO2浓度呈显著正相关.多年冻土退化对植被NPP的影响随着各区域环境的不同而有所差异.多年冻土区植被NPP与年均地温呈显著正相关,与年最大冻土深度呈负相关.     

青藏高原多年冻土区高寒植被物种多样性和地上生物量

基于样方调查统计了青藏高原多年冻土区高寒草地生态系统植物的科属组成,计算了多样性指数和均匀度指数,探讨了多年冻土退化对高寒草地物种多样性的影响。结果表明:多年冻土退化过程中物种组成在属和物种丰富度上呈现降低趋势,湿、中生植物逐渐被旱中生和旱生植物替代;青藏高原多年冻土退化会导致高寒草地生态系统的物种多样性和初级生产力的降低,影响高寒草地生态系统的稳定性;物种多样性与初级生产力具有密切的抛物线型关系。