土地荒漠化及其恢复过程土壤动物生态学研究进展 被引量：4

1

作者 郑成卓 李玉强 +4 位作者 王旭洋 王立龙 姚博 卢建男 李宝成 《生态学报》 北大核心 2025年第3期1059-1069,共11页

全球变化和人类活动加剧引起的土地荒漠化正威胁着全球生物多样性,土壤动物作为其重要组成部分,对生物地球化学循环及生态系统稳定性具有重要作用。为深入理解土壤动物群落对土地退化的响应及其在生态恢复中的作用,本文重点总结了国内... 全球变化和人类活动加剧引起的土地荒漠化正威胁着全球生物多样性,土壤动物作为其重要组成部分,对生物地球化学循环及生态系统稳定性具有重要作用。为深入理解土壤动物群落对土地退化的响应及其在生态恢复中的作用,本文重点总结了国内外有关土壤动物对土地荒漠化的响应及其在荒漠化土地恢复中的作用等研究成果,并展望未来研究方向。研究表明,土地荒漠化主要通过改变土壤环境、植物和土壤微生物特征影响土壤动物群落;不同土壤动物类群(线虫、螨类、蚂蚁和甲虫)对土地荒漠化的响应存在差别;自然恢复和人工植被建设恢复均可促进土壤动物多样性恢复;土壤动物通过改善土壤结构、提高土壤肥力、促进有机质分解和养分周转、以及生态指示作用,在生态恢复中发挥作用。针对未来荒漠生态系统中土壤动物的研究,我们提出以下建议:1)实行室内微缩实验与野外控制实验相结合并长期监测,整合地上地下生态系统开展荒漠化对土壤动物的多因素分析研究;2)开展生态退化和恢复措施对土壤动物多维功能性状的影响研究,重点关注群落内性状变化对荒漠化的响应机理,从而为极端干旱环境中土壤动物适应性维持机制与群落构建机制提供新证据;3)探索荒漠土壤动物多样性丧失对土壤碳循环过程、土壤多功能性的影响机理,及其在生态系统多服务性应用价值为荒漠生态系统的稳定性、恢复效果评估及精细管理提供科学依据;4)重视荒漠化土地生态恢复过程及其措施对土壤动物多样性的影响,因为这直接关系到荒漠生态系统结构恢复、功能维持及其稳定性。 展开更多

关键词 土壤动物群落 土地荒漠化 生态恢复 生态功能 响应机制

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高寒生态区沙漠化调查研究方案初探——以玛曲县为例 被引量：2

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作者 王新源 王存禄 +4 位作者 李玉霖 王小军 马仲武 高斌斌 龚丞馗 《中国水土保持》 2018年第9期38-41,共4页

高寒生态区沙漠化的监测与分析是生态学研究的热点之一。以玛曲县为例,探讨了该区域沙漠化研究的重点与方向,结果表明:玛曲县沙漠化研究方案分为地理导向和生态导向两大类,不同导向的研究方案在指标选取、数据收集和数学分析等方面存在... 高寒生态区沙漠化的监测与分析是生态学研究的热点之一。以玛曲县为例,探讨了该区域沙漠化研究的重点与方向,结果表明:玛曲县沙漠化研究方案分为地理导向和生态导向两大类,不同导向的研究方案在指标选取、数据收集和数学分析等方面存在明显差异,当关注点侧重于沙漠化地理景观变化时应采用地理导向研究方案,而研究目标是生态系统内部演替规律时则以生态导向研究方案为宜。 展开更多

关键词 高寒生态区 沙漠化研究 地理导向 生态导向 玛曲

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土壤碳氮特征沿干旱梯度时空格局及对气候变化的响应——基于中国生态系统研究网络(CERN)长期定位监测数据 被引量：7

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作者 赵玮 王新兴 +9 位作者 杨昊天 杨荣 叶学华 刘新平 曾凡江 马健 李向义 高永平 刘宇 于秀波 《生态学报》 CAS CSCD 北大核心 2023年第9期3582-3591,共10页

土壤碳氮含量及其化学计量特征是表征生态系统碳汇能力和土壤质量的重要指标,在支撑生态系统结构功能以及缓解气候变化中起着关键作用。利用中国生态系统研究网络(CERN)长期定位监测数据,分析了土壤碳氮特征沿干旱梯度的时空规律及其对... 土壤碳氮含量及其化学计量特征是表征生态系统碳汇能力和土壤质量的重要指标,在支撑生态系统结构功能以及缓解气候变化中起着关键作用。利用中国生态系统研究网络(CERN)长期定位监测数据,分析了土壤碳氮特征沿干旱梯度的时空规律及其对气候变化的响应。结果表明:空间上,典型荒漠草原生态系统随着干旱加剧,土壤有机碳和全氮含量减少,土壤有机碳对干旱响应的敏感性降低,而土壤全氮对干旱响应的敏感性增加,土壤有机碳随土壤全氮含量的增加而增加。时间上,2005—2018年,荒漠草原生态系统土壤有机碳和全氮含量变化速率沿干旱梯度表现出由负转正的增加趋势,其中,干旱区呈减少趋势,半干旱和半湿润地区呈增加趋势,鄂尔多斯站和沙坡头站呈显著增加趋势。从影响因素来看,土壤碳氮特征对降水量增加的敏感性沿干旱梯度呈现出先增强后减弱的“上凸”抛物线趋势,温度变化对土壤碳氮特征的调控没有表现出明显的干旱梯度效应。土壤碳氮比、土壤有机碳含量、土壤全氮含量对降水量和平均温度变化响应的敏感性均依次降低。不同干旱梯度土壤碳氮特征的变化规律为未来气候变化下生态系统结构与功能预测提供科学依据。 展开更多

关键词 荒漠草原生态系统 土壤碳氮 化学计量 干旱梯度 水热调控

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中国典型生态脆弱区生态化学计量学研究进展 被引量：44

4

作者 陈云 李玉强 +1 位作者 王旭洋 牛亚毅 《生态学报》 CAS CSCD 北大核心 2021年第10期4213-4225,共13页

在人类活动和自然环境变化的相互作用下,生态脆弱区生态系统随之变迁,荒漠化、盐碱化、水土流失、植被生产力下降等是生态脆弱区面临的重要问题。生态化学计量学作为当前多学科交叉研究的热点领域,强调从生态系统能量与元素平衡角度,揭... 在人类活动和自然环境变化的相互作用下,生态脆弱区生态系统随之变迁,荒漠化、盐碱化、水土流失、植被生产力下降等是生态脆弱区面临的重要问题。生态化学计量学作为当前多学科交叉研究的热点领域,强调从生态系统能量与元素平衡角度,揭示元素生物地球化学循环和生态系统对环境变化的调控机制。为了促进对生态脆弱区碳(C)、氮(N)、磷(P)生态化学计量的深入理解,本文重点总结了近年来有关我国典型生态脆弱区植物、凋落物、土壤和土壤微生物量C、N、P生态化学计量及其对环境变化响应的研究成果,并展望未来研究方向,以期促进生态化学计量学的发展和生态脆弱区生态保护与恢复研究。研究表明,植物-凋落物-土壤-土壤微生物系统C、N、P化学计量具有较强相关性,并受土壤因子、气候因子、生物因子和人类活动的显著影响。在生态脆弱区,我国北方荒漠及荒漠化地区由于较高的N∶P比值易受P限制,而青藏高原脆弱区、西南岩溶石漠化地区和黄土高原脆弱区等生态脆弱区更易受N限制;随着植被恢复,养分限制逐渐由N限制向P限制转变。生态脆弱区相对较低的养分含量和C∶N∶P比值或许可在一定程度上解释植被生产力较低的原因,而具有较高N、P化学计量内稳性的植物在贫瘠环境中具有较强竞争力和更高稳定性。今后可加强多尺度、不同生态系统植物-凋落物-土壤-土壤微生物系统生态化学计量和长期、多因子交互控制实验的研究。 展开更多

关键词 生态脆弱区 生态化学计量学 环境变化 植物-凋落物-土壤-微生物系统

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植物对岩土文物的作用及保护技术研究进展 被引量：3

5

作者 杨小菊 武发思 +4 位作者 贾荣亮 郭青林 王彦武 赵思腾 赵学勇 《文物保护与考古科学》 北大核心 2023年第5期150-164,共15页

由于人工-自然复合生态系统的不稳定性及保存环境的复杂性,岩土文物长期遭受着生物与非生物因素的威胁,其中,植物对遗址的作用及其保护应用技术一直备受关注。对相关研究成果总结表明,基于植物的新型遗址防护技术以其绿色、可持续和环... 由于人工-自然复合生态系统的不稳定性及保存环境的复杂性,岩土文物长期遭受着生物与非生物因素的威胁,其中,植物对遗址的作用及其保护应用技术一直备受关注。对相关研究成果总结表明,基于植物的新型遗址防护技术以其绿色、可持续和环境兼容等优势在石质古城墙、夯土类遗址等的保护中逐渐成为替代工程类抢救性保护措施,但存在植物对岩土文物作用机理认知不足、研究技术受限、防控新技术应用滞后及其效果不佳、保护遗址植物选种及后期维护较难等问题,致使植物与岩土文物间的辩证关系至今界定不清,极大限制了保护技术的研发。结合我国石窟寺、土遗址保护面临的生物学问题,针对植物保护遗址技术实施的限制因素,作出以下展望:1)厘清植物对岩土文物的损害及保护作用机理;2)构建不同环境下界定植物对岩土文物正负效应的科学评估体系;3)明确植物种内和种间的相互作用以及驱动植物在岩土文物表面建植的关键因子;4)结合全球气候变化,研发岩土文物有害植物的精准防控技术;5)筛选适宜的软覆盖植物种并对其防护效果进行评估;6)研发基于BSC的软覆盖技术,开展环境适应性和保护效果评估。 展开更多

关键词 岩土文物 生物退化 植物软覆盖技术 生物土壤结皮 文物保护

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不同荒漠化阶段植被生态特征对土壤环境因子的响应——以民勤荒漠绿洲过渡带为例 被引量：36

6

作者 王新源 陈翔舜 +4 位作者 丁乾平 赵学勇 王小军 马仲武 连杰 《生态学报》 CAS CSCD 北大核心 2018年第5期1569-1580,共12页

荒漠绿洲过渡带是荒漠化和绿洲化两种地理过程共同影响的生态交错区,是恢复生态学重点关注的区域。利用第五次全国荒漠化和沙化监测数据,采用方差分析和冗余分析,研究了民勤荒漠绿洲过渡带4种不同荒漠化发展阶段的植被生态特征和土壤环... 荒漠绿洲过渡带是荒漠化和绿洲化两种地理过程共同影响的生态交错区,是恢复生态学重点关注的区域。利用第五次全国荒漠化和沙化监测数据,采用方差分析和冗余分析,研究了民勤荒漠绿洲过渡带4种不同荒漠化发展阶段的植被生态特征和土壤环境因子的变化规律与相互关系。结果表明:(1)随着荒漠化的发展,土壤环境因子中,除有效土层厚度逐渐变浅外,风蚀痕迹占地率、表土砾石含量、盐碱斑占地率和坡度均呈现增加的动态趋势;植被因子中,除优势种盖度与植被总盖度的比值逐步增加,物种丰富度、优势种多度等其他指标均表现出明显的下降特征;(2)土壤环境因子中,有效土层厚度在4种荒漠化阶段对植被生态特征的影响程度达显著水平(P<0.05),风蚀痕迹占地率在轻度、中度和重度阶段是植被生态特征变化的主导驱动因子。其他因子在多数荒漠化阶段与植被生态特征相关性不显著;(3)相比其他荒漠化阶段,中度阶段中植被生态特征对土壤环境因子的响应更加敏感,应是荒漠化防治重点关注的阶段。 展开更多

关键词 荒漠绿洲过渡带 荒漠化发展阶段 植被因子 土壤环境因子 冗余分析

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玛曲县植被覆被变化及其对环境要素的响应 被引量：31

7

作者 王新源 连杰 +6 位作者 杨小鹏 赵学勇 王小军 马仲武 龚丞馗 曲浩 王彬 《生态学报》 CAS CSCD 北大核心 2019年第3期923-935,共13页

植被覆被变化是气象要素和人类活动综合作用的结果,能够反映区域内生态系统的演替趋势。玛曲高寒生态区作为黄河上游重要的水源涵养和补给区,具有维持区域生物多样性和生态安全,保障经济社会健康发展的重要作用,因此厘清该区域植被变化... 植被覆被变化是气象要素和人类活动综合作用的结果,能够反映区域内生态系统的演替趋势。玛曲高寒生态区作为黄河上游重要的水源涵养和补给区,具有维持区域生物多样性和生态安全,保障经济社会健康发展的重要作用,因此厘清该区域植被变化与气候及人类活动等环境要素的相互关系有助于为玛曲县生态治理与恢复提供科学参考。鉴于此,以2000—2015年MODIS/NDVI数据为基础,结合同期气象与人类活动数据,应用趋势分析法、相关分析以及通径分析等方法,分析了玛曲县植被NDVI的时空变化规律,并详细探讨了气象要素和人类活动对植被覆被变化的影响。结果表明:(1) 2000—2015年玛曲县NDVI呈波动上升趋势,上升速率为0.01015/10a;各土地利用/覆被类型中,增加幅度由大到小依次为高山稀疏植被、湿地、沙化草甸、山地疏林地、高寒草甸、亚高山硬叶灌丛、亚高山阔叶灌丛和高寒草原;增加面积占相应地类总面积比例由大到小分别是高山稀疏植被(75.57%)、山地疏林地(71. 45%)、沙化草甸(71. 18%)、湿地(70. 66%)、高寒草甸(68. 15%)、亚高山硬叶灌丛(66.96%)、亚高山阔叶灌丛(66.24%)和高寒草原(66.05%);(2)气象要素中,气温与NDVI间具有显著正相关(P<0.05),是影响植被覆被的决定性因子,利于植被的生长与发育;降水与NDVI间相关不显著(P>0.05),对植被覆被的影响较小;(3)人类活动要素中,与放牧强度密切相关的大牲畜存栏数和羊存栏数是植被生长的主控因子,其中大牲畜存栏数呈显著的抑制作用(P<0.05),羊存栏数具有较强的促进作用(P<0.05);(4)通径分析发现,气温、大牲畜存栏数和羊存栏数的决定系数依次为0.3005,-0.0563和0.0128,说明气温对NDVI的综合作用强度最高、大牲畜存栏数次之,羊存栏数最低;此外,剩余通径系数为0.53。该数值较大,表明仍有部分对NDVI增加存在影响的环境要素未考虑到,需在今后的研究中给予关注。 展开更多

关键词 MODIS/NDVI 玛曲县 气象要素 人类活动要素 通径分析

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木本植物应对干旱胁迫的响应机制:基于水力学性状视角 被引量：13

8

作者 程莉 李玉霖 +3 位作者 宁志英 杨红玲 詹瑾 姚博 《生态学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第7期2688-2705,共18页

干旱最显著的影响表现在区域尺度的森林死亡事件中,可以在短时间内杀死数百万棵树木。鉴于未来极端干旱事件的频率和强度可能随温度的升高而增加,迫切需要明确树木对干旱胁迫的响应对策以及衰退死亡机理,揭示木本植物在干旱环境中存活... 干旱最显著的影响表现在区域尺度的森林死亡事件中,可以在短时间内杀死数百万棵树木。鉴于未来极端干旱事件的频率和强度可能随温度的升高而增加,迫切需要明确树木对干旱胁迫的响应对策以及衰退死亡机理,揭示木本植物在干旱环境中存活和死亡的生理机制,了解树木在未来气候下的适应机制,提高预测树木对干旱反应的准确性。在常用植物功能性状的基础上,重点纳入与植物水分运输能力及耐旱性相关的水力学性状,系统总结了:1)植物木质部水分运输的物理机制;2)植物应对干旱胁迫的水力响应过程:3)干旱胁迫下木本植物水分利用对策;以及4)干旱胁迫下木本植物衰退/死亡机理。最后,提出3个尚待解决的主要问题:1)加强纳入水力性状阐明植物对干旱胁迫的响应和调节机制;2)加强从全株植物的角度考虑植物不同组织性状间的关系;3)深入探究树木干旱致死机理。 展开更多

关键词 木本植物 干旱胁迫 水力性状 水分运输策略 干旱致死机理

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短期增温和降水减少对半干旱沙质草地群落特征的影响 被引量：4

9

作者 朱远忠 黄文达 +1 位作者 何远政 王怀海 《西北植物学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第3期470-478,共9页

【目的】为探究短期增温和降水减少对沙质草地植物群落物种多样性、功能性状及生产力的影响,进一步揭示沙质草地植物群落特征对气候变化的响应。【方法】以科尔沁沙质草地植物群落为研究对象,利用开顶式生长室(OTC)模拟增温,研究降水减... 【目的】为探究短期增温和降水减少对沙质草地植物群落物种多样性、功能性状及生产力的影响,进一步揭示沙质草地植物群落特征对气候变化的响应。【方法】以科尔沁沙质草地植物群落为研究对象,利用开顶式生长室(OTC)模拟增温,研究降水减少0%、20%、40%和60%与增温的交互作用对沙质草地群落组成、物种多样性和功能性状的影响及群落特征与环境因子关系。【结果】(1)短期增温和降水减少使沙质草地植物群落组成和物种优势度发生变化,其中优势物种猪毛蒿和达乌里胡枝子重要值显著降低,植物群落盖度和地上生物量显著降低。(2)短期增温显著降低Margalef丰富度指数、Simpson优势度指数、Shannon多样性指数和Pielou均匀度指数;短期降水减少对沙质草地物种多样性指标均无显著影响。(3)短期增温显著提高植物群落高度和叶干物质含量,显著降低叶片厚度;短期降水减少显著提高叶干物质含量和叶片厚度,显著降低植株高度和比叶面积。(4)短期增温是影响沙质草地物种多样性和功能性状的主要环境因素。【结论】短期增温和降水减少改变沙质草地群落特征,而且温度是影响沙质草地群落特征的主要环境因子。 展开更多

关键词 增温 降水减少 沙质草地 物种多样性 植物功能性状

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人工固沙植被恢复对地表节肢动物群落组成及多样性的影响 被引量：28

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作者 刘继亮 赵文智 +1 位作者 李锋瑞 潘成臣 《生态学报》 CAS CSCD 北大核心 2018年第4期1357-1365,共9页

人工绿洲是干旱区主要的自然景观之一,为了维护绿洲稳定而营建的防护林强烈改变地表生态水文过程,进而影响着地上和地下生物多样性。然而,以往的研究对地上植被关注较多,而对土壤动物研究较少。以张掖绿洲外围人工固沙植被群落和天然固... 人工绿洲是干旱区主要的自然景观之一,为了维护绿洲稳定而营建的防护林强烈改变地表生态水文过程,进而影响着地上和地下生物多样性。然而,以往的研究对地上植被关注较多,而对土壤动物研究较少。以张掖绿洲外围人工固沙植被群落和天然固沙植被群落为研究对象,探讨人工固沙植被恢复对荒漠地表节肢动物群落组成及多样性的影响及不同动物类群对植被变化的响应模式。研究表明,天然固沙植被群落转变为人工固沙植被群落显著降低了地表节肢动物数量,但提高了地表节肢动物类群丰富度和多样性,这在5月份表现尤为明显。植被类型对地表节肢动物群落的影响不同,8月人工柽柳林群落地表节肢动物活动密度、类群丰富度和多样性均显著高于人工梭梭林群落。人工固沙植被恢复显著降低了适应荒漠环境的拟步甲科甲虫,而蚁科和部分蜘蛛的数量显著增加,它们对人工固沙植被恢复的响应模式不同决定了群落结构及多样性的变化规律。此外,研究还发现一些地表节肢动物类群对不同生境具有强烈的指示作用,如拟步甲科等可指示荒漠生境,潮虫科等可指示梭梭林生境,而蠼螋科和狼蛛科等可指示柽柳林生境。综上所述,人工栽植固沙灌木形成的固沙植被群落导致了一些适应荒漠环境的地表节肢动物类群的数量降低,但也为更多的地表节肢动物类群提供了适应栖居环境和充足的食物资源等,从而提高了地表节肢动物的多样性。 展开更多

关键词 固沙植被群落 地表节肢动物 群落结构 多样性 指示种

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沙尘暴期间莫高窟大气颗粒物变化及影响因素 被引量：2

11

作者 杨小菊 徐瑞红 +5 位作者 武发思 王小伟 詹鸿涛 王彦峰 汪万福 张国彬 《环境科学与技术》 CAS CSCD 北大核心 2021年第2期66-75,共10页

为有效预防突发沙尘暴天气下大气颗粒物对世界文化遗产地敦煌莫高窟壁画及彩塑的污染,文章选取了第138窟内、72窟前及九层楼顶3处监测点,探讨了大气颗粒物污染特征及影响因素。结果表明:72窟前平均风速为1.57 m/s,小于起沙风速,九层楼... 为有效预防突发沙尘暴天气下大气颗粒物对世界文化遗产地敦煌莫高窟壁画及彩塑的污染,文章选取了第138窟内、72窟前及九层楼顶3处监测点,探讨了大气颗粒物污染特征及影响因素。结果表明:72窟前平均风速为1.57 m/s,小于起沙风速,九层楼顶平均风速为10.66 m/s,大于起沙风速,占比为98.50%,主风向为东北偏东,占比为39.85%。九层楼顶颗粒物质量浓度比其他监测点更快达到最大值。第138窟内、72窟前PM_(2.5)日均质量浓度为(43.82±15.51)、(59.85±29.78)μg/m^(3),超标倍数为0.25、0.71,九层楼顶PM_(2.5)超出仪器上限。第138窟内、72窟前、九层楼顶PM10日均质量浓度为(58.60±21.36)、(74.43±36.52)、(3 725.41±203.41)μg/m^(3),超标倍数为0.17、0.49、73.51;TSP日均质量浓度为(80.15±29.02)、(102.33±48.22)、(5 593.68±707.98)μg/m^(3),超标倍数为0、0、45.61。各监测点输送颗粒物的主要风向为ENE、NE、E和N、NNE。颗粒物质量浓度与气温、气压呈负相关,与风速呈正相关,除72窟前PM_(2.5)外,其他颗粒物质量浓度与空气相对湿度呈负相关。 展开更多

关键词 敦煌莫高窟 文物预防性保护 大气颗粒物 风沙危害 影响因素

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氮沉降增加和人类干扰对半干旱草地土壤呼吸的影响 被引量：12

12

作者 赵欣鑫 李玉霖 +1 位作者 李有文 巨天珍 《农业工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第15期120-127,共8页

土壤呼吸是全球碳循环的主要流通途径,但半干旱草地土壤呼吸对全球变化和人类干扰的响应机制尚不清楚。该研究以科尔沁沙质草地为研究对象,研究氮沉降增加、人类干扰(火烧、刈割)及其交互作用对沙质草地整个植物生长季(2017年5-9月)土... 土壤呼吸是全球碳循环的主要流通途径,但半干旱草地土壤呼吸对全球变化和人类干扰的响应机制尚不清楚。该研究以科尔沁沙质草地为研究对象,研究氮沉降增加、人类干扰(火烧、刈割)及其交互作用对沙质草地整个植物生长季(2017年5-9月)土壤呼吸的影响。结果表明,土壤呼吸呈明显的季节动态变化,在7月最高。氮沉降增加使根呼吸显著提高42%,土壤呼吸显著增加17%(P<0.001),但对微生物呼吸无显著影响。火烧使根呼吸显著提高25%(P<0.01),但使微生物呼吸降低13%(P<0.001),从而导致土壤呼吸未显著增加(P>0.05)。刈割显著降低了土壤温度,诱导微生物呼吸和根呼吸分别降低13%(P<0.001)和20%(P<0.05),从而显著抑制土壤呼吸(P<0.001)。氮沉降增强了火烧对土壤呼吸的促进作用,但未显著影响刈割对土壤呼吸的抑制作用。氮沉降、火烧和刈割对土壤呼吸的不同影响可对全球变化背景下沙质草地土壤碳循环的预测和天然草地的科学管理提供参考。 展开更多

关键词 土壤呼吸 氮沉降 火烧 刈割 交互作用 科尔沁沙地

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放牧和氮添加对半干旱沙质草地优势种糙隐子草及群落功能性状的影响 被引量：12

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作者 孙一梅 田青 +3 位作者 郭爱霞 张森溪 吕朋 左小安 《草地学报》 CAS CSCD 北大核心 2021年第3期563-571,共9页

为探究氮沉降背景下放牧对半干旱沙质草地植物功能性状的影响,本试验探究了放牧和短期氮添加(20 g·m-2·a-1)对半干旱沙质草地优势种糙隐子草(Cleistogenes squarrosa)和群落功能性状的影响。结果表明:放牧和氮添加增加了糙隐... 为探究氮沉降背景下放牧对半干旱沙质草地植物功能性状的影响,本试验探究了放牧和短期氮添加(20 g·m-2·a-1)对半干旱沙质草地优势种糙隐子草(Cleistogenes squarrosa)和群落功能性状的影响。结果表明:放牧和氮添加增加了糙隐子草的重要值,放牧降低了糙隐子草叶面积,氮添加显著降低了围封草地中糙隐子草叶干物质含量,增加了围封和放牧草地中糙隐子草叶氮含量(P<0.05);相同氮素水平下放牧降低了植物群落高度,氮添加增加了围封样地植物叶面积和叶氮含量,增加了放牧样地植物比叶面积和叶氮含量,降低了叶干物质含量(P<0.05);回归分析表明,糙隐子草叶面积和叶氮含量能较好地解释群落水平植物叶面积和叶氮含量的变化。半干旱沙质草地植物群落通过改变植株大小和主要叶性状来响应放牧和氮沉降,对预测未来草地生态系统结构与功能具有重要意义。 展开更多

关键词 功能性状 放牧 氮添加 糙隐子草(Cleistogenes squarrosa) 科尔沁沙地

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治沙措施通过植物群落的质量效应驱动土壤因子变化——以玛曲高寒草甸沙化区为例 被引量：3

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作者 王新源 兰芳芳 +5 位作者 马仲武 陈萍 唐霞 连杰 王旭洋 曲浩 《生态学报》 CAS CSCD 北大核心 2023年第1期70-81,共12页

沙漠化是玛曲高寒草甸面临的主要生态问题之一,研究沙障固定+种草植灌+围封共同构建的综合性治沙措施对不同调查区(县城南岸与河曲马场)玛曲高寒草甸严重沙漠化区域(流动沙地)植物群落和土壤因子的影响,以及植物群落驱动土壤因子变化的... 沙漠化是玛曲高寒草甸面临的主要生态问题之一,研究沙障固定+种草植灌+围封共同构建的综合性治沙措施对不同调查区(县城南岸与河曲马场)玛曲高寒草甸严重沙漠化区域(流动沙地)植物群落和土壤因子的影响,以及植物群落驱动土壤因子变化的生态机制,有助于科学合理的开展沙漠化防治与生态恢复工作。结果表明:治沙措施实施后,植物群落的主要优势种由青藏苔草(Carex moorcroftii)转变为垂穗披碱草(Elymus nutans)与青藏苔草并重。不受调查区制约,治沙措施能够显著改善植物群落数量特征与物种多样性,表现为县城南岸与河曲马场的地上生物量大幅提高至18.04 g/m^(2)和24.67 g/m^(2)(P<0.05),盖度分别为23.8%和31.1%,较流动沙地显著提高了487.3%和589.2%(P<0.05),物种丰富度和Shannon多样性指数的变化规律与盖度相近。土壤因子方面,除pH值外,治沙措施能够显著提高县城南岸与河曲马场的土壤全氮、全碳、全磷、速效磷和速效钾。线性混合效应模型表明,治沙措施实施后,地上生物量是驱动土壤有机质、全氮和全碳变化的主导因素,其对以上土壤养分的积极效应亦达到显著水平。相较而言,物种多样性对土壤因子变化的贡献率较低,说明植物群落主要通过“质量效应”而不是“多样性效应”来改善土壤有机质、全氮和全碳等主要养分。 展开更多

关键词 高寒草甸 沙漠化 治沙措施 质量效应

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沙化草地土壤碳氮磷化学计量特征及其对植被生产力和多样性的影响 被引量：67

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作者 宁志英 李玉霖 +2 位作者 杨红玲 张子谦 张建鹏 《生态学报》 CAS CSCD 北大核心 2019年第10期3537-3546,共10页

沙化草地土壤碳(C)、氮(N)、磷(P)化学计量特征及其对植被生产力与多样性的影响对于认识草地沙漠化过程中土壤与植被的互馈关系,以及沙漠化发展的生态学机理具有重要的意义。通过对科尔沁沙地75个沙化样地的野外调查,研究了科尔沁沙地... 沙化草地土壤碳(C)、氮(N)、磷(P)化学计量特征及其对植被生产力与多样性的影响对于认识草地沙漠化过程中土壤与植被的互馈关系,以及沙漠化发展的生态学机理具有重要的意义。通过对科尔沁沙地75个沙化样地的野外调查,研究了科尔沁沙地不同程度沙化草地的表层土壤C、N、P化学计量特征及其与生产力和多样性的相关关系。结果表明:1)科尔沁沙地沙化草地表层土壤具有较低的有机C、全N、全P含量及C∶N、N∶P和C∶P,平均值分别为1.39mg/g、0.117mg/g、0.079mg/g和7.50、2.22、16.91;草地沙漠化过程中,土壤有机C、全N、全P含量显著降低的同时,C∶N、N∶P和C∶P亦显著降低,表明土壤有机C、全N、全P在沙漠化过程中的损失是不同步的;2)科尔沁沙地沙化草地表层土壤有机C、全N、全P元素间均呈显著正相关,具有一定的耦合关系,且土壤有机C和全P间的耦合关系不随沙漠化的发展而发生改变;3)草地沙化过程中,土壤养分的损失限制着草地生产力,而土壤N∶P较全N、全P含量更能反映土壤养分对生产力的限制作用;4)沙化草地土壤全N含量与物种丰富度间具有显著正相关关系,而土壤全P含量与其无显著相关性;多样性指数与全N、全P含量间均具有显著正相关关系;相对于土壤全N、全P含量,N∶P能更好地反映养分平衡对物种多样性的影响作用。 展开更多

关键词 科尔沁沙地 生态化学计量学 土壤 生产力 物种多样性

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科尔沁沙地草地植物群落功能性状对封育和放牧的响应 被引量：20

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作者 张晶 左小安 +7 位作者 杨阳 岳喜元 张婧 吕朋 周欣 连杰 刘良旭 何钊全 《农业工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第24期261-268,共8页

该研究以科尔沁沙地中草甸(meadow)、针茅草原(Stipa steppe)、疏林草地(scattered tree grassland)和沙质草地(sandy grassland)4种草地的18种优势植物为研究对象,分别测定了不同草地植物群落在封育和放牧下的高度(height)、比叶面积(s... 该研究以科尔沁沙地中草甸(meadow)、针茅草原(Stipa steppe)、疏林草地(scattered tree grassland)和沙质草地(sandy grassland)4种草地的18种优势植物为研究对象,分别测定了不同草地植物群落在封育和放牧下的高度(height)、比叶面积(specific leaf area,SLA)、叶片干物质含量(leaf dry matter content,LDMC)、叶片面积(leaf area,LA)、叶片氮含量(leaf nitrogen content,LNC)和叶片碳同位素(leaf carbon isotopes)6个相关于植物生理生态过程的功能性状指标。结果表明:1)长期放牧增加了草地中一年生植物和C4植物的丰富度和重要值,降低了沙质草地中多年生植物的相对生物量;2)沙质草地植物群落的SLA和δ^(13)C高于其他3种草地,LDMC小于其他3种草地;3)长期放牧降低了草地植物群落的高度和LA,增加了草地植物群落的δ^(13)C,SLA、LDMC和LNC则不受放牧的影响;4)植物功能性状中,SLA与LDMC极显著负相关且不受放牧的干扰;而长期放牧导致了高度与SLA和δ^(13)C显著负相关以及SLA和δ^(13)C显著正相关。科尔沁沙地长期放牧的草地中一年生植物和C4植物比例相对增加,且优势植物具有较低的高度和LA以及较高的δ^(13)C,表明了草地植物群落通过物种竞争结构和功能性状权衡策略的改变来适应长期放牧。因此,减轻放牧压力,改善植物群落的功能性状,对于该区域退化草地的恢复及持续管理具有一定的重要意义。 展开更多

关键词 植物 生长 生理学 草地 放牧 草地植物群落 封育 不同草地类型

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干旱半干旱区地下水埋深对沙地植物土壤系统演变的驱动作用综述 被引量：12

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作者 赵思腾 赵学勇 +7 位作者 李玉霖 毛伟 王宁 陈云 卢建男 陈雪萍 王瑞雄 杨小菊 《生态学报》 CAS CSCD 北大核心 2022年第23期9898-9908,共11页

在干旱半干旱生态脆弱区,地下水是限制植物种类组成、数量和生长发育的关键因素之一。近年来由于气候变化与土地利用强度的增加,我国北方普遍出现以极端气候变化、地表水体萎缩和地下水位下降为特征的生态过程,对区域生态系统安全和可... 在干旱半干旱生态脆弱区,地下水是限制植物种类组成、数量和生长发育的关键因素之一。近年来由于气候变化与土地利用强度的增加,我国北方普遍出现以极端气候变化、地表水体萎缩和地下水位下降为特征的生态过程,对区域生态系统安全和可持续发展构成严重威胁。而有关干旱半干旱区地下水埋深变化驱动退化植被恢复和稳定性维持方面的系统研究尚存不足。系统总结了地下水埋深变化分别对植物、土壤产生的影响及其三者间相互作用关系,比较分析了前人的研究成果,归纳总结了地下水埋深变化的驱动作用和影响因素,以及干旱半干旱区地下水埋深变化对植物土壤系统影响的预测模型研究,以期为今后应对地下水埋深变化制定生态保护策略提供理论指导依据。对本研究做了展望。 展开更多

关键词 干旱半干旱区 地下水埋深 土壤水分 土壤养分 植被特征 模型预测

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科尔沁沙质草地生物量积累过程对降水变化的响应模拟 被引量：10

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作者 王明明 刘新平 +3 位作者 何玉惠 魏静 车力木格 孙姗姗 《生态学报》 CAS CSCD 北大核心 2020年第11期3656-3665,共10页

科尔沁沙地是中国北方严重的沙漠化区域之一,理解其沙质草地生物量积累对降水变化的响应有利于该区域的生态恢复和后续经营管理。在植被-土壤水分耦合模型的基础上结合植被阈值-迟滞响应模式(T-D),在点尺度上模拟科尔沁沙质草地生长季... 科尔沁沙地是中国北方严重的沙漠化区域之一,理解其沙质草地生物量积累对降水变化的响应有利于该区域的生态恢复和后续经营管理。在植被-土壤水分耦合模型的基础上结合植被阈值-迟滞响应模式(T-D),在点尺度上模拟科尔沁沙质草地生长季植被生物量积累过程对降水变化的响应。结果表明(1)植被生物量积累对降水量变化表现出明显的非线性响应。降水量增加,促进植被生物量积累,反之则抑制生物量积累,但在同等程度的降水量变化下生物量积累对降水增加的响应远大于对降水量减少的响应。(2)生物量积累对降水频率变化的响应与单次有效降水量变化在干旱年和湿润年都显著正相关,但与累计有效降水量相关性微弱,而与有效降水间隔变化只在干旱年显著相关,表明在不同年份间降水频率变化实际上通过改变单次有效降水量和有效降水间隔来影响生物量的积累。(3)生物量积累过程对降水频率变化存在明显的响应阈值,但该阈值在不同的降水量和降水特征下并不相同。科尔沁沙质草地植被生物量积累过程对降水变化有明显的响应,植被-土壤水分耦合模拟与T-D模型的结合能有效地在日尺度上识别这种响应,这为探究植被和降水关系提供了新工具。 展开更多

关键词 半干旱沙质草地 生物量积累 降水变化 响应 模型模拟

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科尔沁沙地退化植被恢复过程中碳氮化学计量特征的变化 被引量：7

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作者 吕朋 左小安 +4 位作者 孙珊珊 张晶 赵生龙 程清平 胡亚 《干旱区地理》 CSCD 北大核心 2019年第3期606-614,共9页

为研究沙地退化植被恢复过程中碳氮化学计量特征的变化,分别于2011年、2013年和2015年8月中旬对流动、半固定、固定沙丘和草地进行植被调查,并测定植被-土壤系统的碳氮化学计量特征。结果表明:(1)随着沙地退化植被的恢复,地上植物、凋... 为研究沙地退化植被恢复过程中碳氮化学计量特征的变化,分别于2011年、2013年和2015年8月中旬对流动、半固定、固定沙丘和草地进行植被调查,并测定植被-土壤系统的碳氮化学计量特征。结果表明:(1)随着沙地退化植被的恢复,地上植物、凋落物和根系的C、N含量及C/N比波动变化,土壤(0~10 cm)C和N含量及C/N比显著增加(P<0.05)。(2)沙地4种生境上的地上植物、凋落物、根系、土壤的C、N含量及C/N比年际间变化显著(P<0.05)。(3)沙地退化植被恢复过程中地上植物、凋落物、土壤的C/N比与物种丰富度呈正线性关系(P<0.01)。沙地退化植被恢复过程中优势植物演替导致植被-土壤系统中C、N化学计量特征的变化,植被恢复过程中植物的氮素利用效率也在逐渐增强,而封育时间的增加能够促进沙地土壤中N的积累。 展开更多

关键词 C、N含量 C/N比 退化植被恢复 恢复年限 科尔沁沙地

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长期氮沉降和地上凋落物处理对半干旱区沙质草地表层土壤碳氮组分的影响 被引量：7

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作者 詹瑾 丛安琪 +6 位作者 李玉霖 连杰 陈佳宁 王鹤松 程莉 宁志英 杨红玲 《水土保持学报》 CSCD 北大核心 2023年第4期227-234,共8页

为揭示半干旱区沙质草地生态系统中表层土壤C、N组分对长期氮添加和地上凋落物处理的响应特征,以科尔沁沙地西南部国家野外科学观测研究站建立的长期(9年)氮添加和凋落物处理样地为平台,测定并分析该样地表层土壤环境因子、铵态氮、硝... 为揭示半干旱区沙质草地生态系统中表层土壤C、N组分对长期氮添加和地上凋落物处理的响应特征,以科尔沁沙地西南部国家野外科学观测研究站建立的长期(9年)氮添加和凋落物处理样地为平台,测定并分析该样地表层土壤环境因子、铵态氮、硝态氮、总有机碳、不同碳氮组分。结果表明:(1)持续9年的氮添加和地上凋落物处理对表层土壤环境因子和不同碳氮组分无交互作用;(2)氮添加处理显著降低土壤pH(p<0.01),增加土壤中硝态氮的含量(p<0.05),其增长幅度为37.57%,并显著增加溶解性有机氮(DON)和易变活性氮(LON)的含量(p<0.01,p<0.05);(3)地上凋落物去除显著降低土壤总有机碳(TOC)、易变缓性碳(IOC)、微生物生物量碳(MBC)和微生物生物量氮(MBN)含量(p<0.05);(4)经过9年氮添加和地上凋落物处理,半干旱区沙质草地表层土壤中不同碳氮组分与土壤环境因子间相关性并不密切。即长期氮添加和地上凋落物处理会改变表层土壤不同碳、氮组分的含量,但并未显著改变各碳、氮组分的比值。研究结果为揭示长期氮添加和地上凋落物处理对半干旱区沙质草地土壤C、N贮存和预测未来土壤生物地球化学元素动态研究提供参考资料。 展开更多

关键词 土壤碳氮组分 地上凋落物 氮沉降 沙质草地

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