长白山苔原是我国乃至欧亚大陆东部独有的高山苔原,根据前人调查植被以灌木苔原为主要类型。在全球变暖背景下,近30年来,长白山岳桦林下的草本植物侵入苔原带,原生灌木苔原分化为灌木苔原、灌草苔原和草本苔原,形成了灌木、灌草混合和草...长白山苔原是我国乃至欧亚大陆东部独有的高山苔原,根据前人调查植被以灌木苔原为主要类型。在全球变暖背景下,近30年来,长白山岳桦林下的草本植物侵入苔原带,原生灌木苔原分化为灌木苔原、灌草苔原和草本苔原,形成了灌木、灌草混合和草本3种不同类型的凋落物,凋落物数量和质量发生显著改变。与此同时长白山苔原氮沉降量也在逐年增加,导致了土壤中氮的累积,势必影响凋落物的分解。凋落物作为连接植物和土壤的纽带,其分解过程中碳(C)、氮(N)、磷(P)等化学组分和化学计量比的变化直接和间接影响着土壤养分有效性和植物养分利用策略。为揭示氮沉降增加对长白山苔原带不同类型凋落物化学组分及生态化学计量特征早期变化的影响,开展了为期8个月的模拟氮沉降室内凋落物分解实验。在苔原带采集灌木优势种牛皮杜鹃和草本优势种小叶章的凋落物带回实验室,模拟灌木牛皮杜鹃群落、灌草混合的牛皮杜鹃⁃小叶章群落和草本小叶章群落的3种不同类型凋落物,设置三个施氮处理:对照(CK,0 g N m^(-2)a^(-1))、低氮(LN,10 g N m^(-2)a^(-1))、高氮(HN,20 g N m^(-2)a^(-1))。研究表明:(1)不施氮处理时,3种凋落物的C、P均呈释放状态,木质素(Li)呈先累积再略有降解趋势;牛皮杜鹃凋落物的N元素富集而其余两种凋落物N元素呈释放状态;灌草混合和草本凋落物比原生的灌木凋落物C和N元素释放快、Li累积少;而灌木凋落物的P释放略快于灌草和草本凋落物。3种植被类型凋落物的C/N、C/P、Li/N大小表现为:牛皮杜鹃凋落物>牛皮杜鹃⁃小叶章混生群落凋落物>小叶章凋落物;N/P表现为:小叶章凋落物>牛皮杜鹃凋落物>牛皮杜鹃⁃小叶章混生群落凋落物。(2)氮沉降促进3种类型凋落物分解过程中C、N和P化学组分的释放,且氮浓度越高促进作用越显著。在牛皮杜鹃凋落物分解过程中,氮素添加到达某一阈值后,其C/N、C/P、N/P、Li/N的降幅最大,后续若再增加氮素,其对化学计量比的影响均会减弱;本实验中的氮素添加量增加促进了小叶章凋落物的C/N、Li/N下降。(3)草本植物入侵引起凋落物类型的变化带来凋落物分解加快,将导致长白山苔原带养分循环的变化;氮沉降增加对小叶章凋落物化学组分的释放及C/N、Li/N的下降更为促进,小叶章凋落物内难分解化合物减少,分解受到促进。高氮沉降加快了小叶章凋落物与土壤、草本植物之间的养分循环。因此,随着未来苔原带氮沉降量的增加,将更有利于小叶章在与牛皮杜鹃的竞争中获胜,使苔原带呈现草甸化趋势。展开更多
科尔沁沙地生态环境脆弱,对气候变化反应敏感,明确沙地演化规律及其对气候变化的响应对于未来沙地保护和管理具有重要理论指导意义。以科尔沁沙地东北缘一处风沙古土壤剖面为研究对象,利用粒度、烧失量、植硅体指标系统重建了科尔沁沙...科尔沁沙地生态环境脆弱,对气候变化反应敏感,明确沙地演化规律及其对气候变化的响应对于未来沙地保护和管理具有重要理论指导意义。以科尔沁沙地东北缘一处风沙古土壤剖面为研究对象,利用粒度、烧失量、植硅体指标系统重建了科尔沁沙地中晚全新世以来的气候变化和沙地演化。结果表明:5700~2400 cal a BP期间,科尔沁沙地经历了2次固定期和2次扩张期。第一次固定期为5700~4800 cal a BP,东亚夏季风强烈,气候温暖湿润,沙地大部分为固定沙丘;第一次扩张期为4800~3900 cal a BP,此时夏季风不断衰退,气候开始变得冷干,导致沙地逐渐扩张;第二次固定期为3900~3300 cal a BP,气候转暖湿,土壤发育,沙地面积减少;第二次扩张期为3300~2400 cal a BP,气候转冷干,沙地再次扩张,古土壤层普遍被风沙覆盖。总之,东亚夏季风驱动的气候变化驱动了科尔沁沙地中晚全新世沙地演化,沙地管理政策的制定需要特别关注未来气候变化趋势。展开更多
文摘长白山苔原是我国乃至欧亚大陆东部独有的高山苔原,根据前人调查植被以灌木苔原为主要类型。在全球变暖背景下,近30年来,长白山岳桦林下的草本植物侵入苔原带,原生灌木苔原分化为灌木苔原、灌草苔原和草本苔原,形成了灌木、灌草混合和草本3种不同类型的凋落物,凋落物数量和质量发生显著改变。与此同时长白山苔原氮沉降量也在逐年增加,导致了土壤中氮的累积,势必影响凋落物的分解。凋落物作为连接植物和土壤的纽带,其分解过程中碳(C)、氮(N)、磷(P)等化学组分和化学计量比的变化直接和间接影响着土壤养分有效性和植物养分利用策略。为揭示氮沉降增加对长白山苔原带不同类型凋落物化学组分及生态化学计量特征早期变化的影响,开展了为期8个月的模拟氮沉降室内凋落物分解实验。在苔原带采集灌木优势种牛皮杜鹃和草本优势种小叶章的凋落物带回实验室,模拟灌木牛皮杜鹃群落、灌草混合的牛皮杜鹃⁃小叶章群落和草本小叶章群落的3种不同类型凋落物,设置三个施氮处理:对照(CK,0 g N m^(-2)a^(-1))、低氮(LN,10 g N m^(-2)a^(-1))、高氮(HN,20 g N m^(-2)a^(-1))。研究表明:(1)不施氮处理时,3种凋落物的C、P均呈释放状态,木质素(Li)呈先累积再略有降解趋势;牛皮杜鹃凋落物的N元素富集而其余两种凋落物N元素呈释放状态;灌草混合和草本凋落物比原生的灌木凋落物C和N元素释放快、Li累积少;而灌木凋落物的P释放略快于灌草和草本凋落物。3种植被类型凋落物的C/N、C/P、Li/N大小表现为:牛皮杜鹃凋落物>牛皮杜鹃⁃小叶章混生群落凋落物>小叶章凋落物;N/P表现为:小叶章凋落物>牛皮杜鹃凋落物>牛皮杜鹃⁃小叶章混生群落凋落物。(2)氮沉降促进3种类型凋落物分解过程中C、N和P化学组分的释放,且氮浓度越高促进作用越显著。在牛皮杜鹃凋落物分解过程中,氮素添加到达某一阈值后,其C/N、C/P、N/P、Li/N的降幅最大,后续若再增加氮素,其对化学计量比的影响均会减弱;本实验中的氮素添加量增加促进了小叶章凋落物的C/N、Li/N下降。(3)草本植物入侵引起凋落物类型的变化带来凋落物分解加快,将导致长白山苔原带养分循环的变化;氮沉降增加对小叶章凋落物化学组分的释放及C/N、Li/N的下降更为促进,小叶章凋落物内难分解化合物减少,分解受到促进。高氮沉降加快了小叶章凋落物与土壤、草本植物之间的养分循环。因此,随着未来苔原带氮沉降量的增加,将更有利于小叶章在与牛皮杜鹃的竞争中获胜,使苔原带呈现草甸化趋势。
文摘科尔沁沙地生态环境脆弱,对气候变化反应敏感,明确沙地演化规律及其对气候变化的响应对于未来沙地保护和管理具有重要理论指导意义。以科尔沁沙地东北缘一处风沙古土壤剖面为研究对象,利用粒度、烧失量、植硅体指标系统重建了科尔沁沙地中晚全新世以来的气候变化和沙地演化。结果表明:5700~2400 cal a BP期间,科尔沁沙地经历了2次固定期和2次扩张期。第一次固定期为5700~4800 cal a BP,东亚夏季风强烈,气候温暖湿润,沙地大部分为固定沙丘;第一次扩张期为4800~3900 cal a BP,此时夏季风不断衰退,气候开始变得冷干,导致沙地逐渐扩张;第二次固定期为3900~3300 cal a BP,气候转暖湿,土壤发育,沙地面积减少;第二次扩张期为3300~2400 cal a BP,气候转冷干,沙地再次扩张,古土壤层普遍被风沙覆盖。总之,东亚夏季风驱动的气候变化驱动了科尔沁沙地中晚全新世沙地演化,沙地管理政策的制定需要特别关注未来气候变化趋势。
