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草地退化对三江源国家公园高寒草甸表层土壤有机碳、全氮、全磷的空间驱动 被引量:8
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作者 张法伟 李红琴 +5 位作者 仪律北 罗方林 张光茹 王春雨 杨永胜 李英年 《生态学报》 CAS CSCD 北大核心 2022年第14期5586-5592,共7页
草地退化显著削弱了三江源高寒草甸的土壤肥力及生态承载功能,但空间尺度上的驱动强度和环境调控尚不清晰。在2020年7—8月,基于三江源国家公园高寒草甸典型分布区原生植被和退化植被的60个配对采样,研究表层(0—30 cm)土壤有机碳(SOC)... 草地退化显著削弱了三江源高寒草甸的土壤肥力及生态承载功能,但空间尺度上的驱动强度和环境调控尚不清晰。在2020年7—8月,基于三江源国家公园高寒草甸典型分布区原生植被和退化植被的60个配对采样,研究表层(0—30 cm)土壤有机碳(SOC)、全氮(TN)和全磷(TP)含量对草地退化的空间响应特征。三江源国家公园高寒草甸原生植被SOC和TN含量分别为(2.45±2.05)%(平均值±标准差,下同)和(0.25±0.20)%,配对样本t-检验的结果表明草地退化导致SOC和TN分别极显著(P<0.001)下降了44.0%和35.6%。TP对草地退化无显著响应(P=0.22)。原生植被的土壤C∶N∶P平均为59.6∶6.2∶1.0,草地退化导致化学计量值平均下降28.3%。一般线性模型的结果表明草地退化对SOC和TN及土壤生态化学计量特征的空间降低强度主要取决于纬度和海拔(P<0.01),与经度和土壤深度关系较弱(P>0.30),即低纬度高海拔的高寒草甸响应相对强烈。草地退化导致三江源国家公园高寒草甸土壤碳氮损失严重,降低了土壤生态化学计量。研究结果可为三江源退化高寒草甸土壤营养功能的治理和恢复提供理论支撑。 展开更多
关键词 草地退化 表层土壤有机碳含量 全氮含量 全磷含量 三江源国家公园
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三江源国家公园表层土壤有机碳和全氮密度的特征评估和等级区划 被引量:8
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作者 张法伟 李红琴 +7 位作者 李文清 王军邦 仪律北 罗方林 张光茹 王春雨 杨永胜 李英年 《生态学报》 CAS CSCD 北大核心 2022年第14期5593-5602,共10页
三江源国家公园是青藏高原生态屏障的核心单元,准确评估其土壤碳氮特征是区域生态功能认知和分区管理的重要基础。基于54个样点调查数据,结合高程、坡度、坡向及2000—2018年的年均气温、降水、归一化植被指数等生态因子,采用增强回归... 三江源国家公园是青藏高原生态屏障的核心单元,准确评估其土壤碳氮特征是区域生态功能认知和分区管理的重要基础。基于54个样点调查数据,结合高程、坡度、坡向及2000—2018年的年均气温、降水、归一化植被指数等生态因子,采用增强回归树模型研究了三江源国家公园表层(0—30 cm)土壤有机碳(SOC)、全氮(TN)密度的空间格局和等级区划及储量特征。结果表明三江源国家公园SOC密度和TN密度分别为(5.41±3.12)kg/m^(2)(平均值±标准差,下同)和(0.57±0.27)kg/m^(2),其空间变异均主要受降水和归一化植被指数影响。澜沧江源园区和黄河源园区SOC和TN密度分别为(9.39±0.89)kg/m^(2)和(0.92±0.09)kg/m^(2)、(8.26±2.33)kg/m^(2)和(0.80±0.20)kg/m^(2),约为长江源园区的2倍。SOC和TN密度等级在澜沧江源园区呈现出中心高周围低的特征,在黄河源园区和长江源园区分别表现出从北到南和从东南到西北逐渐降低的格局。三江源国家公园SOC储量和TN储量分别为0.60 Pg和0.06 Pg,其中澜沧江源园区、黄河源园区、长江源园区的储量占比分别约为20%、20%和60%。三江源国家公园SOC储量和TN储量均主要集中在高寒草甸和高寒草原,二者累计占比约为90%,是区域生态功能的主要载体和管理规划的重点对象。研究结果可为三江源国家公园的功能评估和分区管理提供参考依据。 展开更多
关键词 表层土壤有机碳 表层土壤全氮 归一化植被指数 等级区划 三江源国家公园
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祁连山东段4类草地生态系统CO_(2)通量与叶面积指数的关系研究 被引量:3
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作者 高延锋 仪律北 +6 位作者 张法伟 马文婧 李红琴 王春雨 罗方林 杨永胜 李英年 《中国草地学报》 CSCD 北大核心 2022年第5期1-8,共8页
以祁连山东段嵩草草甸(矮嵩草草甸)、灌丛草甸(金露梅灌丛草甸)、沼泽草甸(帕米尔苔草沼泽草甸)和草甸草原(西北针茅草甸草原)4类重要草地为对象,基于2011年植被生长季(6~9月)涡度相关观测系统连续监测的CO_(2)通量和遥感反演的叶面积指... 以祁连山东段嵩草草甸(矮嵩草草甸)、灌丛草甸(金露梅灌丛草甸)、沼泽草甸(帕米尔苔草沼泽草甸)和草甸草原(西北针茅草甸草原)4类重要草地为对象,基于2011年植被生长季(6~9月)涡度相关观测系统连续监测的CO_(2)通量和遥感反演的叶面积指数(LAI),比较研究CO_(2)通量及群落光合特征参数与LAI的关系。结果表明,生长季中嵩草草甸的LAI和碳汇强度分别为2.76m^(2)/m^(2)和694.13gCO_(2)/m^(2),显著高于其他3类草地类型。灌丛草甸碳汇强度居中(662.98gCO_(2)/m^(2)),但LAI最小(1.66m^(2)/m^(2)),草甸草原碳汇强度次之(524.40gCO_(2)/m^(2)),沼泽草甸碳汇强度最小(460.77gCO_(2)/m^(2))。4类草地的逐日生态系统CO_(2)净交换(Net ecosystem CO_(2)exchange,NEE)均主要受控于生态系统总初级生产力(Gross primary productivity,GPP)。逐日NEE、GPP、生态系统总呼吸(Ecosystem respiration,RES)均与LAI呈显著线性相关(P<0.05)。沼泽草甸和灌丛草甸的逐日GPP及NEE对LAI的敏感度极显著高于嵩草草甸和草甸草原(P<0.001),但不同草地类型间逐日RES对LAI的敏感度无显著差异。嵩草草甸的饱和光合速率和生态系统暗呼吸速率相对最大,平均分别为0.89和0.22mgCO_(2)/(m^(2)·s),但与其他3类草地无显著差异。草地类型间群落光合特征参数的季节变异主要受控于LAI(P<0.01),与草地类型和生长阶段关系较小。因此,LAI和草地类型通过影响总初级生产力、呼吸强度和群落光合特征,共同调控着高寒草地的碳收支。研究结果可为祁连山东部区域碳汇功能评估提供理论依据和数据支撑。 展开更多
关键词 高寒草地 CO_(2)通量 叶面积指数 总初级生产力 生态系统总呼吸 光合特征参数
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祁连山南麓高寒禾草-矮嵩草草甸土壤水源涵养功能的特征 被引量:2
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作者 李红琴 王卓权 +7 位作者 张法伟 仪律北 郭小伟 李以康 林丽 曹广民 李英年 周华坤 《水土保持研究》 CSCD 北大核心 2022年第3期135-141,146,共8页
青藏高原被誉为“中华水塔”,高寒草甸是主要植被类型但其水源涵养功能有待准确量化。以祁连山南麓高寒禾草-矮嵩草草甸为研究对象,通过分析2014—2018年的植被生长季(6—9月)土壤体积含水量的长期观测数据,探讨了土壤有效水源涵养量(... 青藏高原被誉为“中华水塔”,高寒草甸是主要植被类型但其水源涵养功能有待准确量化。以祁连山南麓高寒禾草-矮嵩草草甸为研究对象,通过分析2014—2018年的植被生长季(6—9月)土壤体积含水量的长期观测数据,探讨了土壤有效水源涵养量(土壤现实持水量与最小持水量之差)和水文调节功能(有效水源涵养量的时间变化速率)的变化特征及其环境调控机制。结果表明:高寒草甸0—100 cm年均土壤有效水源涵养量为(44.3±8.7)mm(平均值±标准差,下同),呈现出双峰型的季节趋势,最高峰和次高峰分别为6月下旬的(57.8±14.4)mm和9月中旬的(59.2±15.7)mm。浅层(0—20 cm)、中层(20—60 cm)和深层(60—100 cm)土壤有效水源涵养量占比分别为53.1%,34.9%和12.0%,土壤有效含水源涵养量随土层深度增加表现为对数衰减(R^(2)=0.82,p<0.001)。增强回归树的结果表明土壤有效水源涵养量的季节变化主要受控于土壤温度,尤其是5 cm土壤温度,二者呈现出显著负相关。不同深度的年均土壤有效水源涵养量和土壤黏粒比例显著负相关(R^(2)=0.99,p=0.004)。根系区(0—40 cm)年均土壤吸湿速率和脱湿速率分别为(0.21±0.02)mm/h和(0.22±0.02)mm/h,t检验的结果表明除了0—5 cm之外,根系区土壤脱湿速率显著大于吸湿速率。分析表明土壤温度是土壤吸湿和脱湿速率的显著环境驱动因子。因此,土壤温度是高寒禾草-矮嵩草草甸土壤有效水源涵养量和水文调节功能的主要影响因素,维持土壤的低温是高寒草甸水源涵养功能保育和提升的重要基础。 展开更多
关键词 禾草-矮嵩草草甸 土壤有效水源涵养量 土壤吸湿速率 土壤脱湿速率 增强回归树
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