新疆天山中段巴音布鲁克高山草地碳含量及其垂直分布

对新疆天山中段巴音布鲁克高山草地(高山草原和高山草甸)的生物量和土壤有机碳进行了测定。结果表明积分和分层两种估算方法得到的土壤有机碳含量没有显著差异,但积分算法的优势在于能推算不同深度的土壤有机碳含量,便于与以往的研究进行比较;高山草甸的生物量和土壤有机碳含量均大于高山草原;其地上生物量分别为71.4和94.9gC·m-2,地下生物量分别为1033.5和1285.2gC·m-2;1m深度的土壤有机碳含量分别为25.7和38.8kg·m-2;地上生物量呈现较为明显的垂直分布格局,即随着海拔的增加,地上生物量先呈增加趋势,但当海拔超过一定界限后生物量突然下降;土壤含水率是导致南坡(阳坡)土壤有机碳含量空间分异的重要因素,但北坡(阴坡)土壤有机碳含量还可能与地形、土壤质地等其它因素有关;两种高山草地(高山草原和高山草甸)的根系集中分布在40cm以内,0～20cm根系分别占其总量的76%和80%;土壤有机碳集中分布在60cm以内,0～20cm土壤有机碳分别占其总量的55%和49%;高山草原根系分布比高山草甸深,但较低的地下/地上比使得其有机碳分布比高山草甸浅

中国北方草地生物量动态及其与气候因子的关系

草地生态系统在全球碳循环中扮演重要角色.中国草地约占中国陆地面积的1/3,但对其碳库大小、动态及其与气候变化的关系缺乏系统研究.基于341个样地调查的地上、地下生物量资料和1982~2006年的卫星遥感数据,利用地上生物量与遥感数据之间及地上生物量与地下生物量之间的关系,估算了中国北方草地生物量碳库及其空间分布,分析了过去25年生物量碳密度和碳库的时间动态及其与气候变化的关系.结果显示:(1)中国北方草地生物量碳库为557.5TgC,地上、地下生物量密度分别为39.5和244.6gC/m2,地下部分占总生物量碳库的86%;(2)1982~2006年间中国草地生物量碳库呈微弱增加趋势,平均年增量为0.2TgC,但自20世纪80年代末,草地生物量并未呈现显著的变化趋势;(3)草地生物量的年际波动主要受1~7月降水的影响,而与温度关系较弱.不同草地类型之间生物量-气候关系存在一定差异,较为干旱的荒漠草原和典型草原的生物量波动与降水关系密切;高寒草甸的生物量则与1~7月均温显著正相关,而与降水的关系较弱.结果表明,不同草地生态系统对未来气候变化的响应可能存在差异

新疆巴音布鲁克高山草地物种丰富度与生产力的关系

利用野外调查的物种丰富度和生物量资料,对位于新疆天山中段巴音布鲁克草地的20个样地进行群落数量分类,揭示每种群落类型的物种丰富度和生产力特征,在此基础上,考察了群落内和群落间物种丰富度与生产力的关系,并探讨其形成机制。结果表明:利用TWINSPAN将20个样地划分为6个群落类型(亚高山草原、亚高山草甸化草原、亚高山草原化草甸、亚高山草甸、高山草甸和高山沼泽草甸)。6个草地群落类型地上生物量、物种丰富度差异明显:就地上生物量而言,亚高山草原和亚高山草甸较低,高山沼泽草甸和高山草甸较高,而亚高山草甸化草原和亚高山草原化草甸处于两者之间;就物种丰富度而言,亚高山草甸和高山草甸较高,亚高山草原和高山沼泽草甸较低,而亚高山草甸化草原和亚高山草原化草甸处于两者之间。群落内物种丰富度与生产力的关系表现出多种形式:亚高山草原、亚高山草甸和高山草甸的物种丰富度与生产力呈正相关,亚高山草甸化草原的物种丰富度与生产力呈负相关,而亚高山草原化草甸和高山沼泽草甸的物种丰富度与生产力没有表现出显著的相关关系。群落间物种丰富度与生产力呈现“单峰”关系。群落内生产力范围不够大,可能是群落内未能观察到“单峰”关系的原因;环境异质性是导致群落间出现“单峰”关系的关键因素

中国北方温带灌丛生态系统碳、氮、磷储量

研究生态系统碳(C)、氮(N)、磷(P)密度分布和储量对于理解生态系统碳循环和养分循环的机制和规律有重要意义。现有的相关研究多集中在森林和草地生态系统。在中国北方,灌丛生境水分和土壤条件差异很大,这为研究生态系统C、N、P密度与储量的分布格局提供了良好条件。该研究调查了433个中国北方温带灌丛样地的生物量、凋落物以及土壤等组分的有机C及N、P含量,据此计算出中国北方灌丛生态系统有机C及N、P密度和储量。结果表明:中国北方灌丛平均生态系统有机C及N、P密度分别为69.8 Mg·hm~(–2)、7.3 Mg·hm~(–2)、4.2 Mg·hm~(–2)。其中,生物量C、N、P密度分别为5.1 Mg·hm~(–2)、11.5×10~(–2)Mg·hm~(–2)、8.6×10~(–3) Mg·hm~(–2),生物量C、N、P密度与降水和土壤养分关系显著;凋落物C、N、P密度分别为1.4 Mg·hm~(–2)、3.8×10~(–2)Mg·hm~(–2)、2.5×10~(–3) Mg·hm~(–2),凋落物C、N、P密度与温度和降水关系显著;1 m深土壤的平均有机C及N、P密度分别为64.0Mg·hm~(–2)、7.1 Mg·hm~(–2)、4.2 Mg·hm~(–2),土壤有机C及N密度与温度和降水关系显著。中国北方灌丛生态系统的总有机C及N、P储量分别为1.7 Pg、164.9 Tg、124.8 Tg。其中生物量C、N、P储量分别为128.4 Tg、3.1 Tg、0.2 Tg;凋落物C、N、P储量分别为8.4 Tg、0.45 Tg、0.027 Tg;土壤是最大的C、N、P库,1 m深土壤有机C及N、P储量分别为1.6 Pg、161.3 Tg、124.6 Tg

中国北方温带灌丛生物量的分布及其与环境的关系

目前对植物生物量分布格局和分配的研究多集中在森林和草地生态系统,对灌丛的相关研究较少。灌丛是中国北方广泛分布的植被。研究灌丛生物量分布格局及其分配是对估算我国陆地生态系统碳库的重要补充。该文通过对中国北方温带灌丛的大范围野外调查和采样,计算中国北方433个典型灌丛样地的生物量及其在各器官间的分配,并研究它们与气候和土壤营养等环境因子的关系。结果表明:中国北方温带灌丛平均生物量为12.5 t·hm~(–2),其中灌木层地上、地下生物量分别为4.5和5.4 t·hm~(–2),草本层地上、地下生物量分别为0.8和1.8 t·hm~(–2);凋落物量为2.5 t·hm~(–2)。不同类型中,温带落叶灌丛、亚高山落叶阔叶灌丛、荒漠灌丛平均生物量分别为14.4、28.8和5.0 t·hm~(–2)。东西部生物量分布差异较大,东部温带落叶灌丛总生物量高于西部的荒漠灌丛。东部温带落叶灌丛中,东北地区的灌丛生物量稍低于华北地区。灌木的地下-地上生物量比不随水分和土壤养分变化,而叶-枝生物量比受水分影响,在干旱区域叶-枝生物量比较低

中国北方典型灌丛的分布特征及气候限制

灌丛是中国北方常见的植被类型,随着全球变化进程加剧,全球和中国灌丛面积正逐年上升,成为陆地生态系统碳循环中愈加重要的组分.研究灌丛的分布规律及其驱动因子有助于了解植物对自然胁迫的适应机制以及环境变化对植被动态的影响.本研究基于2400个灌丛群落的野外调查数据,利用k均值聚类以及典范对应分析(canonical correspondence analysis, CCA)排序研究了中国北方灌丛类型与分布及其与气候的关系.结果表明,中国北方灌丛可以划分为分布区间、生境和结构差异显著的29种典型的灌丛群系,各群系平均物种丰富度、盖度随其分布区的平均年降水量增加而增加; CCA排序显示,第一、第二排序轴分别对应水分和热量因子,中国北方灌丛的分布体现了两个更替梯度:沿湿冷-干热梯度以及在较湿润条件下沿冷-热梯度的变化.水分可利用性调控了灌木的叶属性权衡,随水分可利用性增加,各灌丛类型指示种的叶厚度减小,而比叶面积增加.上述结果表明,相比于热量,水分条件在决定中国北方灌丛分布格局中具有更重要的作用,它不但影响灌丛群落结构,还通过筛选位于叶经济谱上的不同灌木来决定灌丛群系.本研究揭示了气候对中国北方灌丛的塑造过程,对中国北方灌丛的分类结果可以成为更广泛、全面的灌丛分类体系的基础

天山南北坡植物种-面积关系/Study on Species-area Relationships in the Southern and Northern Slopes of the Tianshan Mountains[J]

通过对天山南北坡25个样地的物种-面积关系的研究,结果发现:①所有样地种-面积关系斜率的平均值为0.21±0.02,低于全球平均水平;②草甸、草原和荒漠的种-面积关系的斜率分别为0.14±0.02,0.13±0.01和0.28±0.02.草甸和草原的种-面积关系斜率无显著差别,但两者显著低于荒漠的种-面积关系斜率;③天山南北坡种-面积关系斜率与水分和能量因素均存在显著相关关系,全气候模型解释率为80.42%,其中水分因子的影响最大,为负相关,解释率为69.88%;与物种丰富度对数呈显著负相关关系;④天山南北坡种-面积关系截距与能量因子、水分因子和气候稳定性因子均显著相关,全气候模型解释率为91.9%,水分影响最大,为66.22%,正相关;与物种丰富度也呈显著正相关关系.表明水分因子是影响天山南北坡植物种-面积关系的主要因子,物种丰富度也对其存在显著影响

新疆伊犁地区野果林的群落特征及保护/Community Structure and Conservation of Wild Fruit Forests in the Hi Valley, Xinjiang[J]

新疆伊犁地区是我国野果林分布的主要地段.通过野外调查和资料收集,共获得67个野果林群落样方,分析了新疆伊犁地区野果林的群落结构及其分布特征.结果表明:野果林林下物种丰富,共记录维管束植物46科141属207种.群落分类将野果林划分为野核桃林、野苹果林、野杏林和野生樱桃李林4种类型.野杏林和野生樱桃李林的物种丰富度显著高于野核桃林和野苹果林;野苹果林的乔木密度显著高于野杏林;野核桃林的平均树高显著高于野生樱桃李林;4种林型的乔木平均胸径无显著差异.野果林下维管束植物的物种丰富度随海拔升高呈显著降低趋势,平均树高和平均胸径随海拔升高而增加,立木密度与海拔关系不显著.群落排序表明,野核桃林主要分布在温度较高的区域,野苹果林主要分布在温度较低的区域,野杏林广泛分布于伊犁山地,而野生樱桃李林仅分布于水分条件优越的霍城县部分山区.目前,伊犁地区野果林受人为破坏严重,需加强保护,建议进行种质资源收集甚至迁地保护

新疆山地针叶林植物物种组成与丰富度研究/Study on Plant Species Composition and Richness of the Mountain Coniferous Forests in Xinjiang[J]

通过对新疆阿尔泰山、天山北坡、天山南坡和昆仑山西部11个地点122个样方的调查,发现阿尔泰山针叶林植物(包括乔木、灌木和草本)丰富度显著高于天山南坡和昆仑山;天山南坡和昆仑山物种组成相似,阿尔泰山和天山北坡物种组成相似.全疆针叶林物种丰富度随年平均气温和海拔的增加显著下降,随纬度的升高显著升高.在不同区域,物种丰富度随海拔增加均没有显著变化趋势;在阿尔泰山和昆仑山,物种丰富度随总胸高断面积的增加显著减小.通过GLM(general linear model)分析发现,对新疆植物物种丰富度影响最大的是坡向.北疆除了坡向外,林型和乔木的总胸高断面积也显著影响物种丰富度,而南疆的物种丰富度显著受坡位、年降水量和总胸高断面积的影响

新疆山地针叶林乔木胸径-树高关系分析/Study on Relationship between Height and DBH of Mountain Coniferous Forests in Xinjiang[J]

树木的生长包括了径向生长和垂直生长两个方面,这两方面具有密切的关系,这一关系既受到树木本身的控制,同时也受森林立地条件的影响.通过分析新疆阿尔泰山、天山南北坡以及昆仑山区11个地点120个样方的胸径-树高关系.结果表明:昆仑山的尖削度(taper)显著大于其余3地,其潜在最大树高(potential height,H*)显著小于阿尔泰山和天山北坡.随着海拔的升高,针叶林尖削度显著上升,潜在最大树高显著下降;随年降水的增加,尖削度显著减小,而潜在最大树高显著增加.一般线性模型(general linear model,GLM)分析表明,尖削度和潜在最大树高受年降水、坡向和林型等因素影响较大,而受年平均气温的影响较小,说明新疆山区针叶林胸径-树高关系主要受水分的影响,即水分是生产力的限制因素.胸径-树高与气候的关系具有区域分异,在北疆,尖削度受坡向、坡位和年平均气温的影响较大,而受年降水的影响较小;在南疆,尖削度主要受年降水和坡向的影响,其次是年平均气温