中国科学院战略性先导科技专项(XDA05050406-4)
- 作品数：13 被引量：188H指数：9
- 相关作者：李玉霖赵学勇崔夺毛伟陈静更多>>
- 相关机构：中国科学院中国科学院大学中国科学院西北生态环境资源研究院更多>>
- 发文基金：中国科学院战略性先导科技专项国家自然科学基金国家科技支撑计划更多>>
- 相关领域：生物学农业科学天文地球更多>>
- 半干旱典型沙区1951—2005年主要气象要素及潜在蒸散量的变化趋势研究被引量：22
- 2012年
- 利用Penman-Monteith公式和常规气象资料计算和分析中国北方半干旱典型沙区(科尔沁沙地、浑善达克沙地和毛乌素沙地)50多年来主要气象要素和潜在蒸散量的变化趋势及其原因。结果表明,自20世纪50年代以来,北方半干旱典型沙区年平均气温均呈上升趋势,年降水量均呈波动变化特征,但年平均风速呈明显下降的趋势。浑善达克沙地年潜在蒸散量随时间呈现显著增加趋势,科尔沁沙地年潜在蒸散量随时间呈现小幅的增加趋势,但毛乌素沙地年潜在蒸散量随时间呈现微弱的下降趋势。偏相关分析显示,毛乌素沙地潜在蒸散量与日照时数和风速呈显著的正相关,与平均温度呈显著的负相关;浑善达克沙地和科尔沁沙地潜在蒸散量与年平均温度显著正相关,但与日照时数无显著相关性。因此,毛乌素沙地日照时数减少和风速降低有可能是区域潜在蒸散量近几十年呈现减少的主要原因,科尔沁沙地和浑善达克沙地潜在蒸散量变化可能主要受温度的影响。
- 杨振常李玉霖崔夺陈静赵学勇
- 关键词：降水风速
- 科尔沁沙地沙丘生境单元凋落物运移特征被引量：8
- 2016年
- 通过测定科尔沁沙地沙丘生境单元凋落物的运移量,分析了沙丘类型和生境变化对凋落物运移的影响,并探讨了是否可以通过凋落物运移量的变化来判断营养物质的迁移。结果表明：科尔沁沙地沙丘凋落物的运移过程主要发生在非生长季,呈明显的单峰型季节波动。凋落物运移量在不同沙丘的丘间地、迎风坡、丘顶和背风坡均表现出明显的空间差异性,丘顶的凋落物运移量最大,迎风坡次之,丘间地和背风坡相对较小。凋落物运移量有随距地表高度增加而下降的趋势,距地表高度为0~25cm时,凋落物运移量最大,显著高于25~50、50~75、75~100cm3个高度区间。凋落物运移量与风速在流动沙丘、半固定沙丘和固定沙丘均呈显著的二次曲线正相关,显示风速是影响凋落物运移量动态变化的重要因素。
- 王新源赵学勇李玉霖陈翔舜王小军云建英
- 关键词：科尔沁沙地风速
- 围封和放牧对沙质草地碳水通量的影响被引量：8
- 2015年
- 碳、水循环是沙质草地生态系统物质和能量循环的两个关键生态过程,认识碳、水循环的变化对了解沙质草地生态系统结构与功能对区域气候变化和人类活动的响应具有重要作用。2013年利用箱式法对科尔沁围封和放牧的沙质草地进行了一个生长季的观测研究,结果表明:(1)在观测周期内,沙质草地生态系统生产力(GEP)、生态系统呼吸(ER)、蒸散量(ET)在围封和放牧样地之间存在显著差异(p<0.05)。围封17年样地的GEP、ER、ET均最大,其次为围封22样地的,放牧样地的最小,且最大值分别为最小值的2.23倍、1.65倍、1.94倍。(2)碳水(GEP和ET)之间存在显著的线性正相关关系(p<0.01),ET可解释GEP58%–60%的变异,水分利用效率(WUE)从大到小依次为:围封22年(2.85μmol·nmol–1)>围封17年(2.75μmol·nmol–1)>放牧(2.10μmol·nmol–1)。(3)GEP、ER和土壤含水率之间有显著的线性正相关关系(p<0.01、p<0.05),指数模型能够较好地模拟ER对土壤温度变化的响应,ER的温度敏感系数(Q10值)从大到小依次为:围封17年(1.878)>围封22年(1.733)>放牧(1.477)。因此,围封能够使退化沙质草地生态系统的碳水循环速率提高,但围封时间不宜过久。
- 孙殿超李玉霖赵学勇左小安毛伟
- 关键词：生态系统呼吸蒸散量沙质草地
- 氮素及水分添加对科尔沁沙地4种优势植物地上生物量分配的影响被引量：17
- 2014年
- 氮素和水分是半干旱沙地生态系统植物生长主要的影响因素,氮沉降和降水量与降水格局的变化可能会对植物生长产生深刻影响,进而影响沙地生态系统功能。本文通过科尔沁沙地草地连续2年增加水分(夏季增雨,冬季增雪)、添加氮素和同时添加氮素和水分的田间试验,分析了不同处理对4种优势草本植物种(尖头叶藜Chenopodium acuminatum、白草Pennisetum centrasiaticum、糙隐子草Cleistogenes squarrosa和狗尾草Setaria viridi)地上生物量积累和分配的影响。结果表明:单纯添加氮素或水分对当地4种优势植物平均地上总生物量、各构件平均生物量及繁殖体和茎平均生物量分配无显著影响。夏季增雨×氮素添加使4种植物平均地上总生物量及各构件平均生物量在2010年显著增加,冬季增雪×氮素添加使叶生物量分配在2010年显著增加;但是在2012年各处理对生物量的分配影响不显著。这说明夏季增雨×氮素添加能够解除氮素对水分的限制作用,使植物将所获得的有限资源供于叶片生物量的积累和分配。但是添加氮素与水分影响的生物量分配变化程度因物种而异,对尖头叶藜、白草、糙隐子草的影响不明显,对狗尾草的影响显著。
- 陈静李玉霖崔夺毛伟赵学勇
- 关键词：科尔沁沙地氮沉降地上生物量生物量分配
- 不同湿度条件下模拟增温对科尔沁沙质草地土壤氮矿化的影响被引量：9
- 2013年
- 氮矿化作用是影响沙质草地植物群落物种组成和初级生产力的重要因素之一。温度和水分被认为是影响土壤氮矿化/硝化作用的两个关键环境因子,认识沙质草地土壤氮矿化作用对温度和水分的响应,对于预测全球变化对沙质草地生态系统结构和功能的影响具有重要作用。本文通过测定开顶式生长室(OTC)内不同湿度条件下增温时沙质草地净氨化速率、净硝化速率和净矿化速率的变化,分析增温和湿度变化对土壤氮矿化作用的影响。结果表明:不论增温与否,沙质草地土壤净氨化速率、净硝化速率和净矿化速率随着土壤湿度增加而明显提高。土壤净氨化速率在土壤湿度为15.2%时最大,但是净硝化速率和净矿化速率在土壤湿度为11.8%时最大,土壤湿度达到时15.2%表现下降趋势。增温使沙质草地土壤氮矿化作用发生显著变化,但增温的效应与土壤湿度存在一定的关联。土壤湿度为3.4%、5.1%、8.5%时,增温处理使土壤净氨化速率较对照明显提高;但是土壤湿度为11.8%、15.2%时,增温处理时土壤净氨化速率较对照显著降低;土壤湿度为8.5%和11.8%时,增温使土壤净硝化速率和净矿化速率显著升高(p<0.05),在湿度为1.7%、3.4%、5.1%以及15.2%时,增温处理和对照之间的净硝化速率、净矿化速率无显著差异。这说明只有在适宜的土壤湿度条件下,增温才显著影响沙质草地土壤矿化作用,当土壤湿度处于相对干旱或过度湿润的状态下,增温对沙质草地土壤矿化作用没有显著影响。
- 李玉霖陈静崔夺王新源赵学勇
- 关键词：沙质草地土壤湿度
- 荒漠化监测指标体系的构建——以甘肃省为例被引量：7
- 2016年
- 荒漠化是由自然因素和人类活动共同作用的土壤退化过程,严重威胁区域内生态安全和经济发展。因此,针对甘肃省自然环境特征和社会经济现状,结合现有的监测手段和技术条件,提出了荒漠化监测的重要前提,并从科学技术和社会经济两方面入手,设计了科学有效的监测指标体系,其中科学技术体系描述了荒漠化监测所需的信息要素和生态地理指标;社会经济体系主要评价了影响荒漠化过程的人为因素。
- 王新源杨小鹏陈翔舜李玉霖曲浩彭雯
- 关键词：荒漠化
- 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：33
- 2018年
- 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。
- 王新源陈翔舜丁乾平赵学勇王小军马仲武连杰
- 关键词：荒漠绿洲过渡带植被因子土壤环境因子
- 沙质草地不同生活史植物的生物量分配对氮素和水分添加的响应被引量：31
- 2014年
- 以氮素和水分(冬季增雪和夏季增雨)为控制因子,开展相关田间控制实验,分析不同功能群(以生活史为划分依据)尺度和群落尺度植物生物量分配格局对氮素和水分的响应,得出以下结论:1)一年生植物的繁殖生物量比重明显高于多年生植物,而多年生植物种的叶/地上生物量比值显著高于一年生植物;2)一年生植物对氮素和水分添加的响应剧烈,氮添加耦合夏季增雨、氮添加耦合冬季增雪显著增加了一年生植物的繁殖生物量比重和叶生物量比重。多年生植物对氮素和水分添加的响应不敏感,表现为多年生植物的各器官生物量分配格局对氮素添加和水分添加的响应不明显。3)氮素添加和水分处理改变了群落尺度生物量分配格局:氮素添加耦合冬季增雪处理降低了群落植物的繁殖生物量比重和茎生物量比重,提高了群落植物的叶生物量比重。4)冬季增雪和夏季增雨与氮素添加的交互作用对群落生物量分配格局的改变不同。夏季增雨耦合氮素添加处理下群落的茎生物量比重显著提高,群落茎生物量分配的改变引起群落的垂直结构发生改变。冬季增雪氮素处理下群落的叶生物量比重增加,但茎生物量比重增加不明显。冬季增雪也改变了群落的结构和功能。
- 毛伟李玉霖崔夺赵学勇张铜会李玉强
- 关键词：生物量分配群落结构功能群
- 放牧及围封对科尔沁沙质草地土壤呼吸的影响被引量：13
- 2015年
- 放牧及围封是引起沙质草地生态系统变化的重要因素。对科尔沁地区放牧和围封不同年限的沙质草地进行土壤呼吸动态测定与分析,结果表明:(1)植物生长初期土壤呼吸速率日平均值,围封样地的显著大于放牧样地的(p<0.05);植物生长末期土壤呼吸速率日平均值,放牧样地的显著大于围封样地的(p<0.05)。围封17年和围封22年样地的土壤呼吸速率日平均值相比较,7月上旬之前,围封17年样地的较围封22年样地的大,而7月中旬以后,围封22年样地的较围封17年样地的大,且差异均显著(p<0.05)。(2)土壤呼吸速率的季节动态对放牧和围封的响应过程相似,但围封引起的变异相对较小;土壤呼吸速率季节平均值,围封22年样地的显著大于围封17年的(p<0.05)和放牧的(p<0.01),围封17年样地的大于放牧的(p>0.05),故围封可以增强土壤CO2的排放,且在一定的时间内,土壤CO2的排放速率与围封时间正相关。(3)土壤温度和土壤体积含水率可解释土壤呼吸速率的变异从大到小依次为放牧(58%)>围封22年(39%)>围封17年(28%)。
- 孙殿超李玉霖赵学勇毛伟岳祥飞
- 关键词：沙质草地土壤呼吸围封放牧
- 科尔沁沙质草地优势多年生植物氮素回收效率的分异特征被引量：9
- 2013年
- 养分回收是多年生植物重要的适应策略,通过这种方式可以使植物重新利用体内养分。尤其在养分贫瘠的环境中,养分条件的微小变化都会影响植物的生长、竞争和适合度。但是,不同物种和不同生活型植物的氮素回收效率具有较高的变异,这对理解不同物种或生活型植物在生态系统功能中的作用具有重要意义。本研究分析了科尔沁沙质草地生态系统中39种多年生植物成熟绿叶和枯叶的氮素含量和氮素回收效率,以揭示不同物种或生活型植物氮素回收效率的分异特征。结果表明:科尔沁沙质草地优势多年生植物成熟绿叶氮素含量的变化范围在12.2～33.4mg.g-1,平均值为23.3mg.g-1;与全国及全球尺度上的研究结果相比,科尔沁沙质草地成熟绿叶氮含量平均值偏高,说明干旱荒漠环境植物叶片平均氮含量相对较高;多年生植物枯叶的氮素含量明显小于成熟绿叶氮素含量,变化范围在6.2～18.8mg.g-1,平均值为11.3mg.g-1;多年生植物氮素回收效率的范围在29%至74%之间变化,平均值为50.3%。这说明氮素回收是科尔沁沙质草地生态系统多年生植物重要的养分保留策略之一。另外,沙质草地不同生活型植物的氮素回收效率存在显著的差异。固氮植物和禾本科植物的氮素回收效率显著低于灌木和杂类草植物。这一结果间接说明植物氮素保持能力的分异是半干旱沙质草地植物共存的机理之一。
- 李玉霖崔夺陈静毛伟赵学勇
- 关键词：荒漠草地分类群沙漠化
