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凋落物矿化分解是维持生态系统养分循环的关键过程,也是陆地生态系统C向大气释放的主要动力,因此影响和控制生态系统凋落物矿化分解的主要因素一直备受关注。土地沙漠化是科尔沁沙地最严重的环境问题,并且导致土壤粗质化和贫瘠化,凋落物输入和矿化分解对于改善该地区土壤质地和养分状况至关重要。通过室内培养的方法,对科尔沁沙质草地27种主要植物叶凋落物矿化分解及其与凋落物C含量、N含量、木质素含量、C/N、木质素/N、极易分解有机物含量(LOMⅠ)、中易分解有机物含量(LOMⅡ)及难分解有机物含量(RP)等指标关系进行研究。结果表明:科尔沁沙地27种植物叶凋落物质量存在较大差异(P<0.001),相应的27种植物叶凋落物培养样品矿化有机碳总量和干物质损失量存在显著差异(P<0.001),分别在9.0 mg C·g-1干土至12.7 mg C·g-1干土和14.7%至40.4%之间变化。添加凋落物后培养样品的CO2释放总量显著大于对照(不添加凋落物),说明土壤中添加凋落物后,培养样品的有机碳矿化速率明显增大。27种植物叶凋落物矿化有机碳总量以及损失干物质总量与凋落物的N含量、C/N、木质素/N、LOMⅠ、LOMⅡ和RP等指标存在显著的相关性,叶凋落物的矿化分解主要受LOMⅠ和木质素/N的影响。 相似文献
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利用箱式法对科尔沁地区围封和放牧条件下的沙质草地净生态系统碳交换量(NEE)进行研究,以探讨围封、放牧对NEE的影响。结果显示:(1)围封17年样地的NEE显著小于围封22年样地的,围封22年样地的显著小于放牧样地的(P<0.01)。(2)在植物生长季内,围封样地总体表现出碳汇功能,放牧样地表现出碳源功能。(3)从碳净固定的量来看,围封17年沙质草地的净碳固定能力强于围封22年的;而围封22年比围封17年的沙质草地的在净碳固定方面持续的时间较长。(4)不同环境因子对不同处理NEE的影响程度不尽相同,其线性组合最大可解释NEE的变异依次为围封22年(39.5%)>围封17年(32.1%)>放牧(21.2%)。 相似文献
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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。 相似文献
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科尔沁沙地生态系统典型土壤养分空间分布特征 总被引：15，自引：7，他引：8
通过对位于科尔沁沙地中南部的奈曼旗中部沙地灌溉农田、旱作农田和流动沙丘土壤有机C和全N含量空间分布特征的分析发现:由灌溉农田、旱作农田到流动沙丘,土壤10cm深度内有机C和全N的含量与相对高度的变化密切相关。随着相对高度的增加,上述土壤的有机C和全N的含量逐渐减少,而且全N含量比有机C含量与相对高度的相关性更为显著。从旱作农田到流动沙丘有机C和全N的含量随着相对高度的减小而减少。如果不考虑灌溉农田和流动沙地土壤,旱作农田土壤有机C和全N含量与相对高度的相关性显著程度更高。科尔沁沙地中部沙质灌溉农田土壤全N和有机C含量的垂直分布呈锯齿状,表现为明显的多'峰谷'性,这种变化与土壤的粘土层/有机质层和沙层交错分布的特点有关。尽管研究区的土壤发生了明显的空间变化,但是土壤的全N含量和有机C含量之间依然存在着显著的相关性 相似文献
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北方农牧交错区沙漠化的生物过程研究 总被引：43，自引：19，他引：24
通过对不同土地利用/覆盖下4种类型沙漠化土地的土壤与植被特征、变化规律、动因和互动关系的调查研究,结果表明土地沙漠化导致了土壤环境和植被的明显退化。其中严重沙漠化农田和非沙漠化农田相比,土壤有机质含量、速效氮、生长季土壤含水量分别下降66.2%、69.0%、74.8%,地温由21.5 ℃上升到22.4 ℃,其中干旱期严重沙漠化农田土壤含水量仅为23%,已无法满足作物生长需要。土壤环境恶化首先威胁土壤微生物和土壤动物的生存,使土壤微生物和动物数量分别下降95.0%和75.9%,酶活力下降39.5%~ 90.6%。同时植物多样性、种的饱和度和初级生产力大幅度下降,如严重沙漠化草地和非沙漠化草地相比,3项指标分别下降85.5%~883%,87.5%~ 950%和80.6%~ 967%,植被开始发生逆向演替,群落优势种不断更替,最终形成耐牧耐风沙的沙生植物群聚。旱作农田虽采取了施肥、中耕等管理措施,但光合转化效率和初级生产力还是下降了567%和574%。这一过程因其动因不同可分为植被退化(如放牧)引起的土地沙漠化和裸露地表风沙流活动直接导致的土地沙漠化(如农田风蚀和流沙迁移),前者是植被先行退化进而影响到土壤环境,其过程较为缓慢,后者是土壤环境首先恶化进而导致植。 相似文献
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基于能值理论的奈曼旗农业生态经济系统可持续性分析 总被引：10，自引：2，他引：8
应用能值分析理论与方法对奈曼旗农业生态经济系统的能值流进行分析,通过典型能值分析指标的计算对其系统可持续性进行评估。结果表明：奈曼旗农业生态经济系统2004年能值投入总量为1.47E+21 sej(solar energy joules),不可更新环境资源和不可更新工业辅助能投入分别占26.11％和35.78％;系统能值产出为3.23E+21 sej,其中畜牧业能值产出比重高达72.52％。2004年系统农业经济发展水平和农牧民生活质量低于中国2000年农业的平均水平,但系统净能值产出率较高,在争取经济输入能值方面具有优势。系统可持续水平高于2000年全国农业生态系统的可持续水平,但不可更新环境资源的大量损耗给该地区农业的可持续发展带来了隐患。2000—2004年期间系统能值投入中工业辅助能投入比重逐年增加,相应的农业生态经济系统能值产出增长了78％,其中畜牧业能值产出增长了104.10％。在农业经济水平和农牧民生活水平稳步提高的同时,系统的环境负载率逐年上升,能值可持续性指数有下降趋势。 相似文献
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通过对"科尔沁草原大青沟自然保护区沙漠化程度图"的数字化处理以及相关社会、经济活动资料的收集整理,建立了大青沟及其附近地区土地利用与覆盖变化的地理信息系统数据库。同时,对1958年到1981年20多年间该地区土地利用与覆盖的变化进行了分析。结果显示大青沟自然保护区内天然植被得到了很大程度的恢复,面积由1958年的446hm2增加到了1981年的6094hm2。人工林面积也有所增加。与此同时,大青沟保护区周边地区由于不合理的土地利用,引起了以沙漠化发生发展为显著特征的土地退化过程。流动沙丘面积和斑块数由1958年的916hm2和70块增加到了1981年的9221hm2和300块,半流动、半固定和固定沙丘的面积逐渐减少。在可识别的16种土地类型中,其余土地类型的变化相对较小。值得注意的是该地区水体数量由1958年的50个减少到了1981年的25个左右,面积减少了71hm2。在科尔沁沙地这样一个生态环境脆弱的地区建立自然保护区,而保护区附近地区的土地则发生严重退化,无论这种现象与保护区的建立有无关系,都是值得引起注意的问题。 相似文献
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结果表明:(1)在科尔沁沙地,五种主要类型农田生长季平均土壤含水量是粘壤土水浇地(ICL,12.4%) > 沙壤土水浇地(ISL,9.5%) > 粘壤土旱坡地(CLDSL,8.87%) > 粘壤土旱平地(CLDL,6.55%) > 沙壤土旱平地(SLDL,5.70%),地温是SLDL(22.04℃) > CLDL(21.73℃) > CLDSL(21.40℃) > ISL(21.08℃) > ICL(21.05℃),土壤养分综合指数高低的顺序是ICL(90.8) > ISL(83.8) > CLDL(75.8) > CLDSL(55.0) > SLDL(36.8);(2)五种类型农田玉米植株高(cm)和生物量(kg·m-2)都是ISL(270,2.96) > ICL(245,2.70) > CLDSL(225,2.12) > CLDL(220,1.86) > SLDL(181,1.32);(3)玉米地上生物量与土壤速效N、P、K的相关系数为0.860,与土壤水分的相关系数为0.837,与土壤有机质含量的相关系数为0.753,而与地温的相关系数为-0.976。 相似文献
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以科尔沁沙地差不嘎蒿(Artemisia halodendron)为研究对象,以中亚草原蒿(Artemisia depauperata)为外类群,研究不同生境梯度下差不嘎蒿种群核糖体DNA的ITS序列间差异.结果表明:排序后的差不嘎蒿ITS序列总长度为696 bp,ITS-1和ITS-2长度分别为253～256 bp和264～269 bp、G+C含量的变化范围分别为54.02％～54.77％和56.75％～58.64％,这表明ITS-2在序列长度和序列组成方面均比ITS-1变异大.差不嘎蒿9个种群序列间的一致度为85.7％～99.7％,这表明序列间存在一定的遗传分化.ITS最大简约树说明,CladeⅡ较Clade Ⅰ原始,顺序依次为subp4→subp1→subp2→subp3→subp8→subp6→subp7→subp9→subp5,与其相对应的生境次序大致为丘间低地→半流动沙丘→流动沙丘→半固定沙丘→固定沙丘,这表明差不嘎蒿的进化过程与科尔沁沙地沙漠化的形成过程以及生态恢复过程紧密相关. 相似文献
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植物体生长、死亡及分解是沙地生态系统物质周转的重要环节。以科尔沁沙地流动沙丘、固定沙丘及草地为研究对象,通过对2009—2011年3个生长季各生境植被特征、地上生物量和凋落物的测定,分析了沙地恢复过程中地上生物量和凋落物量的变化趋势和季节动态。结果表明:(1)地表植被存在显著的生境差异,植被盖度、生物量和密度等均表现为草地>固定沙丘>流动沙丘。(2)3类生境地上生物量均存在显著的单峰曲线的季节差异性,其中草地最大生物量分别出现在7月(2009年)和8月(2010、2011年),最大生物量为163.71~247.64g·m^(-2);固定沙丘最大生物量均在2009、2010、2011年7月达到最高,分别为96.13、96.02、102.74g·m^(-2),流动沙丘最高地上生物量为17.48~20.10g·m^(-2),分别出现在7月(2009年和2010年)和9月(2011年)。(3)2009、2010、2011年3类生境中的年最大凋落物量分别为21.0、267.6、370.1g·m^(-2),其中草地和固定沙丘中凋落叶和凋落枝等非立枯有较大比重,流动沙丘凋落物主要为立枯;同时各生境凋落物具有与地上生物量相反的季节特征。 相似文献