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高寒地区生态修复草地和林地土壤颗粒有机碳分解特征

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中国沙漠 2022年第5期42卷 36-43页

作者：汉光昭曹广超曹生奎冶文倩青海师范大学青藏高原地表过程与生态保育教育部重点实验室青海西宁810008 青海师范大学青海省自然地理与环境过程重点实验室青海西宁810008 青海师范大学地理科学学院青海西宁810008 青海省人民政府-北京师范大学高原与可持续发展研究院青海西宁810008

为探讨高寒地区生态修复用地土壤颗粒有机碳(POC)分解特征,以祁连山南坡的修复草地和修复林地为研究对象,使用离心法将土壤分为砂粒(2000-50μm)、粉粒(2-50μm)和黏粒(<2μm),对土壤颗粒有机碳含量、土壤颗粒有机碳分配及颗粒有机碳稳... 详细信息

为探讨高寒地区生态修复用地土壤颗粒有机碳(POC)分解特征,以祁连山南坡的修复草地和修复林地为研究对象,使用离心法将土壤分为砂粒(2000-50μm)、粉粒(2-50μm)和黏粒(<2μm),对土壤颗粒有机碳含量、土壤颗粒有机碳分配及颗粒有机碳稳定同位素组成特征进行了研究。结果表明:(1)两种修复用地均能提高颗粒有机碳的含量,新增的颗粒有机碳在修复草地中以砂粒有机碳为主体,在修复林地以粉粒和黏粒有机碳为主体。(2)3种土壤颗粒δC值均随粒径变小而增大,δC值与颗粒有机碳含量对数的回归斜率随着粒径变小而降低,修复林地叶片与表土有机碳的δ13C值分馏幅度高于修复草地,根系与表土有机碳的δC值分馏幅度小于修复草地。(3)修复草地砂粒、粉粒、黏粒有机碳平均周转时间分为9、20、34 a,修复林地分别为20、29、94 a,且两种修复用地的3种颗粒有机碳周转时间均有随修复年限增加而变长趋势。两种生态修复用地土壤颗粒有机碳的分解程度和周转速率均随着粒径减小而增大,从叶片转换为黏粒有机碳的过程中,修复林地周转速率较大,从根系转换成黏粒有机碳的过程中,修复草地更快。

关键词：有机碳同位素生态修复颗粒有机碳周转

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高寒山地生态修复方式对土壤颗粒碳氮分配的影响

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生态科学 2024年第1期43卷 10-18页

作者：汉光昭曹广超曹生奎冶文倩程国青海师范大学地理科学学院西宁810008 青海省自然地理与环境过程重点实验室西宁810008 青藏高原地表过程与生态保育教育部重点实验室西宁810008 青海省人民政府—北京师范大学高原与可持续发展研究院西宁810008

通过探讨草地和林地两种修复方式下不同粒径土壤颗粒有机碳和全氮的分配规律,以期能够为高寒山地生态修复措施对土壤颗粒碳氮的影响提供参考。以空间序列代替时间序列的方法,分别选取不同恢复年限的草地和林地作为研究对象,管理方式分... 详细信息

通过探讨草地和林地两种修复方式下不同粒径土壤颗粒有机碳和全氮的分配规律,以期能够为高寒山地生态修复措施对土壤颗粒碳氮的影响提供参考。以空间序列代替时间序列的方法,分别选取不同恢复年限的草地和林地作为研究对象,管理方式分别为仅在生长季封育和常年封育。对生长季野外现场采集的土壤样品在实验室采用离心法对土壤颗粒进行分级,分为砂粒(2000—50μm)、粉粒(50—2μm)和粘粒(<2μm),以此分析不同粒径土壤颗粒中有机碳和全氮的分配规律。结果显示:1)不同修复年限草地和林地土壤颗粒有机碳和全氮的分配主体分别为砂粒和粉粒,草地和林地土壤颗粒有机碳在砂粒中的分配比例分别为57.36%和46.46%,全氮在粉粒中的分配比例分别为44.79%和42.55%。2)两种修复用地三种粒径土壤颗粒碳氮分配比例均与其组分含量呈正相关关系,砂粒的碳氮分配比例主要受地下生物量和土壤总孔隙度影响,粘粒和粉粒碳氮分配比例主要受容重和pH的影响。本研究区植树造林的修复方式对土壤颗粒碳氮的分配影响更为明显。

关键词：土壤颗粒有机碳全氮生态修复高寒山地

青海湖高寒湿地生态系统CO_2通量和水汽通量间的耦合关系

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中国沙漠 2016年第5期36卷 1286-1295页

作者：曹生奎曹广超陈克龙冯起李忠勤张静汉光昭林阳阳青海师范大学生命与地理科学学院/青海省自然地理与环境过程重点实验室青海西宁810008 中国科学院寒区旱区环境与工程研究所甘肃兰州730000

利用涡度相关技术对青海湖高寒湿地生态系统不同时间尺度CO2通量和水汽通量间的耦合关系进行了研究。结果显示:不同天气条件下青海湖高寒湿地生态系统30min净CO2交换量(NEE)与水汽通量间均显示了极显著负相关关系(P<0.0001);30 min总生... 详细信息

利用涡度相关技术对青海湖高寒湿地生态系统不同时间尺度CO2通量和水汽通量间的耦合关系进行了研究。结果显示:不同天气条件下青海湖高寒湿地生态系统30min净CO2交换量(NEE)与水汽通量间均显示了极显著负相关关系(P<0.0001);30 min总生态系统生产力(GEP)与水汽通量呈极显著线性正相关关系(P<0.0001);阴天水汽通量参与生态系统净CO2交换和生态系统总碳吸收的比例最高。月均30min NEE与水汽通量呈极显著线性负相关(R2=0.71,P<0.0001)。从植物返青期、生长期至枯草期,月均30min的GEP与水汽通量不仅呈极显著线性正相关(P<0.0001),且在生长期和枯黄期阶段表现出极显著一元二次多项式关系(P<0.0001)。在日尺度上,NEE日总量与日蒸散量呈极显著一元二次多项式负相关关系(R2=0.58,P<0.0001);GEP日总量与日蒸散量呈极显著指数正相关(R2=0.42,P<0.0001)。在月尺度上,NEE月总量与月蒸散量呈极显著线性负相关(R2=0.60,P<0.0001),两者还表现为极显著一元二次多项式负相关关系(R2=0.63,P<0.0001)。GEP月总量与月蒸散量呈极显著线性正相关(R2=0.51,P<0.0001),且表现出极显著指数正相关关系(R2=0.64,P<0.0001)。

关键词：生态系统净CO2交换总生态系统生产力水汽通量耦合关系高寒湿地青海湖

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共和盆地生态环境遥感评价及驱动力分析

中国沙漠 2023年第5期43卷 74-84页

作者：苏万峰汉光昭叶得力曹广超青海师范大学地理科学学院青藏高原地表过程与生态保育教育部重点实验室/青海省自然地理与环境过程重点实验室青海西宁810008 青海黄河上游水电开发有限责任公司青海西宁810008 青海省人民政府-北京师范大学高原科学与可持续发展研究院青海西宁810008

科学评估区域生态环境质量是实现可持续发展的前提。基于2000—2020年Landsat遥感影像,构建遥感生态指数(RSEI)分析青藏高原典型高寒沙区共和盆地近20年的生态环境质量时空变化特征,并使用地理探测器量化该区生态环境的主要驱动因子。... 详细信息

科学评估区域生态环境质量是实现可持续发展的前提。基于2000—2020年Landsat遥感影像,构建遥感生态指数(RSEI)分析青藏高原典型高寒沙区共和盆地近20年的生态环境质量时空变化特征,并使用地理探测器量化该区生态环境的主要驱动因子。结果表明:(1)共和盆地RSEI均值在2000—2020年呈增加趋势,平均增幅为7.5%/10a,空间上呈东高西低、南北高中间低的分布特征;(2)2000—2020年,共和盆地生态环境改善区域占比为66.55%,主要分布在中部和东南部,保持不变的区域占比33.15%,退化区域占比0.29%;(3)降水是影响生态环境质量的关键因子,因子交互作用对生态环境质量的解释力更强,合理的土地资源配置能显著促进生态改善。

关键词：共和盆地遥感生态指数地理探测器生态环境质量

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青海湖高寒湿地生态系统生长季CH_4通量

中国沙漠 2018年第5期38卷 1078-1085页

作者：吴方涛曹生奎曹广超汉光昭林阳阳成淑艳青海师范大学生命与地理科学学院青海西宁810008 青海师范大学青海省自然地理与环境过程重点实验室青海西宁810008

利用涡度相关法研究青海湖高寒湿地生态系统2015—2016年生长季CH_4通量。结果显示:生长季CH_4通量表现为白天排放、夜间微弱吸收或排放的日变化特征,其中2015年CH_4通量日平均值为56.67 mg·m^(-2),2016年CH_4通量日平均值为35.92 mg·... 详细信息

利用涡度相关法研究青海湖高寒湿地生态系统2015—2016年生长季CH_4通量。结果显示:生长季CH_4通量表现为白天排放、夜间微弱吸收或排放的日变化特征,其中2015年CH_4通量日平均值为56.67 mg·m^(-2),2016年CH_4通量日平均值为35.92 mg·m^(-2)。7月和8月排放量最大,生长季前期和后期排放较弱,2015年最大排放量出现在7月,为3.76 g·m^(-2),2016最大排放量出现在8月,为1.67 g·m^(-2)。温度、电导率、土壤体积含水量与CH_4通量显著相关,气温和CH_4通量线性正相关。生态系统总初级生产力和呼吸及水热通量与CH_4通量也存在显著的相关关系,其中生态系统总初级生产力和呼吸是影响甲烷动态变化的主要因子。

关键词：青海湖高寒湿地甲烷通量涡度相关

青海湖2种高寒嵩草湿草甸湿地生态系统水热通量比较

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水土保持学报 2017年第5期31卷 176-182页

作者：吴方涛曹生奎曹广超汉光昭林阳阳成淑艳青海师范大学生命与地理科学学院西宁810008 青海师范大学青海省自然地理与环境过程重点实验室西宁810008

基于涡度相关技术,研究了2015年青海湖2种高寒嵩草湿草甸湿地生态系统水热通量的特征。结果表明:(1)2015年青海湖高寒藏嵩草和小嵩草湿草甸湿地生态系统日平均水汽通量分别为1.74,0.99mm,年水汽通量分别为633.3,362.1mm。(2)青海湖2种... 详细信息

基于涡度相关技术,研究了2015年青海湖2种高寒嵩草湿草甸湿地生态系统水热通量的特征。结果表明:(1)2015年青海湖高寒藏嵩草和小嵩草湿草甸湿地生态系统日平均水汽通量分别为1.74,0.99mm,年水汽通量分别为633.3,362.1mm。(2)青海湖2种高寒嵩草湿草甸湿地生态系统感热、潜热和净辐射日变化均呈单峰曲线,感热和潜热月平均日变化最大值出现的时间均晚于净辐射。藏嵩草湿草甸湿地生态系统感热月均日变化最大值最大为179.06W/m^2,最小为46.02W/m^2;潜热最大为312.55W/m^2,最小为30.58 W/m^2;小嵩草湿草甸湿地生态系统感热月均日变化最大值最大为161.86 W/m^2,最小为31.60 W/m^2;潜热最大为215.44 W/m^2;最小为14.08 W/m^2。(3)通过波文比分析发现,2种高寒嵩草湿草甸湿地生态系统生长季能量分配以潜热为主,非生长季小嵩草湿草甸湿地生态系统能量分配以感热为主,藏嵩草湿草甸湿地生态系统则较为复杂。藏嵩草湿草甸湿地生态系统全年能量平衡率为0.82,小嵩草湿草甸湿地生态系统为0.89,增加土壤热通量项能改善能量平衡状况。

关键词：高寒嵩草湿草甸湿地感热通量潜热通量水汽通量能量平衡

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高寒湿地生态系统水分利用效率研究

干旱区研究 2018年第2期35卷 306-314页

作者：吴方涛曹生奎曹广超汉光昭林阳阳成淑艳青海师范大学生命与地理科学学院青海西宁810008 青海省自然地理与环境过程重点实验室青海师范大学青海西宁810008

高寒湿地生态系统水分利用效率的研究,有助于明晰高寒地区碳水耦合程度和优化水资源管理。基于涡度相关系统,研究分析了2015年和2016年生长季青海湖高寒湿地生态系统水分利用效率的变化特征和主要环境因子对其的影响。结果表明：生态系... 详细信息

高寒湿地生态系统水分利用效率的研究,有助于明晰高寒地区碳水耦合程度和优化水资源管理。基于涡度相关系统,研究分析了2015年和2016年生长季青海湖高寒湿地生态系统水分利用效率的变化特征和主要环境因子对其的影响。结果表明：生态系统各月水分利用效率日变化都呈先减小后增大的趋势,且生长季中期大于前期和后期的水分利用效率。生态系统水分利用效率季节变化呈生长季中期高,初期和后期低。2015年和2016年总体水分利用效率分别为5.42 g·kg-1和4.65 g·kg-1。与环境因子的分析表明,生态系统水分利用效率与温度、叶面积指数、月降水量和土壤体积含水量相关性显著,而与光合有效辐射和饱和水汽压差的相关性较差。

关键词：高寒湿地水分利用效率蒸散总初级生产力涡度相关青海湖

青海湖高寒藏嵩草湿草甸湿地生态系统CO_2通量变化特征

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生态与农村环境学报 2018年第2期34卷 124-131页

作者：吴方涛曹生奎曹广超汉光昭林阳阳成淑艳青海师范大学地理科学学院青海西宁810008 青海师范大学青海省自然地理与环境过程重点实验室青海西宁810008

基于涡度相关系统对青海湖藏嵩草湿草甸湿地生态系统CO_2通量变化特征及其影响因子进行研究。结果表明,青海湖藏嵩草湿草甸湿地生态系统CO_2通量具有明显的日变化和月变化特征。生长季表现为CO_2的净吸收,其吸收峰值出现在12:30—15:00... 详细信息

基于涡度相关系统对青海湖藏嵩草湿草甸湿地生态系统CO_2通量变化特征及其影响因子进行研究。结果表明,青海湖藏嵩草湿草甸湿地生态系统CO_2通量具有明显的日变化和月变化特征。生长季表现为CO_2的净吸收,其吸收峰值出现在12:30—15:00之间,最大值为0.42 mg·m^(-2)·s^(-1),排放峰值出现在20:00—22:30之间,最大值为0.24 mg·m^(-2)·s^(-1)。非生长季日变化较小,总体表现为CO_2的净排放,除了11月,其他月份白天CO_2排放通量都明显大于夜间。2015年青海湖高寒藏嵩草湿草甸湿地生态系统全年净生态系统CO_2交换量为54.55 g·m^(-2),表现为碳源。路径分析表明,土壤温度、光合有效辐射和饱和水汽压差是影响CO_2通量日交换大小的主要控制因子。

关键词：高寒藏嵩草湿草甸湿地涡度相关 CO2通量变化特征

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黑河源区不同植被类型土壤粒径分形特征研究

草地学报 2024年第5期32卷 1459-1470页

作者：刁二龙曹广超刘英赵青林曹生奎袁杰汉光昭张富玲青海师范大学地理科学学院青海省自然地理与环境过程重点实验室青海西宁810008 青海师范大学青藏高原地表过程与生态保育教育部重点实验室青海西宁810008 青海省人民政府-北京师范大学高原科学与可持续发展研究院青海西宁810008 青海农牧业工程咨询有限公司青海西宁810008 青海省自然资源遥感中心青海西宁810008

本研究以黑河源区为研究区,运用分形理论研究了该区域3种主要植被类型土壤粒径分形特征,并分析了土壤粒径分形与环境因子的关系。结果表明:草地砂粒含量最大(38.83%),灌木林地次之(26.11%),乔木林地砂粒含量最低(22.76%),土壤单重分形维... 详细信息

本研究以黑河源区为研究区,运用分形理论研究了该区域3种主要植被类型土壤粒径分形特征,并分析了土壤粒径分形与环境因子的关系。结果表明:草地砂粒含量最大(38.83%),灌木林地次之(26.11%),乔木林地砂粒含量最低(22.76%),土壤单重分形维数(Single fractal dimension,D)大小表现为草地(2.60)<灌木林地(2.64)<乔木林地(2.65);乔木林地、灌木林地和草地的土壤粒径均呈非均匀性分布,与乔木林地和灌木林地相比,草地的土壤粒径分布非均匀性最高;D与土壤粘粒、粉粒含量呈极显著正相关关系,与砂粒含量呈极显著负相关关系,而容量维(D 0),信息维(D 1),关联维(D 2)与土壤各粒级含量的关系与D相反。此外,地形、植被盖度和土壤理化因子对3种植被类型土壤分形维数产生不同程度的影响。综上,不同植被类型土壤粒径分形特征差异明显,分形维数主要受土壤粒径影响,其它因子通过影响土壤颗粒组成从而对分形维数产生影响。研究结果可为黑河源区土地资源的科学管理和合理利用提供参考。

关键词：黑河源区土壤粒径分形维数植被类型

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