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碳氮稳定同位素技术在青藏高原高寒草甸生态系统研究中的应用:进展与展望

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应用生态学报 2020年第10期31卷 3568-3578页

作者：周春丽李以康曹广民朋措吉宋明华徐兴良周华坤林丽中国科学院西北高原生物研究所青海省寒区恢复生态学重点实验室西宁810008 中国科学院大学北京100049 中国科学院地理科学与资源研究所生态系统网络观测与模拟重点实验室北京100101

碳氮稳定同位素技术在草地生态系统研究中的应用日渐广泛,本文针对其在青藏高原高寒草甸生态系统中的研究与应用进行了总结。首先,探讨了环境因子(海拔、水肥、草地退化、温度)对青藏高原高寒草甸碳氮同位素组成(δ^13C、δ^15N)的影响... 详细信息

碳氮稳定同位素技术在草地生态系统研究中的应用日渐广泛,本文针对其在青藏高原高寒草甸生态系统中的研究与应用进行了总结。首先,探讨了环境因子(海拔、水肥、草地退化、温度)对青藏高原高寒草甸碳氮同位素组成(δ^13C、δ^15N)的影响:高寒草甸植物δ^13C值与海拔呈正相关,与大气压强、草地退化和温度均呈负相关,与降水的关系尚有争议;土壤δ^13C值与海拔和草地退化呈正相关;植被的δ^15N值与水肥呈正相关,土壤的δ^15N值与草地退化呈负相关。其次,综述了近年来该技术在高寒草甸植物光合型鉴定、植物水分利用、食物链营养关系、碳氮循环等方面的研究进展。最后,对碳氮稳定同位素技术在研究高寒草甸土壤有机碳与土壤呼吸、重现植被类型更替和气候演化历史、土壤N_2O溯源、探究高寒草甸退化的原因、藏药与动物食品产地溯源等方面的应用前景进行了展望,以期进一步发挥其在青藏高原高寒草甸研究中的潜力。

关键词：碳稳定同位素氮稳定同位素青藏高原高寒草甸生态系统碳氮循环

增水对青藏高原高寒草甸生态系统表层土壤碳氮的影响

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林业资源管理 2018年第6期 99-105页

作者：李凤滋旭日中国科学院青藏高原研究所高寒生态重点实验室内蒙古大学生态与环境学院

通过人为多梯度增加降水的控制实验,观察高寒草甸生态系统中表层(-10cm)土壤碳(Total Carbon,TC)氮(Total Nitrogen,TN)对降水增加的响应。结果显示:3年5个梯度的增水处理未引起表层土壤碳氮产生显著的变化,但2014年和2015年在增水40%... 详细信息

通过人为多梯度增加降水的控制实验,观察高寒草甸生态系统中表层(-10cm)土壤碳(Total Carbon,TC)氮(Total Nitrogen,TN)对降水增加的响应。结果显示:3年5个梯度的增水处理未引起表层土壤碳氮产生显著的变化,但2014年和2015年在增水40%和增水80%处理下,土壤总碳、土壤总氮有一定增加(P>0. 05);表层土壤铵态氮总体有增加的趋势(P> 0. 05),硝态氮总体有减少的趋势(P> 0. 05)。表明短期的增水处理不会引起表层土壤碳氮发生显著变化。

关键词：增水土壤碳土壤氮高寒草甸生态系统青藏高原

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中国科学院海北高寒草甸生态系统定位站

中国科学院院刊 2018年第10期33卷 1127-1129页

作者： Northwest Institute of Plateau Biology,Chinese Academy of Sciences 中国科学院西北高原生物研究所

中国科学院海北高寒草甸生态系统定位站（以下简称为＂海北站＂）,始建于1976年,地处青藏高原东北隅祁连山区门源县境内。1978年,该站成为中国科学院院属台站,2000年成为国家科技部野外观测试点站,2002年加入中国陆地生态系统通量观测... 详细信息

中国科学院海北高寒草甸生态系统定位站（以下简称为＂海北站＂）,始建于1976年,地处青藏高原东北隅祁连山区门源县境内。1978年,该站成为中国科学院院属台站,2000年成为国家科技部野外观测试点站,2002年加入中国陆地生态系统通量观测研究网络（ChinaFLUX）,2006年成为国家科技部野外观测研究站,2013年加入中国荒漠-草地生态系统观测研究野外站联盟和高寒网。

关键词：高寒草甸生态系统中国科学院定位站国家科技部野外观测陆地生态系统草地生态系统祁连山区

土壤水分波动对高寒草甸生态系统CO_2和N_2O排放的影响

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草业科学 2018年第2期35卷 266-275页

作者：王瑞王平高永恒马钢甘肃农业大学资源与环境学院甘肃兰州730070 中国科学院成都山地灾害与环境研究所四川成都610041

受地形和气候的影响,高寒草地土壤经历着频繁的土壤水分波动过程,为探索土壤水分波动对青藏高原高寒草甸生态系统CO_2和N_2O排放的影响,采用原状土柱模拟土壤由高含水量(60 cm3·cm-3)到低含水量(30 cm3·cm-3)再到高含水量(60 cm3·cm... 详细信息

受地形和气候的影响,高寒草地土壤经历着频繁的土壤水分波动过程,为探索土壤水分波动对青藏高原高寒草甸生态系统CO_2和N_2O排放的影响,采用原状土柱模拟土壤由高含水量(60 cm3·cm-3)到低含水量(30 cm3·cm-3)再到高含水量(60 cm3·cm-3)的波动过程,各阶段持续时间相应为38、57和46 d,并以恒定含水量(60 cm3·cm-3)为对照,研究了高寒草甸生态系统CO_2和N_2O的释放量及其与土壤温湿度、土壤铵态氮(NH4+-N)、硝态氮(NO3--N)和可溶性有机碳(DOC)的关系。结果表明,土壤水分波动增加了高寒草甸生态系统CO_2排放通量。在土壤水分波动过程中,CO_2排放通量与土壤温度呈正指数关系;在开始的高含水量阶段,CO_2排放与DOC含量有显著正相关关系(P0.05);土壤水分波动显著降低了N_2O的排放(P0.05)。

关键词：高寒草甸生态系统土壤水分波动土壤可溶性有机碳二氧化碳硝态氮铵态氮

高寒草甸生态系统中高原鼠兔和高原鼢鼠的捕食风险及生存对策

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生态学报 2007年第12期27卷 4972-4978页

作者：杨生妹魏万红殷宝法樊乃昌周文扬扬州大学生物科学与技术学院扬州225009 浙江师范大学生命与环境科学学院金华321004 中国科学院西北高原生物研究所西宁810001

调查青藏高原高寒草甸生态系统中两种主要啮齿动物及其天敌动物的种群密度,分析天敌动物对两种啮齿类的捕食方式、捕食强度,探讨啮齿类动物的捕食风险及生存对策。研究结果表明,高原鼠兔和高原鼢鼠的种群密度分别为4.97只/hm2和10.6只/h... 详细信息

调查青藏高原高寒草甸生态系统中两种主要啮齿动物及其天敌动物的种群密度,分析天敌动物对两种啮齿类的捕食方式、捕食强度,探讨啮齿类动物的捕食风险及生存对策。研究结果表明,高原鼠兔和高原鼢鼠的种群密度分别为4.97只/hm2和10.6只/hm2,而它们的主要天敌赤狐、艾虎和香鼬的种群密度分别为0.16只/100hm2、0.37只/100hm2、3只/100hm2。艾虎和香鼬在取食过程中主要搜寻啮齿类的洞道系统,全部食物几乎都来源于洞道系统内;赤狐或取食地面活动的鼠兔,或挖掘洞口待高原鼢鼠封闭洞口时取食猎物。高原鼠兔在赤狐、艾虎和香鼬的食物中所出现的频次分别为100%、96.1%、100%,高原鼢鼠在3种天敌动物的食物中所出现的频次分别为87.5%、73.2%、0%。3种天敌动物对高原鼠兔和高原鼢鼠的捕食强度分别为0.703%和0.038%,高原鼠兔和高原鼢鼠所承受的捕食风险分别为0.780和0.393。高原鼠兔在高的捕食风险下通过行为对策和繁殖对策增加其适合度,而承受捕食风险较小的高原鼢鼠主要通过封闭的洞道系统和高的存活率增加其适合度。

关键词：高原鼠兔高原鼢鼠捕食风险生存策略高寒草甸生态系统

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青藏高原高寒草甸生态系统的恢复能力

生态学杂志 2008年第5期27卷 697-704页

作者：周华坤赵新全赵亮李英年汪诗平徐世晓周立中国科学院西北高原生物研究所西宁810001

近年来,青藏高原高寒草甸生态系统呈现退化的趋势。本文利用中国科学院海北高寒草甸生态系统定位站多年观测的长时间序列数据,采用定量方法度量高寒草甸自然生态系统的恢复能力,评估该系统的持久性,并结合系统现状提出避免系统崩溃的对... 详细信息

近年来,青藏高原高寒草甸生态系统呈现退化的趋势。本文利用中国科学院海北高寒草甸生态系统定位站多年观测的长时间序列数据,采用定量方法度量高寒草甸自然生态系统的恢复能力,评估该系统的持久性,并结合系统现状提出避免系统崩溃的对策。结果表明,高寒草甸净初级生产力的动态行为以对降水和气温的即时直接响应为主。无论是净初级生产力对自身的"记忆"程度,还是主要气候因子对初级生产力的"滞后"作用,均比较微弱,说明高寒草甸生态系统有较强的恢复能力,即有较强的持久能力。与世界其他地区草地生态系统恢复能力度量结果相比较,高寒草甸生态系统显示较强的恢复能力。科学地利用高寒草地资源,积极恢复治理退化草地,是维持脆弱的高寒草甸生态系统持久的关键。

关键词：恢复能力地上净初级生产力气温降水量高寒草甸生态系统青海海北

散射辐射对西藏高原高寒草甸净生态系统CO_2交换的影响

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地理研究 2009年第6期28卷 1673-1681页

作者：范玉枝张宪洲石培礼中国科学院地理科学与资源研究所北京100101

2003-2006年在当雄草原站用涡度相关法对西藏高原广泛分布的高寒草甸生态系统的碳通量和常规气象数据进行了连续观测。基于这些数据,根据净生态系统CO2交换量（NEE）对晴朗指数（k）和土壤温度的响应特征,分析了净生态系统CO2交换量与... 详细信息

2003-2006年在当雄草原站用涡度相关法对西藏高原广泛分布的高寒草甸生态系统的碳通量和常规气象数据进行了连续观测。基于这些数据,根据净生态系统CO2交换量（NEE）对晴朗指数（k）和土壤温度的响应特征,分析了净生态系统CO2交换量与散射辐射之间的关系。依据地面接受的散射辐射量把天气划分为云隙天、晴天和多云天。结果表明,散射辐射不能提高西藏高原高寒草甸生态系统的碳吸收水平。该生态系统的碳收支过程主要受光合有效辐射控制,碳排放过程主要受土壤温度控制;且NEE随k的变化趋势受散射辐射的影响较小,生态系统碳收支更多地受太阳辐射对土壤强烈加温的影响。三种散射辐射天气条件下,NEE随k的变化趋势基本一致,先增加后减小;NEE达最大值时的土壤温度皆为15℃左右,k值皆为0.7-0.8。

关键词：高寒草甸生态系统散射辐射西藏高原净生态系统CO2交换量

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青藏高原高寒草甸生态系统稳定性研究

科学通报 2006年第1期51卷 63-69页

作者：周华坤周立赵新全刘伟李英年古松周兴民中国科学院西北高原生物研究所

青藏高原生态系统对全球气候变化较为敏感，系统的行为能更早地预兆全球变化，进而影响到邻近地区乃至全球气候．因此，青藏高原生态系统的行为研究具有特殊重要性．利用中国科学院海北高寒草甸生态系统定位站多年来积累观测的长时间序... 详细信息

青藏高原生态系统对全球气候变化较为敏感，系统的行为能更早地预兆全球变化，进而影响到邻近地区乃至全球气候．因此，青藏高原生态系统的行为研究具有特殊重要性．利用中国科学院海北高寒草甸生态系统定位站多年来积累观测的长时间序列数据，运用生态系统稳定性直接分析方法，定量分析高寒草甸生态系统的稳定性及其对环境变化的灵敏度．结果表明，高寒草甸生态系统的主要气候因子如年降水、年均气温都比较稳定（CV值分别为16．55％和28．82％），而年度地上净初级生产量较降水和气温更为稳定（CV值为13．18％）．净初级生产量关于降水和气温的灵敏度或弹性分别为E=0．0782和0．1113，即净初级生产量对降水和气温的波动均不敏感，也说明高寒草甸生态系统具有较高的稳定性．通过高寒草甸生态系统与世界其他地区5个草地生态系统的稳定性度量值横向比较，也显示出该系统的稳定性程度较高．结构相对比较简单的高寒草甸生态系统有较高的稳定性，说明群落稳定性虽然与物种多样性和群落复杂性有关，但未必成正比关系．还有其他一些因素与生态系统稳定性密切相关，如生物群落的外部环境稳定程度等．高寒草甸生态系统的主要气候因子（年降水和年均气温）以34年的主周期随机低频振荡，在其作用下生态系统的行为呈现同主周期、振幅比较稳定的随机波动．高寒草甸生态系统的较高稳定性，是较稳定的环境和系统适应环境的进化演替结果．

关键词：生态系统稳定性稳定性度量生态系统行为生态系统多样性高寒草甸生态系统

增强UV-B辐射对高寒草甸土壤生态系统丛枝菌根真菌生物多样性的影响

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增强UV-B辐射对高寒草甸土壤生态系统丛枝菌根真菌生物多样性的影...

作者：何雷兰州大学

学位级别：硕士

丛枝菌根真菌(Arbuscular mycorrhizal fungi;AMF)广泛分布于各种各样的陆地生态系统中,能够与大部分的陆生高等植物根系形成互惠共生体,该共生体称为丛枝菌根(Arbuscular mycorrhiza;AM)。AMF可以改善植物营养状况,增强抗逆能力,改良... 详细信息

丛枝菌根真菌(Arbuscular mycorrhizal fungi;AMF)广泛分布于各种各样的陆地生态系统中,能够与大部分的陆生高等植物根系形成互惠共生体,该共生体称为丛枝菌根(Arbuscular mycorrhiza;AM)。AMF可以改善植物营养状况,增强抗逆能力,改良土壤结构;对地上生态系统的植物多样性,植物群落的结构,生态系统生产力和稳定性具有决定性作用,影响着生态系统的整个过程。本文以长期增强的紫外射线B辐射下高寒草甸土壤中的丛枝菌根真菌为研究对象,通过传统的湿筛法和染色压片法对丛枝菌根真菌的孢子进行了分离,鉴定等工作,对高寒草甸土壤生态系统中的丛枝菌根真菌物种多样性进行了初步研究,主要结果如下: 1.在UV-B辐射下,土壤孢子密度随着土层深度的增加而减少,与对照组相比,表层和中层土壤中的孢子密度差异显著。 2.研究发现高寒草甸生态系统中有丛枝菌根真菌14种,其中7种鉴定到种,它们隶属于以下5属:Glomus,Scutellospora,Acaulospora,Entrophospora和Ambispora;其中球囊霉属为优势属,Ambispora为新记录属,以前未见报道。 3.长期增强的UV-B辐射改变了土壤中AMF群落结构和多样性:Glomus属中的两种真菌和Acaulospora属中的一种真菌在对照组中有,在UV-B辐射处理组中未发现;而Entrophospora infrequens为UV-B辐射处理组中的特有种。 4.长期增强的UV-B辐射处理增加了全氮,全碳和有机质碳在土壤中的积累但效果不显著,却显著降低了全磷和速效磷在土壤中的含量。 5.相关分析结果表明表层土壤中孢子密度与速效磷极显著负相关,与总磷显著负相关,中层土壤中孢子密度与总磷和速效磷均为显著负相关,底层土壤中的孢子密度没有发现与土壤因子产生显著的相关性。

关键词：丛枝菌根真菌 UV-B辐射生物多样性高寒草甸生态系统孢子密度