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基于InVEST-PLUS模型的黄河流域内蒙古段生态系统碳储量评价及预测

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干旱区研究 2024年

作者：李冰洁范志韬曲芷程姚顺予宿夏姝刘东伟王立新内蒙古大学生态与环境学院蒙古高原生态学与资源利用教育部重点实验室

陆地生态系统碳储量对减缓全球气候变暖有重要意义，评估黄河流域内蒙古段土地利用变化对碳储量变化的影响，可以为“双碳”目标的实现提供助力。本研究运用InVEST模型对黄河流域内蒙古段过去20 a的碳储量进行评估，运用PLUS模型预测了2... 详细信息

陆地生态系统碳储量对减缓全球气候变暖有重要意义，评估黄河流域内蒙古段土地利用变化对碳储量变化的影响，可以为“双碳”目标的实现提供助力。本研究运用InVEST模型对黄河流域内蒙古段过去20 a的碳储量进行评估，运用PLUS模型预测了2040年3种不同发展情景下的土地利用格局，并耦合InVEST-PLUS对黄河流域内蒙古段未来20 a的碳储量进行估算，探讨土地利用变化和碳储量之间的响应关系。结果表明：2000—2020年黄河流域内蒙古段草地是主要土地利用类型和最重要的碳库。草地面积增加是黄河流域内蒙古段碳储量上升的主要原因，碳储量累计上升4.08 × 107t。在生态保护情景下，最有利于2040年黄河流域内蒙古段碳储量的增加，可使碳储量累计增加4.50 × 107t。年均降水是解释度最高的单因子影响因素，随着社会经济的发展，社会经济因子对碳储量时空分异特征的解释度增加。双因子交互影响的解释度普遍远高于单因子对于碳储量时空分异特征的解释度。本研究以期为区域用地规划提供建议，为我国更好的实现碳中和目标提供服务。

关键词：碳储量土地利用变化 InVEST模型 PLUS模型黄河流域内蒙古段

内蒙古典型草原植物功能性状对刈割与氮添加响应的年际间差异性

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草业科学 2024年

作者：李旭王佳智马文红杨雨李翔宇王明臣刘新亮胡锦香王永慧内蒙古大学生态与环境学院/蒙古高原生态学与资源利用教育部重点实验室/省部共建草地生态学国家重点实验室培育基地

植物功能性状调控植物响应环境条件变化，但也因受其影响而具有生态系统间和年际间差异。基于内蒙古典型草原四年的刈割和氮添加试验，我们研究了羊草（Leymus chinensis）等三种优势植物的植株高度、叶面积和叶片碳、氮含量等10种功能... 详细信息

植物功能性状调控植物响应环境条件变化，但也因受其影响而具有生态系统间和年际间差异。基于内蒙古典型草原四年的刈割和氮添加试验，我们研究了羊草（Leymus chinensis）等三种优势植物的植株高度、叶面积和叶片碳、氮含量等10种功能性状的响应，并分析了年际因素和试验处理的影响强度。刈割降低三种植物的植株高度，且刈割、添加氮和在刈割基础上添加氮这三种处理均提高植物叶片氮含量、降低碳氮比，但对植物功能性状的可塑性鲜有影响。植物功能性状及对处理的响应因受降水量年际差异的潜在影响，而具有强烈的年际间变异性。这说明，增强的降水量年际波动会增加预测植物功能性状乃至植物功能响应的难度，而考虑土地利用方式背景有助于实现准确预测。

关键词：内蒙古典型草原植物功能性状土地利用方式变化养分富集

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放牧强度对典型草原温室气体排放的影响

环境科学 2024年

作者：吴越强马文红李智勇祁乐内蒙古大学生态与环境学院草原生态安全省部共建协同创新中心蒙古高原生态学与资源利用教育部重点实验室

不同放牧强度对典型草原生态系统温室气体排放影响的研究，对于制定草原生态系统适应性管理策略和内蒙古地区“双碳”目标实现起到重要作用. 为探究不同放牧强度对典型草原生态系统温室气排放的影响，设置了不放牧(CK)、轻度放牧(LG)、... 详细信息

不同放牧强度对典型草原生态系统温室气体排放影响的研究，对于制定草原生态系统适应性管理策略和内蒙古地区“双碳”目标实现起到重要作用. 为探究不同放牧强度对典型草原生态系统温室气排放的影响，设置了不放牧(CK)、轻度放牧(LG)、中度放牧(MG)和重度放牧(HG)这4种处理，利用静态暗箱-红外光谱法测定其温室气体排放通量. 结果表明：①生态系统呼吸和CH4排放通量存在明显的季节变化；HG处理较CK处理显著降低了生态系统呼吸排放总量的31.43%，CH4排放总量各处理间均不显著，HG处理较LG处理显著降低了N2O排放总量的94.03%(P 生态系统呼吸对数值均与土壤温度呈现极显著线性相关关系(P 生态系统呼吸与土壤含水量呈线性关系(P 原生态系统的碳排放，但是也降低了植被生物量和土壤碳氮养分，因此不利于维持草地的生态平衡. 研究结果为评估放牧对草原生态系统源汇功能的影响提供了数据参考和理论支撑.

关键词：放牧强度温室气体典型草原土壤含水量土壤温度

锡林河流域滨河带湿地植物功能性状及差异研究

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生态科学 2024年第1期43卷 134-145页

作者：寇欣刘华民张景慧苑鹏云曹晓霭温璐于晓雯刘东伟王立新内蒙古大学生态与环境学院呼和浩特010021 草原生态安全省部共建协同创新中心呼和浩特010021 蒙古高原生态学与资源利用教育部重点实验室呼和浩特010021

作为河流景观重要组成部分的滨河带,是河流水体系统与相邻陆地之间的界面或生态过渡区。湿地植物及其群落在维系湿地生态系统稳定性及功能方面具有重要作用。本文通过对比锡林河流域滨河带上游、中游、下游以及放牧干扰下湿地植物20种... 详细信息

作为河流景观重要组成部分的滨河带,是河流水体系统与相邻陆地之间的界面或生态过渡区。湿地植物及其群落在维系湿地生态系统稳定性及功能方面具有重要作用。本文通过对比锡林河流域滨河带上游、中游、下游以及放牧干扰下湿地植物20种功能性状,在流域尺度上探究滨河带湿地植物功能性状对环境和放牧强度的响应,研究表明:锡林河流域滨河带不同河段湿地植物各功能性状变异系数波动范围较大,其中叶片碳含量(LCC,Leaf Carbon Concentration)变异系数最小为0.05,变异系数最大的是光合速率(Pn,Photosynthetic Rate),其值为2.64;湿地植物的结构性状与生理性状之间通过互补与替代、在功能上的平衡实现对环境的适应;湿中生草本、中生草本、旱生草本植株高度在退化样地显著低于轻微退化样地;植物株高、叶片LCC/LNC(Leaf Carbon Concentration/Leaf Nitrogen Concentration)、LNC/LPC(Leaf Nitrogen Concentratio/Leaf Phosphorus Concentration)在五种共有植物种芦苇(Phragmites australis)、扁穗草(Blysmus rufus)、鹅绒委陵菜(Potentilla anserina)、小糠草(Agrostis alba)、疗齿草(Odontites vulgaris)群落之间均存在显著差异;锡林河流域滨河带湿地植物在不同放牧梯度下,无论是在功能群水平还是植物共有种水平,对退化程度均表现出不一致的响应。

关键词：锡林河流域滨河带植物功能性状放牧干扰

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基于高光谱遥感的针茅群落生物量估算

草业科学 2024年

作者：张凡凡贾子玉庄前友红梅程云湘内蒙古大学生态与环境学院蒙古高原生态学与资源利用教育部重点实验室鄂尔多斯市自然资源局赤峰市森林草原保护发展中心

利用高光谱遥感技术能够高效，无损，快速的获取草地地上生物量，对草地畜牧业的高效管理，动态监测及草畜供求关系平衡等方面具有重要意义。为了探求估算生长期针茅群落地上生物量最适宜的光谱变量与植被指数，本研究在内蒙古锡林郭勒... 详细信息

利用高光谱遥感技术能够高效，无损，快速的获取草地地上生物量，对草地畜牧业的高效管理，动态监测及草畜供求关系平衡等方面具有重要意义。为了探求估算生长期针茅群落地上生物量最适宜的光谱变量与植被指数，本研究在内蒙古锡林郭勒盟镶黄旗牧场获取光谱反射率与地上生物量数据，通过原始高光谱数据以及一阶微分，植被指数，绿峰与红谷等变量，运用回归模型建立相应地上生物量估算模型并对比评价模型精度。结果表明：克氏针茅（Stipa krylovii）群落在7-8月的牧草生长过程中，生物量逐渐增加，8-9月牧草枯黄明显，生物量明显下降。对原始高光谱进行微分处理有助于提高敏感波段与地上生物量的相关性；在高光谱变量中，利用红边斜率（Dr）构建的线性模型精度最佳，R2为0.94，均方根误差（RMSE）为1.97g/m2，平均相对误差（MAE）为1.97g/m2。在植被指数中，利用土壤调整植被指数（SAVI）构建的多项式模型精度最佳，R2为0.92，RMSE为1.15g/m2，MAE为1.39g/m2。本研究能够为用不同高光谱变量估算针茅群落地上生物量提供科学依据，为快速精准的牧区天然草场遥感监测提供方法和技术支持。

关键词：生物量高光谱遥感模型估测波段优选

高寒草甸功能群组成及营养品质对不同放牧强度的响应

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草业科学 2024年第1期41卷 151-162页

作者：张正义胡逸张振豪苗百岭侯扶江程云湘内蒙古大学生态与环境学院内蒙古呼和浩特010021 内蒙古自治区气象科学研究所内蒙古呼和浩特010000 兰州大学草地农业科技学院/兰州大学草地农业生态系统国家重点实验室甘肃兰州730020 蒙古高原生态学与资源利用教育部重点实验室内蒙古呼和浩特010021

为了探究高寒草甸对牦牛长期放牧活动的响应,选择青藏高原高寒草甸为对象,调查不同放牧强度对高寒草甸植物群落生物量、功能群组成变化和牧草品质的影响,探讨植被功能群组成变化及牧草品质之间的互作关系。结果表明:1)禁牧处理下的植物... 详细信息

为了探究高寒草甸对牦牛长期放牧活动的响应,选择青藏高原高寒草甸为对象,调查不同放牧强度对高寒草甸植物群落生物量、功能群组成变化和牧草品质的影响,探讨植被功能群组成变化及牧草品质之间的互作关系。结果表明:1)禁牧处理下的植物群落生物量最高,但植物群落生物量在有放牧的样地随放牧强度的增加呈下降趋势;2)物种丰富度和多样性随放牧强度的增加基本呈单峰变化,中度放牧下群落多样性指数、物种丰富度和均匀度指数均高于轻牧和重牧;3)植物粗蛋白与粗灰分含量随放牧强度增加而上升;4)放牧强度增加,豆科、毛茛科和杂类草比例无显著变化(P>0.05),禾本科占比降低,禾本科与莎草科呈此消彼长的关系;5)功能群组成变化与牧草营养之间有显著相关关系,其中粗蛋白含量随禾本科比例下降而下降,但与豆科、毛茛科及菊科占比呈负相关关系,莎草科占比与中性洗涤纤维呈显著正相关关系。综上所述,不同放牧强度下植物群落特征及营养品质发生不同程度的变化,对比禁牧,轻度放牧对地上和地下生物量有最优的促进作用,中度放牧有助于群落物种多样性的增加。适度放牧可以保持草地植物群落稳定,促进草地生态系统可持续发展。

关键词：青藏高原牦牛放牧强度植被群落特征功能群多样性指数牧草营养

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春季冻融过程对河滨带湿地土壤酶活性的影响

生态环境学报 2024年第2期33卷 212-221页

作者：曹晓霭张睿温云浩王建徐智超田雅婷王立新刘华民内蒙古大学生态与环境学院内蒙古呼和浩特010021 草原生态安全省部共建协同创新中心内蒙古呼和浩特010021 蒙古高原生态学与资源利用教育部重点实验室内蒙古呼和浩特010021 内蒙古自治区生态环境督察技术支持中心内蒙古呼和浩特010011

土壤酶活性是土壤生态系统物质循环和能量流动的重要参与者,其活性大小对土壤养分和生化反应过程有明显指示作用。北方高纬度湿地经常受到冻融作用的影响,由于土壤温度的变化,土壤酶活性会发生变化。然而,春季冻融对土壤酶活性的影响机... 详细信息

土壤酶活性是土壤生态系统物质循环和能量流动的重要参与者,其活性大小对土壤养分和生化反应过程有明显指示作用。北方高纬度湿地经常受到冻融作用的影响,由于土壤温度的变化,土壤酶活性会发生变化。然而,春季冻融对土壤酶活性的影响机制仍不清楚。为探讨春季冻融过程对河滨带湿地土壤理化性质和土壤酶活性的影响,以及土壤理化性质与土壤酶活性间的关系,选取锡林河河滨带分布最广泛的芦苇(Phragmites australis)和灰脉苔草(Carex appendiculata)这2种典型湿地植物群落为研究对象,分析春季冻融期间土壤脲酶、蔗糖酶、过氧化氢酶活性的变化及其影响因素。在冻结期,河滨带湿地土壤酶活性均保持较高活性,土壤脲酶和蔗糖酶活性在冻融期均出现迅速增高而后降低的趋势,并在土壤融化期又升高,然而土壤过氧化氢酶对冻融作用的响应较小。在冻融过程中,芦苇覆盖下土壤蔗糖酶和过氧化氢酶活性显著高于灰脉苔草群落且表现出明显的空间异质性。通径分析结果表明,春季冻融期河滨带湿地土壤脲酶活性与土壤温度、总碳、总氮显著正相关,土壤蔗糖酶与总碳、总氮呈显著正相关;过氧化氢酶活性除与土壤温度没有显著相关性,与其他理化因子均有显著相关性。冻融期不同植物群落下土壤酶活性与河滨带湿地碳、氮含量密切相关,频繁的冻融对土壤酶活性以及河滨带湿地土壤物质循环产生重要影响。该研究探讨了3种土壤酶活性对春季冻融过程的响应及在植物群落间的差异,为河滨带湿地生态系统碳、氮等营养物质的循环提供理论依据。

关键词：河滨带湿地冻融交替土壤酶活性植物群落锡林河通径分析

冻融对色季拉山高寒森林土壤微生物群落结构的影响

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生态学报 2024年第3期44卷 1140-1151页

作者：魏雨泉侯卓男柴胜阳王瑞红李欣彤李傲邵小明卢杰张新军中国农业大学资源与环境学院北京100193 西藏农牧学院高原生态研究所林芝860000 西藏高原森林生态教育部重点实验室林芝860000

高寒森林土壤是最脆弱的陆地碳库之一,随着全球气候的变暖,冻融格局受到影响,这将导致土壤微生物群落结构发生变化进而影响土壤微生态过程。以西藏色季拉山不同海拔土壤为研究对象,基于16S rRNA测序技术探究微生物群落结构及多样性对季... 详细信息

高寒森林土壤是最脆弱的陆地碳库之一,随着全球气候的变暖,冻融格局受到影响,这将导致土壤微生物群落结构发生变化进而影响土壤微生态过程。以西藏色季拉山不同海拔土壤为研究对象,基于16S rRNA测序技术探究微生物群落结构及多样性对季节性冻融的响应。结果表明:门水平上,冻融现象并未改变土壤细菌和真菌群落的优势菌群,变形菌门(Proteobacteria)、放线菌门(Actinobacteriota)和酸杆菌门(Acidobacteria)为细菌群落的优势菌门,担子菌门(Basidiomycota)和子囊菌门(Ascomycota)为真菌群落的优势菌门;属水平上,冻融前后微生物群落结构和组成差异较大,且细菌群落受冻融影响更剧烈,真菌群落受海拔影响更剧烈;OTU水平上,冻融使各海拔细菌群落和海拔3500 m、4300 m处真菌群落的α-多样性有较大提升,主要受黏粒和粉粒含量的影响;冻融使微生物群落组成在不同海拔间差异增大,且冻融前后的关键驱动因子不同,冻融前主要受碳氮比、速效钾、碳酸盐、土壤含水率、黏粒和粉粒含量的影响,冻融后主要受pH和有效磷的影响;相比于细菌,真菌群落结构的影响因素在海拔间的差异更大。本研究为深入理解气候暖化背景下不同海拔高寒森林土壤微生物对冻融的响应提供重要依据。

关键词：冻融海拔细菌真菌群落多样性

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西藏墨脱典型区域苔类植物区系研究

森林与环境学报 2024年第2期44卷 207-216页

作者：司孟鑫陈利马和平王彪高智远范冰冰西藏农牧学院高原生态研究所西藏林芝860000 西藏高原森林生态教育部重点实验室西藏林芝860000

为了解墨脱典型区域苔类植物区系组成及特点,更深入进行苔藓植物的相关研究,通过对墨脱典型区域进行野外调查、标本采集、鉴定、文献查阅、数据统计分析等,整理统计墨脱典型区域苔类新名录。利用种子植物的划分方法对墨脱典型区域苔类... 详细信息

为了解墨脱典型区域苔类植物区系组成及特点,更深入进行苔藓植物的相关研究,通过对墨脱典型区域进行野外调查、标本采集、鉴定、文献查阅、数据统计分析等,整理统计墨脱典型区域苔类新名录。利用种子植物的划分方法对墨脱典型区域苔类植物进行划分,并与地理位置或气候类型相似的8个区域进行比较。基于采集的1363份标本的鉴定结果,墨脱典型区域苔类植物共计38科68属214种(包含4个变种和7个亚种)。墨脱典型区域苔类植物共有13种分布类型,占比最高的前3种为东亚分布(25%)、热带亚洲分布(23.56%)和北温带分布(19.23%),中国特有分布占比为13.46%。墨脱典型区域苔类植物的区系特点为:类型丰富多样;热带性质与温带性质分布占比较高且基本持平;与典型东亚苔类植物区系联系紧密;十分具有中国苔类植物区系特色。墨脱典型区域苔类植物区系分布类型数量随海拔升高波动并呈现至少两个峰值,与物种丰富程度密切相关。9个区域中,墨脱典型区域的物种丰富度仅次于秦岭;属与种的组成分别与七姊妹山和色季拉山最亲近;综合热带性质分布、温带性质分布、东亚特有及中国特有分布排序,与七姊妹山的关系最近。

关键词：苔类植物植物区系墨脱物种多样性藏东南