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干旱区研究 2020年第6期37卷 1580-1589页

作者：宗宁石培礼孙建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拉萨高原生态试验站北京100101 中国科学院大学资源与环境学院北京100049

草地沙化是目前面临的重要环境问题,会对牧草生产与居民生活环境产生重要影响。目前关于草地沙化的研究主要集中在沙化过程植被特征与土壤性质的变化,选择何种敏感指标指示沙化过程以及如何量化沙化过程的生态阈值仍缺乏研究。本文利用... 详细信息

草地沙化是目前面临的重要环境问题,会对牧草生产与居民生活环境产生重要影响。目前关于草地沙化的研究主要集中在沙化过程植被特征与土壤性质的变化,选择何种敏感指标指示沙化过程以及如何量化沙化过程的生态阈值仍缺乏研究。本文利用空间代替时间的方法,在半干旱高寒草原区选择5种沙化梯度作为研究对象,系统研究沙化过程中植物、土壤及微生物特征的变化,并对沙化过程的生态阈值进行估算。结果显示,随着沙化程度的加深,群落盖度、地上和地下生物量表现出显著降低的趋势;土壤含水量呈现逐渐降低趋势,而土壤容重呈现逐渐升高趋势,极重度沙化草地的砾石比例显著高于其他沙化梯度。对土壤养分含量的分析显示,表层土壤(0~10cm)全碳、全氮含量逐渐降低,极重度沙化碳氮比显著高于其他沙化梯度。草地沙化过程中植被的生态阈值发生在轻度—中度沙化梯度,土壤和土壤微生物的生态阈值发生在中度—重度沙化梯度。从阈值估算来看,植物反应比土壤更加敏感,把植物群落特征变化作为指示草地沙化程度的指标更科学。同时,轻度到中度沙化梯度是沙化过程的关键时期,所以对沙化草地的早期防治至关重要。

关键词：高寒草地沙化梯度植被特征土壤特征土壤微生物生态阈值

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基于多主体模型的典型区域退耕还林工程实施空间模拟

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地理学报 2020年第9期75卷 1983-1995页

作者：杨微石戴尔阜郑度董玉祥尹乐马良王隽雄潘理虎秦世鹏中山大学地理科学与规划学院广州510275 中国科学院地理科学与资源研究所中国科学院生态系统网络观测与模拟重点实验室拉萨高原生态系统研究站北京100101 中国科学院地理科学与资源研究所中国科学院陆地表层格局与模拟重点实验室北京100101 中国科学院大学北京100049 陕西师范大学地理科学与旅游学院西安710119 太原科技大学计算机科学与技术学院太原030024

土地利用变化是全球变化的重要驱动力,模拟是研究土地变化重要的方法。退耕还林是中国山区土地利用变化的重要原因。当前退耕还林模拟在综合社会与空间途径方面的不足限制了退耕还林模拟的空间精度及后续社会效益研究。结合社会和空间... 详细信息

土地利用变化是全球变化的重要驱动力,模拟是研究土地变化重要的方法。退耕还林是中国山区土地利用变化的重要原因。当前退耕还林模拟在综合社会与空间途径方面的不足限制了退耕还林模拟的空间精度及后续社会效益研究。结合社会和空间途径精确模拟退耕还林的空间过程可为该工程实施提供科学依据。本文以云南省东川区铜都镇为研究区,基于人口普查数据、地理环境数据、实地调研数据,综合考虑农民、农户和政府3类主体,基于多主体模型构建了退耕还林工程实施的空间模型,模拟了2010—2015年铜都镇具有空间特征的农户年收入、农户/政府退耕意愿和退耕还林工程空间实施过程。研究发现退耕还林工程实施主要与坡度、交通和农户收入有关,与土壤肥力相关性较小,坡度25°~30°的耕地占了81.47%,离道路0~2 km交通条件较好的地段占56.37%,农户年收入较低的区域退耕还林比例较高,且退耕还林工程的实施显著提高了铜都镇收入,2010—2015年户均收入提高了1475元。本文模拟结果空间精度为91.12%。本文构建的退耕还林工程实施空间模拟方法可为其它区域提供方法借鉴,以期为中国生态保护和精准扶贫等工程实施提供科学支撑。

关键词：退耕还林工程多主体模型土地利用铜都镇山地

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多尺度碳利用效率研究进展

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生态学杂志 2021年第6期40卷 1849-1860页

作者：底阳平曾辉张扬建陈宁丛楠北京大学深圳研究生院广东深圳518055 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拉萨高原生态试验站北京100101 中国科学院青藏高原地球科学卓越创新中心北京100101 中国科学院大学资源与环境学院北京100190 北京大学城市与环境学院北京100871 中国科学院湿地生态与环境重点实验室中国科学院东北地理与农业生态研究所长春130102

碳利用效率(carbon use efficiency,CUE)是指机体用于生长的碳量占其吸收总碳量的比例,是研究生态系统碳循环和碳分配模式的重要参数。对CUE的研究可利用多种方法从多尺度开展,然而CUE的高尺度敏感性导致不同方法之间的结果变异性较大,... 详细信息

碳利用效率(carbon use efficiency,CUE)是指机体用于生长的碳量占其吸收总碳量的比例,是研究生态系统碳循环和碳分配模式的重要参数。对CUE的研究可利用多种方法从多尺度开展,然而CUE的高尺度敏感性导致不同方法之间的结果变异性较大,难以整合并且扩展外推,成为制约CUE研究方法及应用的重要因素。本文将CUE常见的测定方法按照研究对象的应用尺度差异分为样地尺度、生态系统尺度、景观和区域尺度以及大陆和全球尺度,概述各方法的特点、优势及局限性。随后,分尺度综述CUE的研究进展,发现CUE受到包括生物和非生物等多种因素的影响,各影响因素及其交互作用在不同时空尺度上控制着CUE,CUE数值也随尺度和测定方法的不同而发生变异。建议今后对CUE的研究应该综合考量生物和环境等多要素交互影响效果,通过机理和技术研究提升数据测定的准确性,以及整合多尺度结果为模型优化提供新思路。

关键词：碳利用效率(CUE) 测定方法多尺度多源数据

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土地系统多主体模型的理论与应用

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地理学报 2019年第11期74卷 2260-2272页

作者：戴尔阜马良杨微石王亚慧尹乐童苗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拉萨高原生态系统研究站北京100101 中国科学院地理科学与资源研究所中国科学院陆地表层格局与模拟重点实验室北京100101 中国科学院大学北京100049 中山大学地理科学与规划学院广州510275

土地变化科学是理解人类—自然耦合系统的交叉学科研究方向。多主体模型(ABM)作为过程导向模型,对揭示土地变化驱动力,理解土地变化过程有重要作用。本文从理论、应用与建模框架三方面出发,总结了ABM理论基础和相关概念;阐述了ABM在城... 详细信息

土地变化科学是理解人类—自然耦合系统的交叉学科研究方向。多主体模型(ABM)作为过程导向模型,对揭示土地变化驱动力,理解土地变化过程有重要作用。本文从理论、应用与建模框架三方面出发,总结了ABM理论基础和相关概念;阐述了ABM在城市和农业土地系统两方面的应用与发展,进一步介绍了横断山区退耕还林ABM研究案例;在梳理ABM建模协议的基础上,提出了主体视角的土地系统ABM建模框架和实施流程。在城市土地利用方面,ABM研究从最初基于景观研究城市扩张,到研究城市内部居住分隔,规划分区,生态功能等多方面;在农业土地利用方面,ABM应用则呈现出更加多样化和个性化的特征,包括农民行为、农户决策、种植系统、农业政策等。相比于传统模型,ABM因其依靠本地知识与数据而使得其构建更为复杂,且不易推广;但因其独特的自下而上模型构架,在探究土地变化驱动力、刻画人类行为对自然环境影响等方面具有不可或缺的作用。

关键词：土地系统土地利用土地变化科学土地变化模型多主体模型建模框架

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采伐与人工更新对红壤丘陵区森林面积和地上生物量的影响模拟——以会同县磨哨林场为例

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自然资源学报 2020年第12期35卷 2995-3006页

作者：戴尔阜汪晓帆朱建佳王晓莉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拉萨高原生态系统研究站北京100101 中国科学院大学北京100049 中国国土勘测规划院自然资源部土地利用重点实验室北京100035 河北科技师范学院园艺科技学院秦皇岛066004 国家海洋信息中心天津300171

我国人工林生态系统正面临着结构退化、功能降低等问题,迫切需要通过合理的森林管理方案实施有效的管理措施加以改善。本文以湖南省会同县磨哨林场为研究区,应用生态系统过程模型PnET-II和森林景观模型LANDIS-II,采用情景模拟的方式研... 详细信息

我国人工林生态系统正面临着结构退化、功能降低等问题,迫切需要通过合理的森林管理方案实施有效的管理措施加以改善。本文以湖南省会同县磨哨林场为研究区,应用生态系统过程模型PnET-II和森林景观模型LANDIS-II,采用情景模拟的方式研究未来100年低、中、高强度的采伐措施以及人工更新对森林面积和地上生物量的影响。结果表明:(1)随着采伐强度增加,人工针叶林面积持续减少、森林AGB下降幅度加大;(2)人工更新措施能够使人工针叶林面积保持稳定,促进其AGB积累,有利于人工林更新与生长;(3)对人工林采取中等强度采伐且实施伐后人工更新的管理方案有利于我国南方以杉木(Cunninghamia lanceolata)、马尾松(Pinus massoniana)为主要树种的人工林地区实现森林可持续经营。

关键词：森林管理采伐人工更新森林面积地上生物量

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放牧对草地生态系统影响的研究进展

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植物生态学报 2020年第5期44卷 553-564页

作者：张扬建朱军涛沈若楠王荔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拉萨高原生态试验站北京100101 中国科学院青藏高原地球科学卓越创新中心北京100101 中国科学院大学资源与环境学院北京100190 中国科学院大学北京100190 北京大学深圳研究生院深圳518055

全球草地占据30%左右的陆地面积,在全球气候变化、碳氮及养分循环、保持水土、调节畜牧业生产等方面具有重要的作用。目前草地的主要利用方式之一就是放牧,不同的牲畜种类、放牧强度、年限、历史和制度等,会影响草地植物群落、生物多样... 详细信息

全球草地占据30%左右的陆地面积,在全球气候变化、碳氮及养分循环、保持水土、调节畜牧业生产等方面具有重要的作用。目前草地的主要利用方式之一就是放牧,不同的牲畜种类、放牧强度、年限、历史和制度等,会影响草地植物群落、生物多样性及土壤微生物,进而影响草地生态系统结构、功能和过程。该文围绕放牧对草地生态系统结构、功能和过程的影响,1)回顾了20世纪50年代到现在各个历史阶段放牧对草地生态系统影响的研究;2)利用文献计量分析的方法,剖析了放牧对草地影响研究的热点内容、重要区域和关键词等;3)阐明了放牧对草地植物生长、群落特征、碳氮及养分循环、生产力及土壤质量等的各方面影响的研究进展及国内相关研究的优势及存在的主要问题和不足;4)基于上述分析,从草地放牧精准管理、经典假说验证、放牧和全球变化研究相结合等方面,提出未来研究的前沿方向和优先领域。该文在系统总结放牧对草地生态系统影响的研究进展、研究优势及存在问题的基础上,提出未来的研究应与全球变化相结合,为我国的草地放牧生态学研究、适应性管理和可持续利用等提供科学基础。

关键词：放牧草地生态系统生态系统结构生态系统功能碳循环氮循环全球变化

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不同施氮水平对西藏饲用黑麦种籽产量性状和土壤养分的影响

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中国农学通报 2021年第18期37卷 19-24页

作者：张光雨沈振西钟志明崔建钊扎西顿珠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拉萨高原生态系统研究站北京100101 西藏高原草业工程技术研究中心拉萨850000 中国科学院大学北京100049 日喀则市科学技术局高新技术产业发展中心西藏日喀则857000 西藏自治区拉萨市达孜区农业农村局拉萨850000

在西藏河谷地区研究不同施氮水平对‘冬牧70’饲用黑麦种籽产量性状的影响,确定该地区‘冬牧70’饲用黑麦种籽生产的合理施肥量,可为该区合理施肥提供参考依据。本研究以‘冬牧70’为试验材料,对比分析了2018-2019年不同施氮水平的‘冬... 详细信息

在西藏河谷地区研究不同施氮水平对‘冬牧70’饲用黑麦种籽产量性状的影响,确定该地区‘冬牧70’饲用黑麦种籽生产的合理施肥量,可为该区合理施肥提供参考依据。本研究以‘冬牧70’为试验材料,对比分析了2018-2019年不同施氮水平的‘冬牧70’种籽产量性状等相关指标。结果表明通过施肥显著增加了土壤有机质和氮磷含量;当施氮225.0 kg/hm^(2)时籽粒增重最大,氮素利用效率也较高。因此,需要施较高的氮肥水平才能使得‘冬牧70’达到较高的籽粒产量;在西藏河谷地区提高施氮量可以适当提高‘冬牧70’的穗数、穗粒数和籽粒产量和土壤有机质和氮磷含量。

关键词：西藏河谷地区不同施氮水平冬牧70 产量性状土壤养分含量

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西藏日喀则地区8个引进燕麦品种的生产性能和营养品质比较

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草业科学 2019年第4期36卷 1117-1125,I0005页

作者：张光雨王江伟张豪睿付刚沈振西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/拉萨高原生态系统研究站北京100101 西藏高原草业工程技术研究中心西藏拉萨850000 中国科学院大学北京100049

草畜平衡对于西藏草原的可持续发展和畜牧业的高效生产非常必要,为了筛选出适宜在西藏日喀则地区种植的燕麦(Avena sativa)品种,缓解过度放牧对天然草地的压力,本研究在西藏日喀则地区南木林县艾玛岗草原站对8个燕麦品种的干重、株高、... 详细信息

草畜平衡对于西藏草原的可持续发展和畜牧业的高效生产非常必要,为了筛选出适宜在西藏日喀则地区种植的燕麦(Avena sativa)品种,缓解过度放牧对天然草地的压力,本研究在西藏日喀则地区南木林县艾玛岗草原站对8个燕麦品种的干重、株高、叶茎比、穗长、穗重和千粒重以及粗蛋白、粗脂肪、粗灰分、酸性洗涤纤维、中性洗涤纤维、木质素指标进行综合评比。生产性能结果表明,青引1号的干草产量最高(12 406.95 kg·hm–2)、穗重最大(3.67 g),青引3号的穗长最长(25.60 cm)、株高最高(159 cm),林纳的千粒重最大(43.94 g);营养品质结果表明:青引2号的粗蛋白含量最高(6.40%),青燕1号的酸性洗涤纤维含量最低(28.55%),林纳的中性洗涤纤维含量最低(52%),青引1号的粗脂肪含量最高(52.7%),青燕1号的灰分含量最高(4.97%),青引2号的木质素含量最低(24.18%)。应用灰色关联度理论对燕麦的产量与营养品质进行综合分析发现,青引1号、青引3号和青引2号适宜在西藏日喀则地区种植推广。

关键词：燕麦生产性能营养品质灰色系统理论西藏日喀则地区

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青藏高原高寒草甸退化对土壤氮素转化微生物基因的影响

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水土保持通报 2020年第3期40卷 8-13页

作者：王向涛张超廖李荣王杰喻岚辉张宪洲西藏农牧学院动物科学学院西藏林芝860000 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拉萨高原生态试验站北京100101 中国科学院大学北京100049 西北农林科技大学水土保持研究所陕西杨凌712100 中国科学院大学资源与环境学院北京100190

[目的]深入分析高寒草甸退化过程中土壤氮素转化特征,明确草甸退化对土壤氮素转化微生物基因丰度的影响,为认识高寒草甸的退化机理以及科学治理高寒退化草甸提供重要依据。[方法]以青藏高原不同退化程度高寒草甸(未退化、轻度退化、中... 详细信息

[目的]深入分析高寒草甸退化过程中土壤氮素转化特征,明确草甸退化对土壤氮素转化微生物基因丰度的影响,为认识高寒草甸的退化机理以及科学治理高寒退化草甸提供重要依据。[方法]以青藏高原不同退化程度高寒草甸(未退化、轻度退化、中度退化、重度退化)为研究对象,利用实时定量PCR法分析退化过程中土壤理化性质及与氮素转化相关基因(nif H,amo A-AOA,amo A-AOB,nar G,nir K,nir S和nos Z)丰度的变化,明确影响高寒草甸氮素转化基因的关键因子。[结果]①随退化程度的加剧,高寒草甸土壤有机碳、全氮、硝态氮及铵态氮含量逐渐降低;②高寒草甸退化降低了与氮素转化相关的固氮nif H基因、氨氧化amo A-AOA和amo A-AOB基因丰度,但增加了反硝化nar G,nir S和nir K基因丰度,且在重度退化草甸丰度最高;③nif H,amo A-AOA和amo A-AOB基因与土壤有机碳、硝态氮、铵态氮及水分呈显著正相关,nar G,nir S和nir K基因与土壤有机碳、硝态氮及铵态氮含量呈显著负相关,与pH值呈显著正相关。[结论]高寒草甸退化对氮素转化微生物具有重要影响,土壤有机碳、pH值及水分是影响土壤氮素转化微生物基因的主要因素。

关键词：高寒草甸功能基因土壤性质氮素

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西藏河谷区9个引进燕麦品种的生产性能和营养品质比较研究

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草业学报 2019年第5期28卷 121-131页

作者：张光雨马和平邵小明王江伟沈振西付刚西藏农牧学院高原生态研究所西藏高原森林生态教育部重点实验室西藏林芝高山森林生态系统国家野外科学观测研究站西藏林芝860000 中国农业大学资源与环境学院生物多样性与有机农业北京市重点实验室北京100093 西藏高原草业工程技术研究中心西藏拉萨850000 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拉萨高原生态系统研究站北京100101 中国科学院大学北京100049

为了筛选出适合在西藏河谷区种植的燕麦品种,本研究通过田间试验测定了9个燕麦品种的产量和营养品质。参试的燕麦品种为阿坝燕麦、青引1号、青引2号、青海444、青燕1号、林纳、边锋、加燕2号和青海甜燕麦,于2016年5月8日播种,小区面积为... 详细信息

为了筛选出适合在西藏河谷区种植的燕麦品种,本研究通过田间试验测定了9个燕麦品种的产量和营养品质。参试的燕麦品种为阿坝燕麦、青引1号、青引2号、青海444、青燕1号、林纳、边锋、加燕2号和青海甜燕麦,于2016年5月8日播种,小区面积为3 m×4 m,设3次重复。对9个燕麦品种抽穗期、孕穗期和成熟期的鲜重、干重、干鲜比、株高和叶茎比以及成熟期的营养品质[粗蛋白(CP)、粗脂肪(EE)、粗灰分(Ash)、酸性洗涤纤维(ADF)、中性洗涤纤维(NDF)、木质素(ADL)]进行测定。成熟期的地上部干重结果表明,青燕1号、林纳、边锋和加燕2号的产量均大于26000 kg·hm^(-2),青引1号、青引2号、青海444和青海甜燕麦产量为22000～26000 kg·hm^(-2),阿坝燕麦产量低于22000 kg·hm^(-2)。9个燕麦品种的CP、EE、Ash、ADF、NDF、ADL含量的变化范围分别为4.5%～7.2%、21.7%～57.3%、4.5%～5.7%、24.9%～35.4%、58.2%～80.5%和30.6%～42.0%,营养品质结果表明,青燕1号、青引2号和加燕2号的CP含量显著低于其他品种(P<0.05);边锋的NDF含量显著低于其他品种(P<0.05),青海甜燕麦含量最高;青海444的EE含量显著高于其他品种(P<0.05)。应用灰色关联度理论方法对9个燕麦品种的产量与营养品质指标进行综合分析得出,青海444、青燕1号和阿坝燕麦较其他燕麦品种更适宜在该地区种植推广。

关键词：西藏河谷地区燕麦生产性能营养品质灰色关联度

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