检索结果-内蒙古大学图书馆

1982-2018年青藏高原水分利用效率变化及归因分析

植物生态学报 2022年第12期46卷 1486-1496页

作者：郑周涛张扬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

水分利用效率(WUE)是衡量地表生态系统碳水耦合的重要指标。青藏高原是我国重要的生态屏障,其生态系统对全球变化响应敏感,开展青藏高原WUE研究有利于深入理解高寒生态系统碳水循环的过程和机制,对指导植被生态建设具有重要意义。该研... 详细信息

水分利用效率(WUE)是衡量地表生态系统碳水耦合的重要指标。青藏高原是我国重要的生态屏障,其生态系统对全球变化响应敏感,开展青藏高原WUE研究有利于深入理解高寒生态系统碳水循环的过程和机制,对指导植被生态建设具有重要意义。该研究基于GLASS遥感数据、气象数据和植被类型数据,对1982-2018年期间青藏高原WUE的时空变化格局及其对温度、降水量、太阳辐射、饱和水汽压差、CO_(2)浓度以及叶面积指数的响应进行了分析,并进一步揭示了植被类型间的差异。结果表明:(1)青藏高原WUE总体呈现由东南向西北递减的空间分布格局,多年平均值约为1.64 g C·kg^(-1)。WUE在不同植被类型间差异明显,森林最高,高寒荒漠最低,高寒草甸高于高寒草原。(2)青藏高原WUE主要呈现增加趋势,除森林和栽培植被外,其他植被类型WUE均显著增加,总初级生产力主导了研究区77.84%面积的WUE变化。(3)叶面积指数和CO_(2)浓度主导了青藏高原WUE的变化,且均为正向效应。而饱和水汽压差的升高对高寒草原、高山植被、栽培植被以及高寒荒漠的WUE有抑制作用。

关键词：水分利用效率青藏高原影响因子叶面积指数 CO_(2)浓度植被类型

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藏北两个临近不同高寒草地碳通量对气候条件的响应

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草业学报 2024年第6期33卷 1-16页

作者：徐玲玲牛犇张宪洲何永涛石培礼宗宁武建双王向涛中国气象局国家气象中心北京100081 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 中国农业科学院农业环境与可持续发展研究所北京100081 西藏农牧学院动物科学学院西藏林芝860000

生态系统碳循环应对气候变化的敏感性研究是“碳中和”背景下的重要议题。青藏高原高寒草地面积广阔,碳储量丰富,脆弱性高,近年来随着观测技术尤其是涡度相关技术和模拟技术的发展,已有不少研究致力于揭示青藏高原高寒草地生态系统碳水... 详细信息

生态系统碳循环应对气候变化的敏感性研究是“碳中和”背景下的重要议题。青藏高原高寒草地面积广阔,碳储量丰富,脆弱性高,近年来随着观测技术尤其是涡度相关技术和模拟技术的发展,已有不少研究致力于揭示青藏高原高寒草地生态系统碳水通量对气候变化的响应过程。但是,相同气候背景下不同高寒草地类型对环境变化的响应规律及敏感性尚不清楚。本研究基于藏北高原两个临近的高寒草地生态系统,高寒草甸和高寒湿地涡度相关观测的碳水通量数据,对比分析了不同水分条件下藏北高寒草甸和高寒湿地碳循环的气候敏感性。结果表明,高寒草甸的碳交换量要显著小于高寒湿地,高寒草甸是碳中性的,年净CO_(2)交换量为(18.09±40.66) g C·m^(-2) ,而高寒湿地是稳定的碳汇,年净CO_(2)固定量为(155.09±32.85)g C·m^(-2) 。水分条件对高寒草甸和高寒湿地植被光响应曲线最大的光合速率(α)的影响较弱,与饱和光强下的总初级生产力(Amax)呈显著正相关关系。水分对生态系统呼吸与温度的指数响应关系的调节作用主要体现在基础呼吸值(a)上,高寒湿地a的均值是高寒草甸的3.76倍,而对两个高寒草地生态系统呼吸敏感性(Q10)的调节均不显著。高寒草甸和高寒湿地Q10的均值(1.84)以及随温度升高而减小的趋势基本一致。藏北高寒草地生态系统的碳源汇特征对环境因子的响应取决于多因素共同限制,因此,基于区域性的联网协同观测有助于更加清晰地理解高寒生态系统碳交换响应气候变化的机理。

关键词：碳循环高寒草地气候敏感性藏北高原

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云南干热河谷辣木(Moringa oleifera)对Cd-Pb-Cu-Zn四种复合重金属胁迫的响应及富集特征

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生态学杂志 2023年第12期42卷 2817-2827页

作者：段晓清赵广张扬建穆羽杨旺鑫金杰韩学琴廖承飞鄱阳湖流域森林生态系统保护与修复国家林业和草原局重点实验室江西农业大学林学院南昌330045 拉萨高原生态试验站生态网络观测与模拟重点实验室中国科学院地理科学与资源研究所北京100101 四川省国土整治中心成都610045 河南省平顶山市生态环境局河南平顶山467000 云南省农业科学院热区生态农业研究所云南元谋651399

我国矿产资源不合理开发导致的重金属污染较为严重,植物修复是解决土壤重金属污染问题的有效方式,因此亟需开展耐重金属胁迫植物筛选和尾矿堆积区重金属修复的研究。本研究以云南干热河谷地区广泛引种的辣木(Moringa oleifera)为对象,... 详细信息

我国矿产资源不合理开发导致的重金属污染较为严重,植物修复是解决土壤重金属污染问题的有效方式,因此亟需开展耐重金属胁迫植物筛选和尾矿堆积区重金属修复的研究。本研究以云南干热河谷地区广泛引种的辣木(Moringa oleifera)为对象,通过盆栽试验模拟不同浓度土壤复合重金属(Cd-Pb-Cu-Zn)胁迫,探讨了辣木叶片光合作用能力、植株生长特性和生物量分配对复合重金属胁迫的响应,揭示了辣木对复合重金属胁迫的适应机制和不同重金属的富集特征。结果表明,复合重金属胁迫对辣木叶片光合能力、植株生长特性、生物量分配特征均产生了显著影响。复合重金属胁迫对辣木叶片光合能力的影响整体表现为低促高抑;辣木株高、地径、根长、根粗的生长都受到显著抑制,且随着胁迫的加剧,抑制作用逐渐增强;随着胁迫的加剧,辣木将更多的生物量投入至地下部分。适应重金属胁迫过程中,辣木将更多的重金属储存在地下生物量中。此外,辣木对4种重金属元素的耐受性和富集能力不同,其中对Cu^(2+)和Zn^(2+)的耐受性较好,对Cd^(2+)和Zn^(2+)富集能力较强。综上,辣木对复合重金属胁迫有一定的耐受性,且生物量较大,生长较快,可考虑作为重金属污染较轻区域的辅助修复植物。

关键词：重金属植物修复干热河谷生物量分配光合作用

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全球变化联网控制实验的创新性设计:以我国草地生态系统水热要素联网控制实验为例

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应用生态学报 2022年第3期33卷 648-654页

作者：朱军涛牛犇宗宁赵博郑周涛赵广庾强王常慧张扬建中国科学院地理科学与资源研究所拉萨高原生态试验站生态系统网络观测与模拟重点实验室北京100101 中国农业科学院农业资源与农业区划研究所北京100081 山西农业大学草业学院山西晋中030801

全球变化已对陆地生态系统结构和功能产生深远影响,明确生态系统对全球变化的响应和适应机制是实现人类对生态系统服务可持续利用的前提。联网实验是理解区域乃至全球尺度生态系统结构功能对全球变化要素响应和适应的重要手段。科学的... 详细信息

全球变化已对陆地生态系统结构和功能产生深远影响,明确生态系统对全球变化的响应和适应机制是实现人类对生态系统服务可持续利用的前提。联网实验是理解区域乃至全球尺度生态系统结构功能对全球变化要素响应和适应的重要手段。科学的顶层设计有利于实现联网数据间融合、比对以及分析,进而支撑普适性生态学理论的发展。本文从全球变化联网控制实验的研究进展、发展需求、创新性设计及研究展望等几方面,综合阐述未来全球变化联网控制实验设计的理论基础、方法学原理以及全新的实验网络设计理念,并以我国草地生态系统为例,以空间基准点理念(水热均值点)为突破口,提出了我国草地生态系统联网实验创新设计技术体系,以期推动未来区域和全球尺度控制实验的联网研究发展。

关键词：全球变化联网控制实验空间基准点自然环境梯度草地生态系统

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2000−2020年藏北高寒草地水源涵养功能变化及影响因素分析

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Journal of Resources and Ecology 2023年第3期14卷 493-501页

作者：宋茜何永涛黄凤荣李猛辽宁师范大学辽宁大连116029 中国科学院地理科学与资源研究所、生态系统网络观测与重点实验室、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京100190 南通大学地理科学学院江苏南通226007

藏北地区平均海拔4500 m以上,被称为“世界屋脊上的屋脊”,同时也是青藏高原生态安全屏障的主体,但在全球气候变化和人类活动的双重影响下,藏北高寒草地生态系统变化明显,部分区域出现退化趋势。2009年我国开始实施了《西藏生态安全屏... 详细信息

藏北地区平均海拔4500 m以上,被称为“世界屋脊上的屋脊”,同时也是青藏高原生态安全屏障的主体,但在全球气候变化和人类活动的双重影响下,藏北高寒草地生态系统变化明显,部分区域出现退化趋势。2009年我国开始实施了《西藏生态安全屏障保护与建设工程》(以下简称工程),旨在恢复和保育高原的生态系统及其服务功能。而水源涵养是藏北高寒草地生态系统最为重要的服务功能之一,工程实施以来,藏北草地的水源涵养功能如何变化、生态工程的效益如何?本文基于InVEST模型评估了2000–2020年生态工程前后藏北草地水源涵养功能的变化,量化了气候变化和人类活动在其中的贡献率。结果表明:(1)藏北各类型草地的水源涵养能力虽然差异较大,但工程实施后水源涵养的功能均出现了明显的变化,产水量比工程实施前增加10.07%,水源涵养服务上升8.86%。其中高寒草甸区的水源涵养变化速率增长最大,由工程前的–1.84 mm yr^(–1)转变为工程后的2.24 mm yr^(–1);其次是高寒荒漠草原和高寒草原,在工程的影响下水源涵养功能下降的速率明显减缓。(2)气候变化仍是藏北草地水源涵养功能的主要影响因素,但生态工程对藏北各类高寒草地水源涵养功能变化的作用明显,在高寒草甸、高寒草原、高寒荒漠草原区分别达到了13.99%、8.75%、3.71%,有效地促进了藏北草地的水源涵养功能的改善。

关键词：高寒草地藏北水源涵养生态工程 InVEST模型

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横断山区产水量时空分布格局及影响因素研究

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自然资源学报 2020年第2期35卷 371-386页

作者：王亚慧戴尔阜马良尹乐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

运用InVEST模型产水模块开展横断山区1990-2015年产水的量化评估,并开展相应的时空特征及影响因素分析。结果表明:(1)空间分布上,横断山区产水量均表现为南高北低的空间格局,垂直方向上,产水能力随着海拔的增加呈减小趋势。(2)1990-201... 详细信息

运用InVEST模型产水模块开展横断山区1990-2015年产水的量化评估,并开展相应的时空特征及影响因素分析。结果表明:(1)空间分布上,横断山区产水量均表现为南高北低的空间格局,垂直方向上,产水能力随着海拔的增加呈减小趋势。(2)1990-2015年产水深度表现为先小幅增大后明显减小再小幅增大的波动变化趋势。(3)不同土地利用类型的平均产水能力差异较大。其中以建设用地产水能力最强,约为550~920 mm;林地、草地居中,分别为438~650 mm和412~580 mm;未利用地和水域产水能力最弱,分别为273~457 mm和56~237 mm。(4)产水量空间分布与海拔及草地比例呈现显著的负相关,与降水量及林地比例呈显著正相关;时间变化上产水量与降水量呈显著正相关关系。该研究有助于推进山区生态系统服务研究的发展,其结果可为横断山区流域水资源管理、维持区域可持续发展提供科学支撑。

关键词：生态系统服务产水量 InVEST模型横断山区时空格局

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高寒草地沙化过程植物群落构成及生态位特征变化

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生态环境学报 2021年第8期30卷 1561-1570页

作者：宗宁石培礼朱军涛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,会对草原地区牧草生产与居民生活环境产生影响。目前对沙化草地的研究主要集中在植被与土壤性质的变化,对物种之间关系的变化并未进行深入探究。基于经典的生态位理论,利用空间代替时间序列的方法,通... 详细信息

草地沙化是目前面临的重要环境问题,会对草原地区牧草生产与居民生活环境产生影响。目前对沙化草地的研究主要集中在植被与土壤性质的变化,对物种之间关系的变化并未进行深入探究。基于经典的生态位理论,利用空间代替时间序列的方法,通过调查高寒草地沿沙化梯度的植物群落变化特征,分析沙化演替过程中高寒草原植物群落构成、生态位宽度以及生态位重叠(O)的变化,探索沙化过程植物种群的资源利用状况及生态适应能力,以期为青藏高原高寒草原植物多样性维持机制与沙化草地植被恢复提供参考依据。结果发现,随着沙化程度的加重,群落盖度和地上生物量呈现逐渐降低的趋势。不同的是,物种丰富度、辛普森指数和香农-维纳指数的最大值出现在轻度沙化梯度,而后呈显著降低趋势(P<0.001),但Pielou指数在各沙化梯度间差异不显著(P=0.634)。通过计算重要值发现,沙化梯度之间群落结构变异较大。相关性分析发现,沙化过程物种生态位宽度与重要值呈饱和曲线关系。随着沙化程度的加重,生态位高度重叠(>0.9)和部分重叠(0.5

关键词：高寒草地沙化梯度多样性重要值生态位重叠

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降水量变化对藏北高寒草地养分限制的影响

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植物生态学报 2021年第5期45卷 444-455页

作者：宗宁石培礼赵广帅郑莉莉牛犇周天财侯阁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 国家林业和草原局经济发展研究中心北京100714

生态系统净初级生产养分限制的模式是现代生态学关注的重要问题。养分的可利用性是草原生态系统生产力动态变化的关键决定因素,但土壤养分可利用性与整个生态系统中养分限制之间的关系尚不清楚。该研究通过在藏北降水梯度上4种类型高寒... 详细信息

生态系统净初级生产养分限制的模式是现代生态学关注的重要问题。养分的可利用性是草原生态系统生产力动态变化的关键决定因素,但土壤养分可利用性与整个生态系统中养分限制之间的关系尚不清楚。该研究通过在藏北降水梯度上4种类型高寒草地(从东到西依次是高寒草甸、高寒草甸草原、高寒草原和高寒荒漠草原)设置氮磷养分添加试验,系统研究氮磷养分添加对不同类型高寒草地的影响,并探讨降水梯度上高寒草地的氮磷限制模式。结果表明:(1)氮磷添加对不同高寒草地的影响存在差异:氮添加显著提高了高寒草甸和高寒草甸草原地上生产力,而对高寒草原和高寒荒漠草原无影响;单独磷添加对4种高寒草地均无显著影响,而氮磷添加对4种高寒草地地上生产力均有促进作用。(2)通过计算氮磷共同限制指数发现:随着降水量减少,高寒草地氮限制指数从1.18逐渐降低到0.52-0.64,养分限制模式从氮限制过渡到氮磷共同限制;磷限制指数在高寒草甸草原和高寒草原为负值,说明单独磷添加对高寒草甸的生产力有负向作用,高寒草甸主要受氮限制;高寒草甸草原介于氮限制与氮磷限制之间,受到氮磷共同限制,单独磷添加有负向作用;高寒荒漠草原受到氮磷共同限制。研究表明,高寒草地氮磷限制模式存在环境梯度上的递变规律,随着降水量减少,高寒草地养分限制模式从氮限制逐渐过渡到氮磷共同限制。由此推断,未来气候变化条件下氮沉降增加对不同类型高寒草地的影响可能存在差异。同时,利用养分添加恢复不同类型退化高寒草地时也应将氮磷限制模式的差异考虑进去。

关键词：控制试验氮磷限制草地类型植物功能群

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典型生态屏障区生态安全格局构建——以承德市为例

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生态学杂志 2021年第9期40卷 2914-2926页

作者：胡秋红丛楠殷国栋天津大学环境科学与工程学院天津300350 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 北京师范大学水科学研究院城市水循环与海绵城市技术北京市重点实验室北京100875

科学优化城市扩张和生态空间布局是国土开发顶层设计的迫切需求。区域生态安全格局构建可有效协调发展与保护的关系,进一步提升国土空间整治效率。本研究以京津北部生态屏障区——河北省承德市为例,基于生态系统服务评价结果,分别对林... 详细信息

科学优化城市扩张和生态空间布局是国土开发顶层设计的迫切需求。区域生态安全格局构建可有效协调发展与保护的关系,进一步提升国土空间整治效率。本研究以京津北部生态屏障区——河北省承德市为例,基于生态系统服务评价结果,分别对林地、草地和灌木地等极重要区域进行识别,并结合特殊保护区域划定生态源地范围,最后利用最小累积阻力模型构建区域生态安全格局。本研究识别承德市生态源地13200 km^(2),占区域面积的34.22%;生态廊道由组团廊道和景观廊道共同构成,廊道将生态源地有效贯通,呈一横(雾灵山-都山)三纵(辽河源-茅荆坝、白草洼-御道口、白草洼-滦河源)分布态势;识别核心保护类和踏脚石类生态战略节点22个;低水平和高水平生态安全缓冲区分别为12550和11352 km^(2)。生态安全格局构建结果在空间上可对不同类型自然植被形成有效保护,也与承德市保护发展规划相一致。本研究从方法上降低了植被分布异质性、净初级生产力差异对结果造成的不确定性,研究结果可为生态屏障区安全格局构建、国土空间整治与修复提供科学指导和技术支持。

关键词：生态安全格局生态屏障区最小累积阻力模型

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基于无人机视频流的草原放牧家畜在线检测和体重估算

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生态学杂志 2021年第12期40卷 4099-4108页

作者：王东亮廖小罕张扬建丛楠叶虎平邵全琴辛晓平中国科学院地理科学与资源研究所陆地表层格局与模拟院重点实验室北京100101 中国科学院地理科学与资源研究所资源与环境信息系统国家重点实验室北京100101 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 中国科学院地理科学与资源研究所拉萨高原生态综合试验站北京100101 中国农业科学院农业科学与农业区划研究所呼伦贝尔草原生态系统国家野外科学观测研究站北京100081

精确实时的家畜数据对发展现代畜牧业、保障畜产品有效供给和草原生态系统平衡,促进草原可持续发展至关重要。目前这些数据主要通过地面调查和基层上报方式获取,成本高、实时性差。本文在构建家畜深度学习识别模型和体重估算模型基础上... 详细信息

精确实时的家畜数据对发展现代畜牧业、保障畜产品有效供给和草原生态系统平衡,促进草原可持续发展至关重要。目前这些数据主要通过地面调查和基层上报方式获取,成本高、实时性差。本文在构建家畜深度学习识别模型和体重估算模型基础上,建立了基于浏览器/服务器(B/S)架构的家畜实时监控系统(http://218.202.104.82:5806/vid),利用无人机视频流,实现了家畜的在线识别、计数和体重估算。家畜识别模型训练使用了13803张无人机影像块和视频图像帧,牛的检出率为90.51%,错检率为11.64%,漏检率为9.49%,羊的检出率为91.47%,错检率为7.04%,漏检率为8.53%。体重估算模型构建采用了在青海和内蒙等地实测的头体长和牛体重数据,对牛和羊体重的估算精度分别为90.28%和90.00%。该系统将无人机和深度学习等技术应用于家畜监控领域,对禁牧、休牧等草原放牧家畜监管,以及帮助牧民远程监控家畜有重要意义。

关键词：无人机实时视频流深度学习家畜识别体重估算

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