林火是影响多年冻土稳定性的主要因素之一，对火后多年冻土区土壤微生物生物量碳氮的变化特征进行分析，为火后冻土土壤恢复提供理论依据。以大兴安岭漠河2002年火烧灌丛湿地为研究对象，在未火烧和火烧区分别随机设置5个试验样地采用土钻分别采集土壤深度（h）为0-3-N）质量分数和pH分别增加213.26%、24.23%、38.36%和3.75%,土壤全碳、全氮和全磷质量分数分别降低44.70...

探究大兴安岭多年冻土区3种林型秋季冻融期土壤活性碳变化特征及其主要影响因素，为多年冻土区森林土壤碳汇管理提供帮助。以兴安落叶松林（LY）、樟子松林（ZZ）和白桦林（BH）为研究对象，于2022年10月10日至11月18日对不同土层（0～5、5～10、10～20 cm）土壤进行取样，测定其土壤活性碳组分（可溶性有机碳、微生物量碳、易氧化有机碳）质量分数，探究其动态特征及其影响因子。结果显示，10月10日至11月18日兴安落叶松林、白桦林和樟子松林土壤温度均随气温下降而降低，变化范围分别为-0.49～3.71、-2.10～2.39、-1.04～3.48℃。3种林型不同土层土壤可溶性有机碳（DOC）质量分数随着温度的降低呈先升高后降低的变化趋势，微生物量碳（MBC）质量分数先减少后增加，易氧化有机碳（ROC）质量分数则波动式变化，变化范围分别为78.75～214.32、101.06～988.40、1.52～13.94 g/kg，其中，白桦林土壤DOC和ROC质量分数显著高于兴安落叶松林和樟子松林，而土壤MBC质量分数在兴安落叶松林中最高。3种活性碳在不同林型内均呈“表聚效应”，且冻融期内土壤...

在气候变化背景下，青藏高原多年冻土区生态环境发生着一系列变化并进一步影响土壤氮循环过程，但目前冻融循环及植被生长周期中土壤氮的动态变化还不清楚。以青藏高原腹地的风火山和特大桥地区的两种典型草地生态系统为研究对象，分析了土壤可利用氮（NH4+-N、NO3--N、DON）及微生物量氮（MBN）的季节变化。结果表明：土壤铵态氮（NH4+-N）及可溶性有机氮（DON）含量在非生长季高于生长季，土壤硝态氮（NO3--N）在生长季高于非生长季；风火山地区高寒草甸生态系统中土壤NH4+-N在融化期含量较高；土壤MBN在植被生长旺盛期降低，在植被生长后期升高；风火山地区高寒草甸生态系统中土壤MBN含量、特大桥地区高寒草原生态系统中土壤可利用氮总量与土壤全氮（TN）含量显著正相关。这表明，土壤全氮含量、植被吸收以及冻融作用均可引起土壤可利用氮及MBN的季节变化。

全球变暖能够影响植物的生长环境，改变植物生长代谢过程，进而影响植物的养分循环和分配。高纬度冻土区泥炭地植物对气候变化响应更加敏感。基于野外长期开顶箱增温实验（Open-top Chamber,OTC），探究大兴安岭冻土区泥炭地植物生长及养分特征对温度升高的响应。结果表明，泥炭地植物生长对增温的响应具有种间异质性，增温显著增加了柴桦（Betula fruticosa）的高度和重要值以及白毛羊胡子草（Eriophorum vaginatum）的密度和重要值，但显著降低了笃斯越桔（Vaccinium uliginosum）的密度、盖度和重要值。柴桦的地上、地下生物量在增温后显著增加，而笃斯越桔的地上、地下生物量显著降低。增温降低了泥炭地植物物种多样性，并且引起植物组织碳氮特征发生变化。增温导致柴桦、狭叶杜香（Ledum palustre）、甸杜（Cassandra calyculata）和白毛羊胡子草凋落物以及笃斯越桔和狭叶杜香根、叶碳质量分数显著降低，而柴桦茎和笃斯越桔凋落物的碳质量分数显著增加；狭叶杜香根、叶和凋落物以及白毛羊胡子草叶的氮质量分数显著降低，而笃斯越桔茎、甸杜叶以及越桔柳（...

对青藏高原东北缘祁连山西段疏勒河源区多年冻土区0～50 cm土壤微生物生物量碳氮分布特征及其影响因素进行分析。结果表明:稳定型和极不稳定型多年冻土区0～50 cm土壤中微生物量碳含量范围分别为0.015～0.620 g/kg和0.019～0.411 g/kg,微生物量氮含量范围分别为0.644～12.770 mg/kg和0.207～3.725 mg/kg;土壤微生物量总体呈现出稳定型显著高于极不稳定型多年冻土,表明多年冻土退化(多年冻土由稳定型退化为极不稳定型)对土壤微生物量积累有明显抑制作用。土壤微生物生物量碳占有机碳、微生物生物量氮占全氮的比值在稳定型多年冻土中显著高于极不稳定型,表明多年冻土退化对土壤微生物的矿化能力有明显抑制作用。土壤微生物量及其与土壤养分的比值有显著的剖面变化特征,随土壤深度增加而减小。土壤微生物量碳氮均与土壤温度显著负相关,与地下生物量显著正相关。稳定型多年冻土中,土壤微生物量碳氮与碳氮比正相关、与氧化还原电位负相关;不稳定型多年冻土中,土壤微生物量碳氮与pH正相关。土壤微生物量碳氮与土壤温度和pH在剖面变化上显著相关。逐步回归分析表明驱动微生物生物量碳氮在...

在青藏高原多年冻土广泛分布的风火山地区,选择小嵩草(Kobresia pygmea)草甸和藏嵩草(Kobresia tibetica)沼泽化草甸为研究对象,采用开顶增温室(Open top chambers, OTCs)模拟气候变暖,探讨模拟增温对土壤水分差异的两种草甸地下生物量及根系功能性状的影响。结果显示:(1)增温显著增加小嵩草草甸0—20 cm根系生物量,主要是由于表层(0—10 cm)根系生物量显著增加,而对藏嵩草沼泽化草甸根系生物量无影响。(2)增温显著增加了小嵩草草甸根组织密度,同时提高了藏嵩草沼泽化草甸10—20 cm的比根长和比根面积(3)增温降低了小嵩草草甸的根系碳含量及10—20 cm根系氮含量,增加了藏嵩草沼泽化草甸的碳含量及10—20 cm根系氮含量,显著提高了小嵩草草甸和藏嵩草沼泽化草甸深层(10—20 cm)根系碳氮比。这些结果预示着增温使得土壤水分较低的小嵩草草甸朝着资源保守的慢速生长型发展,以适应暖干化的环境;土壤水分较高的藏嵩草沼泽化草甸朝着资源获取的快速生长型发展,加速利用土壤中的养分满足植物生长需要。可见,土壤水分可以调节高寒草甸对气候变暖的演变...

为了研究马衔山多年冻土区和非多年冻土区土壤微生物碳氮、土壤酶活性的差异,选取多年冻土区、季节冻土区和交界区为对象,分析了0～30 cm土层微生物碳氮和转化酶、脲酶、中性磷酸酶、淀粉酶、过氧化氢酶、多酚氧化酶酶活性不同季节的变化特征。结果表明:全氮、总有机碳、微生物量碳氮与多数土壤酶之间呈显著相关关系。在不同区域,土壤微生物碳氮均在0～10 cm含量最高,10～20 cm次之,20～30 cm最低。土壤微生物碳氮在生长季表现为含量逐渐增加,但是多年冻土区与季节冻土区差异不大。土壤酶活性在深度方面表现与微生物碳氮含量变化一致。土壤酶并无的季节变化规律。在多年冻土区,转化酶、多酚氧化酶和磷酸酶活性明显高于非多年冻土区。本研究表明,尽管多年冻土区的植被和土壤总有机碳明显高于非多年冻土区,其土壤微生物碳氮含量相当,且一些土壤酶活性也相当。说明非多年冻土区土壤的生物地球化学相对强度较大。因此,多年冻土退化后可能会导致生态系统的退化。

全球变化背景下,冻土环境变化对地上植被的影响是近年来倍受关注的重大科学问题。鉴于此,在长江源区冬克玛底流域分析了植物物种多样性和生物量空间分布规律及其对冻土活动层埋深变化的响应。结果表明,1)地上植被的物种多样性指数随着冻土活动层埋深的增加表现出非单调性递减;在冻土活动层埋深约2m时,物种多样性指数较高(Patrick指数、Shannon-Wiener指数和Simpson指数分别为:26.43±3.31,2.06±0.38和0.83±0.08)。2)生物量的垂直分布规律整体表现出地下生物量明显高于地上生物量,地下生物量占总生物量的63%～96%。3)地上生物量和地下生物量与活动层埋深均具有显著的相关性(R2=0.65,P<0.01;R2=0.79,P<0.01),随着活动层埋深的增加呈现出明显下降趋势。4)活动层埋深对0～40cm深度的地下生物量的垂直分布具有显著影响。活动层埋深约1m时,地下生物量垂直变化很小;活动层埋深大于1.5m时,呈倒金字塔形分布;活动层埋深大于3m时,10～40cm深度的地下生物量占总地下生物量的比例随着活动层埋深(3.11～4.81m)的增加而增...

以青藏高原多年冻土区3种高寒草地植被为研究对象,设置6个样地,并结合附近活动层观测场环境因子数据,定量分析生物量与环境因子的关系.结果表明,各高寒草地地下生物量对总生物量的贡献率最大,而地下生物量在0～10cm集中分布;对于总生物量和地下生物量,各因子影响程度大小次序为:土壤盐分>土壤含水量>空气温度,而对地上生物量,依次为土壤含水量>土壤盐分>空气温度;土壤温度同生物量存在负相关关系.同时,伴随多年冻土退化,活动层表层不同深度(10～50cm)土壤温度明显升高,含水量逐渐降低,土壤盐分不断增加,从而使高寒草地植被类型出现由高寒沼泽草甸、高寒草甸至高寒草原的逆向演替过程,群落总盖度及生物量均表现出明显降低的趋势.

基于样方调查统计了青藏高原多年冻土区高寒草地生态系统植物的科属组成,计算了多样性指数和均匀度指数,探讨了多年冻土退化对高寒草地物种多样性的影响。结果表明:多年冻土退化过程中物种组成在属和物种丰富度上呈现降低趋势,湿、中生植物逐渐被旱中生和旱生植物替代;青藏高原多年冻土退化会导致高寒草地生态系统的物种多样性和初级生产力的降低,影响高寒草地生态系统的稳定性;物种多样性与初级生产力具有密切的抛物线型关系。