热喀斯特湖作为多年冻土响应气候变暖最显著的冰冻圈地貌之一,其形成演化过程深刻影响着生态环境变化、区域水文循环及生物地球化学过程,并危害冻土工程稳定性。通过综述北半球多年冻土区热喀斯特湖形成演化、水文循环、热量迁移及生态环境效应和工程影响的研究进展,发现在环北极不连续多年冻土区,多数区域的湖塘面积呈减少趋势;在连续多年冻土区,湖塘面积的增加和减少均有发生,而青藏高原区域气候暖湿化导致热喀斯特湖快速形成和扩张。同时,热喀斯特湖演化耦合水文循环过程及产生的热效应会改变周围土壤理化性质,影响高寒生态系统的水热过程,并降低毗邻冻土工程的稳定性。热喀斯特湖发育加速多年冻土碳库分解,释放CO2、CH4和N2O等温室气体,并反馈于气候变化系统。目前,热喀斯特湖“水—热—碳”循环过程及环境效应是国际冻土研究的热点议题之一。未来需综合考虑人类活动及气候变化的协同作用,并基于热喀斯特湖水—热—碳循环耦合过程,发展高精度陆面过程模型,研究变化环境下多年冻土区生态环境演替、水资源变化及碳循环等问题,推动冰冻圈科学发展。
热喀斯特湖作为多年冻土响应气候变暖最显著的冰冻圈地貌之一,其形成演化过程深刻影响着生态环境变化、区域水文循环及生物地球化学过程,并危害冻土工程稳定性。通过综述北半球多年冻土区热喀斯特湖形成演化、水文循环、热量迁移及生态环境效应和工程影响的研究进展,发现在环北极不连续多年冻土区,多数区域的湖塘面积呈减少趋势;在连续多年冻土区,湖塘面积的增加和减少均有发生,而青藏高原区域气候暖湿化导致热喀斯特湖快速形成和扩张。同时,热喀斯特湖演化耦合水文循环过程及产生的热效应会改变周围土壤理化性质,影响高寒生态系统的水热过程,并降低毗邻冻土工程的稳定性。热喀斯特湖发育加速多年冻土碳库分解,释放CO2、CH4和N2O等温室气体,并反馈于气候变化系统。目前,热喀斯特湖“水—热—碳”循环过程及环境效应是国际冻土研究的热点议题之一。未来需综合考虑人类活动及气候变化的协同作用,并基于热喀斯特湖水—热—碳循环耦合过程,发展高精度陆面过程模型,研究变化环境下多年冻土区生态环境演替、水资源变化及碳循环等问题,推动冰冻圈科学发展。
冻土毛霉BO-1是蔬菜根蛆生防真菌新种,作为新的生防资源加以开发应用,与其他病原微生物相比,具有对根蛆致死速度更快,环境依赖性更低,田间防效高与化学药剂相当的优点。本研究评价了不同基础固体培养基及不同碳氮比培养基对冻土毛霉BO-1菌落生长速率、产孢量、生物量、孢子萌发率和致病性的影响。结果表明,冻土毛霉BO-1在萨氏葡萄糖琼脂酵母膏培养基(SDAY)上生长速率最快,产孢量最多,孢子的毒力较高,其次为马铃薯葡萄糖琼脂培养基(PDA)和葡萄糖蛋白胨琼脂培养基(CPA)。研究发现,当培养基碳浓度为4~8 g/L,碳氮比为2.5∶1~10∶1条件下,菌株生长速率快、产孢量高、孢子萌发率高且孢子的致病活性较高。当培养基碳浓度为12 g/L,碳氮比为2.5∶1条件下菌丝干重最重为0.182 g,孢子萌发率最高为98.55%。综合分析得出,冻土毛霉BO-1最适产孢的培养基配方为碳浓度4 g/L,碳氮比5∶1培养基,此时菌株产孢量最高,达22.48×10~8个孢子,孢子萌发率为91.35%,菌丝生长速率为2.59 cm·d-1,菌丝干重为0.031 g。10~6个孢子/mL处理7...
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...
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...
以大兴安岭呼中典型冻土区为研究对象,研究表层(0~15、15~30 cm)土壤碳储量空间分布规律。通过野外调查、采样和室内分析,基于Landsat 8 OLI影像,利用随机森林(RF)算法建模,分析大兴安岭冻土区表层土壤有机碳空间分布状况。在13个遥感变量因子中筛选相关性最高变量,确定海拔、ARVI、VIGreen、EVI、OSAVI、NDVI,6个环境变量相关性最高,可作为自变量。结果表明,当节点分裂次数(leaf)值为5,决策树数量(trees)值为900时,预测模型的训练集和测试集最为接近,表明此时的模型稳定性最好,0~15、15~30 cm土层训练集R2的拟合精度分别为0.23、0.43,测试集R2的拟合精度分别为0.35、0.24。以此参数预测表层(0~15、15~30 cm)土壤碳储量空间土壤碳空间分布状况分布特征,0~15和15~30 cm土壤碳密度平均值为7.40 kg/m2和14.80 kg/m2,0~15 cm土层土壤碳储量分布大致为由南向北逐渐增加,15~30 cm土层土壤碳储...
北半球多年冻土区土壤有机碳(SOC)是全球碳库的重要组成部分,在全球碳平衡过程中具有重要作用。随着全球气候变化,中高纬度多年冻土区森林火灾频发,诱发多年冻土快速退化,导致SOC大量损失,对气候变暖形成正反馈效应。研究不同火烧强度后多年冻土区SOC及其组分的含量变化特征,对于火后SOC库的管理具有重要意义。本文选取大兴安岭阿龙山镇多年冻土区2009年火烧迹地为研究对象,通过相邻样地比较法,对不同火烧强度0~1 m深度的SOC含量、密度及其组分含量的变化规律进行分析。结果表明:(1)在未过火样地,随着土壤深度的增加,SOC含量及密度、游离态颗粒有机碳(fPOC)、闭蓄态颗粒有机碳(oPOC)和颗粒态有机碳(POC)含量下降,与0~10 cm土层相比,90~100 cm处含量分别下降了84.75%、2.78%、99.82%、91.86%和98.97%;矿物结合态有机碳(MAOC)含量变化趋势相反,与0~10 cm土层相比,90~100 cm处含量增加了830.93%。(2)与未过火样地相比,在0~1 m深度,轻度火烧样地SOC含量和密度分别降低了9.78%和9.30%;fPOC、oPOC、P...
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...
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...
准确揭示多年冻土区碳源汇特征及其演化趋势对降低我国陆地生态系统碳源汇评估中的不确定性、实现“碳中和”目标具有重要意义。自国家重点研发计划项目启动以来,研究团队阐明了多年冻土区碳氮磷循环关键参数的空间格局和驱动因素,构建了多年冻土区首个全生态系统增温实验平台,解析了碳氮循环关键过程对气候变暖等全球变化要素的响应机制,揭示了热融湖塘甲烷(CH4)排放、可溶性有机质降解以及微生物分布特征。项目取得的阶段性成果有望为实现我国“碳中和”战略目标提供科技支撑。