940 resultados para Inner Mongolia Steppe
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甲烷(CH4)是增温效应仅次于二氧化碳(CO2)的重要温室气体。内蒙古草原是欧亚温带草原的重要类型,具有典型的生态地域代表性。如何理解该区域CH4 交换的时空格局与环境控制、不同土地利用类型的源汇特征以及CH4 通量对气候变化的响应、对于我们进一步理解全球变化与陆地生态系统关系具有十分重要的意义。本研究以内蒙古草原锡林河流域为对象,首次在国内应用DNDC 生物地球化学模型模拟干草原和河漫滩湿地的CH4 通量,预测CH4 循环对未来气候变化的响应,并对该区域干草原的CH4 吸收进行了区域模拟估算。结果表明: 1.在模型中添加植被生长节律与土壤CH4 吸收的关系函数后,DNDC 模型能够准确地模拟锡林河流域干草原CH4 吸收的大小及其年变化。土壤温度、土壤水分和植被生长状况是影响干草原大气CH4 吸收的主要因素。 2.水位,土壤温度,质地和植被生长节律是控制河漫滩湿地CH4 通量的主要因子。根据有限水位测定值估算模拟周期内全部水位数据的方法能够应用于模拟水位相对比较稳定区域的未知时期水位。经过该修正的DNDC 模型能够较为准确的捕获锡林河流域河边湿地的CH4 排放通量的大小及年变化。 3.干草原和湿地年CH4 通量对温度变化敏感,而对降水量变化不敏感,其中湿地比干草原对温度变化的响应更加敏感。 4.温度升高可显著地促进干草原和湿地的日CH4 吸收和排放能力,其CH4 通量的增加均表现出明显的季节性差异。干草原日CH4 通量对降水量增加20% 的响应并不显著,而河漫滩湿地的响应虽显著,变幅却很小且增减程度不同。 5.与2005 年相比,2050 年干草原河漫滩湿地的CH4 吸收和排放量将分别增加10%和77%。锡林河流域CH4 通量对未来气候变化产生正反馈作用,并且湿地CH4 排放对未来气候变化的响应大于干草原CH4 吸收的响应。未来气候变化将增加锡林河流域CH4 源强度。 6. 锡林河流域干草原CH4 吸收量达2.42Gg C•yr-1。干草原CH4 吸收量的空间异质性较大,各栅格单元(0.01 ×0.01 度)的CH4 吸收量变化为0-404.6 kg C,其中大部分区域CH4 吸收量变化在150-250 kg C•yr-1 之间。草甸草原的大气CH4 吸收能力显著高于典型草原。干草原CH4 吸收率平均为2.59 kg C• ha-1 •yr-1。干草原CH4 吸收量的空间异质性是土壤有机质含量、土壤质地、土壤温度湿度,植被类型等因素共同作用的结果,与单一变量的关系并不明显。
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为了探究草原植物生长策略及其对养分变化的响应,本文比较分析了克氏针茅(Stipa krylovii)、冷蒿(Artemisia frigida)和糙隐子草(Cleistogenes squarrosa)根与叶的形态特性及其对氮素添加的响应。结果表明不同植物具有不同的生长策略,糙隐子草主要采取快速获取资源的生长策略,表现为具有高的比根长和比叶面积;冷蒿则主要采取保存资源的生长策略,表现为具有较高的根组织密度和较低的比根长;克氏针茅对资源的获取和保存能力都相对较强,表现为具有较大的比根长、较小的比叶面积和中等大小的根与叶组织密度。氮素添加主要影响克氏针茅和冷蒿的根特性,随着氮素添加量的增加,克氏针茅比根长显著增加,根组织密度显著降低,说明随着氮素添加量的增多克氏针茅根系对氮素的获取能力增强,从而导致其在群落中的生物量比例显著增加。冷蒿根表面积随着氮素添加量的增多显著降低,说明随着氮素添加量的增加冷蒿根系对氮素的吸收能力下降,导致其在群落中的生物量比例随着氮素添加量的增大而减少。氮素添加没有显著地影响糙隐子草根和叶特性,它在群落中的生物量比例也没有明显规律。因此,我们研究结果证明通过植物根和叶形态特性的变化能够预测植物在群落中地位的改变。 根与叶特性之间的关系可以进一步反映植物对资源获取和保存的权衡能力,研究植物根与叶特性的内在关系有助于更全面地理解植物的生存对策,更好地预测植物对环境变化的反应。我们通过简单相关分析和典型相关分析研究了克氏针茅草原植物的根与叶特性之间的关系及其对氮素添加的响应和根与叶总体关系。简单相关分析结果表明根特性之间、叶特性之间以及根与叶特性之间均存在相关性,植物特性之间的相互关系在根与叶中是相似的,且体现了植物对资源的获取与保存的权衡关系,如根组织密度与比根长负相关,叶组织密度与比叶面积负相关等,根与叶对应指标之间没有必然的联系。施氮肥使根与叶特性之间的相关性及其强弱发生变化,表明氮素添加是影响植物根与叶特性之间关系的因素之一。典型相关分析表明不同物种根与叶关系密切程度存在差异,不同根与叶特性之间的关系对根与叶总体的关系贡献程度也有所不同。
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内蒙古锡林河流域是我国典型温带草原分布地区,也是我国重点牧区之一。近年来,由于人口增加、过度放牧以及管理不善等原因导致草原退化加剧,草原生态系统养分输入输出失衡,草地生产力下降。 豆科植物不仅是高蛋白优质牧草,而且具有生物固氮能力,对维持草地生态系统中土壤-植物-动物之间的氮平衡有重要作用。本论文主要调查研究了内蒙古锡林河流域放牧草原生态系统中豆科植物的分布、固氮能力、微生物状况,并探讨了目前草原大量出现的豆科植物小叶锦鸡儿灌丛在养分供给上对草原生态系统的影响。 豆科植物的分布调查采用样线法在4 种草原植被类型7 个植物群落进行,包括典型草原(羊草群落、大针茅群落及小叶锦鸡儿群落和冷蒿群落2 个退化草原群落)、草甸草原(贝加尔针茅群落)、河漫滩草甸(灰脉苔草群落)及沙地(榆树疏林群落),除榆树疏林群落仅放牧处理外,其他群落均包括放牧和不放牧对照处理。结果显示,豆科植物共有12 属,16 种。放牧总体上降低了豆科植物种群在群落中的数量特征(平均高度、密度、频度)和种类组成,但在退化草原群落中有不同的变化趋势。小叶锦鸡儿在典型草原中分布广、密度大、出现频率高;尤其在小叶锦鸡儿群落放牧样地,出现频度为95%,密度近4 株•m-2。花苜蓿在4 种草原植被类型中均有分布。 典型草原4 个群落在放牧和不放牧条件下土壤微生物碳氮含量和微生物呼吸速率的测定结果显示,放牧影响了豆科植物根际土壤的微生物量和微生物呼吸速率,但各群落变化规律不一致。放牧后小叶锦鸡儿分布最为广泛的小叶锦鸡儿群落在放牧条件下微生物碳含量和微生物呼吸速率都显著增加。小叶锦鸡儿灌丛与其他草本豆科植物相比,根际土壤的微生物量和微生物呼吸速率较高。土壤水分对微生物呼吸速率以及微生物碳氮含量有重要作用,存在极显著的正相关关系。 采用15N 自然丰度法评估野外条件下小叶锦鸡儿和花苜蓿的固氮百分率,计算结果高于100%,这主要是由野外植物叶片δ15N 值低于室内无氮培养的B 值引起的。15N 自然丰度法是否适用于评估草原植物的固氮能力还有待深入研究,但从野外δ15N 测定中也得到了一些有趣的结果。优势豆科和非豆科植物之间的δ15N 差异很大。小半灌木木地肤δ15N 值最高,并在放牧后显著下降,杂类草、禾本科大针茅与之变化趋势相同;具有潜在固氮能力的豆科植物和禾本科羊草在放牧后无显著差异或显著增加;豆科植物小叶锦鸡儿、乳白花黄芪和花苜蓿的叶片δ15N 值均为偏低负值,显著低于非豆科植物。研究结果说明不同植物的氮利用方式不同,豆科植物和羊草的生物固氮可能同时为受氮限制的内蒙古草原提供氮源。 小叶锦鸡儿灌丛影响了周围土壤的有效氮含量。灌丛内部土壤硝态氮和氨态氮有高于外部土壤的趋势。土壤含水量与硝态氮浓度显著正相关。土壤有效氮含量变异系数平均高于50%,土壤资源表现出很强的空间异质性。灌丛内部植物体内全氮含量高于灌丛外,而灌丛斑块发育时间对植物化学元素没有显著影响。
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自然界中资源的异质性是普遍存在的,既有自然因素导致的,也有人类干扰导致的。在内蒙古草原,植物经常处在地上部异质性的干扰生境和地下异质性的养分生境中。植物的生物量生产反映了植物对不同生境的适应能力,而资源的分配策略是链接进化生态学和功能生态学的纽带。在变化的生境中植物可以通过改变资源分配的格局而适应环境的变化,获得较高的生物产量。但是,关于草原植物在生物量生产和资源分配上如何对异质性的生境做出响应迄今研究尚少。为此在中国科学院内蒙古草原生态系统定位研究站的长期围封样地(1983年围封),设计了氮素添加和刈割处理的小区实验,使植物处于不同的养分和干扰生境中。我们选择羊草(Leymus chinensis ,根茎禾草,群落优势种)、大针茅(Stipa grandis ,丛生禾草,群落优势种)、糙隐子草(Cleistogenes squarrosa , C4 植物,群落常见伴生种)、木地肤(Kochia prostrate ,藜科半灌木,群落常见伴生种)、猪毛菜(Salsola collina,藜科一年生植物,群落常见伴生种)为对象对这一问题进行了研究。同时,以1979 年围封的羊草样地为对照,选择了比邻的刈割草场,就草原植物对长期刈割干扰的响应策略进行了研究。结果显示: 1. 氮素添加使植物群落生物量显著提高,而且高氮生境下群落生物量增加的幅度最大。从季节动态看,植物群落生物量对氮素添加的响应存在滞后现象,在植物进入快速生长期后,氮素添加的效应日趋明显。 2. 不同植物种群对氮素添加的响应不同,按照植物种群生物量的变化可以分为三种类型:极其敏感型 、敏感型和不敏感型。极其敏感型代表植物是羊草,氮素添加后其种群生物量显著增加。敏感型代表植物是糙隐子草和猪毛菜,前者种群生物量在中氮生境下显著增加,后者种群生物量在低氮生境下显著增加。不敏感型代表植物是大针茅和木地肤,氮素添加后,二者的种群生物量均无显著变化。 3.从生物量向地上和地下器官的分配来看,添加氮素后,一年生植物猪毛菜向地上器官分配的生物量的比例均显著增加;多年生草本植物羊草、大针茅和糙隐子草向地上器官分配的比例均没有发生变化;多年生灌木木地肤在中氮生境下向地上器官的分配比例增加。从生殖分配来看,多年生的C3植物羊草和大针茅和一年生的C4植物猪毛菜的生殖分配格局相对稳定,均未因氮素的添加而发生显著改变。多年生C4植物糙隐子草和木地肤在低氮生境中生殖分配比例显著增加。 4. 不同时间刈割对草原群落生物量影响不同。在牧草快速生长期刈割,群落生物量显著降低,当季能恢复,但影响翌年群落水平的生物量生产;而在牧草生物量最大期刈割,当季难恢复,但对第二年的植物的生长影响较小。 5. 刈割对不同植物的影响存在显著差异:C4植物<C3植物,一年生植物<多年生植物,牧草快速生长期刈割<牧草生物量最大期刈割。 6. 面对不同时间的刈割干扰,草原植物的响应不同。在生物量向地上器官和地下器官分配方面:C3植物大针茅、羊草面对刈割干扰生物量分配分配格局相对稳定,变异较小;而C4植物的资源分配对刈割干扰响应敏感,因不同刈割时间其生物量分配格局不同。在生物量生殖分配方面:多年生植物(如羊草、大针茅、糙隐子草、木地肤)资源分配格局相对稳定,面对刈割干扰其生物量生殖分配格局无显著变化,而一年生植物猪毛菜对刈割干扰敏感,因刈割时间不同其生殖分配格局将随之发生变化。 7.长期刈割干扰下大针茅的种群生物量维持不变;而糙隐子草的种群生物量表现为显著增长的趋势。由于大针茅的株丛生物量显著降低,糙隐子草无显著变化,长期刈割干扰下两种植物种群生物量的维持或增加都是因为密度的显著提高。因此,密度调节是两种植物实现种群调节的重要机制。 8. 长期刈割干扰下大针茅的丛面积和单株分蘖数均无显著变化,表明大针茅非生殖株丛密度的增加不是以降低单个非生殖株丛的大小为代价的,而是通过减少生殖株丛的密度来实现的。而糙隐子草丛面积降低,但是单株分蘖数无显著变化,说明糙隐子草密度增加的过程中,单个株丛占据的营养面积减少了,但株丛的生长状况没有受到显著影响。 9.面对长期刈割干扰,两种植物对无性繁殖和有性繁殖过程采取了截然相反的调整策略。大针茅显著提高了非生殖株丛的密度和相对密度,显著降低了生殖株丛的相对密度,而且降低了对有性生殖过程的生物量分配的比例。糙隐子草显著增加了生殖株丛的密度和相对密度,而且增加了对有性生殖过程的生物量分配的比例。面对刈割干扰两个植物种在繁殖策略上的逆向调节,可能是它们在刈割干扰梯度上能够相互取代的重要原因。
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我国北方温带草原是欧亚大陆草原生物群区的重要组成部分,对于区域和全球的碳循环和平衡起着重要的作用。频繁的自然或人为干扰能够改变草原生态系统的群落结构和生态系统功能,从而影响生态系统为人类提供的产品和服务。本研究选取位于内蒙古多伦县的半干旱温带草原,研究火烧、氮素添加和地形以及它们的综合作用对该地区植物生产力、植物多样性、盖度和土壤呼吸的影响;另外,我们比较研究了由于地形因素而存在于草原地区的林地群落与其邻近草地的碳氮库和循环;旨在探讨我国北方温带草原地区人为干扰对草原生态系统结构与功能的影响以及该地区林地和草地碳氮库和循环的差异机理,以期为模型模拟本地区的生态系统碳循环提供理论依据和数据支持,具体研究结果如下: 1. 2006–2008 年,通过研究植物多样性和盖度对地形、火烧和氮素添加及其交互作用的响应,结果表明:半干旱草原植物物种数、香农威纳指数、均一性指数和盖度均表现出显著的年际变化。坡下的物种数、香农威纳指数和均一性指数均低于坡上。坡下较高的羊草(Leymus chinensis)、冰草(Artemisia frigida)、唐松草(Thalictrum petaloideum)和冷蒿(Agropyron cristatum)的盖度导致坡下的群落总盖度、禾本科草和非禾本科草盖度分别比坡上高22.5%、9.6%和13.2%。春季火烧提高了物种数、香农威纳指数和均一性指数。火烧对群落总盖度影响较小是由于火烧后非禾本科草冷蒿盖度的降低抵消了禾本科草羊草、冰草和针茅(Stipa kryroii)盖度的增加。施氮肥后物种数、香农威纳指数和均一性指数均降低。禾本科草羊草、冰草和针茅以及非禾本科草唐松草盖度的增加导致施肥后群落总盖度、禾本科草和非禾本科草的盖度分别增加了23.6%、35.1%和21.2%。火烧对禾本科草和非禾本科草盖度的作用受地形和氮素添加的影响。地形、火烧和氮素添加对植物盖度的影响主要受土壤水分调控。 2. 2005–2008 年,通过研究净初级生产力(NPP)对火烧、氮素添加和地形及其交互作用的响应,结果表明:半干旱草原的NPP 具有显著的年际变化。火烧后地上净初级生产力(ANPP)、地下净初级生产力(BNPP)和BNPP/ANPP 分别增加了12.8%、22.2%和14.9%。ANPP 的提高是由于火烧后禾本科植物(主要是羊草、冰草和针茅)生物量的增加。与之相反,火烧降低了非禾本科草,特别是冷蒿的生物量。氮素添加提高了ANPP (54.8%) ,对BNPP 没有影响,导致施氮肥后BNPP/ANPP 显著降低(33.4%)。禾本科草羊草、冰草和针茅以及非禾本科草唐松草生物量的增加,是氮素添加提高ANPP 的主要原因。坡下的ANPP 和BNPP 分别比坡上高14.1%和8.2%,但地形对BNPP/ANPP 没有影响。坡下ANPP 的提高主要是由于坡下禾本科草羊草、冰草以及非禾本科草唐松草、冷蒿的生物量高于坡上。氮素添加和地形影响ANPP 和BNPP/ANPP 对火烧的响应。火烧、氮素添加和地形对NPP 和植物碳分配39%–75%的综合效应可由这三个因素的简单加和效应来解释。 3. 通过研究2005 和2006 年生长季内土壤呼吸对地形、火烧和氮素添加的响应,结果表明:坡下的季节平均土壤呼吸比坡上高6.0%。春季火烧在整个生长季内促进土壤呼吸,平均增幅达23.8%。另外,火烧对土壤呼吸的效应受到季节和地形的影响。施用氮肥增加了11.4% 的土壤呼吸。火烧和地形对土壤呼吸的影响主要受土壤水分和植物生长的调控;而施氮肥后土壤呼吸的增加,主要是由于氮素添加促进植物生长后根系活性和呼吸的提高。 4. 2006–2007 年,通过对林地群落及其邻近草原生态系统土壤温度、土壤水分、土壤机械组成、地上和地下生物量、凋落物现存量、土壤碳氮储量、土壤呼吸、氮矿化和土壤微生物生物量的比较研究,结果表明:林地的土壤温度比草地低5°C,而其土壤水分却比草地高3.1%(绝对差异)。尽管林地(11,928.1 g m–2)和草地(11,362.2 g m–2)的土壤碳储量差异不显著,由于林地较高的植物生产力导致其碳储量高于草地。与草地相比,林地具有较高的凋落物现存量及碳氮含量、土壤无机氮含量、矿化氮的累积量、微生物生物量碳、微生物生物量氮、土壤呼吸和微生物呼吸。草地和林地的氮矿化速率没有显著差异。由地形因素引起的水分差异对于调控林地和草地生态系统碳氮库和循环(土壤碳氮储量、BNPP、矿化氮的累积量)具有重要作用。林地与草地生态系统碳储量的差异影响了我国北方草原地区碳的评估。
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草地是我国陆地面积最大的生态系统类型,它在维持我国自然生态系统格 局、功能以及过程方面具有特殊的生态学意义。内蒙古草原是我国北方最重要的自然群落类型,对于维持当地的生态平衡和社会经济的可持续发展起着重要的作用。由于历史上人类的过度放牧以及开垦农田,加上气候的变化使得内蒙古草地大面积退化,并引发了许多生态、环境问题。研究土地利用历史对草地植物群落结构、组成和稳定性的影响对于退化草地的恢复和管理具有重要的意义。通过适当的水、肥管理措施加快退化草地的植被恢复,改善其生态服务功能是当前的紧迫任务,同时也将对理解未来气候变化对草地群落的影响具有重要作用。 本试验进行了内蒙古农牧交错区不同土地利用历史的草地(围封的天然草地和弃耕的草地)植物群落结构和稳定性的对比研究,并且讨论了模拟降水增加和氮、磷添加及其互作效应对群落结构、组成和稳定性的影响。结果表明: 1. 土地利用历史对草地植物群落的结构和稳定性产生了显著的影响。围封的天然草地比农田弃耕地具有更高的物种丰富度、均匀度和植被盖度。历史上草地的垦殖使群落结构发生极大的变化,造成物种多样性和均匀度的明显降低,同时,也降低了群落的稳定性,使弃耕地在环境的变化下更加脆弱。 2. 水分的添加显著地改善了群落的结构和功能。增水的处理增加了物种丰富度、密度、植被盖度和生产力。同时,添加水分也提高了群落的稳定性,对于加快内蒙古退化草地的恢复具有明显的作用。 3. 添加氮肥增加了植被盖度和群落的生产力,同时改变了群落的物种组成,增加了禾本科草的比例,尤其是增加了围封样地中克氏针茅(Stipa krylovii Roshev.)的盖度,在弃耕地主要增加了冰草(Agropyron cristatum (Linn.) Gaertn.)的盖度。不同的氮肥梯度之间只对植被盖度的影响存在差异,在功能群水平上,这种差异则存在于对禾本科草盖度的影响中。添加氮肥增大了物种丰富度在时间上的变异,在一定程度上降低了群落的稳定性。添加磷肥只增加了群落地上生物量,对群落结构和稳定性都没有显著影响。氮、磷肥同时添加增加了草地群落的生产力和植被盖度,在功能群水平上增加了禾草的盖度。二者的共同作用也增大了物种丰富度在时间上的变异,降低了群落的稳定性。 4. 同时添加水分和氮肥增加了植被盖度,在围封样地同时增加了禾草和杂类草的盖度,在弃耕地只增加了禾草的盖度;水分和氮肥结合也降低了群落盖度在时间上的变异。同时添加水分和磷肥改善了群落结构,增加了植被盖度、密度及地上生物量。在功能群水平上,增加了围封样地杂类草的盖度。同时添加水分和磷肥减小了植被盖度的时间变异,有利于群落的稳定。水分、氮肥和磷肥共同添加增加了植被盖度和群落的生产力,并且比其他处理组合效果更显著。在水、氮、磷共同作用下,禾草和杂类草盖度同时增加。同时添加水分、氮肥和磷肥也降低了群落盖度在时间上的变异。 由此可见,水分是决定内蒙古农牧交错区草地植物群落结构和生产力的最主要的环境因子,氮素对群落的结构和生产力起到调节的作用,而磷素只有在水分较为充足的条件下才能对群落产生显著影响。水分和养分的结合能够有效地改善群落的结构和功能,增加群落的稳定性,进而加快退化草地的恢复进程。
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Wind erosion is one of the major environmental problems in semi-arid and arid regions. Here we established the Tariat-Xilin Gol transect from northwest to southeast across the Mongolian Plateau, and selected seven sampling sites along the transect. We then estimated the soil wind erosion rates by using the Cs-137 tracing technique and examined their spatial dynamics. Our results showed that the Cs-137 inventories of sampling sites ranged from 265.63 +/- 44.91 to 1279.54 +/- 166.53 Bq.m(-2), and the wind erosion rates varied from 64.58 to 419.63 t.km(-2).a(-1) accordingly. In the Mongolia section of the transect (from Tariat to Sainshand), the wind erosion rate increased gradually with vegetation type and climatic regimes; the wind erosion process was controlled by physical factors such as annual precipitation and vegetation coverage, etc., and the impact of human activities was negligible. While in the China section of the transect (Inner Mongolia), the wind erosion rates of Xilin Hot and Zhengxiangbai Banner were thrice as much as those of Bayannur of Mongolia, although these three sites were all dominated by typical steppe. Besides the physical factors, higher population density and livestock carrying level should be responsible for the higher wind erosion rates in these two regions of Inner Mongolia.
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Relationship between biology and environment is always the theme of ecology. Transect is becoming one of the important methods in studies on relationship between global change and terrestrial ecosystems, especially for analysis of its driving factors. Inner Mongolia Grassland is the most important in China Grassland Transect brought forward by Yu GR. In this study, changes in grassland community biomass along gradients of weather conditions in Inner Mongolia was researched by the method of transect. Methods of regression about biomass were also compared. The transect was set from Eerguna county to Alashan county (38° 07' 35" ~50° 12' 20" N, 101° 55' 25" -120° 20' 46" E) in Inner Mongolia, China. The sample sites were mainly chosen along the gradient of grassland type, meadow steppe-* typical steppe-*desert steppe-*steppification desert-^desert. The study was carried out when grassland community biomass got the peak in August or September, 2003 and 2004. And data of 49 sample sites was gotten, which included biomass, mean annual temperature, annual precipitation, accumulated temperature above zero, annual hours of sunshine and other statistical and descriptive data. The aboveground biomass was harvested, and the belowground biomass was obtained by coring (30 cm deep). Then all the biomass samples were dried within (80 + 5) °C in oven and weighted. The conclusion is as follows: 1) From the northeast to the southwest in Inner Mongolia, along the gradient of grassland type, meadow steppe-*typical steppe-*desert steppe-*steppification desert-* desert, the cover degree of vegetation community reduces. 2) By unitary regression analysis, biomass is negatively correlated with mean annual temperature, s^CTC accumulated temperature, ^10°C accumulated temperature and annual hours of sunshine, among which mean annual temperature is crucial, and positively with mean annual precipitation and mean annual relative humidity, and the correlation coefficient between biomass and mean annual relative humidity is higher. Altitude doesn't act on it evidently. Result of multiple regression analysis indicates that as the primary restrictive factor, precipitation affects biomass through complicated way on large scale, and its impaction is certainly important. Along the gradient of grassland type, total biomass reduces. The proportion of aboveground biomass to total biomass reduces and then increases after desert steppe. The trend of below ground biomass's proportion to total biomass is adverse to that of aboveground biomass. 3) Precipitation is not always the only driving factor along the transect for below-/aboveground biomass ratio of different vegetation type composed by different species, and distribution of temperature and precipitation is more important, which is much different among climatic regions, so that the trend of below-/aboveground biomass ratio along the grassland transect may change much through the circumscription of semiarid region and arid region. 4) Among reproductive allocation of aboveground biomass, only the proportion of stem in total biomass notably correlates to the given parameters. Stem/leaf biomass ratio decreases when longitude and latitude increase, caloric variables decrease, and variables about water increase from desert to meadow steppe. The change trends are good modeled by logarithm or binomial equations. 5) 0'-10 cm belowground biomass highly correlates to environmental parameters, whose proportion to total biomass changes most distinctly and increases along the gradient from the west to the east. The deeper belowground biomass responses to the environmental change on the adverse trend but not so sensitively as the surface layer. Because the change value of 0~10 cm belowground biomass is always more than that of below 10 cm along the gradient, the deference between them is balanced by aboveground biomass's change by the resource allocation equilibrium hypothesis.
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Background: The transmission of hemorrhagic fever with renal syndrome (HFRS) is influenced by climatic variables. However, few studies have examined the quantitative relationship between climate variation and HFRS transmission. ---------- Objective: We examined the potential impact of climate variability on HFRS transmission and developed climate-based forecasting models for HFRS in northeastern China. ---------- Methods: We obtained data on monthly counts of reported HFRS cases in Elunchun and Molidawahaner counties for 1997–2007 from the Inner Mongolia Center for Disease Control and Prevention and climate data from the Chinese Bureau of Meteorology. Cross-correlations assessed crude associations between climate variables, including rainfall, land surface temperature (LST), relative humidity (RH), and the multivariate El Niño Southern Oscillation (ENSO) index (MEI) and monthly HFRS cases over a range of lags. We used time-series Poisson regression models to examine the independent contribution of climatic variables to HFRS transmission. ----------- Results: Cross-correlation analyses showed that rainfall, LST, RH, and MEI were significantly associated with monthly HFRS cases with lags of 3–5 months in both study areas. The results of Poisson regression indicated that after controlling for the autocorrelation, seasonality, and long-term trend, rainfall, LST, RH, and MEI with lags of 3–5 months were associated with HFRS in both study areas. The final model had good accuracy in forecasting the occurrence of HFRS. ---------- Conclusions: Climate variability plays a significant role in HFRS transmission in northeastern China. The model developed in this study has implications for HFRS control and prevention.
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As a renewable energy source, wind power is playing an increasingly important role in China’s electricity supply. Meanwhile, China is also the world’s largest market for Clean Development Mechanism (CDM) wind power projects. Based on the data of 27 wind power projects of Inner Mongolia registered with the Executive Board of the United Nations (EB) in 2010, this paper constructs a financial model of Net Present Value (NPV) to analyze the cost of wind power electricity. A sensitivity analysis is then conducted to examine the impact of different variables with and without Certified Emission Reduction (CER) income brought about by the CDM. It is concluded that the CDM, along with static investment and annual wind electricity production, is one of the most significant factors in promoting the development of wind power in China. Additionally, wind power is envisaged as a practical proposition for competing with thermal power if the appropriate actions identified in the paper are made.
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本文利用等级式的划分方法对内蒙古毛乌素沙地景观生态类型进行了研究。在分析了毛乌素沙地的景观生态过程特点的基础之上选取了景观分类研究的指标,借用了植被科学最先进的分类方法二元指示种分析(TWINSPAN)划分出了10种内蒙古毛乌素沙地的景观生态类型。并对景观生态类型进行了排序分析,采用的方法为无倾向对应分析(DCA)。TWINSPAN与DCA算法的相似性使得二者的合成分析成为可能。通过逐步回归与回归分析,指出内蒙古毛乌素沙地景观生态的主导因子为地下水位、覆沙厚度、基质、地形等。 最后本文分析了各种景观生态类型的生态特性,并在上述分析的基础之上讨论了内蒙古毛乌素沙地的持续利用问题。
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本研究初步建立了基于土壤水分平衡原理的毛乌素沙地草地种植咨询系统“ASSG”,该系统用于进行毛乌素地区沙地草地利用和种植管理咨询,并可进行更新知识库和存储有关咨询结果的操作。该系统适用于田间工作者、农场管理者、有关科研人员以及任何对生态科学和自然资源管理感兴趣者。 在文中描述了该咨询系统的开发过程,即系统的需求分析、设计、实现和运行,该系统实现了专家系统和仿真模型的结合,该模型即基于水分平衡的最佳植被覆盖率模型,有如下初步结论产生:土壤水分的平衡随植被覆盖率变化的情况(上升或下降)取决于立地条件的差异,笼统地讲“植被覆盖率越高越好”或“植被覆盖率一概不宜太高”未免失之偏颇。 在解决复杂的生态学问题时人工智能/专家系统技术的应用以及在定性模型和方法(如专家系统)的应用中使用定量模型(如仿真模型)正处于发展之中,本系统的实现是应用专家系统与仿真模型结合的方法解决实际生态学问题的又一个例子。
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本文在对中国北方表土花粉研究的基础上,采用多项式函数回归方法建造了中国北方松属(Pinus)、桦属(Betula)、栎属(Quercus)、蒿属(Artemisia)、藜科(Chenopodiaceae)、菊科(Compositae)、云杉属(Picea)、麻黄属(Ephedra)、禾本科(Gramineae)等的花粉——气候趋势面,从而为利用化石花粉资料直接恢复古气候、古环境提供了一种方便易行的方法;采用多元分析方法对内蒙古中部草原区表土花粉进行了主成分分析,探讨了草原区表土花粉组合的规律及与植被类型的关系;本文还应用孢粉分析方法,结合14C测年技术,通过内蒙古中部察素齐泥炭剖面高分辨率的化石花粉数据,初步恢复了大青山山地南部及土默特平原地区分辨率为70年的全新世以来植被演替和环境变迁的状况,并与邻近地区的全新世古气候、古环境进行了对比研究,研究发现,本区域全新世古环境的变迁序列基本上可以与周围地区及华北地区进行对比,其环境变迁经历了凉干~温湿~暖湿~温干~凉干的变化,且气候最适宜期出现在5000~4100aB.P.期间;最后,对利用花粉——气候趋势面方法恢复古气候进行了尝试和探讨,经与常规方法对比,表明利用趋势面模型重建古气候是一种行之有效的新方法。
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以内蒙古干旱半干旱草原上的固氮蓝藻-普通念珠藻和发状念珠藻为研究对象,对其分布、生态特点、形态结构、生物量及不同条件下的固氮活性进行了研究,并根据降水与气温状况对其年固氮量进行了估算。结果表明:同发状念珠藻相比,普通念珠藻的分布更为广泛,其形态也有较大的差异。普通念珠藻的生物量在以禾本科为主的退化草场和沙地上较大,在pH值偏碱、含水量300%和温度30℃的情况下,其固氮活性较高,达2500nmolC2H2/g•h(干重)以上,年固氮量也高达4.19kg/h.m2,占草原氮素总输出的10%左右。由此可见,在维持干旱半干旱草原与荒漠草原生态系统的氮素平衡中,固氮蓝藻这类低等固氮植物可能起着重要作用。
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本文从物种和景观两个组织水平上研究了气候、土壤、地形等自然环境因子和人类活动因子对生物空间分布格局的影响。基于锡林河流域地理信息系统各环境因子的专题数据,利用空间异质性分析方法研究了锡林河流域环境因子的空间分布格局;基于锡林河流域野外调查数据,运用空间异质性分析方法研究了重要物种的空间分布格局,并采用典范对应分析(Canomc Correspondence Analvsis,CCA)方法分析了物种分布与环境因子的关系:基于锡林河流域地理信息系统各环境因子的专题数据,研究了锡林河流域植被斑块的空间格局特征及其与环境因子的关系,并采用典范对应分析方法分析了植被类型组成与环境因子的关系:基于内蒙古草原生态系统定位研究站放牧样地的样方调查数据.采用空间异质性分析方法,研究了放牧压力对物种空间分布格局的影响:基于多年的卫星遥感数据,采用建模和对比等方法,研究了定居放牧方式下植被状况空间变化规律及植被状况时空变化与人类活动、社会经济发展的关系。通过上述分析,得到的主要结论如下: 1、锡林河流域各个环境因子都具有自己的空间特征尺度,共同形成多尺度等级体系,按特征尺度的大小可以分为如下3个组: ·小尺度组(15km左右):有机暖、全N的较小的特征尺度 ·中尺度组(30~50km):T1,碳酸钙含量.PER、全N和海拔高度的较小的特征尺度 ·大尺度组(100km左右):ANNR,PER、全N和海拔高度的较大的特征尺度多尺度等级的生态学意义是它反映生态变量异质斑块的镶嵌和包含特征,环境因子多尺度等级体系反映共性,具有普遍性:反映生态关系,具有生态学意义。 2、对物种空间异质性的Mantel检验和半方差分析得到了一致的结果产即羊草、糙隐子草和星毛萎菱菜在锡林河流域的空间分布呈现随机特征,而大针茅和冷蒿则表现为十分显著的格局特征。按分布格局的显著程度从大到小排列为冷蒿>大针茅>星毛萎菱菜>糙隐子草>羊草。理论半方差图显示大针茅和冷蒿的空间自相关域分别为30.447公里和30公里。物种空间分布格局是受自然条件、人类活动以及它们自身的生理生态特征综合决定的,物种自身的生理生态特征决定了它们对外界环境变化的适应性反应机制,而自然与人类活动这两种因素在空间的交错配置决定了物种适应性反应的方向和程度,从而综合导致物种空间分布格局的形成。 3、对锡林河流域物种分布与环境因子关系的CCA分析和交叉半方差方法分析显示:1)气候因子(11个指标)、土壤性状因子(3个指标)和地形因子(3个指标)对物种分布的贡献率分别为11.2%、9.5%和11%,三者总和为31.7%。2)各个环境因子对物种分布空间作用方向具有一致性,物种分布与环境因子几乎都在135。和157.5。两个方向上具有相对明显的相关性,从锡林河流域来看,这两个方向反映了气候、土壤以及地形从东南往西北的变化梯度方向。 4、对锡林河流域14个植被景观指数进行的PCA分析表明,锡林河流域植被斑块空间分布的物理特征主要表现在斑块的数目和大小方面,其次是在斑块的多样性方面,并可将它们分为4个组,分别反映锡林河流域植被斑块的不同特征: ·第一组:NP、PRD、LPI、MPS、PSSD和TE,主要反映景观斑块在数量和大小方面的特征; ·第二组:SHDI、SIDI、SHEI和SIEI,主要反映景观斑块的多样性特征; ·第三组:PSCV和[J].主要反映景观斑块之间的相互邻接程度; ·第四组:MSI和AWMSI,主要反映景观斑块的形状特征。 MPS和PSSD两个指数与环境因子无论是在相关系数的性质还是显著程度上都保持了很好的一致性,它们与纬度(LAT)及可能蒸散率(PER)呈极显著的正相关关系,而与经度(LNG)、海拔高度(ALT)、年平均降水量(ANNR)及土壤有机质含量(0RG)呈极显著的负相关关系:平均形状指数(MSI)只与LAT呈显著的正相关关系;多样性指数和扩散毗连指数与任何一个环境因子都没有表现出显著的相关性。 5、锡林河流域植被分布与环境因子的关系CCA排序方法分析表明,气候因子(11个指标)、土壤性状因子(3个指标)和地形因子(3个指标)对植被分布的贡献率分别为19.8%、11.1%和14.5%,三者总和为45.4%。环境因子在植被和物种两个水平上的贡献率表现了相似的特点,自然环境因子不能完全解释植被的空间分布,人类活动的影响应该受到重视。 6、放牧压力对物种空间分布格局的研究表明: ·牧压对温带典型草原物种的空间分布格局有明显的影响。随着牧云的增大,属于原生群落物种的羊草与大针茅空间分布的随机性减小,空间自相关尺度逐渐增大;而对于退化过程中的入侵物种冷蒿和星毛萎菱菜,其空间分布的随机性逐渐增大.空间自相关尺度也呈增大趋势。在牧压胁迫超过一定水平时,冷蒿空间分布的自相关尺度开始下降,而星毛萎菱菜的空间分布格局则表现出强烈的随机性。 ·物种空间格局的变化是反映群落演替过程较为稳定的特征,适用于不同放牧条件下 群落之间的比较。 7、利用遥感数据对人类活动对植被影响的研究表明: ·定居放牧方式下,NDVI随定居点距离的变化格局经历了3个阶段。第一阶段,草场处于原生阶段,NDVI不随距离变化;第二阶段,定居点附近开始局部退化,NDVI随距离增加而增大:第三阶段,退化区域扩大,NDVI不随距离变化。 ·在草场局部退化阶段,NDVI随距离的变化呈对数函数规律,定居点的放牧区具有放牧半径、原生NDVI值、NDVI变化率等特征。根据这些特征、NDVI对数规律以及NDVI与地上生物量的关系可以推测定居点的总载畜量。 ·锡林河流域从87年到85年NDVI值降低最大的区域为流域的中部和南部,这与这一区域人类活动强度以及社会经济发展具有密切关系。