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额尔古纳森林草原过渡带生态系统研究站介绍
 
 

      ag棋牌|首页额尔古纳森林草原过渡带生态系统研究站是ag棋牌|首页顺应中国生态系统研究网络(CERN) 站点布局的完善、我国草甸草原研究、森林草原过渡带特有生态系统研究、高纬度地区全球变化生物学研究以及我所学科布局变化等多方面的需求,审时度势筹建的 一个新的野外实验平台。该站位于我国内蒙古自治区额尔古纳市境内,地理位置特殊,同时处于森林草原交错区、农牧交错区和寒温带-中温带交错带,同时处于欧亚大陆多年冻土区南界,因此该区生物多样性极其丰富,且对全球变化非常敏感,是生态学及相关学科开展科学研究的理想区域。

 

        额尔古纳站在基础研究领域集中于如下几个方面:1.高纬度地区森林和草原及其交错系统的植物生态与生态系统研究;2.高纬度地区河漫滩灌丛湿地生态学研究;3.高纬度农牧交错带的农田生态系统研究及农牧耦合理论与技术研究;4.森林、草原和湿地生物多样性及其保护、利用与生态系统管理研究;5.森林、草原、湿地及其交错系统的全球变化生物学研究。

 

        目前该站仍然处于建设阶段,截止目前,综合楼主体工程已经竣工,现已进入室内装修阶段。研究站园区规划面积为68040平方米,包括办公住宿园区和引种盆栽实验区两个园区,其中办公住宿园区南北长144米,东西宽126米;引种盆栽实验区南北长396米,东西宽126米;两个园区南北毗邻,办公住宿园区在北,引种盆栽实验园区在南。该站的功能定位于:生态学基础研究野外平台、生态学和农牧林学人才培养基地、生态与环境科普教育基地、农牧林科研项目实施与合作(院地合作)平台、农牧林业技术试验示范平台、国际合作与交流的平台。自2013年,该站已经陆续建立了全球变化多因子实验、极端干旱实验、氮素化合物添加实验、磷素添加实验等16个野外实验平台,并与国内外50余家科研机构建立长期的合作关系,为该站未来的基础科学研究和农牧林业应用基础研究都奠定了良好的基础。

帽儿山不同形式氮添加平台介绍
 
 

 

研究地概况:

本试验地设立在黑龙江省尚志市帽儿山林场老山试验站(45°20′N, 127°34′E )。该地区气候属于大陆性季风气候,年降雨量720 mm,雨量主要集中于7、8月份,年蒸发量1093.9 mm, 年相对湿度70%;年平均温度2.7 ℃,全年大于或等于10 ℃的积温为2526 ℃,年平均总日照时数2471.3 h。平均海拔340 m。地带性土壤为典型暗棕壤。

 

样地设置和处理:

该研究选取37年生兴安落叶松人工林为研究对象,主要乔木层树种为落叶松,伴有少量的水曲柳、白桦、胡桃楸和紫椴等。土壤表层(0~10 cm)的有机质、全氮和磷分别为13.5±0.83%、0.96±0.12%和0.15±0.01%;土壤表层(0~10 cm)的PH值为6.28±0.09,土壤容重为0.85±0.06 g cm–3。

2010年起对兴安落叶松人工林进行了氮添加实验,设置了4个氮添加水平处理,分别为:分别为对照处理(CK,10 g N·m-2 a-1)、无机氮处理(IN,10 g N·m-2 a-1)、有机氮处理(ON,10 g N·m-2 a-1)、无机氮和有机氮不同比例混合处理(IN:ON=7:3,10 g N·m-2 a-1)。无机氮施肥形式为硝酸铵,有机氮施肥形式为为尿素和甘氨酸等比例混合。每个处理由随机选择的3个样方组成。样方大小为10 m × 20 m。样方之间留有15m左右的缓冲带以防止相互之间干扰。分别每年的5至10月份,将所需的氮肥溶解在50 L自来水中,然后采用背式喷雾器人工有序的均匀喷洒在林地,对照样方喷施等量的自来水。生长季内,每月喷洒氮量保持一致,每个生长季内喷洒6次氮肥。

 

锡林浩特氮沉降平台

 

 

氮沉降平台的自然概况

氮沉降平台在中国科学院内蒙古草原生态系统定位研究站羊草样地(116°42′ E, 43°38′ N),占地面积4 hm-2,地带性植被为典型草原,建群种为羊草(Leymus chinensis)和大针茅(Stipa grandis)。本地区的概况大致如下,无霜期约100天,植物生长期约150天。2009年和2010年年平均温度分别是1.23℃和0.86℃,最低月平均温度分别是-19.80℃(2009年12月)和-22.90℃(2010年1月),最高月平均温度分别是19.80℃(2009年7月)和22.60℃(2010年7月)。该区域的年降水量为350 mm左右,集中在6-9月,占全年降水的80%左右,锡林河流域的降水时空分布不均匀,受季风影响,气候具有明显的雨热同期特点,此时形成高温多湿的条件,对动植物和土壤微生物的生长十分有利。冬春降雪,稳定降雪日数90天左右,积雪充足,为第二年的生物生长积蓄了水分。降水量的季节和年度变化非常大,少雨年份,仅为166 mm(2005年),而在多雨的年份已超过550 mm(1992年)。年蒸发量1600-1800 mm,相当于降水量的4-5倍。

 

 

 

氮沉降平台的实验设计

模拟氮沉降实验始于2008年,整个实验平台采用完全随机区组设计,分别设置了9个氮沉降梯度(0,1,2,3,5,10,15,20,50 g N m-2 yr-1)、2种模拟氮沉降频度(一年2次和每月1次)。其中一年2次模拟氮沉降处理分别在6月和12月初进行。同时设置了1个对照处理CK(不添加氮,也不加水)。在模拟氮沉降下设置两种草地管理方式:围栏封育和割草。割草处理于每年8月底进行1次,留茬10 cm,模拟牧民的机械打草。因此,本实验一共设置了38个实验处理,每个实验处理10次重复,实验小区面积8 m × 8 m。实验处理所用氮素为99.5%的硝酸铵(NH4NO3)。在生长季(5-10月),模拟氮沉降先将称好的硝酸铵溶解在蒸馏水中(其中每月1次氮处理为每月溶解在1.5 L水里;两种氮沉降频率每年均加入共9.0 L水),再用背式喷雾器均匀喷施;在非生长季(11月-次年4月),将硝酸铵与500 g经过焙烧的细砂混合,再均匀撒播在实验样地内。细砂需要先经过1 mm筛子去除明显的植物体和大石砾,再用浓硫酸浸泡2 d后,然后捞出细砂用清水洗净后经105℃烘箱48 h烘干。

氮沉降平台已经发表文章

1.       张云海, 何念鹏, 张光明, 黄建辉& 韩兴国(2013). 氮沉降强度和频率对羊草叶绿素含量的影响. 生 态 学 报, 33.

2.       Han, X., Sistla, S.A., Zhang, Y.-H., Lü, X.-T. & Han, X.-G. (2014). Hierarchical responses of plant stoichiometry to nitrogen deposition and mowing in a temperate steppe. Plant and Soil, 382, 175-187.

3.       Zhang, Y., Han, X., He, N., Long, M., Huang, J., Zhang, G. et al. (2014a). Increase in ammonia volatilization from soil in response to N deposition in Inner Mongolia grasslands. Atmospheric Environment, 84, 156-162.

4.       Zhang, Y., Lu, X., Isbell, F., Stevens, C., Han, X., He, N. et al. (2014b). Rapid plant species loss at high rates and at low frequency of N addition in temperate steppe. Global Change Biology, 20, 3520-3529.

5.       Ning, Q., Gu, Q., Shen, J., Lv, X., Yang, J., Zhang, X. et al. (2015). Effects of nitrogen deposition rates and frequencies on the abundance of soil nitrogen-related functional genes in temperate grassland of northern China. Journal of Soils and Sediments, 1-11.