不同海拔高寒草甸土壤微量元素含量及其与植被的关系

为了探究高寒草甸微量元素随海拔的分布特征及其与植被的关系。本研究以东祁连山高寒草甸为研究对象,调查并测定了不同海拔下高寒草甸植被群落和土壤微量元素含量,采用冗余分析(Redundancy analysis,RDA)分析土壤微量元素与植被群落的关系。结果表明,高寒草甸植被总盖度、草层盖度、地上生物量、莎草科、豆科和杂类草地上生物量均随海拔的升高呈先升高后降低的趋势,在3 200 m处达最大值,禾本科地上生物量随海拔升高依次降低;土壤钙(Ca)、铁(Fe)、铜(Cu)和锰(Mn)含量随海拔的升高呈先降低后升高的趋势,土壤镁(Mg)、锌(Zn)和钼(Mo)含量随海拔的升高呈先升高后降低的趋势,土壤钴(Co)含量随海拔的升高依次降低,土壤硒(Se)含量随海拔的升高呈波动性上升;相关性分析和RDA分析表明,土壤微量元素Mo和Fe含量显著影响着高寒草甸植被的生长。综上所述,海拔显著影响着高寒草甸土壤微量元素的分布,高寒草甸土壤管理过程中应该关注微量元素Mo和Fe,建议将微量元素Mo和Fe作为高寒草甸土壤健康评价指标。     

合作市高寒草甸空间分布规律研究

通过3S技术将合作市(甘肃省甘南州)不同类型高寒草甸的遥感影像与地形因子相叠加,分析高寒草甸的空间分布规律。结果表明:研究区海拔主要分布在3057.25～3704.13m范围内,地势陡峭,各坡向面积分布均匀。随海拔增加,高寒灌丛草甸与非高寒灌丛草甸面积所占比例均表现为先增大后减少。随坡度增加,高寒灌丛草甸面积所占比例呈先增大后减少趋势,而非高寒灌丛草甸面积所占比例呈递减趋势。高寒草甸的坡向分布规律性明显,高寒灌丛草甸和非高寒灌丛草甸面积所占比例均以西北-东南轴对称。高寒灌丛草甸以海拔3704.13～3919.75m、坡度25°～35°、西北坡向为最优生境;非高寒灌丛草甸以海拔3488.50～3704.13m、坡度0°～2°、东南坡坡向为最优生境。地形因子是影响研究区高寒草甸空间分布的重要因素,这对未来科学合理地利用高寒草甸,及最大程度地开发草甸生产潜力,具有指导价值。     

坡向和海拔对高寒山地草甸植被分布格局特征的影响

为探讨坡向和海拔对小尺度山体植被分布格局特征的影响,本研究以青藏高原东端日月山支脉为研究对象,利用冗余分析及方差分解等方法,对同一山体不同坡向及海拔的39个样方内土壤水分状况、植被分布格局特征进行分析及定量分解。研究结果表明：阴坡物种丰富度最高,阳坡次之,山脊最低;物种丰富度在3类样地中均为中等海拔时最高;阴坡土壤含水量最高,山脊最低,阴、阳坡土壤含水量均随海拔升高逐渐降低,山脊则变化不显著;方差分解表明,海拔对土壤含水量的贡献率最高,坡向对植被物种多度的贡献率最高;多数植被的分布更加倾向于中度海拔的阴坡地段。因此,在利用小尺度高寒山地草甸时,应优先考虑坡向导致的植被分布格局的变化,进而实现对小尺度高寒山地草甸的精确利用。     

高寒草甸不同植被功能群盖度对模拟气候变化的初期响应

为进一步研究高寒生态系统植被群落对气候变化响应方式和适应机理,我们在青藏高原东北祁连山南坡,沿海拔梯度对嵩草(Kobresia bellardii)草甸、灌丛草甸、杂草草甸和稀疏植被4种植被类型进行双向移栽实验,以期获得高寒草甸植被群落较为详尽而真实的响应特征。4个功能群(莎草类、禾本类、豆科类和杂草类)绝对盖度的方差分析结果表明:高寒草甸生态系统植被群落对气候变化较为敏感。莎草类植被盖度与土壤含水量线性负相关,在3600 m处最大。禾本类和豆科类分别与土壤含水量和气温线性正相关,两者在3200 m处最为适宜。海拔与杂草类盖度的二次方程可解释其63%的变异。莎草类与禾本类、豆科类植被盖度存在较弱的补偿作用,而禾本类与豆科类之间具有显著的补充作用。对比80年代的植被盖度,嵩草草甸优势种对模拟降温的响应暗示其稳定性较高。     

祁连山不同植被类型土壤微生物群落多样性差异

土壤微生物是土壤生态系统的重要组成部分,在生态系统物质循环和能量转化中占有重要的地位。以祁连山中段不同海拔的4种植物群落,即垫状植被(cushion plants,CP)、高寒草甸(alpine meadow,AM)、沼泽化草甸(swamp meadow,SM)和高寒灌丛(alpine shrub,AS)作为实验样地,采用BIOLOG技术,探讨了土壤微生物群落多样性在不用海拔梯度形成的植被条件下的变化特征。结果表明,反映微生物活性的平均颜色变化率(average well color development,AWCD)的大小顺序为:沼泽化草甸高寒草甸高寒灌丛垫状植被,沼泽化草甸土壤微生物群落代谢活性最高;高寒草甸和沼泽化草甸土壤微生物群落碳源利用模式相似,土壤微生物群落的Shannon-Wiener物种丰富度指数(H)与土壤有机碳和全氮显著相关(P0.05),Simpson优势度指数(D)和Mc Intosh指数(U)与土壤全氮显著相关(P0.05);冗余分析表明,土壤有机碳、p H和全氮可能是土壤微生物利用碳源的控制因子。研究结果为进一步探讨高寒草甸与土壤微生物之间的关系奠定了基础。     

青海杂多县冬虫夏草的生态调查

对青海省杂多县冬虫夏草及其寄主的自然生境进行调查研究发现,该县虫草主要分布于海拔4 000～4700m的高寒草甸或高寒灌丛中。因海拔、植被、地形和水热条件的不同,虫草及其寄主具有明显的垂直地带性分布特征。在青藏高原长期的进化过程中,虫草寄主形成耐寒、耐涝、耐饥的生态习性。水、热、光是完成虫草有性世代的主要因子。     

五台山亚高山草甸的人工神经网络分类与排序

人工神经网络理论是较新的数学分支学科,神经网络分类和排序是刚引入植物生态学的分析方法。本研究应用这2种方法研究了五台山亚高山高寒草甸。结果SOFM聚类将78个样方分为8个植物群落类型,基本上代表了本地区高寒草甸的群丛类型,具有明确的生态意义;SOFM排序反映了明显的生态梯度,表明海拔是影响草甸植被生长和分布的最主要因子,坡向和坡度也有一定的作用;SOFM聚类和排序方法分析应用效果好,2种方法结合使用更好;五台山草甸需要进一步加强保护。     

青海杂多县冬虫夏草的生态调查

对青海省杂多县冬虫夏草及其寄主的自然生境进行调查研究发现，该县虫草主要分布于海拔4000-4700m。的高寒草甸或高寒灌丛中。因海拔、植被、地形和水热条件的不同，虫草及其寄主具有明显的垂直地带性分布特征。在青藏高原长期的进化过程中，虫草寄主形成耐寒、耐涝、耐饥的生态习性。水、热、光是完成虫草有性世代的主要因子。     

山地草甸植被生物多样性及群落稳定性对坡向的响应

为研究不同坡向山地草甸的植被生物多样性与群落稳定性差异,本研究选取了东祁连山金强河流域4个坡向(阴坡、半阴坡、半阳坡、阳坡)的山地草甸,进行植被特征的调查,并分析了其功能群组成、多样性指数和群落稳定性的变化规律。结果表明：物种的盖度、高度、地上生物量、植被含水率、土壤含水量和莎草科地上生物量从阴坡到阳坡呈递减的趋势,禾本科和豆科呈先升高后降低的趋势,杂类草呈递增的趋势;Godron稳定性结果表明,阳坡群落处于不稳定状态。同一群落多样性大小与其群落稳定性并不存在相关关系。综上,山地草甸不同坡向草地植被特征差异显著,坡向影响着草地生产力与群落稳定性。建议在草地管理中考虑不同坡向草地植被特征变化,采取灌溉、施肥和割草等抚育措施,使植被进行正向演替更新,提高山地草甸群落的生物多样性和群落稳定性,增加其生态系统服务能力。     

高寒草甸根系分布特征及与土壤温湿度关系的研究

植被根系的分布特征是其适应和改变环境能力的体现,研究植被根系对草地生态系统的可持续发展有重要意义.本研究以怒江源区那曲流域不同海拔梯度的高寒草甸作为研究对象,采用微根管技术探讨根系的分布特征,并分析其与环境因子的关系.结果表明:高寒草甸根系对季节变化响应敏感,约有80％的根系分布在0～25 cm的土层,且分布较均匀,细...     

返青期休牧对祁连山区中度退化草原化草甸草地的影响

为解决祁连山区高寒草地牧草返青期季节性超载过牧问题,自2015年5月至7月起连续两年在青海省祁连县默勒镇瓦日尕村的冬春放牧地上进行了为期60d的返青期休牧试验,休牧期间放牧家畜全部采用舍饲圈养,并于2016年8月中旬对休牧草地进行植被调查。结果表明,返青期休牧可使草地群落的总盖度、总植物量显著增加(P0.05),使禾本科牧草株高、分盖度和植物量显著增加(P0.05),对莎草科植物影响不显著(P0.05);阔叶型毒杂草的株高、盖度、生物量均有下降的趋势。休牧两年与休牧一年相比,群落中禾本科植物的株高、盖度、植物量均在继续增加,阔叶型毒杂草的各项指标继续下降。结果证明,返青期休牧可有效促进祁连山区草原化草甸退化草地的植被恢复,并大幅度提高草地生产力。     

坡向对青藏高原高寒草地植被分布格局和牧草品质特征的影响

为探究不同坡向草地植被构成和牧草品质特征,本研究对青藏高原东北缘不同坡向高寒草甸植被构成和牧草营养特征进行分析。结果表明：阴坡（Shady aspect,SHA）植物物种数和盖度显著高于阳坡（Sunny aspect,SUA）和山脊（Ridge,RI）;SHA草地植物群落物种丰富度指数和多样性指数显著高于SUA和RI;禾本科、莎草科和可食杂类草地上生物量在SHA显著高于SUA和RI,不可食牧草地上生物量在RI显著高于SHA和SUA;植物中粗灰分（Crude ash,ASH）、粗脂肪（Ether extract,EE）、粗蛋白（Crude protein,CP）、钙含量（Calcium,Ca）、干物质消化率（Dry matter digestibility,DMD）、代谢能（Metabolic energy,ME）和可食牧草营养品质指数（Nutritional quality index,NQI）在SHA显著高于SUA,粗纤维（Crude fiber,CF）、中性洗涤纤维（Neutral detergent fiber,NDF）和酸性洗涤纤维（Acid detergent fiber,ADF）含量在SUA显著高于RI和SHA。建议在高寒草地的利用中,采用NQI评价草地营养价值,并考虑植物分布和营养品质在不同坡向的变化,实现精细化管理。     

祁连山东段不同植物群落的特征及生物量分配

为明晰不同植物群落特征及生物量分配结构,以祁连山东段高山灌丛及草地群落为研究对象,采用样地法对6种不同植物群落进行野外调查以及室内分析研究。结果表明:研究区内共计有草本植物22科55属91种,灌丛植物3科4属6种;不同灌丛植物群落密度、盖度、物种数等特征有显著差异(P<0.05),不同草地植物群落的密度、盖度、物种数等特征差异不显著(P>0.05)。草地植物群落地上生物量间无显著差异(P>0.05),地下生物量表现为阳坡柳(Salix)灌丛草地<阴坡杜鹃(Rhododendron capitatum)灌丛草地,且二者间有显著差异(P<0.05);灌丛地上生物量阳坡柳灌丛>阴坡杜鹃灌丛,地下生物量阳坡柳灌丛<阴坡杜鹃灌丛,且不同灌丛群落之间地上、地下生物量均有显著差异(P<0.05)。不同植物群落灌丛地上生物量均随着灌丛高度的增加而增加,表现为线性关系。可见,研究区不同植物群落受气候、环境的以及物种分布的共同影响,从而形成差异显著的植物群落特征及生物量分配结构。该结果为祁连山东段高寒灌丛草地群落生产力估测以及植被资源的合理开发利用提供了理论参考。     

坡向对青藏高原东北缘高寒草甸植被构成和养分特征的影响

坡向是重要地形因子之一,通过影响光照、温度及土壤养分等进而影响群落植物种的组成和分布。本研究通过对青藏高原东北缘不同坡向高寒草甸草地的植被构成和养分特征进行了分析,揭示坡向对植物群落组成和空间分布形成的影响。结果表明,1) 草地群落优势种和亚优势种构成,阳坡以禾本科的赖草、西北针茅和洽草等为主,阴坡以莎草科的矮嵩草和线叶嵩草及豆科的阴山扁宿豆等为主;2)草层高度、植物物种数和α多样性指数为阴坡>阳坡,β多样性指数在坡向之间无显著差异;3) 阳坡和阴坡草地植物生活型以地面芽和地下芽为主,分别占草地群落总物种数的71.0%和89.0%,1/2年生及地上芽植物为阳坡>阴坡,地面芽植物为阴坡>阳坡,地下芽植物在坡向之间无显著差异;4) 草地群落生物量构成,阳坡为禾本科(78.3%)>莎草科(8.3%)>菊科(6.4%)>其他科(7%),阴坡为莎草科(54.3%)>豆科(16.4%)和禾本科(14.8%)>蓼科(5.3%)和菊科(4.6%)>其他科(4.0%);除菊科外,所有各科植物生物量在坡向之间均差异显著,地上总生物量在坡向之间无显著差异;5) 0~20 cm土壤N含量为阴坡>阳坡,10~20 cm土壤P、K、Cu、Zn含量为阳坡>阴坡;6) 0~30 cm土温为阳坡>阴坡,0~40 cm土壤含水量阴坡>阳坡。总之,坡向对高寒草甸草地群落植物种构成和土壤理化特性的变化起着重要作用。     

祁连山北坡天然草地地上生物量及其与土壤水分关系的比较研究

祁连山北坡天然草地植被以高寒草原、山地草甸、山地草甸草原、山地草原和山地荒漠草原等类型为主,对这5种天然草地地上生物量观测结果显示,地上生物量在5类草地植物群落间差异显著(P＜0.05),其季节动态规律均表现为单峰型,在8月下旬达生物量峰值。5种草地类型地上生物量以山地草甸(100.24 g/m²)最高,其他依次为山地草甸草原(71.24 g/m²)、山地草原(70.20 g/m²)、高寒草原(52.40 g/m²)和山地荒漠草原(20.44 g/m²);用Logistic方程模拟的地上生物量增长曲线表明5类草地群落地上生物量均未达到其环境最大容纳量。不同草地类型地上生物量与降水量、土壤平均含水量的累加值均呈正相关关系。在各种类型草地中,不同土层含水量对地上生物量的影响均不同,根系主要分布层内的含水量与地上生物量显著相关(P＜0.05)。     

返青期休牧对退化高寒草甸植被的影响

该项研究试图通过返青期休牧达到快速恢复退化高寒草甸植被的目的,于2015年5-7月在青海省祁连县默勒镇春季草场上进行返青期休牧试验。通过调查3个休牧样地和3个放牧样地,研究草地主要植被的株高、盖度和地上生物量等植被状况和高原鼠兔有效洞口的数量,从而评估返青期休牧对退化草地植被的影响。结果表明:返青期休牧时,草地的牧草高度、群落盖度和地上总生物量相对于放牧草地分别提高了165%,4%和77%,毒草生长明显受到了抑制,且其生物量下降了50%,高原鼠兔有效洞口数下降了72%。因此,我们认为在高寒草地过牧的关键时期实施返青期休牧可快速恢复退化草地植被,为高寒草地的合理利用提供了有效措施。     

鼠害抑制对三江源区轻度退化高寒草甸植被特征的影响

为研究鼠害抑制对三江源区轻度退化高寒草甸植被的影响,于2019年3月18日—22日在青海省果洛藏族自治州玛沁县大武镇的典型高寒草甸上开展人工鼠害抑制试验,未抑制区作为对照。结果表明,鼠害抑制试验区莎草科和禾本科的重要值分别较对照显著增加,阔叶型可食草和毒害草的重要值分别较对照显著降低。鼠害抑制试验区草地群落的总盖度较对照降低了13.7%,差异显著(P=0.003)。鼠害抑制提高了莎草科、禾本科和毒害草的株高,差异显著(P<0.05)。鼠害抑制试验区草地群落的地上总生物量降低了2.6%,由123.6g·m^-2降至120.4 g·m^-2,但差异不显著(P=0.740)。鼠害抑制试验区莎草科、禾本科和毒害草的地上生物量分别较对照增加,差异显著(P<0.05),而阔叶型可食草的地上生物量较对照降低了65.1%,由63.0g·m^-2降至22.0 g·m^-2,差异显著(P=0.000)。由此可见,鼠害抑制可以改善三江源区高寒草甸优质牧草的状况,促进高寒草甸植被恢复。     

祁连山不同类型草地植被群落及牧草营养特征研究

祁连山是我国重要的生态屏障,对不同类型草地植被的研究可为草地资源的合理保护和利用提供参考。本研究采用样方法,采集并分析了祁连山东段4种不同类型的草地植被群落特征,并对牧草营养进行综合评定。结果表明：不同类型草地植被和功能群落存在差异,其中高寒草甸植被香农威纳、优势度和丰富度指数显著高于其他3类草地（P<0.05）;地上生物量表现为高寒草甸和沼泽化草甸显著低于草原化草甸和人工草地（P<0.05）,地下生物量则相反。不同类型草地牧草营养和牧草碳、氮、磷含量存在不同程度的差异。综合比较不同草地类型植被群落特征,牧草碳、氮、磷含量以及牧草营养,发现高寒草甸的植被群落稳定性,牧草营养最优,沼泽化草甸次之,草原化草甸最差。