海拔梯度对藏北高寒草地生产力和物种多样性的影响

草地群落物种多样性和生产力在海拔梯度的变化规律及其关系, 以及不同功能群的变化一直是热点问题, 目前尚未得出一般性规律。本研究通过藏北地区那曲县日参波山样线的高寒草地样方调查实验, 分析各海拔梯度(4485~4635 m)植物群落生产力、结构和物种多样性的变化。结果表明, 随着海拔升高, 高寒草地植物群落生产力先增加后降低, 并在海拔4535~4585 m左右达到最佳;莎草类在群落由相对优势变为绝对优势, 禾草类和杂草类的重要值以不同幅度下降, 豆科类的重要值先上升后下降;物种丰富度、Shannon-Weiner 多样性指数、Simpson多样性指数和E.Pielou均匀度指数均呈现“单峰”型格局, 物种多样性指数与地上生物量呈正相关关系, 但只能作为部分解释地上生物量变化的因素。     

黄河上游重大生态功能区草地逆型演替植物多样性变化研究

基于5个样地、90个样方的野外调查资料,研究了玛曲县不同退化程度草地群落植物多样性和地上生物量变化情况。结果表明：多样性指数与丰富度指数、均匀度指数及地上生物量有显著线性关系,而与优势度指数呈显著负相关。原生地带性群落以及演替早期类群多样性、均匀度、盖度及地上总生物量最高,在极度退化阶段,地上总生物量最低,优势度指数最大,随着退化程度加剧,草地群落的盖度、物种多样性指数、均匀度指数均下降,毒杂草、莎草增多,禾草急剧下降,最终导致草地初级生产力的降低。     

新疆富蕴地区草地生物量与物种多样性及VOR指数的关系

为了解草地生物量对物种多样性和草地生态系统健康的影响,以2020年新疆富蕴地区草地群落为研究对象,通过计算物种多样性指数Margalef丰富度指数、Simpson优势度指数、Shannon-Wiener多样性指数和Alatalo均匀度指数)、VOR评价指数并结合草地生物量来探讨三者之间关系。结果表明：1)富蕴地区神钟山林区和沙库尔布拉克林区地上生物量存在显著差异(P<0.05),沙库尔布拉克林区和其他林区Margalef丰富度指数和Shannon-Wiener多样性指数存在显著差异(P<0.05),喀依尔特林区和沙库尔布拉克林区的Simpson优势度指数和Alatalo均匀度指数存在显著差异(P<0.05)。2)各林区VOR指数评价中沙库尔布拉克林区处于不健康水平。3)富蕴地区草地物种多样性和VOR指数随着地上生物量的增加呈现出先增大后降低的趋势,表现出典型的单峰关系,主要与草地生产力、物种间共生、竞争有关。     

草种配置对高寒人工草地群落多样性和生产力的影响

本试验在黄河源区河南县研究了不同播种物种数（1,3,6,9,12,15）草种组合的人工群落配置对植被群落多样性和生产力的影响,旨在找到最优的群落配置组合,以期为今后人工草地的科学管理和退化草地快速恢复提供理论依据。研究结果表明：与对照相比,人工草地建植第1年和第2年植被地上生物量均显著（P<0.05）增加,其中3个草种组合的地上生物量最高。各处理物种丰富度、Shannon-Wiener多样性指数﹑均匀度指数在第1年和第2年之间差异不显著（P>0.05）,其中9个草种组合的Shannon-Wiener多样性指数最大。人工草地建植第1年播种物种数与地上生物量呈显著正相关（P<0.05）,而在第2年无显著相关关系。播种物种数与物种丰富度﹑Shannon-Wiener多样性指数和均匀度指数在2018年和2019年均呈显著正相关（P<0.05）。在2018年,地上生物量与物种丰富度和Shannon-Wiener多样性指数均无显著相关关系,在2019年,线性关系表现为极显著负相关（P<0.01）,地上生物量和均匀度指数在2018年和2019年均呈显著负相关（P<0.05）。综上,在高寒人工草地建植初期,以生产力为主时,建议选择3物种组合;以多样性为主时,建议选择9物种组合。     

玛曲高寒沙化草地生态位特征及其施肥改良研究

为高寒沙化草地治理提供理论依据,本研究分析了玛曲高寒沙化草地植物群落特征,探讨施肥对物种多样性和生物量的影响。结果表明,异针茅为玛曲当前高寒沙化草地的优势种。生态位宽度最大的是亚优势种高山唐松草和乳浆大戟,而优势种异针茅的生态位宽度仅为０．９４１。在沙化草地植物群落中,优势种并不具有最强的适应能力和竞争力且地位不稳定。生态位宽度大的物种之间具有大的生态位重叠值,其中高山唐松草和乳浆大戟种群生态位重叠值最大,它们与其他种群之间的竞争也较强,高寒沙化草地的演替方向将是杂类草取代禾草的优势地位。施肥可增加高寒沙化草地物种丰富度,其中氮磷配施和氮磷有机肥配施分别比对照的丰富度提高４２．９％ 和４４．７％。氮、磷和有机肥混施后植物群落的Ｓｉｍｐｓｏｎ指数和Ｓｈａｎｎｏｎ－Ｗｅｉｎｅｒ指数与对照之间达显著或极显著性差异,施氮磷肥后植物群落Ｐｉｅｌｏｕ均匀度指数也与对照之间达极显著差异;采用氮、磷和有机肥混施的方案可最大限度的增加沙化草地的地上生物量,比对照地上生物量增加２．５倍。从生物多样性和生物量增加综合考虑,氮、磷和有机肥混施为高寒沙化草地施肥的最佳处理。     

藏北高寒草地植物群落物种多样性沿海拔梯度的分布格局

以藏北地区那曲县日囤布山的高寒草地为研究对象,采用样方调查法,分析不同海拔高度（4 523~4 673 m）草地植物群落结构及物种多样性的变化格局。结果表明,随着海拔的升高,高寒草地植物群落总盖度与地上生物量均表现出先增加后降低的趋势,即在中等海拔梯度（4 623 m）水平草地植被生长最好;不同海拔梯度间植物物种组成存在很大的差异;植物群落物种丰富度、Shannon Wiener多样性指数和E.Pielou均匀度指数,呈现“单峰”分布格局,中海拔梯度处物种丰富度最高。     

放牧强度对环青海湖高寒草原群落物种多样性和生产力的影响

通过2年的连续放牧试验,采用比较样地法,调查了不同放牧强度对环青海湖高寒草原生物多样性和生产力的影响,并探讨了植物物种多样性与草地生产力之间的关系,为高寒草原的合理利用提供基础资料。结果表明:物种丰富度和多样性指数随放牧强度的增加基本呈单峰变化,即在中度放牧下多样性最高,重度放牧下群落物种丰富度、多样性指数和均匀度指数均表现为最小;群落生产力随放牧强度的增加而降低(P<0.05);莎草科地上生物量差异不显著,禾本科和豆科生产力降低(P<0.05),杂类草生物量有增加趋势;禾草和豆科比例减小,莎草和杂类草比例增加;草地生产力与Simpson多样性指数和Alatalo均匀度指数呈显著的单峰函数关系(R²=0.910, P=20.027; R²=0.953, P=20.010),结合Simpson多样性指数和Alatalo均匀度指数才能更好地反映维持草地生产力水平的多样性指标。放牧强度是影响群落物种多样性和生产力及其关系的重要因素。     

东祁连山不同退化阶段高寒草甸群落结构与植物多样性特征研究

采用样方法对东祁连山地区不同退化程度高寒草甸植物群落进行了调查,对群落结构、物种组成和群落生产力进行了分析,并运用α多样性、β多样性等指标研究了其物种多样性变化.结果表明,1)研究样地内共有植物种13科27属40多种,从未退化-轻度退化-中度退化-重度退化-极度退化,不同退化演替阶段的优势种分别为线叶嵩草 禾草、线叶嵩草 珠芽蓼、珠芽蓼 线叶嵩草、珠芽蓼 杂类草、平车前 杂类草.2)随退化程度的加剧,草地总盖度降低,优良牧草生物量减少,而毒杂草的比例逐渐上升,草地质量下降;地上、地下生物量均明显降低,地上生物量远低于地下生物量,分布在各层的植物根量越来越少,地下根系具有浅层化特点.3)高寒草甸植物群落α多样性指数基本上与均匀度、丰富度指数呈正相关,与生态优势度指数呈负相关;群落的物种丰富度在中度退化阶段最高,但多样性指数和均匀度指数在重度退化阶段最高,群落多样性更多地受均匀度的影响.4)随退化程度的加剧,样方内微生境或资源异质性减小,样方间异质性增大,从而导致β多样性增加;各草地植物群落物种替代速率由大到小的顺序为重度退化-极度退化>未退化-轻度退化>中度退化-重度退化>轻度退化-中度退化.     

季节性放牧对草地植物多样性与功能群特征的影响

针对放牧对高寒草地生态系统的影响,通过比较暖季放牧(6月-10月)和冷季放牧(11月-翌年5月)下典型高寒草地物种多样性和功能群特征的变化,分析了高寒草地植物群落对季节性放牧的响应机制。结果表明,暖季放牧草地中物种多样性指数为1.92,均匀度指数为0.78,明显高于冷季放牧草地的1.81和0.74,而冷季放牧草地的丰富度指数为17.45,高于暖季放牧草地的16.45。冷季放牧草地的地上生物量为246.61 g·m~(-2),莎草类和豆科类功能群的生物量比例分别为66.85%和15.86%,其值均高于暖季放牧草地。暖季放牧草地植物总密度为2 064株·m~(-2),明显高于冷季放牧草地的1 394株·m~(-2)。合理的放牧强度下,暖季放牧相比冷季放牧有利于草地群落物种多样性和均匀度的维持,但冷季放牧草地有利于草地群落地上生物量的积累。     

青南高海拔地区高寒草甸植物群落多样性的研究

根据 42个样地的实地调查资料 ,采用不同的物种多样性指数、丰富度和均匀度测度指标对达日县建设乡高海拔地区高寒草甸的物种多样性进行了分析 ,结果表现为 :草地物种多样性随海拔的升高总体上呈现下降的趋势 ;“黑土滩”物种多样性指数、丰富度和均匀度指数最低 ,草地生物量也最低。苔草、嵩草和灌丛草甸 ,有着较高的物种多样性指数、丰富度和均匀度指数。单子叶和灌丛植物生物量随海拔梯度的变化较为复杂 ,在一定海拔范围内有较高的生物量。双子叶植物生物量随海拔的升高基本呈现下降趋势     

黄土区封育和放牧草地物种多样性和地上生物量对氮素添加的响应

氮素添加对草地生态系统地上生物量具有普遍促进作用,但对解释引起物种多样性丧失的机制仍存在较大争议。本研究以黄土高原半干旱区长期封育和连续放牧草地为对象,通过设置不同氮素添加水平来探索两种典型的草地管理方式下群落地上生物量、物种多样性、群落组分结构对氮素添加的响应及其异同以及物种多样性与地上生物量的关系,并研究这些响应的潜在生态学机制。结果显示,1)氮素添加显著提高长期封育草地地上生物量的同时降低了物种多样性;放牧草地群落地上生物量、物种多样性对氮素添加的响应与封育草地相同,但其响应程度均小于封育施肥草地;2)草地群落物种多样性随地表凋落物生物量增加而降低,随植被透光率增加而升高; 3)封育施肥草地Shannon-Wiener多样性指数与地上生物量存在显著线性负相关关系,而放牧施肥草地的物种多样性与地上生物量不存在显著的相关关系。以上结果表明放牧能够减缓施肥对物种多样性的负效应,在轻微降低物种多样性的前提下显著提高群落地上生物量,是一种合理的草地管理方式。     

Legumes in Chinese Natural Grasslands: Species,Biomass, and Distribution

The composition and abundance of legumes affect the economic value and ecological sustainability of natural grasslands. We collected data on species richness and aboveground biomass of legumes and their percentages of the total community at 78 field sites in Chinese natural grasslands on the Tibetan Plateau (alpine steppe and alpine meadow) and in Inner Mongolia (meadow steppe, typical steppe, and desert steppe), and analyzed the association between these attributes with community, climate, and soil factors. At least one legume species occurred in 89.7% of the sites studied; the genera Astragalus, Oxytropis, and Medicago were dominant among the 12 legume genera recorded. Generally, within 1 m² of grassland, only one legume species was present with an aboveground biomass of 1.1 g; this accounted for 9.1% of community species richness and 1.7% of total aboveground biomass. In comparison with many other types of grassland around the world, both the legume aboveground biomass and its percentage of the total were low in Chinese grasslands, especially in Inner Mongolia. The low biomass of legumes in grassland might be attributable to the low growing-season temperature on the Tibetan Plateau, while in Inner Mongolia, low precipitation combined with high temperatures during the growing season may be the main reason. Although legumes in Chinese grasslands have substantial potential for nitrogen fixation and contain a variety of forage species, their ecological and economic value has been limited by their low biomass. Suggestions to enhance legume biomass in Chinese grasslands are provided.     

不同人工草地对青藏高原温性草原群落生物量组成及物种多样性的影响

青藏高原天然草地生产力较低,草畜矛盾长期尖锐。人工草地逐渐在该区域发展,但不同种植模式人工草地的影响和应用适宜性尚未得到准确的量化评估。以青海省天然草地(NP)为对照,选取相互毗邻的3种不同人工草地:单播垂穗披碱草人工草地(A₁)、单播燕麦人工草地(A₂)和混播燕麦、青稞和油菜的人工草地(A₃)设置实验样地,通过群落调查、刈割称重、根钻采样等方法,测定分析4种群落物种组成、生物量及物种多样性,探讨燕麦和垂穗披碱草两种牧草及单播和混播两种种植方式的差异性影响。结果表明:3种不同人工草地均显著减少有毒植物生物量(P<0.05),显著提高优质牧草占比(P<0.05),改善牧草质量。A₂地上生物量最高(1263.21 g·m^-2),为NP的9.77倍,显著高于其他3种草地(P<0.05)。本研究草地地下生物量占比高(73.22%~95.79%),3种人工种草对地下生物量改变不显著,对总生物量的影响也不显著。A₂、A₃的物种组成与NP迥异,A₂的Pielou均匀度指数显著低于NP和A₃(P<0.05),A₃的Shannon-Wiener指数显著低于NP(P<0.05);而A₁的Gleason指数、Shannon-Wiener指数和Pielou均匀度指数均较高,与NP差异不显著。基于结果,认为相比于天然草地,单播燕麦人工草地可以获得更高的地上生物量,但强烈改变群落物种组成,降低群落物种多样性;而种植垂穗披碱草地上生物量增幅不显著,但其群落物种多样性、均匀度均较高,有利于群落在不利条件下维持相对稳定的生产力。     

青藏高原边缘区高寒草甸植物群落的特征

以甘肃天祝和玛曲为例,研究了青藏高原东北缘和东缘地区高寒草甸植物群落特征和多样性的分异性。结果显示,青藏高原东北缘和东缘地区高寒草甸植物群落的优势种均为高山嵩草（Kobresia pygmaea）;东缘地区植物群落高度和盖度大于东北缘地区;植物群落均表现为双层垂直结构。东缘和东北缘地区高寒草甸植物群落的物种丰富度指数差异不显著（P>0.05）;物种均匀度指数、α多样性指数、β多样性指数和地上生物量均表现为东缘地区显著大于东北缘地区。本研究结果说明,青藏高原周边地区高寒草甸群落特征、植物多样性和草地初级生产力具有较大分异性,因此,制订经营策略时应因地制宜,以维持高寒草甸的稳产和保育植物多样性。     

不同年限封育对黄土高原典型草原地上植被的影响

为了揭示自然恢复过程中植被动态变化规律,以黄土高原典型草原为研究对象,采用野外调查与室内分析相结合的方法,分析不同年限封育(0、5、15、23和32年)对草地植被特征、物种多样性和群落演替动态变化的影响。结果表明,随着封育年限的增加,枯落物量和厚度呈递增趋势,群落盖度呈先增加后降低趋势,群落密度呈递减趋势,地上生物量和禾草地上生物量均呈先增加后降低的趋势,且均在封育23年草地达到了峰值。不同年限的封育对Simpson多样性指数和Pielou均匀度指数影响不显著(P0.05)。地上植被的物种丰富度呈先增加后降低趋势,且在封育15年达到峰值。地上植被群落封育演替的一般模式为杂类草生长阶段→本氏针茅(Stipa bungeana)逐渐占优势阶段→本氏针茅稳定发展阶段。     

青藏公路沿线植被多样性特征及其与环境因子的关系

青藏高原是全球气候变化的敏感区,青藏公路从北至南穿青藏高原而过,研究沿线植被物种多样性特征及其与环境因子的关系具有重要意义。本研究调查分析了沿线29个样点(从西宁市到拉萨市编号依次为1~29号)的植被群落学特征,并分析了它们同环境因子的关系。结果表明,青藏高原从北向南植被总盖度呈先降低后升高的趋势,其中7号样点(阿尔茨托山)最低;物种丰富度呈先降低后增加再降低的趋势,其中14号样点(风火山隧道)最低,26号样点(甲赤岗)最高;香农指数和辛普森指数随样点呈降低趋势;Pielou指数呈先降低后增加的趋势,其中22号样点(托青村)最低;Alatalo指数变化趋势与Pielou指数相反,但波动较大。对物种多样性指数和环境因子进行相关分析和逐步回归分析发现,物种盖度、物种丰富度和Pielou均匀度指数特征主要受水分因子控制,物种多样性指数(香农指数和辛普森指数) 与物种Alatalo均匀度指数特征与短波辐射关系密切。     

围栏封育对高寒草原植被−土壤养分含量的影响

围栏封育是青藏高原高寒退化草地最常见的恢复措施,开展围栏内外土壤理化性质与植物养分变化及其相互关系研究是评估草地恢复效益的基础。本研究选取了西藏那曲市班戈县围封时间分别为6、11和12年的3块样地,分析了围封对土壤理化特征和植物养分的影响,并探究了植物?土壤之间的内在联系。结果显示:1)围栏封育显著提高了高寒草原地上生物量和植被盖度(P<0.05),但是显著降低了Shannon-Wiener多样性指数和Margalef丰富度指数(P<0.05);2)不同深度土壤容重、全碳(total carbon,TC)、全氮(total nitrogen,TN)含量在围栏内外差异不显著(P>0.05);3)围栏封育对植物相对重要值的影响因物种而异,种间TC、TN、氮素利用效率(nitrogen-use efficiency,NUE)差异显著(P<0.05);4)植被与表层土壤主要养分含量之间的关联性仅存在于部分物种与部分营养元素之间。研究结果表明,围栏封育可以显著改变植被生产力和群落组成,但是土壤理化性质和植物养分利用却具有相对的稳定性。围封对青藏高原退化高寒草原生态系统的恢复效益,需要系统的研究和综合的评价。