不同演替状态下高寒嵩草草甸植物功能群分异特征

【目的】探讨高寒嵩草草甸植物功能群对放牧干扰的响应与适应,揭示不同放牧强度下高寒嵩草草甸植物的演替过程和趋势,为优化高寒嵩草草甸放牧方案提供科学依据.【方法】以高寒嵩草草甸退化演替过程中的关键状态,即禾草-矮嵩草草甸状态(A)、小嵩草草甸草毡表层加厚状态(B)和小嵩草草甸草毡表层开裂状态(C)为研究对象,采用空间尺度代替时间尺度的方法进行研究.【结果】随着放牧强度的增加,样地总地上生物量呈"V"字形变化,其值在341.91±13.93间波动.其中,莎草科植物呈现波动性降低趋势;杂类草呈现波动性增高趋势;豆科和禾本科植物表现为先降低后增高的趋势;随着放牧干扰强度的增大,植物群落的生存环境发生恶化,K对策植物在群落中的比例降低,而R对策植物比例升高;草甸的退化演替伴随着地表等景观特征的协同演变,具有一定的沃岛效应.【结论】高寒嵩草草甸具有一定的自组织能力,不同演替状态下其植物功能群的生活型、群落结构与功能特征、地表特征以及草地生产力等存在较大差异,这种差异对于缓冲草地的退化和维持系统的相对稳定具有重要意义.     

高寒草甸不同类型草地群落根土比、土壤养分变化

为了更好地保护和利用青藏高原高寒草地生态系统功能,了解高寒草甸不同草地类型生态系统结构与功能及生态过程的差异性,本研究对海北站小嵩草(Kobresia pygmaea)草甸、杂类草草甸、矮嵩草(K.humilis)草甸、藏嵩草(K.tibetica)沼泽化草甸植物群落的根土比、土壤容重和土壤养分状况进行了比较研究。结果表明,不同植被类型高寒草甸根土比均随着土层深度增加而显著降低,且藏嵩草沼泽化草甸根土比最高(P0.05);土壤容重随着土层深度而增加,其中藏嵩草草甸显著低于其他草甸(P0.05);土壤养分随着土层深度增加而显著降低,且在藏嵩草沼泽化草甸下养分含量最高(P0.05)。土壤养分与根土比主要呈正相关关系,而与土壤容重则主要呈负相关关系。因此,高寒草甸不同类型草地群落根土比大小、土壤养分含量反映了高寒草甸群落类型及稳定性,从而可作为判断高寒草甸生态系统功能可持续利用的关键指标之一。     

施肥梯度对高寒草甸群落结构、功能和土壤质量的影响

在三江源区研究了不同施肥梯度对高寒矮嵩草草甸群落结构、功能;土壤全量养分、速效养分;土壤有机碳和微生物生物量碳的影响,以揭示矮嵩草草甸群落特征;土壤养分和土壤微生物活性对施肥梯度的响应.结果表明:1)随着施肥量的增加,不同功能群的盖度响应各异,其中禾本科植物的响应较大,而豆科和杂类草植物盖度明显降低,莎草科盖度变化不明显;施肥量增加到一定程度,如施氮40 g/m2时,各功能群植物的盖度逐渐降低.生物量随施肥梯度呈单峰曲线变化,不施肥时生物量最低,施肥20 g/m2或32 g/m2时生物量最高.2)土壤全量养分和速效养分在施肥量为20 g/m2或32 g/m2时较高,施肥量增加到40 g/m2时土壤资源逐渐降低.3)不同施肥梯度矮嵩草草甸土壤有机碳和微生物生物量碳在0-10 cm土层明显较高,且随着施肥量的增加,分布在0-40 cm土层的土壤有机碳含量呈单峰曲线变化.施肥20 g/m2或32 g/m2时土壤有机碳和微生物量碳含量最高.4)30 g/m2施肥量可作为高寒草甸最佳施氮水平.施肥梯度下土壤有机碳和微生物量碳含量可作为衡量土壤肥力和土壤质量变化的重要指标.高施肥量(≥40 g/m2)视为影响高寒草甸生态系统结构与功能、土壤养分及土壤微生物活性的阈值.     

高寒草甸退化草地土壤特性分析(英文)

[目的]探讨草地退化对土壤理化性状的影响。[方法]研究退化高寒草甸土壤草土比、土壤质地等物理性状,用土壤养分常规分析法分析不同退化草地土壤速效氮、速效磷、速效钾、有效铜、有效锌、有机质及pH等。[结果]随着退化梯度的加剧和土层的加深,草土比逐渐减小;不同退化梯度的草地草土比在土层0～10cm中最大,该层的草土比在0.00100～0.04000变化,土壤类型为壤土类。不同退化梯度上土壤化学性质均发生变化,其中速效氮、磷、钾含量随土层的加深和退化程度的加剧明显减少。退化草地的微量元素铜、锌含量比较缺乏。[结论]各种养分含量和pH与退化草地演替度的大小无显著相关。     

高寒草甸退化草地土壤特性分析

[目的]探讨草地退化对土壤理化性状的影响。[方法]研究退化高寒草甸土壤草土比、土壤质地等物理性状,用土壤养分常规分析法分析不同退化草地土壤速效氮、速效磷、速效钾、有效铜、有效锌、有机质及pH等。[结果]随着退化梯度的加剧和土层的加深,草土比逐渐减小;不同退化梯度的草地草土比在土层0-10 cm中最大,该层的草土比在0.001 00-0.040 00变化,土壤类型为壤土类。不同退化梯度上土壤化学性质均发生变化,其中速效氮、磷、钾含量随土层的加深和退化程度的加剧明显减少。退化草地的微量元素铜、锌含量比较缺乏。[结论]各种养分含量和pH与退化草地演替度的大小无显著相关。     

高寒草甸退化演替中嵩草种群数量特征及成分分析

对青海省互助县林川乡高寒嵩草草甸退化演替过程中嵩草种群数量特征和成分进行分析研究,结果表明：随着高寒嵩草退化程度的加剧,嵩草种群的高度、密度、盖度、生物量及重要值逐渐降低,嵩草种群的优势地位逐渐被取代;嵩草种群的粗蛋白、粗脂肪、粗纤维含量,随演替加剧而降低,干物质含量随演替加剧而增加。     

聂荣县不同程度退化草地土壤种子库特征研究

通过研究西藏聂荣县不同程度退化草地土壤种子库物种种类、密度、分布等特征及地上植被群落的物种组成,探讨了地上植被与土壤种子库之间的关系及种子库在地上植被群落构建中的作用,研究结果表明:中度退化样地土壤种子库密度最高,重度退化草地土壤种子库密度最低。未退化与轻度退化样地土壤种子库物种种类以高山嵩草和矮生嵩草等莎草科植物为主,中度退化样地土壤种子库物种种类以蔷薇科委陵菜为主,各样地土壤种子库主要集中在0～3 cm土层中。样地土壤种子库与植被群落相似度从高到低的顺序依次为未退化、轻度退化、中度退化、重度退化。对于中度退化草地,适当进行围封休牧;重度退化草地进行免耕补播将利于草地生态功能的恢复与保护,为高寒草甸的管理、高寒地区退化生态系统的恢复与重建提供参考。     

施肥和控鼠对黄河源区斑块化退化高寒草甸植被特征及植物化学计量的影响

为探讨施肥和控鼠对黄河源区斑块化退化高寒草甸植被和植物化学计量特征的影响，以青藏高原东缘高寒草甸为研究对象，通过比较施肥、施肥+控鼠处理下退化草地的植物生物量、群落结构、多样性和植物化学元素等指标，分析不同恢复措施对退化草地植物群落的影响。结果表明：施肥和施肥+控鼠处理均提高黄河源区斑块化退化高寒草甸中禾本科植物的重要值。施肥+控鼠处理显著提高植物Simpson指数、Shannon-Wiener指数和Margalef指数。施肥处理显著增加植物氮和磷含量，显著降低植物地上部分C∶N、 C∶P和N∶P，及其地下部分C∶N。施肥+控鼠处理与CK相比植物地下部分C∶P、N∶P均显著下降。研究表明施肥+控鼠处理更有利于黄河源区斑块化退化高寒草甸草地恢复。     

三江源地区高寒草地群落的垂直分布规律

对三江源区高寒草原和高寒草甸两个草地类型垂直分布的草地群落特征、土壤性状和害鼠危害进行了测定.结果表明,随海拔的增高,玛多地区高寒草原类草地垂直分布表现为明显的两个草地型,分别为紫花针茅(Stipa purpurea)草地型和小嵩草(Kobresia pygmaia)草地型.草地的演替度逐渐减小,而物种丰富度呈上升趋势,草地质量指数以山中为最高,山底居中,山顶最低.物种丰富度、均匀度、多样性指数随海拔的增加而增加;称多地区高寒草甸类草地随海拔的增高,垂直分布表现为明显的3个草地型,分别为小嵩草草地型、高山柳(Salix cupularis)灌丛草地型和矮嵩草(Kobresia pygmaea)草地型.草地优势种发生了明显的变化,草地质量指数和演替度随海拔升高而增加,物种丰富度、均匀度、多样性指数均以山中高山柳灌丛型草地为大.两种草地类型土壤有机质含量由表层向下逐渐减少,随着海拔高度的增加,有机质含量均呈上升趋势,土壤中氮、磷、钾的含量上升,速效磷的含量下降.随海拔增加,草地植被覆盖度下降,碳酸钙和pH值逐渐增加.     

三江源区退化高寒草甸植物功能群特征

在退化高寒草甸设置研究样地及观测样方,测定植物群落数量特征指标,分析退化高寒草甸植物功能群(plant functional groups,PFGs)特征。结果表明,退化高寒草甸群落植被盖度、地上生物量、物种数、多样性指数、均匀度指数均发生变化;随着退化程度的加剧,莎草科、禾本科功能群组成物种减少,豆科、杂类草功能群组成物种在轻度退化时最多,随后也减少;从未退化草地到极度退化草地,PFGs种类由4种减少至2种,莎草科、禾本科功能群重要值由未退化草地的69. 80降低到重度退化的4. 83,并在极度退化程度时从群落中退出,杂类草重要值则由未退化的26. 18增加到极度退化的93. 46,研究样地PFGs重要值不同退化程度间均差异显著(P 0. 05);退化高寒草甸PFGs沿退化梯度对土壤资源的利用能力不同,PFGs生态位宽度呈杂类草豆科禾本科莎草科的变化趋势,莎草科与杂类草间生态位重叠较小。PFGs特征对高寒草甸的退化响应显著,草地群落由未退化草地的莎草科、禾本科、豆科、杂类草功能群演替为极度退化草地的豆科和杂类草,使得高寒草甸的生产功能和生态功能削弱。     

草原毛虫对高寒嵩草草甸植物群落结构及土壤特性的影响

[目的]研究不同危害级别的草原毛虫与高寒嵩草草甸的群落结构特征和土壤特性的关系。[方法]选取10个20m×20m样地,在每个样地内随机量出5个5m×5m的样地,每个样地设置6个0.25m×0.25m的小样方。对其生物量,植被高度,生草层厚度,裸地面积,土壤含水量,植被总盖度等进行测定,并且用Excel2003和SPSS13.0软件进行统计分析。[结果]不同草原毛虫危害级别与高寒嵩草草甸的植物群落结构特征和土壤特性具有显著差异（P〈0.05）。[结论]随着虫口密度的增加,高寒嵩草草甸群落结构逐渐由莎草科为主演的草地更替为杂类草草地。     

青海海北不同退化程度矮嵩草植物群落特征研究

[目的]揭示高山草甸生态系统结构、功能,为高山草甸草场的开发利用、科学管理和草地畜牧业可持续发展提供科学依据。[方法]以青海海北原生矮嵩草（Kobresia hum ilis）植物群落（Ⅰ）、退化矮嵩草植物群落（Ⅱ）为研究对象,分析植物群落结构特征;同时,对矮嵩草群落生物量及多样性指数,丰富度指数进行相关性分析。[结果]群落（Ⅰ）的物种丰富度、生物多样性指数、生物量（分别为42、3.531、3 553.1 g/m2）,均高于群落（Ⅱ）（分别为37、2.270、3 391.1 g/m2）;群落总生物量与物种丰富度在0.01水平上呈极显著正相关,多样性指数与地上生物量、物种丰富度在0.01水平上呈极显著正相关。[结论]群落（Ⅰ）结构合理,地表植被覆盖度大,对该地区生物多样性、生态系统功能起重要维护功能。     

三江源区高寒草甸退化对土壤水源涵养功能的影响

三江源区是我国重要的水源涵养区,研究草地退化对土壤水源涵养功能的影响,可为三江源区水源涵养功能的科学评估与合理监测提供科学依据.以实地采样与室内测试分析相结合的方法研究了三江源区内不同土壤类型高寒草甸生物量特征、土壤水文物理性质及土壤水源涵养量.结果表明:高寒草甸在重度退化阶段地上生物量、地下生物量、毛管孔隙度、总孔隙度、自然含水量、最大持水量、土壤水源涵养量显著低于未退化和中度退化阶段(P＜0.05).随着高寒草甸退化程度加剧,土壤容重逐渐增大,且非毛管孔隙度规律不显著.未退化、中度退化、重度退化草甸的土壤水源涵养量范围分别为1884.32-1897.44t/hm2、1360.04-1707.79t/hm2、1082.38-1550.10t/hm2.中度退化草甸土壤水源涵养量比未退化草甸低9.37％-10.35％,重度退化草甸低18.31％-27.82％.草甸退化进程中土壤总孔隙度与毛管孔隙度的降低是影响土壤水源涵养量下降的直接原因,而草甸退化进程中地上生物量与地下生物量的减少则是间接原因.度量三江源区高寒草甸土壤水源涵养功能时应着重考虑毛管孔隙度的蓄水作用.研究表明高寒草甸地上生物量与土壤水源涵养量之间存在显著的正相关关系(P＜0.05),该结果能够推动水源涵养功能评估向空间化、精细化发展,为探索利用遥感技术监测三江源区水源涵养功能提供参考依据.     

氮磷添加和干旱对高寒草甸优势植物叶片化学计量的影响

    目的   全球变化背景下，土壤氮和磷有效性及含水量发生显著变化，进而对植物生长和生理过程产生影响。但是，目前同时考虑土壤氮、磷和水分三因素交互作用对植物生长和生理性状的研究还很少，特别是对高寒草甸植物的研究。本研究旨在揭示氮富集、磷富集、干旱及其交互作用对高寒草甸优势植物生长、叶片氮磷含量及其化学计量的影响，为高寒草甸生态系统管理提供科学依据。    方法   基于川西北高寒草甸氮添加（10 g/（m 2 ·a））、磷添加（10 g/（m 2·a））与干旱（减雨50%）控制实验，通过测定垂穗披碱草、发草和草玉梅地上生物量、叶片氮含量（N）、磷（P）含量以及N:P比例，分析不同处理及其交互作用对3种植物生物量和叶片养分性状的影响。    结果   对于植物生长，氮添加均显著增加3种植物地上生物量，但是磷添加和干旱及不同处理之间的交互作用对植物生物量没有显著影响。对于叶片养分，氮添加显著增加3种植物叶片氮含量和N:P比例，磷添加也增加植物叶片磷含量但降低叶片N:P比例。干旱增加垂穗披碱草与发草的叶片氮含量，对叶片磷含量和N:P比例影响不显著。氮添加与干旱处理之间的交互作用显著增加垂穗披碱草与发草叶片氮含量和N:P比。氮添加与磷添加之间的交互作用对3种植物叶片养分性状没有影响。    结论   本研究表明高寒草甸植物生长和养分性状对养分富集、干旱及其交互作的响应格局存在很大差异。氮输入主要影响植物生长，而氮磷养分和干旱及它们之间复杂的交互作用均改变植物养分和化学计量平衡。这些结果指示出未来需要深入研究高寒草甸植物生理过程对全球变化交互作用的响应机理。      

高寒草甸退化草地植被与土壤因子关系冗余分析

旨在研究高寒草甸退化草地植被与土壤因子的关系,设置研究样地、观测植物群落特征、采集土样、分析土壤主要物理化学性质,依据数量生态学基本原理,利用退化草地植被—土壤因子数据矩阵进行冗余分析。结果表明:高寒草甸群落莎草科高山嵩草、禾本科垂穗披碱草优势度随草地退化程度的加剧而降低,杂类草黄帚橐吾、豆科黄花棘豆优势度则呈相反变化趋势;RDA排序图中,第1排序轴反映高寒草甸退化程度及土壤温度、容质量、土壤含水量、全氮等因子的综合变化;第2排序轴反映土壤机械组成的综合变化。第1、第2排序轴解释74.5%的植被变化和83.2%的植被—土壤因子关系,并表明退化草地植被与土壤因子间极显著相关;莎草科、禾本科植物与土壤有机碳、全氮、土壤含水量等极显著正相关,与容质量、土壤温度极显著负相关;杂类草及豆科植物与土壤有机碳、全氮、土壤含水量等极显著负相关,而与容质量、土壤温度极显著正相关;13个土壤因子边际作用检验表明,土壤温度、容质量、有效氮、全氮等与退化草地植被的关系更密切。利用退化草地植被—土壤因子数据进行冗余分析反映出退化草地植被与土壤因子间关系密切,不同土壤因子对草地植被分布的影响不同。     

三江源区矮生嵩草草场冷暖两季土壤养分研究

[目的]初步掌握三江源区冷暖两季矮生嵩草草场土壤养分的含量。[方法]对三江源区矮生嵩草草场冷暖两季土壤养分含量进行测定。[结果]冷暖两季0～5 cm土壤平均有机质含量为235.78和236.74 g/kg;5～10 cm土壤平均有机质含量分别为145.39和152.92 g/kg,均高于高肥力(15 g/kg)。冷暖两季0～5 cm、5～10 cm土壤平均pH为6.88、6.72、6.85、6.87。冷暖两季0～5 cm、5～10cm土壤全氮含量均高于0.2%。冷季0～5 cm、5～10 cm平均磷含量为0.011 6%和0.009%;暖季0～5 cm、5～10 cm平均磷含量为0.117%和0.111%,冷季土壤全磷含量均低于全国水平。三江源区矮生嵩草草场冷暖两季土壤平均速效磷含量分别为5.15和6.49mg/kg。土壤有效硫含量大于24 mg/kg。[结论]三江源区冷暖两季矮生嵩草草场土壤有机质含量丰富,质地肥沃,弱酸性土壤有利于提高铁的有效性,土壤全氮、有效硫含量丰富,速效磷含量中等。     

恢复生态学在“黑土型”退化草地植被改建中的应用

通过对三江源区“黑土型”退化草地发生现状、成因的调查研究与分析,以恢复生态学理论为依据,提出了“黑土型”退化草地恢复理论.研究结果认为,对青藏高原高寒草甸退化草地生态系统的恢复与改建,可根据退化草地的等级(系统受损程度)采取相应的恢复措施,中度和轻度退化草地改良通过休牧、灭鼠、毒杂草防除等措施即可达到其植被的自然恢复.重度和极度退化草地由于原生植被及生草层遭到了严重破坏,出现了大面积的次生裸地,植被的自然恢复能力已基本丧失,只有通过利用适宜草种改建人工和半人工草地,才能快速恢复其退化草地植被.利用禾本科适宜牧草在高寒草甸重度和极度退化草地上改建的人工和半人工草地,其植被的盖度基本上接近于原生植被,而显著高于退化草地的植被盖度;改建植被的地上总生物量是未退化植被的4-5倍,是退化草地的10-15倍.选择适宜的草种是“黑土滩”植被改建成功的关键,施肥、灭杂、灭鼠以及适度放牧利用等人工调控措施是人工和半人工草地持续利用的关键,人工调控可有效维持人工草地的生产力,防止其快速衰退.     

东祁连山高寒草地土壤微生物碳氮研究

在青藏高原东祁连山段,嵩草草地、金露梅灌丛草地、珠芽蓼-嵩草草地、高山柳-金露梅灌丛草地、禾草草地、沼泽草地上,分层(0~10 cm,10~20 cm)采集了土壤样品,分析了土壤有机C、全N和微生物量C、N含量的关系。结果表明:在一定范围内,青藏高原东祁连山段高寒草地土壤微生物量C、N含量与土壤有机C、全N表现出了很好的相关性。不同草原类型的表层土壤有机C含量顺序为:高山柳-金露梅灌丛草地>珠芽蓼-嵩草草地>嵩草草地>金露梅灌丛草地>沼泽草地>禾草草地;土壤全N含量顺序为:嵩草草地>金露梅灌丛草地>高山柳-金露梅灌丛草地>珠芽蓼-嵩草草地>沼泽草地>禾草草地。土壤微生物量C随着土层深度的增加而减少,微生物量C变化在251.6~1 562.5 mg/kg之间,微生物量N变化在18.5~50.9 mg/kg之间,微生物量C/N在12~32之间。土壤微生物量碳(Cmic)占土壤有机碳的(Corg)的比例在0.3%~1.7%之间。不同草原类型的土壤微生物量C、N含量差异较大。     

石羊河下游白刺灌丛演替过程中群落结构及数量特征

白刺灌丛(Nitraria tangutorum Bobr.)是在石羊河下游存活面积最大的天然植被类型,研究不同演替阶段白刺灌丛群落的结构和数量特征可为该区白刺群落保护与恢复提供科学依据.根据白刺灌丛生长及其生境状况,在石羊河下游选择了初期发育、稳定、衰退、严重衰退的群落,研究了各演替过程中各阶段的群落物种组成、生活型谱,群落盖度、群落物种多样性及各演替阶段群落的相似性特征.结果表明,从初期发育阶段到稳定阶段的群落物种数量明显减少,而从稳定阶段至严重衰退阶段的演替过程中群落物种是逐渐增加的.在整个演替过程中,1年生植物所占比例逐渐增加,至严重衰退阶段时1年生植物所占的比重高达80％.不同演替阶段群落盖度最高、最低值出现的月份也不相同,5-10月群落盖度的平均值为稳定阶段＞初期发育阶段＞衰败阶段＞严重衰败阶段.各演替阶段多样性Simpson、Shannon-Wiener指数以及Pielou均匀度指数5-10月均呈现波动变化特征,Simpson、Shannon-Wiener指数大小顺序均表现为初期发育阶段＞严重衰退阶段＞衰退阶段＞稳定阶段,而均匀度Pielou指数为衰退阶段＞严重衰退阶段＞稳定阶段＞初期发育阶段.各演替阶段群落之间的相似性均较低,演替序列越相近,相似性系数越高.