高寒矮嵩草群落退化演替系列氮、磷生态化学计量学特征

运用历史资料与实地调查相结合的方法,以多元数量统计为手段确定采样地点,以空间尺度代替时间尺度,确定演替系列,以生态化学计量学为基础探讨了高寒矮嵩草草甸退化演替系列氮(N)磷(P)含量及化学计量学特征,发现:1)高寒矮嵩草草甸土壤全量N、P含量随退化演替程度的加深而呈倒"V"字形变化趋势,速效N、P含量随退化程度的加深呈降低趋势,但土壤草甸全量及速效N/P化学计量学特征则呈现降低趋势;2)地上植物N/P化学计量学特征在整个退化演替过程没有明显的差异。说明高寒矮嵩草群落退化改变了土壤中全量及速效N、P的积累和分解速率,打破了土壤系统养分平衡模式,但并没有明显改变植物地上部分整体的N/P化学计量学特征,因此在退化演替过程中植物N/P比为草地退化诊断的惰性指标;土壤N/P化学计量学特征变化同草地退化演替过程具有较好的同步性,其对草地退化演替的敏感性较高,有可能成为未来草地退化诊断的生态指示指标。     

不同状态高寒草甸土壤微生物分布及其变化

【目的】了解藏北高寒草甸不同退化阶段土壤微生物的变化特征。【方法】采用涂抹平板法对藏北南部不同状态高寒草甸(包括正常草地、轻度和严重退化草地)土壤微生物及其变化进行了研究。【结果】(1)不同退化程度高寒草甸中3种土壤微生物数量均表现出放线菌细菌真菌的特征,放线菌在3种微生物中占绝对优势;放线菌与细菌随着草地退化程度的加剧表现出先下降再上升的趋势,而真菌则随着草地的退化表现出先急剧上升又显著下降的趋势。(2)不同退化程度高寒草甸表层(0~10 cm)和亚表层(10~20 cm)土壤中微生物的分布各不相同,真菌在正常草甸和重度退化草甸中表现为表层小于亚表层,而在轻度退化草甸中却表现为表层大于亚表层的趋势;放线菌在正常草甸和轻度退化草甸中表现为表层大于亚表层,而在重度退化草甸中却表现为表层小于亚表层的趋势;细菌则均表现出表层大于亚表层的趋势。(3)不同退化程度高寒草甸表层和亚表层土壤中微生物的变化趋势亦不尽相同,土壤细菌在表层和亚表层均表现出随着土壤退化程度的逐步加深呈先减少再增加的变化趋势;真菌在表层表现出随着土壤退化程度的逐步加深呈先增加再减少的变化趋势,而在亚表层土壤中却表现为先下降再轻微上升的趋势;放线菌数量则表现为表层土壤中随草地退化程度的加剧逐步下降的趋势,亚表层土壤中却呈现先轻微下降又显著上升的变化趋势。【结论】放线菌为藏北高寒草甸土壤中的优势微生物种类,随着草地退化程度的加剧,藏北高寒草甸不同退化阶段土壤微生物的变化规律各不相同,不同微生物种类在表层和亚表层土壤中的分布规律亦不尽相同。     

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.     

放牧强度对西藏高寒草甸植被群落和土壤理化性质的影响

【目的】研究放牧强度对高寒草甸植被群落和土壤理化性质的影响,为西藏高寒草甸科学放牧和退化草地生态系统的恢复提供科学依据。【方法】于2010-06-2012-08在西藏邦杰塘高寒草甸开展牦牛放牧控制试验,设置对照(零放牧)、适度放牧和重度放牧3个处理,研究不同放牧强度对植被群落丰富度、均匀度、生物量、盖度、密度、高度和土壤理化性质的影响。【结果】随放牧强度的增加,植被群落的丰富度和总盖度降低,均匀度指数和地上、地下生物量均先增大后减小;高山嵩草和紫花针茅的盖度和高度随放牧强度的增加而降低,密度增大。高寒草甸生态系统中土壤的体积质量和硬度随放牧强度的增加而增大;0~10cm土层土壤总孔隙度随放牧强度的增加而增大,10~20和20~30cm土层总孔隙度变化规律不明显;土壤含水量在0~10cm土层以适度放牧区最高,但各处理间无显著差异(P0.05);随放牧强度的增加,土壤有机质、全氮、速效氮含量以及pH均显著减小(P0.05),速效钾含量在0~10和10~20cm土壤中先增加后减少,速效磷变化无明显的规律性。【结论】重度放牧是高寒草甸植被退化、土壤理化性质改变的主要因素。围栏封育可作为高寒草地植被短期恢复的最佳方式。适度放牧有利于植被群落的增多和改善土壤理化性质。     

两种高寒草甸植物群落特征及其物种多样性对比分析

本文对两类高寒草甸(矮嵩草Kobresia humilis草甸和小嵩草Kobrescia pygmaea草甸)植物群落结构特征及物种多样性进行了研究。结果表明:矮嵩草草甸植物群落的丰富度较大,包含32种,隶属9科,25属;小嵩草草甸包括25种,隶属10科,19属。矮嵩草草甸物种多样性Shannon-Wiener指数为3.14,远高于小嵩草草甸物种多样性指数2.73。从植物群落均匀度指数看,矮嵩草草甸群落的均匀度指数为0.91,小嵩草草甸群落均匀度指数为0.84。     

放牧强度对草甸草原植物群落特征及营养品质的影响

【目的】植物群落特征是草地生态系统功能变化的敏感指标,是判别干扰条件下植被退化的重要生态学指标之一。研究不同放牧强度下温性草甸草原植物特征及品质变化情况,以了解放牧作用下草原植物退化的过程和机制,为退化草地生态恢复提供理论依据。【方法】以呼伦贝尔草甸草原肉牛控制放牧试验为平台,分析6种不同放牧强度(对照区G0.00:0,轻度放牧G0.23:0.2 cow.AU/hm~2,较轻度放牧G0.34:0.34 cow.AU/hm~2,中度放牧G0.46:0.46 cow.AU/hm~2,较重度放牧G0.69:0.69 cow.AU/hm~2,重度放牧G0.92:0.92 cow.AU/hm~2)下温性草甸草原植物群落数量特征、多样性、功能群与营养品质的变化,并探讨他们之间的相关性。【结果】放牧强度大于0.34 cow.AU/hm~2时,群落盖度、群落高度、群落地上生物量、原有优势植物(羊草(Leymus chinensis))和贝加尔针茅(Stipa baicalensis))生物量、地下生物量、枯落物生物量均呈现显著降低(P0.05),退化指示植物生物量(冷蒿、二裂委陵菜、星毛委陵菜和寸草苔)显著增加(P0.05);随着放牧强度的增加,群落α多样性指数呈现先升高后降低的趋势,放牧强度为0.34—0.46 cow.AU/hm~2时,草地群落α多样性指数最高,符合中度干扰假说;植物功能群禾本科植物及其优势植物重要值随着放牧强度的增加逐渐降低,当放牧强度大于0.23 cow.AU/hm~2时,优势植物重要值显著降低(P0.05),莎草科与退化指示植物重要值显著增加(P0.05)。放牧不同程度增加了植物粗蛋白、粗灰分、总磷、钙和无氮浸出物含量,显著降低了植物粗脂肪、中性洗涤纤维和粗纤维含量(P0.05);群落α多样性指数相互之间呈极显著正相关(P0.01),与植物功能群豆科植物和杂类草重要值呈显著正相关、与禾本科植物重要值呈负相关;植物功能群禾本科和毛茛科植物重要值与植物酸性洗涤纤维和钙呈显著负相关、与中性洗涤纤维呈显著正相关,莎草科植物重要值与之相反。【结论】不同放牧强度下植物群落特征及营养品质发生不同程度的变化,放牧强度为0.23—0.34 cow.AU/hm~2较为适宜,适度放牧有利于提高群落物种多样性,保持草地植物群落稳定,促进草地生态系统可持续发展。     

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。     

放牧对围栏封育高寒草甸植被特征和生产力的影响

【目的】研究围栏封育条件下不同放牧强度对高寒草甸植被影响的特征.【方法】采用定位试验的方法,调查样地内的植物种类,测定植物高度、盖度、密度及地上、地下生物量.【结果】围栏封育后植被的平均高度、鲜草产量围栏内都比自然连续放牧显著增加,优势种多于自然连续放牧,且差异极显著(P0.05),但群落密度差异不显著(P0.05);在不同围栏放牧强度下,低放牧率植被盖度、密度均略高于高放牧率,但差异不显著(P0.05).而低放牧率鲜草产量显著高于高放牧率(P0.05).【结论】围栏封育和降低放牧率对高寒草甸退化的恢复和建设有重要的作用.     

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。     

短期围封对高寒草甸土壤有机碳及主要养分含量的影响

【目的】对那曲县高山嵩草草甸进行围封处理,并按随机布点方式连续3年进行采样。【方法】以自由放牧的高山嵩草草甸为参照,分析短期围封对高寒草甸土壤有机碳及主要养分含量的影响。【结果】土壤有机碳、碱解氮、速效钾的含量在3年间,围封草甸与自由放牧草甸在所有土层间均无显著差异。土壤速效磷含量2013年只在0～5 cm土层内围封草甸显著高于自由放牧草甸(P0.05),在2014-2015年围封草甸与自由放牧草甸在所有土层间均无显著差异。【结论】围封虽然对保护生态稳定性差的草地以及恢复退化草地来说是有效手段之一,但其并不一定是在所有情况下都会产生积极作用。