"黑土滩"退化草地、高寒湿地及其二者交错区植物群落β多样性

采用样地调查方法,对江河源区典型“黑土滩”退化草地,及其毗邻的高寒湿地和二者群落交错区进行物种、群落特征调查,以二元数据为基础的β多样性指数分析三个生境植被物种更替特征。结果表明,三个生境中“黑土滩”和交错带群落间β多样性最小,物种的相似性最大;“黑土滩”和高寒湿地的β多样性最大,物种相似性最小。β多样性分析结果不能说明“黑土滩”和吡邻高寒湿地在群落发生学上的关系,但在物种相似性上可以看出,“黑土滩”毒杂草生物入侵对高寒湿地产生了不利影响,应该引起足够的重视。     

《青海畜牧兽医杂志》2006年1～6期总目录

~试验研究~“黑土滩”退化草地、高寒湿地及其二者交错区植物群落β多样性……………………………………………………………………………………………尚占环,马玉寿,龙瑞军,等第1期(1)“黑土型”退化草地人工植被披碱草属三种牧草的适应性评价…………………………………………     

高寒草甸草地与其退化产物——“黑土滩”生物多样性和群落特征的初步研究

依据草地退化特征将高寒草甸草地退化产物－－“黑土滩”草地划分为６个等级，研究了各级蜡地的物种多样性和植物群落特征，中度退化的“黑土滩”草地（秃斑地面积占２７．６％）物种多样性和均匀性较大，为３．２３４和１．１１５．随草地退化程度的加大，秃斑地面积比例和毒杂草比例有明显增加的趋势（Ｐ〈０．０１）；原生植被嵩草属植物优势度和草地活根量（３０ｃｍ）趋于明显减少（Ｐ〈０．０１）；群落产量在各级草地内变化不     

江河源区退化高寒草地土壤微生物与地上植被及土壤环境的关系

对青藏高原江河源区退化高寒草地土壤微生物与地上植被、土壤环境的相关性进行分析。结果表明,退化高寒草地植物多样性、物种组成、地上植被盖度、草地生产力的变化引起土壤微生物数量发生变化,土壤微生物特别是细菌生理类群受土壤环境因子影响较大。江河源区退化高寒草地土壤中非有益性微生物功能群处于增加趋势,限制了土壤养分供给和转化能力,不利于草地土壤肥力维持和提高,给受损高寒草地,特别是“黑土滩”退化草地的生态恢复带来困难。因此,在修复受损高寒草地生态系统时,不仅要恢复地上部分的植被,而且要恢复地下部分的土壤微生物群落,重建土壤微生物生态系统。     

高寒草甸退化草地—“黑土滩”植物量测定

依据高寒草甸草地秃斑地的多少和距居民点的远近划分为轻度退化草地(极少量秃斑地)、中度退化草地(少量秃斑地)、重度退化草地(大量秃斑地)和极度退化草地(全部秃斑地)四个退化草地等级。对各等级退化草地进行了植物量测定。结果表明:草地植物量(地上和地下)及土壤含水量,随着草地退化程度的加剧明显下降(P<0.01),毒杂草量则明显上升(P<0.01)。其中极度退化草地较轻度退化草地植被中嵩草属牧草优势度减少38,可食鲜草量减少219.2g/m~2,而毒杂草则增加99.6g/m~2,植物活根量(干物质)减少2390.6g/m~2,土壤含水量(0—10cm)减少10.02％,并对高寒草甸退化草地(黑土滩)的成因及治理途径提出了看法和意见。     

三江源区退化人工草地、“黑土滩”和天然草地植物群落物种多样性

为深入研究人工草地方法在治理青藏高原"黑土滩"的作用,从植物群落物种组成角度分析了三江源区退化的人工草地分别与"黑土滩"退化草地和未退化的天然草地之间的接近程度。结果表明:退化人工草地、"黑土滩"和天然草地中,平均物种数分别是29,32和35种。退化人工草地中禾本科重要值占群落总量的21%,"黑土滩"中杂类草重要值占群落总量的88.2%,天然草地中禾本科和莎草科的重要值占群落总量的37.4%。草地群落的Shannon-Wiener指数、Simpson优势集中性指数和Pielou均匀度指数都是天然草地"黑土滩"退化人工草地。Sorensen指数和Jaccard指数表明退化人工草地和"黑土滩"群落的相似性最大,"黑土滩"和天然草地的次之,退化人工和天然草地的相似性最小。退化人工草地中毒杂草比例较"黑土滩"中少10%左右。表明人工草地措施在一定程度上促进了"黑土滩"退化草地植物群落的恢复性演替。     

高山草甸垂穗披碱草人工草地群落特征及稳定性研究

通过对江河源区人工草地建成后植被恢复效果、生长动态、植物群落特征、环境因子及其演替的分析表明：植物生长季节，垂穗披碱草人工、半人工草地地上生物量和高度的增长趋势符合“慢（初期）-快（中期）-慢（后期）”的S型规律，植被盖度的增长趋势符合“快（初期）-慢（中期）-慢（后期）”的规律。人工草地建植后第二年，物种多样性指数、生物量、优势种群特征、草场质量和土壤特征因不同草地类型而有所变化。人工草地在建成后4年内植物群落由“生产稳定性”急剧向“生态稳定性”转化，呈现出明显的退化态势，退化原因与毒杂草侵入和有效养分逐步匮缺有关。加强高寒地区人工草地建成以后的后期管理如灭杂、灭鼠、施肥和禁止放牧等，对防止人工草地退化，提高利用效率，保证垂穗披碱草人工草地生产稳定性与生态稳定性之间的平衡极为重要。     

三江源区“黑土滩”型退化草地自然恢复的瓶颈及解决途径

三江源区位于青藏高原腹地,长期在气候变暖和超载放牧的双重压力下,草地大片退化,形成大面积"黑土滩"型退化草地,引起源区生态环境的恶化。本研究以三江源区"黑土滩"型退化草地的土壤、环境和种子库为研究对象,分析了三江源区"黑土滩"型退化草地自然恢复的瓶颈;采用以空间代替时间的群落研究方法,对在"黑土滩"型退化草地上建植多年的人工草地演替过程进行了跟踪研究。结果发现:在"黑土滩"型退化草地上建立多年生人工草地,能够改善土壤微环境,为地带性植被的入侵创造适宜条件,实行人工草地植被演替与地带性植被自然入侵的连接,可以大大缩短"黑土滩"型高寒退化草地地带性植被的恢复进程。本研究为"黑土滩"型退化草地的恢复,改善三江源区生态环境,提供可靠的理论依据与措施。     

高寒草甸不同退化草地植被群落结构及生产力研究

高寒草甸的优势植物是耐寒冷的中生型嵩草属植物,不利的环境因素及人为破坏导致了退化草地"黑土滩"的形成。随着草皮层被破坏的越来越严重,"黑土滩"不断恶化,最后演化成极度退化的草地。试验通过对玉树县、杂多县、囊谦县不同退化等级的"黑土滩"现状的调查,分析不同退化等级下植被群落结构的特征与演替特征,根据生物量的变化探讨不同退化草地的生产力,研究能够为维持并改进三     

江河源区草地退化与生态环境的综合治理

严重退化的高寒草甸——黑土滩,是江河源区生态环境恶化的综合标志。根据甘肃草原生态研究所、青海省气象局和中国科学院寒区旱区环境与工程研究所各自研究所获结果的基础,作者提出了新的认识,气候变异是江河源区高寒草甸退化的主要原因,不合理的草地利用加剧了黑土滩的蔓延和危害。在此基础上,提出了江河源区退化草地综合治理与恢复的措施,生态治理与整顿放牧相结合,开展以“小流域”为单元的综合治理,应用3S技术精确规划、引进关键技术等;天然草地围栏,暖棚建设,多年生人工草地建植,太阳能利用是可引进的关键技术。     

黄河源区"黑土滩"退化草地群落类型多样性及其群落结构研究

调查了黄河源区高寒草甸极度退化产物“黑土滩”植被群落类型多样性及其群落结构特征。结果表明,分布在黄河源区高寒草甸上的“黑土滩”草地植被可分为7个类型,分别为:黄帚橐吾 铁棒棰群落、白苞筋骨草群落、铁棒棰群落、西伯利亚蓼 鹅绒委陵菜群落、摩苓草群落、甘青微孔草群落和甘肃马先蒿群落。从群落结构和已有的研究结果看,黄河源区所有类型的“黑土滩”草地都完全失去了牧用价值,短期内自然恢复的物质基础也已丧失,该类草地的恢复治理必须通过人工植被的重建来实现。     

高寒草地植物多样性与Godron群落稳定性关系及其环境驱动因素

植物群落多样性及稳定性对草地生态系统功能的稳定发挥至关重要。本研究以青藏高原高寒湿地草甸、高寒草甸、高寒草原和高寒荒漠草原为研究对象,基于480个野外样方调查及实验分析,运用显著性分析、回归分析和结构方程模型等方法,探究不同草地类型植物多样性与稳定性之间关系及其影响因素。结果表明：高寒草原植物多样性显著高于其他3种草地类型;高寒草甸群落稳定性最高。高寒草地中,不同的物种多样性指标与群落稳定性的关系不同,4种草地类型均匀度与群落稳定性显著负相关;高寒草甸和高寒荒漠草原中Shannon-Wiener多样性与群落稳定性显著负相关,在高寒湿地草甸和高寒草原中丰富度与稳定性显著正相关。降水量是影响高寒草地植物多样性和群落稳定性的主要因素,土壤有机碳、pH以及铵态氮含量也能通过影响植物多样性进而影响群落稳定性。综上,在高寒草地生态系统的管理过程中,需充分考虑气候和土壤因子的变化,根据草地类型制定不同的管理措施。     

三江源区典型高寒草地丛枝菌根真菌多样性及构建机制

为探究三江源地区典型高寒草地生态系统中丛枝菌根（AM）真菌群落变化的关键驱动过程,以三江源国家公园高寒荒漠、高寒草原、高寒草甸和高寒湿地4种典型草地生态系统为研究对象,基于Illumina-Miseq高通量测序手段,通过分析不同生态系统中AM真菌群落的物种及谱系组成,并结合群落谱系分析方法,探明影响AM真菌群落组成的各种因素,推断出AM真菌群落的构建机制及关键生态过程。结果表明：1）4种草地类型AM真菌多样性和群落结构存在明显差异,高寒荒漠、高寒草甸、高寒湿地的优势属均为球囊霉属（Glomus）,高寒草原的优势属则为多样孢囊霉属（Diversispora）。2）高寒湿地AM真菌的OTU丰富度和谱系多样性指数均显著低于其他3种草地类型。3）植物群落组成、土壤含水量和有效N∶P是影响AM真菌群落组成的主要因子,其中土壤含水量是AM真菌群落物种组成的首要决定因素,而植物群落组成是决定AM真菌群落谱系组成的关键因子。4）4种草地类型的AM真菌群落谱系结构均为聚集模式,在高寒荒漠,AM真菌群落构建由随机过程决定,而在高寒草原、高寒草甸和高寒湿地,AM真菌群落受随机过程以及微弱的环境选择作用主导。     

青藏高原高寒湿地退化过程中土壤微生物群落功能多样性特征

为给高寒湿地的退化监测和恢复治理提供科学理论依据，本试验在三江源黄河源区选取退化高寒湿地，采用空间代替时间的方法，选取不同退化阶段并利用常规实验室分析法和Biolog-Eco微平板法研究其土壤微生物群落结构及功能的变化特征。结果表明，高寒湿地、沼泽化草甸和退化草甸样地微生物群系相似性更高。不同退化程度的土壤微生物活性从高到低排序依次为：沼泽化草甸 > 退化草甸 > 湿地 > 重度退化草甸 > 退化草原。整个退化过程土壤微生物对酯类碳源代谢能力均为最强，在退化早期土壤微生物对酸类碳源的利用率较低。土壤微生物平均颜色变化率（Average well color development，AWCD）主要受到土壤全氮含量、土壤有机碳含量、全氮/全磷、植物盖度、土壤含水量和地下生物量的影响。     

格姆滩“黑土滩”退化草地植物量和土壤水分研究

通过对格姆滩“黑土滩”退化草地和中度退化草地植物量和土壤水分的研究,结果表明：“黑土滩”退化草地植物群落以阏叶型杂类草为主,中度退化草地以莎草科为主。地上总植物量“黑土滩”退化草地〉中度退化草地。0—30cm地下总植物量“黑土滩”退化草地〈中度退化草地。两样地0～20cm土层土壤含水量变化趋势总体上为先增高,后降低。各个时期土壤各层及平均含水量均为中度退化草地〉“黑土滩”退化草地。0—20cm土壤水分垂直变化“黑土滩”退化草地总体上随土层深度的增加而增大,中度退化草地随土层深度的增加而减小。     

天祝不同退化程度草地植物群落结构与物种多样性研究

为探究天祝高寒草地不同退化程度生态系统的稳定性及物种多样性的动态变化特征规律,以天祝高寒草地为对象,采用样方法对不同退化程度草地植物群落结构和物种组成进行了分析,结果表明：天祝高寒草地轻度退化草地（LDG）、中度退化草地（MDG）和重度退化草地（SDG）植物群落四度一量特征整体呈现逐渐降低趋势且差异显著（P<0.05）,表现为LDG > MDG > SDG;研究区植物共11科19属21种,植物主要为豆科、菊科、禾本科、蔷薇科和莎草科,其中莎草科和禾本科对群落的稳定性起决定作用,其生态型群落呈现多年生草本植物占优势,一年生草本植物最少,无乔木层和灌木层,不同退化程度草地群落物种优势度指数在重度退化草地最高为0.31,丰富度指数和多样性指数在轻度退化草地最高分别为0.89和2.34。综上,随着天祝高寒草地退化程度的增加,其植物多样性逐渐降低,植物群落结构分布单一,应重视该地区草地的保护,合理利用和科学管理草地。     

黑土滩人工草地土壤种子库研究

采用萌发试验方法,研究了黑土滩人工草地土壤种子库的物种组成、密度、时空格局和物种多样性等特征,为黄河源区黑土滩退化草地改建成的人工草地群落演替的动态预测和持续利用提供一定的理论依据。结果表明:土壤种子库中共有36种植物组成,隶属于16科;土壤种子库在物种比例和发芽数比例上都表现出多年生草本植物>一二年生草本植物>灌木;土壤种子库中禾本科植物是群落的优势种,经济型中优良牧草占最大比例;土壤种子库中种子数量在垂直分布上呈现出由表层土壤向深层逐层减少的变化规律;人工建植草地Margalef丰富度指数、Shannon-Wiener多样性指数和Pielou均匀性指数均随年龄的增长而呈下降趋势。     

利用草地早熟禾改建江河源区“黑土型”退化草地的研究

利用正在驯化选育中的野生草地早熟禾,进行了“黑土型”退化草地植被改建试验,结果表明:在海拔4 000 m的地区野生和人工栽培条件下草地早熟禾种子均能成熟;具有较强的有性繁殖和无性繁殖能力,在栽培条件下能形成良好的草皮和植被覆盖度;草地早熟禾人工草地土壤总体含水能力增强,物理性状改善;地上植物量显著高于原生植被,达到了垂穗披碱草人工草地水平;实验室研究发现,草地早熟禾具有很强的抗寒性。可见草地早熟禾是三江源区“黑土型”退化草地植被改建的优良草种。     

不同退化程度高寒草地植物群落与土壤性质变化及相关性分析

为探究退化高寒草地植物群落组成及土壤性质的变化规律,本研究选择铁卜加、河南县不同退化程度高寒草地为研究对象,对轻、中、重度退化高寒草地的植物群落结构组成和土壤理化性质进行了分析研究。结果表明：随退化程度加剧,植被群落优势种由莎草科为主逐渐转变为杂类草为主;植被高度、盖度、地上-地下生物量逐渐减小;Patrick指数、Shannon-Wiener指数、Simpson多样性指数与Pielou指数呈先增后减趋势;土壤含水量、全碳、有机碳、硝态氮含量明显减小且土壤pH值逐渐偏弱碱性,促使土壤养分含量不断流失,贫瘠化加剧;经相关系数矩阵图分析,退化草地群落植被生物量受土壤含水率和氮含量变化影响较为严重。总之,高寒草地退化接替过程中,杂类草逐渐占植物群落组成的主导地位,土壤含水率和氮含量变化是致使这2个地方草地退化的关键性因子。