东祁连山高寒草甸土壤酶活性及其化学计量特征对海拔和坡向的响应

研究高寒草甸微尺度海拔和坡向下土壤酶活性及其化学计量特征的变化对于探讨草地生态系统养分循环过程具有重要的生态学意义。以东祁连山高寒草甸为研究对象,分析了7个海拔（2 800,3 000,3 200,3 400,3 600,3 800,4 000 m）和2个坡向（阴坡、阳坡）高寒草甸的土壤酶活性、化学计量特征变化规律及其与土壤理化因子之间的关系。结果表明：海拔和坡向的交互效应对土壤亮氨酸氨基肽酶（LAP）、β-葡萄糖苷酶（BG）、多酚氧化酶（PPO）和过氧化物酶（POD）酶活性、lnBG/ln （NAG+LAP）、lnBG/lnAP和ln （NAG+LAP）/lnAP有显著影响;LAP、AP、BG、POD、lnBG/ln （NAG+LAP）、lnBG/ln （NAG+LAP）随海拔的升高呈先升高后降低,β—1,4—乙酰基氨基葡萄糖苷酶（NAG）和PPO随海拔升高而降低;同一海拔,阳坡土壤AP、BG、POD、PPO酶活性低于阴坡,阳坡土壤NAG酶活性高于阴坡,海拔3 800 m以下阳坡LAP酶活性低于阴坡,除海拔3 000 m和4 000 m外的其他海拔阳坡的土壤lnBG/ln （NAG+LAP）高于阴坡,海拔3 000~3 400 m的土壤lnBG/lnAP和海拔3 000~3 600 m的土壤ln （NAG+LAP）/lnAP在阳坡低于阴坡。相关分析发现,土壤酶活性及其化学计量特征不同程度受土壤C、N、P资源及土壤水分条件等的调控,土壤含水量和有机碳是影响土壤酶活性的主要因子。综上,土壤酶活性及其化学计量特征在微尺度海拔和坡向上具有差异性,且受土壤C、N、P资源及土壤水分条件的综合影响,以土壤含水量和有机碳尤为突出。     

灌丛化对高寒草甸土壤水力性质的影响

全球气候变化背景下,青藏高原高寒草甸灌丛化已经成为青藏高原植被景观的主要变化趋势。为了更好地认识和理解灌丛化与高寒草甸生态系统的关系,以青藏高原东缘川西锦鸡儿(Caragana Erinacea Kom)和金露梅(Potentilla Fruticosa)灌丛化高寒草甸为对象,采用环刀浸泡法和双环入渗法研究了其在未灌丛化、轻度灌丛化、中度灌丛化和重度灌丛化阶段土壤持水和入渗能力特征。结果表明:(1)2种灌丛化草甸土壤容重在中度灌丛化阶段最低,总孔隙度在中度灌丛化阶段最高。(2)随着灌丛化程度的增加,2种灌丛化草甸土壤含水量呈增加趋势,表现为在重度灌丛化阶段最高;土壤毛管持水量、田间持水量和最大持水量呈抛物线变化趋势,在中度灌丛化阶段最大。(3)2种灌丛化草甸土壤的初渗率、稳渗率和入渗速度随灌丛化程度的增加总体表现为增加趋势,其中在中度和重度灌丛化阶段显著高于未灌丛化阶段。(4)相关性分析表明,灌丛化草甸土壤的入渗指标与土壤含水量、非毛管孔隙度有显著相关关系。因此,高寒草甸灌丛化过程中,土壤水力性质的改变通常发生在中度和重度灌丛化阶段。     

施肥水平与播量对青稞生长及产量的影响

为提升甘南青稞产业种源支撑基础,实现青稞新育品种的增产增收潜力,以青稞新品种甘青11号为试材,在甘南高寒阴湿区旱川地进行了不同施肥水平与播量对其生长及产量的影响试验。结果表明,施肥水平为尿素150 kg/hm2、磷酸二铵225 kg/hm2,播量为192.0 kg/hm2时,甘青11号青稞折合产量最高,为3 720 kg/hm2;施肥水平为尿素150 kg/hm2、磷酸二铵300 kg/hm2,播量分别为223.5、256.5 kg/hm2时,甘青11号青稞折合产量较高,分别为3 580、3 510 kg/hm2。由此可见,在施肥水平为尿素150 kg/hm2、磷酸二铵225～300 kg/hm2,播量为192.0～256.5 kg/hm2时,青稞产量高、综合农艺性状优良。综合考虑,该施肥水平和播量为青稞在甘南高寒阴湿区种植适宜的肥料配比和播量。     

短期放牧强度对昭苏草甸草原植被特征及多样性影响

采用控制放牧试验,在昭苏研究了短期放牧强度对草甸草原植被特征及多样性的影响.结果表明,放牧后草群高度、盖度及地上生物量均明显降低（P＜0.05）,密度变化不显著,且轻度放牧、中度放牧、重度放牧间植被特征差异不显著（P＞0.05）;放牧显著增加了草原苔草重要值,降低了针茅重要值（P＜0.05）,其余草种相对较为稳定;放牧显著影响了Shannon-wiener指数、Pielous均匀度指数,且轻度放牧下达到最高（P＜0.05）,而对Margalef物种丰富度、Simpson指数、Mclntosh指数、Alatalo均匀度指数影响不显著（P＞0.05）.短期放牧强度对草地植被特征的影响较缓慢,对植被多样性的影响相对较快.     

西北高寒民族地区农牧村城镇化发展研究——以甘南藏族自治州为例

甘南州是青藏高原"中华水塔"的重要涵养地。其农牧村城镇化条件、城镇化功能、城镇化动力都具有区域特殊性。实施中心城镇优先发展战略,对化解甘南州城镇化弱质与建设资金短缺的区情,协调甘南州生态环境保育与区域发展,降低进城农牧民的转移成本和分享现代文明生活等方面具有重要的作用;中心城镇的发展,为甘南州招商引资,吸纳、存留人才创造良好条件。最后从确定合理的城镇规模、增强中心城镇基础设施和服务设施的供给能力、壮大城镇产业、注重城镇特色化建设、加强中心城镇生态环境保护等5个方面,提出了中心城镇发展的路径。     

青海湖流域高寒草原对放牧时间的响应

以青海湖北岸刚察县哈尔盖镇冬春草场高寒草原为研究对象,对比研究传统放牧样地与牧草返青前-种子成熟脱落后再放牧样地中植被群落的特征变化,为缓解青海湖流域高寒草原生态退化提供新的措施.采用野外随机样方调查方法,在刚察县哈尔盖镇冬春草场选定常规放牧与牧草返青前至种子脱落后放牧试验样地进行草地群落特征数据调查.研究表明:牧草返青前-种子成熟脱落后再放牧能显著提高高寒草原群落盖度与地上生物量;同时,放牧时间改变对高寒草原植物群落伴生种组成有一定影响,主要表现为优良牧草重要值显著增加,常规放牧时间下耐牧性品种占优;此外,放牧时间改变对群落丰富度有显著影响,但对群落多样性及均匀度没有显著影响.可见,牧草返青前-种子成熟脱落后再放牧能缓解高寒草原生态退化.     

祁连山中段高山草原蝗虫与植物群落关系研究

【目的】研究祁连山中段高山草原蝗虫与植物群落之间的生态关联性。【方法】于2011-05-09,在甘肃省肃南县皇城镇周边草场中设置12块样地,在样地内采用方框取样器和样方框(1 000mm×1 000mm)对蝗虫群落和植物群落进行系统随机抽样调查,利用典型相关分析(CCA)法对蝗虫群落与植物群落的相关性进行分析,并在此基础上,用主成分分析(PCA)法对群落特征进行进一步分析与排序。【结果】①捕获蝗虫成虫3 148头,隶属6科,10属,共12种;小翅雏蝗、狭翅雏蝗、永宁异爪蝗和宽须蚁蝗为优势类群,分别占捕获成虫总数的34.78%,18.43%,14.52%,11.76%;亚洲小车蝗、红翅皱膝蝗、短星翅蝗和白纹雏蝗为常见类群,分别占捕获成虫总数的5.72%,4.94%,4.15%,3.68%;宽翅曲背蝗、李氏大足蝗、青海痂蝗和裴氏短鼻蝗为稀有类群,分别占捕获成虫总数的0.63%,0.63%,0.54%,0.22%。②CCA分析结果表明,红翅皱膝蝗、宽翅曲背蝗、亚洲小车蝗以及宽须蚁蝗、小翅雏蝗种群的发生特征与栖息地内植物群落均匀度和莎草科优势度密切相关(P0.01);PCA分析结果显示,前3个主成分分别为白纹雏蝗、亚洲小车蝗、短星翅蝗种群特征与莎草科优势度和禾本科优势度关系的综合因子,小翅雏蝗、宽须蚁蝗和狭翅雏蝗种群特征与植被群落盖度关系的综合因子以及永宁异爪蝗种群特征与植被群落垂直结构关系的综合因子。③PCA排序结果显示,12块样地可归为5个类群,不同类群中蝗虫群落丰富度、多样性、均匀性、平均密度指标的排序结果有明显差异。【结论】植物群落中,禾本科类植物为食物广谱性蝗虫提供了充足食料,莎草科、菊科等非禾本科类植物对蝗虫群落的影响,不仅在于食物资源供应方面,更多地体现在植物自身的生物学特性对蝗虫发育不同时期群落结构的影响;蝗虫自身的生活习性以及植物群落的水平、垂直结构共同影响着蝗虫对栖息地的选择。     

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。     

拉萨河流域高寒湿地水质影响因子分析

西藏高寒湿地在生态平衡、生态建设和经济社会发展中发挥着重要作用。本文以西藏拉萨河流域内各个典型高寒湿地为研究对象,通过系统聚类法和综合污染指数法,对流域内各项水质指标进行综合分析和评价。结果表明:各个湿地的总N、Cu元素含量都超出了Ⅰ类水质标准;总P、Zn没有超标;Mn元素含量除了塘嘎郭湿地超标3倍外,其他均小于国家标准;Fe元素含量除了塘嘎郭湿地超标7倍外,其他均小于标准。总N、总P、pH值、Cu、Fe等因子对拉萨河流域内各个高寒湿地水质污染贡献最大。拉萨河水体有机污染较重,其余各个湿地有水体富营养化的趋势,同时流域内湿地独特的自然因素造成该流域内重金属污染偏高。对策建议包括应加大对城市污水的治理,加强流域内及周边矿藏资源的开发管理等。     

Taxonomic and functional macroinvertebrate diversity of high-altitude ponds in the Macun Cirque,Switzerland

1. Global environmental change is threatening freshwater biodiversity with ecological impacts predicted to be particularly severe in high-altitude regions. Despite this, an ecological understanding of high-altitude pond networks remains patchy, with only limited knowledge of the environmental and spatial predictors of taxonomic and functional diversity. Moreover, previous studies of pond ecosystems have focused primarily on taxonomic richness and largely overlooked functional diversity.
2. This study examined the influence of local environmental and spatial factors on taxonomic and functional α and β diversity (including the turnover and nestedness-resultant components) of 17 high-altitude (~2,500 m above sea level) pond macroinvertebrate communities, in the Macun Cirque, Switzerland.
3. Spatial processes (pond connectivity) were important drivers for taxonomic α diversity, while local environmental variables (pond permanence and surface area) were important determinants of functional α diversity. Species turnover was the most important component of β diversity for taxonomic composition, and functional composition demonstrated a nested spatial pattern.
4. Variation in taxonomic and functional composition (and the turnover and nestedness components of β diversity) were determined by local environmental variables despite the limited environmental gradients within the pond network. No significant effects of spatial variables on community composition were recorded for either facet of diversity, indicating that compositional variation was determined at a local scale. Water temperature, depth and pond permanence were consistently the most important measured drivers of diversity.
5. Given the importance of both spatial and environmental variables in structuring taxonomic and functional diversity, landscape-scale conservation and management activities that aim to improve or protect high-altitude freshwater biodiversity should focus on maintaining connectivity among ponds and environmental heterogeneity, particularly pond surface area, water depth, and hydroperiod. Understanding the mechanisms driving taxonomic and functional diversity will be critically important for the management and conservation of macroinvertebrate communities in high-altitude pond networks in the face of climatic warming.