高寒草地土壤有机碳含量同植物功能群数量特征关联度或然性初探

采用逐次回归分析法及主成分分析法,对青藏高原高寒草地不同土地利用方式(草甸、草原、人工草地、农田)的67块样地植物功能群数量特征同土壤有机碳含量的耦合性进行分析,以明晰土地利用格局或植被演替对土壤有机碳同植物群落数量特征的影响。结果表明:青藏高原植物-土壤系统有机碳含量在草地利用模式变化或演替过程中具有较强的解释能力。土壤有机碳含量同植物功能群数量特征关联度的或然性受到草地的利用模式、利用强度和利用历史等因素的影响。人工生态系统土壤有机碳含量同地上植物功能群数量特征之间无明显的耦合关系;健康草地生态系统土壤有机碳含量容易同放牧顶级群落优势种数量特征建立一定的耦合关系。退化草地生态系统土壤有机碳含量容易同提高限制性土壤养分的植物功能群建立耦合关系。     

不同牧压梯度下高寒草甸演替及植物物种多样性分异特征

通过对不同牧压梯度导致的4个相邻高寒草甸植物群落物种多样性的调查,探讨了放牧驱动下高寒草甸演替及植物物种多样性分异特征,以期为高寒草甸合理利用提供依据。结果表明:矮嵩草时期与小嵩草草毡表层开裂期的多样性指数D差异不显著,其他3个阶段间差异显著(P0.05);多样性指数H除禾草矮嵩草时期与小嵩草草毡表层开裂期,矮嵩草时期与小嵩草草毡表层加厚期差异不显著外,其他均差异显著(P0.05);均匀度指数除矮嵩草时期与小嵩草草毡表层加厚期差异不显著,其他3个时期差异均达到显著水平(P0.05);放牧明显改变了高寒草甸的主要建群种和优势种,伴随牧压强度增大,植物群落发生更替,莎草科重要值增大,禾本科重要值减小,草甸植物群落由禾草矮嵩草时期向矮嵩草时期、小嵩草草毡表层加厚期、小嵩草草毡表层开裂期演替。     

种子补播恢复退化草地研究进展

过度放牧利用使草地多处于不同退化演替阶段,即当前对草地的利用基本都是在退化草地上进行,草地退化同时也是生物多样性保护和生态功能弱化的关键阶段。极度退化阶段草地失去生态和生产价值,需要建植人工草地。在草地退化到极度退化阶段之前,借助草地自身恢复力进行有效恢复是实现快速恢复的最好时机。过度放牧导致的种子匮乏是草地退化的主要原因之一,种子补播是一种经济有效简单易行的恢复措施,由于草地所处自然环境、植被类型和退化程度的不同,其所需补播物种及补播措施也存在很大差异。本文着重对种子补播恢复退化草地的物种选择、补播时间、补播方式、补播对生态系统的影响等进行了介绍,提出了种子补播应注意的问题,对当前补播恢复退化草地的研究进行了反思和展望,期望能为种子补播恢复退化草地提供借鉴。     

高寒矮嵩草草甸地面热源强度及与生物量关系的初步研究

在青藏高原海北高寒矮嵩草草甸地区,依据2002年涡度相关法观测的能量平衡各分量资料和6-10月植物地上、地下生物量测定值,分析了高寒矮嵩草草甸近地表热量平衡、地面热源强度的变化特征,讨论了地面热源强度与植物生物量季节变化过程中的相互关系。结果表明:在青藏高原海北高寒矮嵩草草甸地区,年内地面均为热源,热源强度季节变化明显,地面热源强度年平均为88.5 W/m2;地上生物量季节变化与热源强度具有显著的正相关关系,而地下生物量季节变化与热源强度关系不明显。     

石羊河上游退化草地植物功能群生态位分异特征——以阿尔泰狗哇花型草地为例

采用时空转换方式,以石羊河上游高山草地阿尔泰狗哇花Heteropappus altaicus型退化草地及其原生群落为研究对象,以其主要功能群结构特征调查为基础,研究各功能群生态位季节动态特征。结果表明：该区生态位季节动态变化趋势同功能群类别有关,与功能群所处的演替阶段无关;功能群生态位数量特征变化的绝对数量及相对数量受到其所处的演替阶段影响,表现为随季节的推移禾本科功能群生态位宽度上升,其上升相对值为退化样地（120.8%）高于原生群落（65.5%）;而杂类草下降,其下降相对值差异较小,依次为51.38%和66.34%。随季节的推移禾本科-杂类草生态位重叠度升高,且升高的幅度为退化样地(113.3%)略低于原生群落(119.4%),就升高的绝对值而言,原生群落各观测时期均低于退化草地;杂类草-禾本科生态位重叠度则逐渐降低,其相对数量在退化样地与原生群落中依次下降53.0%和54.9%。其中退化草地禾本科、杂类草生态位重叠度在7月中旬存在一个拐点,其前期禾本科-杂类草组对低于杂类草-禾本科组对,而后期刚好相反。造成上述现象的原因可能与功能群生长特性和放牧干扰共同作用有关。返青较早的禾本科功能群早期生长受到放牧干扰的影响,为返青较迟的杂类草生长提供较大的资源空间,从而使得杂类草功能群在“植被空隙中进行季节更新”,进而改变了原群落的功能群结构。阿尔泰狗哇花型退化草地是植物群落退化演替过程中的关键阶段,如果加以适当的管理,草原退化将得到一定程度的改善;如果不加以保护,草地继续退化后的不可预知风险将提高。     

高寒草甸矮嵩草对氮肥的生理响应

 通过叶面喷施尿素处理，研究了自然生长状态下矮嵩草生长季节生理特性的变化动态，以深入了解高寒植物对氮肥的生理响应。结果表明，施肥处理显著提高了生长初期和生长后期矮嵩草叶内超氧化物歧化酶（SOD）活性（P＜0.05）；谷胱甘肽（GSH）含量变化没有表现出明显的规律性；处理和对照样地可溶性糖含量都呈“Ｕ”字形变化，在６和９月含量高，多数时间处理样地叶内可溶性糖含量显著高于对照；可溶性蛋白的含量在７和８月显著高于对照样地，在６和９月显著低于对照样地；处理样地叶绿素ａ、ｂ和总叶绿素含量高于对照样地（除８月）；超氧阴离子（O₂^·－ ）产生速率除７月外，其他月份都低于对照样地。处理总体上提高了矮嵩草叶抗氧化能力和渗透调节能力，促进了矮嵩草的生长。     

高寒牧区饲草作物生产性能及品质分析

针对高寒牧区饲草供应不足的现状,在青海省祁连县开展了玉米(Zeamays)、高粱(Sorghum bicolor)、燕麦(Aven sativa)和箭筈豌豆(Viciasativa)4种饲草作物种植,围绕其生产性能和品质进行了比较分析.结果表明:4种作物中以玉米覆盖地膜条件下鲜草和干草产量最高,分别达86 001和22 360kg/hm2,其中又以‘中玉9号’和‘金穗3号’表现突出.试验区内生产性能表现较差的为箭筈豌豆,其余两种作物生产性能居中.效益分析表明,玉米纯收入可达34 890元/hm2,其次为高粱、燕麦和箭筈豌豆.品质灰色关联度分析结果表明,箭筈豌豆品质最好,关联度系数为0.813 9.研究结果可为本地区饲草作物种植起到示范和指导作用.     

高寒牧区不同燕麦品种饲草产量及品质的研究

在祁连山高寒牧区祁连县开展8个燕麦(Avena satiua)品种饲草产量和品质研究,以期筛选出适宜种植的优良品种。结果表明:8个参试品种中以白燕7号、丹麦燕麦、加燕2号表现突出,鲜草产量分别为46189,39314和39908 kg.hm~(-2).干草产量分别为16283,13032和121 58 kg·hm;乳熟期粗蛋白含量分别为14.33%,15.30%和17.63%0.粗脂肪含量分别为2.29%,2.45%和2.82%,钙含量分别为0.472%.0.565%和0.499%·磷含量分别为0.1 23%,0.193%和0.1 67%,中性洗涤纤维含量分别为52.16%,50.69%和52.65%,酸性洗涤纤维含量分别为34.32%.32.28%和32.64%。这3个品种均可作为该地区推广的主要品种。     

祁连山南麓高寒灌丛GPP变化特征及对生长季积温的响应

全球气候变化背景下气温逐渐升高,将会对陆地生态系统碳循环产生重要影响。研究利用2003?2016年的涡度相关系统观测资料,研究了祁连山南麓高寒灌丛生长季(5月?9月)总初级生产力(gross primary productivity,GPP)在不同时间尺度上对生长季有效积温(growing season degree days,GDD)的响应,对于研究气候变暖对高寒生态系统碳循环的影响有重要意义。结果表明:高寒灌丛生态系统在生长季的月GPP、GDD都表现为先增大后减小的单峰变化趋势,都在7月或8月达到峰值,在5月达到最小值。在整个生长季尺度上,GPP与GDD具有较高变异性,但整体上表现为逐渐增加的趋势(P<0.05)。2003?2016年整个生长季GPP与GDD的均值分别为507.11 g·m^?2和975.93℃。在月尺度和生长季尺度上,GPP与GDD都呈显著正相关关系(P<0.05)。但是,通过比较生长季每个月GPP与GDD的关系发现,5、9月的GPP与GDD没有显著相关性(P>0.05),而在7月相关性最为显著(P<0.01)。整体上看,高寒灌丛生态系统植被的总初级生产力与热量条件表现为正相关关系,由此说明在全球气候变暖的背景下,青藏高原高寒灌丛生态系统植被的光合生产能力将会提高。     

青海海北高寒湿地近地层大气CO_2浓度的变化特征

采用快速响应红外气体分析仪对青海海北高寒湿地大气CO2浓度进行连续监测,分析2004年CO2浓度变化特征表明,CO2浓度存在明显的日、季变化,日、年内均表现“U”型变化特征。这些变化与植被生理活动、土壤呼吸、大气逆温层、及湍流交换强度等有关。自1月到7月CO2浓度的日变化过程中,日最高值出现时间在日出前后的5:00到9:00,并随7月的到来逐渐提早,日出后下降,约在下午15:00左右为最低,日落后又逐步升高。7月以后日最高值出现时间随时间推移又滞后,最低提早。一年中,月平均浓度最低值出现在7月份,最高值则在10月。观测表明,2004年海北高寒湿地CO2年平均浓度为315.3μmol/mol,月平均最高为335.0μmol/mol(10月),月平均最低值为270.1μmol/mol(7月)。统计海北高寒湿地旬平均CO2浓度与气象因素线性相关关系表明,海北高寒湿地CO2浓度与大多数气象因子有显著的负相关关系,但与土壤温度、气压、相对湿度等的相关关系不明显。