黄河源区季节性湖泊湿地退化对土壤微生物碳源利用的影响

为了探讨黄河源区季节性湖泊湿地退化对土壤微生物碳源利用的影响以及土壤微生物碳源利用能力与不同环境因子的关系,本试验在黄河源区退化季节性湖泊湿地研究不同退化阶段植被特征、土壤养分变化和土壤微生物碳源利用状况。结果表明：在季节性湖泊湿地退化过程中,土壤微生物对碳源的利用存在明显的空间分异,其对酯类碳源的相对利用率最高,对单糖/糖苷/聚合物类碳源的相对利用率随退化加重呈现先升高后下降趋势;土壤微生物对单糖/糖苷/聚合物类碳源和醇类碳源的相对利用率改变是土壤微生物功能多样随季节性湖泊湿地退化而变化的主要原因;土壤全氮含量和植被盖度对微生物单糖/糖苷/聚合物类碳源的相对利用率和土壤微生物活性均有影响。该结果为黄河源区的季节性湖泊湿地退化监测和近自然修复提供科学理论依据。     

三江源区高原鼠兔洞危害区植物群落特征研究

通过对三江源区果洛州玛沁县矮嵩草草甸和垂穗披碱草人工草地内高原鼠兔洞周围植被群落的调查和取样,探究了高原鼠兔的活动对栖息地植物群落的影响.结果表明:高原鼠兔对未退化天然草地植物群落无明显危害,对其他草地的地下生物量也无明显影响;综合地上生物量、高度、盖度与裸地面积,高原鼠兔对2龄人工草地危害最明显,高原鼠兔洞周围的裸地面积由大到小为:2龄人工草地>天然矮嵩草草甸>10龄人工草地>12龄人工草地.     

不同退化程度高寒草甸主要植物的热值研究

对青海省果洛藏族自治州玛沁县不同退化程度高寒草甸中隶属10科的27种植物地上部分干质量热值进行测定,分析了高寒草甸退化过程中植物热值的变化规律。结果表明,1）高寒草甸常见植物地上部分平均热值为13.99～19.45 kJ·g-1,所测物种热值平均值为17.99 kJ·g-1,高于全球尺度上陆生植物平均热值;2）随着高寒草甸退化程度的增加,由于植物自身的生物学属性特征,不同科属植物热值的响应规律不一,其中禾本科、菊科和龙胆科随着草地退化程度的增加,植物的平均热值均呈先升高后降低的变化趋势,在轻度退化水平下达到最高,莎草科植物平均热值则随草地退化程度增加逐渐增加,不同植物种热值对草地退化的响应变化规律不完全一致;3）在群落水平上,随着草地退化程度的增加,群落热值变化趋势为先升高后降低,在轻度退化水平下达到最高,为18.16 kJ·g-1,重度退化水平下最低,为16.29 kJ·g-1,不同退化草地中群落热值的差异是由物种组成的变化产生的。     

青藏高原不同草地类型苔藓植物化学元素特征

为探讨青藏高原地区苔藓植物对重金属元素的积累状况,在海北站和三江源站的灌丛及草甸采集苔藓植物样品,利用原子吸收光谱仪法(AAS)测定了这些苔藓植物体内19种化学元素的含量.结果表明:青藏高原海北和果洛的苔藓植物体内重金属元素Hg,Cd,Zn和Cr的含量不仅高于国内的贡嘎山原始森林地带,也高于国外的意大利、芬兰、挪威等地区;海北的沼泽化草甸和金露梅(Potentila fruticosa)灌丛草甸,以及果洛的嵩草(Kobresia humilis)草甸和金露梅灌丛草甸的苔藓植物中化学元素的积累有明显差异.如除了K元素外,Ca和Mg元素在海北草甸苔藓体内的含量略高于果洛草甸.此外,苔藓植物体内Cd-Co,Cd-Ni,Cu-Se等元素间存在显著正相关关系.     

种植密度和施氮水平对燕麦生物量分配的影响

本研究基于在中国科学院海北高寒草甸生态系统定位站进行的盆栽试验,分析了不同种植密度和施氮水平对燕麦(Avena sativa)(巴燕3号)的生长特性、生物量积累及生物量分配格局的影响。结果表明,不同密度处理下,燕麦的植株高度、叶的长度、穗的长度、分蘖个数、繁殖生物量(穗)、茎叶生物量及地下生物量(根)等各性状参数均呈现极显著差异(P0.01);繁殖器官生物量分配比例随密度的增加呈上升趋势,根生物量分配随密度的增加逐渐减少;随种植密度增大,燕麦茎叶生物量分配呈现先减少后增加的趋势。氮素的施用有利于燕麦营养生长和繁殖生长生物量的积累。施氮肥对燕麦茎叶器官的生物量累积作用明显大于地下根器官。对照(F1)和低氮肥(0.6 g·盆-1,F2)大致相等,中氮肥(1 g·盆-1,F3)和高氮肥(2 g·盆-1,F4)大致相等,且前两者大于后两者,即在不施氮肥条件下,燕麦增加了对茎叶、根器官生物量的分配比例。在不同处理下,燕麦地下生物量分配、茎叶生物量分配及繁殖生物量分配三者间存在权衡。总体来看,不同处理下,燕麦选择最佳资源配置策略,即增大与获取限制资源相关器官的资源分配,而减少与获取非限制资源相关器官的资源分配,以适应生物环境(例如密度)和非生物环境(例如氮素添加)的变化。     

退化高寒草甸植物群落和土壤特征及其相互关系研究

为了探究不同退化阶段高寒草甸的植被特征和土壤特征变化及其相互关系,通过野外样方调查和室内分析方法相结合测定了植物生物量、物种多样性指数、土壤养分和土壤理化性质,并分析了不同退化阶段下的特征差异与内在关系。结果表明：从轻度到极度退化过程中植被盖度、地上与地下生物量均呈现降低趋势,植被群落物种多样性指数、香农维纳多样性指数、均匀度指数和辛普森指数均呈下降趋势,土壤养分与理化性质趋于恶化,土壤水分下降和土壤容重的增加导致生物量下降。生物量与土壤性质之间相互作用、相互影响,在中度退化阶段改变植物群落组成和土壤性质,减少土壤养分流失,提高植物群落结构稳定性以及增加植物群落多样性将有利于退化高寒草甸的恢复。本研究有助于理清不同退化阶段高寒草甸的退化规律,并为恢复退化高寒草甸提供科学依据和理论基础。     

青海高原草地净初级生产力和降水利用效率时空特征

为了探究青海高原草地净初级生产力（Net primary productivity,NPP）和降水利用效率（Precipitation use efficiency,PUE）的时空特征,基于遥感估算的NPP数据和降水空间插值数据,采用地理空间统计法分析了2001—2017年青海高原草地NPP和PUE的时空特征。结果表明：2001—2017年青海高原草地NPP均值为42.81 gC·m^-2,其中高值区域主要分布在青海高原的东部和南部,低值区域主要分布在青海高原的西北部。2001—2017年青海高原草地NPP年际变化总体较为平稳,以年均速率0.09 gC·m^-2呈微弱的波动上升。2001—2017年青海高原草地PUE均值为0.089 gC·m^-2·mm^-1,其中高值区域主要分布在青海高原的东部和南部,低值区域主要分布在青海高原的西部和西北部。2001—2017年青海高原草地PUE年际变化呈微弱的波动下降趋势,下降速率为年均0.0023 gC·m^-2·mm^-1。2001—2017年青海高原草地PUE年际变化整体上与降水年际变化为负相关。本研究为青海高原草地可持续利用提供了重要理论参考和数据支撑。     

盐胁迫对高寒草地牧草老芒麦幼苗生理指标的影响

采用不同浓度(0、50、150、250mmol·L-1)NaCl溶液处理萌发的老芒麦(Elymus sibiricus)幼苗,检测老芒麦在盐胁迫逆境下生理生化的变化。结果表明,随盐浓度增加,各供试材料的脯氨酸质量分数呈上升趋势(P0.05),叶绿素质量分数呈下降趋势(P0.05),而相对含水量、可溶性糖含量、超氧化物歧化酶(SOD)活性和过氧化氢酶(CAT)活性呈先升高后下降趋势(P0.05),150mmol·L-1 NaCl浓度是其幼苗相对含水量和CAT活性的一个转折临界点。老芒麦幼苗期的相对含水量、叶绿素质量分数、可溶性糖质量分数、脯氨酸质量分数、SOD活性和CAT活性对盐胁迫浓度的变化响应灵敏,且在不同浓度盐胁迫下变化差异显著,其可作为快速鉴定老芒麦野生种质材料耐盐性的生理生化指标。熵值法综合评价不同浓度NaCl处理对老芒麦生理指标的影响表明,50mmol·L-1 NaCl最有利于老芒麦调控各生理指标,提高对盐胁迫的适应性,老芒麦适宜在青藏高原盐碱地和湖滨退化湿地的恢复改良中选用。     

草原克隆植物对光、温、水、肥和牧压变化梯度的响应

光、温、水、肥和牧压变化梯度对草本克隆植物影响的研究涉及全球变化、可持续发展、生物入侵等诸多生态学前沿领域,草本克隆植物响应这些生态因子变化的研究对克隆群落生态学研究具有重要意义。具有典型代表性的草本克隆植物（例如匍匐茎型和根茎型草本克隆植物）对这五大因子在同质和异质性资源斑块环境下的响应表现出特有的适应行为和方式,可用基株风险分摊、表型可塑性、觅食行为、克隆整合、克隆分工以及适合度来表征。本研究着眼于草本克隆植物对光、温、水、肥和牧压变化梯度的响应变化,分析和总结了国内外近些年来的研究案例,并对克隆植物的表型可塑性、克隆整合以及克隆分工等热点内容进行了讨论。同时,联系草地植物克隆生态学学科前沿,提出了本领域在未来需要重视的研究方向。     

黄河源区高寒草原的植被退化与土壤退化特征

近几年,黄河源区高寒草原退化沙化明显。研究了黄河源区紫花针茅高寒草原在不同退化程度下植物群落、生物量和土壤的特征,结果表明,随着高寒草原退化程度加大,植被盖度、草地质量指数和优良牧草地上生物量比例逐渐下降,草地间的相似性指数减小,植物群落多样性指数和均匀度指数呈单峰式曲线变化规律。随着退化加剧,禾草地上生物量减少显著,杂草类植物地上生物量先增加后减少,而莎草科植物地上生物量的变化不受草地退化程度的影响。高寒草原土壤表层0～20 cm的植物根系随土壤深度的增加而减少,随草地退化程度的加剧呈倒“V”型变化。高寒草原物种多样性与生物量之间呈“V”型变化规律,随着退化程度增加,物种丰富度与生产力的关系由显著正相关转变为负相关。随着高寒草原的退化程度加剧,土壤湿度、土壤有机质、速效磷、硝态氮、速效钾的含量和土壤紧实度都减小。随着高寒草原植被的退化演替,土壤退化越来越严重,贫瘠化不断加剧,到重度退化阶段,旱生沙生植物出现,呈现沙化初始景观。