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。     

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。     

管理措施对三江源区"黑土滩"土壤肥力及土壤酶活性的影响

对三江源区典型退化草地“黑土滩”采取施肥及种植垂穗披碱草的恢复措施,结果表明,土壤中的全氮与有机质的相关性显著,全磷与有机质的相关性较明显,变化趋势相一致。短期的恢复措施造成了恢复样地20~30 cm土壤层中有机质、全氮和全磷含量的下降,长期的恢复措施使恢复样地中的这3种营养物质的含量得到了上升;人工种植措施使土壤中的全钾含量显著下降(P<0.05)。此外,速效养分的变化不一致,其中速效氮的含量表现为先降低后升高,速效磷和速效钾的含量变化表现出升高趋势。植被恢复对土壤脲酶活性有促进作用,但蔗糖酶活性没表现出规律性变化;这2种酶的活性与速效养分的含量表现出较强的正相关,而与有机质和全价养分的含量相关性不显著。     

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.     

人工植被重建对沙化高寒草地土壤真菌群落特征的影响

采用实时荧光定量PCR(Quantitative real-time PCR)和Illumina Miseq高通量测序技术研究了天然草地（NG）、沙化草地（DG）、草本人工草地（AG）和人工灌丛植被（AS）四种不同草地类型的表层（0～10 cm）土壤真菌群落的生物量、多样性和结构,以揭示不同人工植被恢复措施对沙化高寒草地土壤真菌群落恢复的影响及其驱动因子。结果表明：1）草地沙化显著（P<0.05）降低了真菌群落的生物量和α多样性,人工植被重建则明显促进了二者的恢复,22年后与NG无显著差异。2）草地沙化和人工植被重建均极显著（P=0.001）改变了真菌群落结构。草地沙化后,担子菌门相对丰度显著（P<0.05）下降,一些稀有真菌趋于消失,而未分类真菌门的相对丰度则显著（P<0.01）增加。经过22年的生态恢复,绝大多数真菌门的相对丰度与NG无显著差异;AG与NG的真菌群落结构比AS与NG更为相似。3）真菌群落α多样性与植被和土壤属性之间的相关关系因多样性指数的不同而异,而其群落结构与大多数植被和土壤属性极显著（P<0.01）正相关,植被和土壤属性二者结合解释了21...     

青藏高原放牧高寒草甸主要温室气体通量及其主控因素研究

在青藏高原高寒草地不同放牧强度区设4个试验样地,分别为原生草甸(NM)、轻度退化草甸(LM)、中度退化草甸(MM)和重度退化草甸(HM),监测草地温室气体通量。结果表明:不同放牧强度对草地温室气体通量影响显著,放牧活动对高寒草甸的影响首先表现在植被上,而土壤环境的变化比较迟滞。通过逐步回归分析和因子拆分得知,草甸甲烷通量影响较大的环境因素为土壤紧实度和有机质,分别能解释44.6%和28.4%的总变异,CO2通量影响较大的环境因素为紧实度和生物量,分别能解释36.1%和32.8%的总变异,氧化亚氮通量影响较大的环境要素为紧实度和有机质,分别能解释50.1%和22.9%的总变异,家畜的践踏作用使退化草地紧实度增加,进而引起温室气体通量的改变,高寒草甸退化演替发展到重度退化阶段时释放大量温室气体。     

氮、磷养分添加对高寒草甸土壤酶活性的影响

本试验以典型的青藏高原高寒矮嵩草草甸(Kobresia humilis meadow)为研究平台,以表征土壤碳、氮、磷、硫养分循环的6种土壤酶为研究对象,研究土壤酶以及土壤速效养分在4年氮、磷养分添加的累积效应下的变化规律,分析和评价氮、磷养分添加对土壤养分循环方面的影响。试验结果为:氮、磷养分添加改变了土壤中速效养分的含量;氮添加与0~10cm土层中的碱性磷酸酶活性有正效应,磷添加抑制了0~10cm土层中的碱性磷酸酶活性;氮、磷养分添加均抑制了0~10cm土层中的脲酶活性;氮添加抑制了2个土层中的纤维素酶活性;芳基硫酸酯酶活性和蔗糖酶活性没有表现出显著差异性;10~20cm土层中的几丁质酶活性在氮、磷养分添加处理下均增强,其中磷添加对几丁质酶活性的增幅最显著。结果表明:外源添加的氮在调控磷的矿化方面有促进作用,磷的添加对氮素的释放也有一定的作用;青藏高原高寒草甸受磷限制的程度可能更大。