藏东南高寒草甸两种嵩草根系导管解剖结构对生境干旱化的响应北大核心CSCD

导管是植物输导水分的通道,其结构的可塑性是植物适应生境的重要机制,也将决定水分输导的效率和安全性。矮生嵩草和大花嵩草是对水分依赖程度不同的生态类型,两者输导水分的效率和安全性是否存在差异?在藏东南高寒草甸沿土壤水分梯度设置6个样方,采集矮生嵩草和大花嵩草根系若干,采用石蜡切片和显微照相测量法,测量两种嵩草导管直径、管腔面积、管壁厚度等指标,利用相关性分析、单因素方差分析、主成分分析等方法,分析两种嵩草根系导管结构的动态变化及其对土壤水分的响应。结果表明:矮生嵩草管壁厚度与土壤含水率呈显著负相关,导管密度与土壤含水率呈显著正相关(P<0.01);大花嵩草管壁厚度和加固系数与土壤含水率呈显著负相关,管腔面积和导管平均直径与土壤含水率呈显著正相关(P<0.01)。矮生嵩草导管密度和加固系数显著高于大花嵩草,水分输导安全性得到很好的保护;大花嵩草管腔面积、导管平均直径、水力直径显著高于矮生嵩草(P<0.01),水分输导效率优势明显。矮生嵩草窄导管和中型导管比例相当,对水分输导效率和输导安全性的调节能力强;大花嵩草始终以中型导管占比最高,对水分输导效率和输导安全性的调节能力弱。不同生态类型植物对生境干旱化的适应策略不同,矮生嵩草属于耐旱型植物,对水分输导效率和输导安全性的调节能力强,对干旱生境适应能力强;大花嵩草属于湿润型植物,水分输导效率高,但输导安全性低,对干旱生境的适应能力弱。     

高原鼠兔洞口密度对高寒嵩草草甸植被及土壤水分的影响

对不同鼠洞密度下高寒嵩草草甸植物群落结构特征和土壤水分的变化趋势进行研究,结果表明:不同鼠洞密度下,高寒嵩草草甸的地上生物量、地下生物量、牧草高度、生草层厚度、裸地面积、土壤含水量等呈显著差异。随着鼠洞密度的增加,地下、地上生物量和生草层厚度逐渐降低,裸地面积显著增加。随着鼠洞密度的增加,牧草高度呈"W"型的变化趋势。     

放牧强度对嵩草草甸草毡表层及草地营养和水分利用的影响(简报)

在中国科学院海北高寒草甸生态系统研究站地区,选择了5个自然放牧梯度、处于4种典型退化阶段的高寒嵩草草甸为研究对象,进行了土壤草毡表层加厚引起的系统氮、磷分配和水分利用的变化过程研究。结果表明,随着放牧强度的增加,草地禾本科植物逐渐减少,莎草科植物成为优势种群,在莎草属牧草特殊的生物学特性(高地下/地上)的驱动下,土壤草毡表层逐渐加厚,从异针茅 羊茅-嵩草草甸群落的4.03±0.49 cm发育到小嵩草群落阶段的10.1±0.38 cm;矮生嵩草群落时系统生长需要的氮、磷养分数量急剧增加,分别从11.26到22.94 g/m2、0.81到1.63 g/m2,成为生物固定累积于土壤;同时致密加厚的、特别是老化死亡的草毡表层的存在,使土壤水分的渗透速率从异针茅 羊茅-嵩草草甸群落的2.18 mm/min降低到小嵩草群落的0.37 mm/min,使系统接受自然降水的能力大大减弱,水分的利用效率极低,而根系数量的急剧增长导致需水量的增加,土壤湿度逐渐降低,降幅最大达到44.90%。草毡表层加厚导致的营养供求失调、干旱胁迫是引起高寒嵩草草地退化的内在原因之一。     

不同退化程度高寒嵩草草甸基况的初步研究

以高寒嵩草草甸退化群落指标为依据,研究了青海省未退化、轻度退化、中度退化和重度退化阶段,高寒嵩草草甸植物群落的结构特征及土壤特性的差异性。结果表明:不同退化程度的高寒嵩草草甸,其地上、地下生物量,牧草高度,生草层厚度,裸斑面积,物种数,土壤含水量等呈显著差异。同未退化阶段相比,重度退化阶段的优良牧草生物量和地下生物量分别降低了43.2和10.1 g/m2。而重度退化阶段时,裸斑面积则达到最大值65 m2,土壤含水量则为最小值22.83%,鼠洞密度则随着高寒嵩草草甸退化程度的加剧,呈倒"V"变化趋势。分析表明,高寒嵩草草甸退化的结果是,由莎草科和禾本科为主的植物演替为杂类草地。     

三江源区高寒草甸植物多样性的海拔分布格局

三江源地区是我国受气候变化影响最大且最敏感的区域之一。研究高寒草甸植物多样性海拔分布格局及其与环境的关系,能为预测气候变化对植物多样性的影响和响应提供科学依据。本研究以青海三江源地区的6个样地/海拔梯度共78个样方的高寒草甸样地为研究对象,了解高寒草甸植物多样性和群落结构,分析海拔分布格局及其与环境的关系,旨在以空间替代时间的实验系统来揭示植物对气候变化的响应。统计分析发现,6个高寒草甸样地共有植物21科、51属、74种,且在中海拔和高海拔地区,高寒草甸以藏嵩草、高山嵩草、矮嵩草等莎草科植物占优势,低海拔地区高寒草甸则以针茅、早熟禾、垂穗披碱草等禾本科植物为优势种群。方差分析表明,随着海拔的降低,高寒草甸群落的物种多样性和物种丰富度均呈“单峰”分布格局,而均匀度指数逐渐升高。DCA分析发现,高寒草甸植物群落沿着海拔梯度呈现有规律的变化,具有从高寒草甸向高寒草原化草甸的逐渐过渡的特征,海拔梯度明显的影响了植物群落结构和多样性。此外,CCA结果表明,土壤pH值是影响高寒草甸植物群落分布格局的主要因素,土壤含水量、土壤温度、土壤有机碳、碱解氮含量与全钾含量是影响植物群落分布格局的关键因子。综上所述,我们推测气候变化极有可能影响三江源地区高寒草甸植物群落结构与分布格局。     

格姆滩高寒草甸不同植被类型草地生物量研究

研究了格姆滩高寒草甸不同植被类型草地生物量.结果表明:不同植被类型草地生物量差异比较明显(P<0.05).地上、地下生物量均为藏嵩草沼泽化草甸>山生柳灌丛草甸>小嵩草草甸.地上植物量按不同功能群组成变化为:莎草类地上生物量藏嵩草沼泽化草甸>山生柳灌丛草甸>小嵩草草甸,禾草和杂类草均为山生柳灌丛草甸>藏嵩草沼泽化草甸>小嵩草草甸.各样地地下生物量均随土层深度的增加而减小.     

青海高寒草甸不同植被土壤微生物生物量的测定

以青海高寒草甸不同植被类型土壤为研究对象,采用氯仿熏蒸浸提法对土壤微生物生物量碳进行了测定分析。结果表明:不同植被类型土壤中微生物生物量的大小依次为:沼泽草甸>小嵩草草甸>金露梅灌从草甸>禾草草甸>矮嵩草草甸>金露梅灌丛间草地>杂类草草甸,随着土壤深度的增加,生物量呈下降趋势。相关分析表明:微生物生物量碳与土壤水分含量、真菌数量呈显著的正相关;细菌数量、放线菌数量与微生物量碳的相关性不显著。结论:土壤真菌是土壤微生物生物量的主要贡献者,土壤水分含量对土壤微生物代谢、繁殖有着直接的作用。     

草毡表层演化对高寒草甸水源涵养功能的影响

高寒草甸占青藏高原面积的60%,是高原水源涵养功能发挥的主体基质。近几十年来高寒草甸呈现多模式、多途径、重危害的退化特征,已对我国水资源安全造成威胁。因此,在青海省果洛州和海北州,以典型高寒矮嵩草(Kobresia humilis)草甸为研究对象,采取时空互代的方法,对其草毡表层厚度对土壤持水功能的影响进行研究,并分析影响水源涵养功能发挥的土壤因子,明晰人类活动干扰对高寒草甸水源涵养功能的作用。结果表明:随着高寒矮嵩草草甸由禾草-嵩草群落向矮嵩草群落、小嵩草(Kobresia pygmaea)群落和杂类草-"黑土型"次生裸地的演替,其土壤饱和持水量和田间持水量均呈单峰变化曲线,最高值出现于小嵩草群落时期(草毡表层开裂期),分别为117.08%和105.75%,最低值出现于杂类草-"黑土型"退化草地时期,分别为70.00%和60.92%;在自然条件下,草地自然含水量表现出随退化演替持续降低的趋势,土壤持水能力和草地自然含水量呈现出不同的行为分异特征。土壤容重、孔隙度、活根/土体积比、草毡表层厚度和地表生物结皮发育程度均是影响高寒矮嵩草草甸土壤持水能力发挥的主要因子,持水量与土壤孔隙度和活根/土体积比成正比,与土壤容重成反比,土壤中牧草活根对水分的吸附是高寒矮嵩草草甸水源涵养的主要机制。土壤降水入渗速率与土壤持水量无关,但却与草地自然含水量成显著相关关系。草毡表层的加厚,有利于土壤持水能力的提高,但伴随着生物结皮扩张与老化,会导致降水入渗速率的降低。保持适度厚度的草毡表层是保障高寒矮嵩草草甸水源涵养生态功能发挥的关键。     

牦牛和藏羊夏季划区轮牧对高寒草甸3种植物凋落物分解的影响

为深入理解放牧牦牛和藏羊及放牧强度对青藏高原高寒草地凋落物分解的分异影响,在天祝高寒草甸夏季牧场,采用凋落物袋法研究了牦牛和藏羊轮牧强度对垂穗披碱草(Elymus nutans)、矮生嵩草(Kobresia humilis)和珠芽蓼(Polygonum viviparum)凋落物损失率及碳(C)、氮(N)和磷(P)含量的影响。结果表明:3种植物凋落物损失率随处理时间的增加和放牧强度的增大均呈增大趋势。处理15个月后,垂穗披碱草、矮生嵩草和珠芽蓼凋落物损失率分别为24.71%~32.70%,30.56%~38.83%和32.27%~42.96%。放牧藏羊草地上的3种凋落物损失率小于牦牛放牧草地。在同一放牧家畜及放牧强度下,垂穗披碱草的损失率显著小于矮生嵩草和珠芽蓼。3种植物凋落物C含量随着放牧强度的增加依次呈降低趋势,C含量大小依次为:垂穗披碱草矮生嵩草珠芽蓼,但C含量的变化大小依次为:垂穗披碱草矮生嵩草珠芽蓼。3种植物凋落物N含量随放牧强度增加呈现降低趋势;随着时间的增加凋落物N呈现先降低再增加后又降低的趋势。随着放牧强度的增加,珠芽蓼凋落物的P含量总体呈降低趋势;随着放牧时间的增加,珠芽蓼凋落物P含量总体呈增加趋势。藏羊和牦牛对P含量的富集均有抑制作用,并且牦牛的抑制作用大于藏羊。     

高寒草甸不同斑块草地土壤微生物多样性特征研究

本文以矮嵩草（Kobresia humilis）高寒草甸及退化后形成的不同退化斑块群落类型草地土壤为研究对象,利用Illumina MiSeq高通量测序技术分析了不同斑块草地土壤中微生物群落结构组成和多样性变化特点,并分析了土壤微生物与土壤养分之间的相关性。结果表明：以矮嵩草为优势植物的高寒草甸群落变为以细叶亚菊（Ajania tenuifolia）、黄帚橐吾（Ligularia virgaurea）和甘肃马先蒿（Pedicularis kansuensis）为优势的群落或斑块后,土壤真菌群落丰富度和多样性未呈现出显著差异,但土壤细菌群落表现出了差别,表现为细叶亚菊和黄帚橐吾斑块土壤细菌丰富度指数显著高于矮嵩草草甸,而甘肃马先蒿斑块的低于矮嵩草高寒草甸。优势植物种类变化和土壤养分含量显著下降引起土壤真菌营养类型的分化,草地退化降低了腐生营养型真菌丰度,增加了共生营养型真菌丰度。土壤养分、pH和水分含量对真菌群落影响相对较小,对细菌群落影响相对较大。     

天祝高寒草甸土壤容重与孔隙度时空变化研究

选取天祝高寒草句线叶嵩草草地（Kobresia capillifolia pasture）、莎草一禾草草地（sedgegrass pasture）、禾草一杂类草草地（grass-forb semi-artificial pasture）及珠芽蓼草地（Polygonum viviparum pasture）4块样地的土壤为研究对象,通过对其土壤的物理性状取样分析,结果表明：土壤容重与孔隙度随时间无确定的变化规律;土壤空间结构变化规律明显,均表现出土壤容重随土层深度增加而逐渐增大,土壤孔隙度随土层深度增加而逐渐减小的规律。并且禾草一杂类草半人工草地的土壤容重小于其他3个样地,说明其表层土壤孔隙度增大,通气透水性好。     

高寒草甸群落地表植被特征与土壤理化性状、土壤微生物之间的相关性研究

以青藏高原高寒草甸4种主要草地类型为研究对象,分析了不同植被类型土壤的理化性质、土壤微生物数量、土壤酶活性与生态系统功能间的相互关系。结果表明,不同植被类型群落的土壤特性存在明显差异。藏嵩草沼泽化草甸0～40cm土层土壤容重、土壤含水量、土壤有机质、土壤全氮和土壤速效氮含量明显不同于矮嵩草草甸、小嵩草草甸和金露梅灌丛草甸,土壤物理特性的改变(土壤养分、土壤容重、土壤湿度等)会引起植被组成、物种多样性变化;细菌数量和真菌数量与植物群落地上生物量之间存在显著正相关关系(P＜0.05)、放线菌数量与生物量之间的相关性不显著,不同植被类型的群落生物量影响着土壤微生物数量和组成;不同草地类型植物群落地上生物量与土壤酶活性(磷酸酶、过氧化氢酶、蛋白酶、脲酶等)之间存在显著的正相关关系(P＜0.05),土壤酶活性对土壤有机质、腐殖质等的合成起到了积极作用。土壤酶活性的高低不仅影响了群落生物量,同时也影响群落物种多样性(物种丰富度),土壤酶活性的高低通过影响土壤微生物种类和数量、土壤养分含量,从而间接影响群落物种多样性。     

青海海北3种典型高寒草甸植物群落特征研究

本文以青海海北门源县门源马场为例,探讨了3种类型高寒草甸植物群落特征和多样性。结果表明:矮嵩草(Kobresia humilis)、金露梅(Potentilla fruticosa)和门源嵩草(Kobresia menyuanica)3种高寒草甸植物群落均表现为复层结构;其多样性指数与均匀度指数关系密切;不同高寒草甸群落间共有物种较少,物种替代速率较高;矮嵩草高寒草甸地上生物量分别是金露梅高寒草甸和门源嵩草高寒草甸的1.62和1.69倍;地下生物量主要分布在0~10cm的表层土壤中,垂直空间分布结构呈T字形;地上和地下生物量呈负相关关系。     

高寒草甸植物群落退化与土壤环境特征的关系研究

为了阐明高寒草甸群落特征和物种多样性的变化特征及其与土壤环境因子的关系,本文研究了未退化、轻度、中度、重度和极度退化程度高寒草甸群落特征和物种多样性,以及各退化等级的土壤温湿度及其化学性质。结果表明,随着退化程度的加剧,高寒草甸群落高度、盖度、生物量和演替度均逐渐降低,而鼠类活动先加剧后减缓;物种多样性指数逐渐降低,丰富度指数和均匀度指数均先升高后降低;土壤温度逐渐升高而湿度逐渐降低;土壤有机碳含量和全氮含量均逐渐降低,而土壤pH值则逐渐升高。群落演替度、土壤湿度、土壤有机碳和全氮含量与物种多样性表现出正相关,而有效鼠洞数、土壤温度和土壤pH值则与物种多样性表现出显著的负相关。     

东祁连山高寒草地土壤微生物分布特征初探

通过对东祁连山4种不同草地类型土壤微生物分布进行研究,结果显示,东祁连山高寒草地中分布的微生物以细菌和放线菌占优势(数量和比例几乎相当),占微生物总数量的99.7%以上;微生物的数量,禾草草地＞嵩草草地＞珠芽蓼草地＞沼泽草地;垂直动态明显,0～10 cm土层数量较多,与10～20 cm土层微生物数量有显著差异;高寒草地主要生理类群,硝酸细菌的数量最多,其次为反硝化细菌、氨化细菌、好氧固氮菌、芽孢杆菌、好氧纤解菌、嫌气固氮菌、嫌气纤解菌,亚硝酸细菌最少,不同植被类型亦有差异;高寒草地的固氮和纤维素分解,主要是好氧菌发挥作用.     

滇西北高寒草甸植物群落功能性状与土壤理化性质的关系

通过植物性状来研究植物与环境的关系,有助于解释植物物种的适应性与分布、群落构建过程以及生态系统功能。以滇西北高寒草甸为研究对象,采用RLQ和Fourth-Corner方法分析湿草甸、中生草甸、干草甸和林缘草甸植物群落功能性状与土壤的关系,以明确不同类型草甸植物群落功能性状的差异,不同类型草甸中的关键土壤因子及对其响应敏感的植物功能性状。结果表明,滇西北高寒草甸:1)随着土壤含水量增加,土壤全氮含量增加、土壤容重和土壤碳氮比降低。2)植物生活型以地下芽为主;比叶面积与叶干物质含量显著负相关,比叶面积在4种草甸类型中无显著差异;中生草甸植物多倾向于采用质量上占优势的单粒种子繁殖方式,其他类型草甸则倾向于选择数量上占优势的多粒种子繁殖策略。3)影响群落功能性状的关键土壤因子,中生草甸是土壤pH值、土壤全氮和土壤容重,干草甸是土壤容重,林缘草甸是土壤碳氮比。4)显著影响植物功能性状的关键土壤因子,中生草甸为土壤pH值、土壤全氮和土壤含水量,干草甸中则是土壤pH值、土壤全氮、土壤容重和土壤含水量。5)中生草甸植物对土壤因子响应敏感的功能性状是比叶面积和生活型,干草甸则是叶长宽比、生长型、生活型和繁殖方式。     

黄河源区高寒草甸不同植被生物量及土壤养分状况研究

为了给黄河源区原生草地植被的科学管理及退化草地的治理提供理论依据,对青海省玛沁县藏嵩草(Kobresia tibetica)沼泽化草甸,山生柳(Salix oritrepha)灌丛草甸及小嵩草(Kobresia pygmaea)草甸物种多样性、生物量及土壤养分状况进行比较研究。结果表明:不同植被类型植物群落多样性指数、物种丰富度指数、均匀度指数、生态优势度指数均为山生柳灌丛草甸>小嵩草草甸>藏嵩草沼泽化草甸。各群落生物量差异明显,地上、地下总生物量均为藏嵩草沼泽化草甸>山生柳灌丛草甸>小嵩草草甸(P<0.05)。藏嵩草沼泽化草甸土壤养分含量最高。小嵩草草甸和山生柳灌丛草甸各土壤层养分含量随土壤深度的增加呈下降趋势,pH值呈上升趋势,而藏嵩草沼泽化草甸却表现出相反的趋势,即随土壤深度的增加各层养分含量呈上升趋势,pH值呈下降趋势。