三江源区不同海拔高寒草原土壤养分及化学计量特征

为探究海拔变化对高寒草原土壤养分及化学计量特征的影响,本试验在青海省南部三江源区选取了5个海拔梯度（2 512,3 005,3 490,3 977和4 493 m）的高寒草原样地,对各样地地上生物量、植物群落特征及不同土层土壤理化性质进行分析。结果表明：在该研究区随着海拔的升高,植物Shannon指数增加,土壤容重先上升后下降;土壤中碳、氮、磷含量变化范围分别是：11.33~71.66 g·kg^-1,0.71~4.47 g·kg^-1,0.30~1.05 g·kg^-1;土壤的碳、氮含量先增后降,磷呈上升趋势;土壤中C/N,C/P,N/P范围分别为13.65~21.35,39.37~90.58,2.88~4.24,均随海拔的增加先升后降,在海拔3 490 m处达到最高。相关性和主成分分析表明,海拔与土壤中氮和磷含量呈现极显著正相关（P<0.01）,和N/P呈现极显著负相关（P<0.01）。研究区高寒草原植物生产力主要受氮素的影响。     

三江源退化高寒草原土壤微量元素与植被特征及其关系

为探究三江源不同退化程度高寒草原土壤微量元素与植被特征及其关系,以青海省玛多县地区不同退化程度高寒草原为研究对象,调查植被群落特征,测定土壤微量元素(铁、锰、铜、锌、硼、钼、硒)含量,分析影响高寒草原植被群落退化的关键土壤微量元素。研究结果表明：随着高寒草原退化的加剧,草地盖度逐渐降低,草地多样性、丰富度、地上生物量呈先升高后降低趋势;土壤中微量元素的含量均呈下降趋势;植被群落特征与土壤中铁、锰、铜、锌、硼、硒含量正相关,其中与土壤铁、有效铜、有效硼的含量的关系最为密切。     

内蒙古鄂温克族自治旗温性草甸草原土壤含水量动态变化与气候因子的关系

对内蒙古东北部鄂温克族自治旗1990—2017年气象数据与温性草甸草原土壤含水量数据进行了分析,并对土壤含水量的动态变化与气候因子之间的相关关系进行了研究。结果表明,研究区域1990—2017年4—10月平均气温以0.47℃/10年的速度上升;4—10月降水量以28.3 mm/10年的速度下降;各层土壤含水量与日照时数、温度、相对湿度相关性很小;与降水量之间均呈极显著正相关(P<0.01);0～10、10～20、20～30、30～40、0～50 cm土层的土壤含水量与蒸散量达到极显著负相关(P<0.01),40～50 cm土层的土壤含水量与蒸散量达到显著负相关(P<0.05)。根据相关性分析,选取蒸散量与降水量(4—10月)为土壤含水量的主要影响因子,并建立了回归方程。     

青海省祁连县高寒草甸草原土壤有机碳分布特征

为了评价青海省祁连县高寒草甸草原有机碳的分布特征,本研究以祁连县海拔2 963-3 392m范围内高寒草甸草原为研究对象,采用野外调查取样结合室内分析的方法,分析了祁连县高寒草甸草原0-50cm土层土壤有机碳的分布规律。结果表明,土壤有机碳含量随着土层深度的增加而显著减少(P0.01),表现为0-1010-2020-3030-4040-50cm;土壤有机碳密度和土壤有机碳储量同土壤有机碳含量分布有相同的趋势;土壤有机碳与地上生物量和植被盖度呈极显著(P0.01)正相关关系,表明土壤有机碳含量随着盖度和地上生物量的增加而增加。土壤有机碳含量与土壤容重呈极显著(P0.01)负相关关系;相反,随着土层深度的增加,土壤含水量逐渐减少,土壤有机碳含量与土壤含水量呈极显著(P0.01)正相关。     

三江源区不同退化梯度高寒草原土壤重金属含量及其与养分和酶活性的变化特征

为了探讨不同退化梯度高寒草地土壤重金属含量对土壤养分和酶活性的影响,本试验以三江源区玛多县周边高寒草地未退化（Non-degraded grassland,ND）、轻度退化（Light degraded grassland,LD）、中度退化（Moderate degraded grassland,MD）以及重度退化（Heavy degraded grassland,HD）4种不同退化梯度为研究对象,分别采取高寒草地0~10 cm、10~20 cm和20~30 cm的土样,对土壤理化性质（全氮、全磷、全钾和全碳等）、酶活性（脲酶、蔗糖酶、淀粉酶、蛋白酶、纤维素酶、磷酸酶、过氧化氢酶、多酚氧化酶）和重金属含量（铜Cu、铬Cr、铅Pb、锌Zn和镉Cd）进行测定和分析。试验结果表明,土壤理化性质、酶活性和重金属含量随着高寒草地退化程度的加剧呈先降低后上升再降低的趋势。土壤理化性质中,不同退化程度草地0~10 cm土层土壤全碳、硝态氮和pH差异显著（P<0.05）;10~20 cm土层土壤全氮、硝态氮、全碳和pH差异显著（P<0.05）;20~30 cm土层土壤全氮和全碳差异显著（P<0.05）。土壤酶中,不同退化程度草地0~10 cm土层土壤脲酶、蔗糖酶、过氧化氢酶和多酚氧化酶,差异显著（P<0.05）;10~20 cm和20~30 cm土层土壤脲酶、蔗糖酶、淀粉酶、过氧化氢酶和多酚氧化酶差异显著（P<0.05）。土壤重金属元素含量中,不同退化程度草地0~10 cm和10~20 cm土层土壤Cu,Cd,Zn以及20~30 cm土层Cu,Cr,Cd差异显著（P<0.05）。同一退化程度随土层加深重金属含量具富集趋势。相关性分析显示5种重金属含量与土壤理化性质和土壤脲酶、蔗糖酶、多酚氧化酶以及过氧化氢酶显著相关（P<0.05）。根据土壤污染负荷指数法计算,各退化梯度土壤均属于重金属中度污染。综上所述,本试验分析了不同退化草地土壤物理变化、酶活性变化及重金属含量变化,可为三江源高寒草地土壤健康、资源可持续利用、防止土壤退化提供参考。     

基于小波分析的荒漠草原土壤湿度周期变化特征

本研究基于小波分析方法,利用2009～2019年土壤湿度与气象观测数据,探讨了荒漠草原土壤湿度的多时间尺度结构的周期特征及其与大气因子的相互关系。研究结果表明：2009～2019年土壤湿度呈显著上升趋势（P<0.05）,坡底与坡上的土壤湿度有显著差异（P<0.05）。土壤湿度主要在9个月、18个月、34个月和63个月时间尺度上分别以0.5 a、1 a、2 a与3.5 a为周期发生变化。坡底以63个月与34个月时间尺度上的周期震荡为主且稳定;坡上土壤湿度以63个月时间尺度上的周期震荡为主且稳定。气温与降水对土壤湿度的影响呈极显著正相关（P<0.01）。降水对其影响在1～6个月与9～15个月的时间尺度上是显著的（P<0.05）,气温在9～15个月的时间尺度上表现出对土壤湿度稳定且持续的周期性影响。以上研究结果对荒漠草原地区土壤湿度的数值模拟与气候预测具有重要的参考意义与应用价值。     

放牧管理模式对高寒草甸草原土壤养分特征的影响

为探讨不同放牧管理模式下高寒草甸草原土壤养分特征的变化,对青藏高原东缘禁牧(NG)、全生长季休牧(RG)、传统夏季休牧(TG)和连续放牧(CG)4种放牧管理模式下高寒草甸草原土壤有机质、全氮、全磷、全钾、速效氮、速效磷和速效钾含量进行测定和分析。结果表明:(1)NG显著增加了0~30cm土层有机质含量,RG和TG显著增加了0~20cm土层有机质含量;(2)NG,RG和TG显著提高了高寒草甸草原0~30cm土层全氮含量和20~30cm土层速效氮含量,而降低了0~10cm土层的速效氮含量;(3)NG,RG和TG显著提高了高寒草甸草原0~30cm土层全磷和速效磷含量;(4)不同模式放牧对高寒草甸草原土壤全钾含量无显著影响,但总体上,NG,RG和TG高于CG;NG,RG和TG降低了0~10cm土层速效钾含量,而显著增加了10~30cm土层速效钾含量。连续放牧使土壤养分流失严重,从而导致土壤肥力降低,而禁牧和季节性休牧能有效增加青藏高原东缘高寒草甸草原土壤的养分含量,是该区和类似区域草地放牧管理的理想选择。     

不同休牧模式对高寒草甸草原土壤特征及地下生物量的影响

以土壤特征及地下生物量为主要指标研究了东祁连山高寒草甸草原对全生长季休牧、传统夏季休牧和禁牧的响应,以期为该区草地恢复、保护和管理提供支撑.结果表明:与传统夏季休牧相比,禁牧和全生长季休牧改良了高寒草甸草原0~20 cm土壤物理结构,降低了土壤的紧实度,但对深层土壤影响较小;禁牧和全生长季休牧不同程度地改善了高寒草甸草原土壤的持水能力;禁牧显著增加了0~30 cm土壤有机碳含量,全生长季休牧增加了高寒草甸草原表层土壤有机碳含量;禁牧极显著增加了0~10 cm土层根系生物量,而传统夏季休牧草地10~20 cm土层的根系生物量显著高于禁牧与全生长季休牧.说明短期禁牧和全生长季休牧是提升青藏高原高寒草甸草原生产力与生态恢复的重要措施之一.     

三江源区高寒草甸植物群落与土壤理化性质沿海拔梯度的变化特征

为探讨高寒植物群落物种多样性和土壤理化特征随海拔梯度的变化以及相互关系,本研究以不同海拔的典型高寒草甸植被群落为研究对象,综合分析了高寒草地植物群落物种组成、物种多样性及土壤理化性质对海拔梯度变化的响应。结果表明：植物群落在中海拔梯度处物种最丰富,生产力最高;除pH、土壤容重外,土壤环境其他因子含量随海拔梯度增加呈先增加后减少趋势,在中海拔处值最高;物种Margalef指数、Shannon-Weiner指数、Simpson指数和Pielou指数均随海拔升高呈单峰变化;植物群落生物量和群落多样性与土壤理化特征之间均呈正相关关系,与土壤容重、pH值之间存在负相关性,影响植物群落多样性的主要环境因子是土壤水分、速效磷和铵态氮,结果表明不同海拔梯度下的环境差异对研究区内植物群落多样性与土壤理化特征具有显著影响。本研究可为三江源区高寒草甸生态系统的保护恢复措施建设提供科学的参考。     

扎鲁特旗山地草地土壤含水量动态与气候因子的关系

通过对内蒙古通辽市扎鲁特旗巴雅尔吐胡硕牧业气象站1983-2012年气象数据和山地草地土壤含水量数据分析,揭示土壤含水量的动态变化及其与气候因子之间的相关关系。结果表明,1983-2012年山地草地土壤各层（0-10、10-20、20-30、30-40、40-50和0-50 cm）含水量均呈现逐渐降低的变化趋势,草地逐渐旱化;土壤含水量下降过程可以分为3个阶段, 第1阶段为1983-1987年,该阶段土壤含水量在15%~30%之间波动,属于土壤含水量的较高阶段;第2阶段为1988-1999年,该阶段土壤含水量在5%~15%范围内波动,属于土壤含水量高（15%~30%）向低（2%~10%）过渡阶段;第3阶段是2000-2012年,该阶段土壤含水量在2%~10%范围内波动,属于土壤含水量较低阶段;土壤含水量与温度和日照时数呈负相关,与降水量、相对湿度、蒸散量呈正相关。     

三江源区玛多县草地植被覆盖动态变化研究

在建立玛多县草地植被覆盖遥感监测和评价指标体系的基础上,运用地理信息系统软件和基于植被指数的象元二分法模型,反演了玛多县1985～1988年、1995～1998年和2005～2008年3个时期的草地盖度影像,分析了玛多县不同时期草地植被覆盖的动态变化.结果表明:1985～1988年到1995～1998年高覆盖和中高覆盖...     

三江源区“黑土滩”型退化草地时空变化

“黑土滩”型退化草地易引起三江源区生态环境的急剧恶化,准确及时地了解“黑土滩”型退化草地的时空分布,对三江源地区草地退化的治理和生态环境的保护具有重要作用。本研究以三江源区典型“黑土滩”型退化草地——青海达日县境内的项目试验区作为研究区,对比该区域2007年6月29日的QuickBird影像和7月1日的Landsat TM影像,结果表明,Landsat TM影像解译精度较低,但足以满足“黑土滩”退化草地的监测。利用Landsat TM资料分析了该区域2000、2007和2011年“黑土滩”退化草地的时空变化,结果显示,2000-2007年,非黑土滩总面积减小,草地呈现退化趋势,黑土滩总面积增大;2007-2011年,非黑土滩总面积增大,黑土滩总面积减小,草地退化和黑土滩扩展趋势得到有效遏制。说明三江源区生态保护和建设工程在“黑土滩”综合治理方面成效显著。     

三江源区“黑土滩”型退化草地自然恢复的瓶颈及解决途径

三江源区位于青藏高原腹地,长期在气候变暖和超载放牧的双重压力下,草地大片退化,形成大面积"黑土滩"型退化草地,引起源区生态环境的恶化。本研究以三江源区"黑土滩"型退化草地的土壤、环境和种子库为研究对象,分析了三江源区"黑土滩"型退化草地自然恢复的瓶颈;采用以空间代替时间的群落研究方法,对在"黑土滩"型退化草地上建植多年的人工草地演替过程进行了跟踪研究。结果发现:在"黑土滩"型退化草地上建立多年生人工草地,能够改善土壤微环境,为地带性植被的入侵创造适宜条件,实行人工草地植被演替与地带性植被自然入侵的连接,可以大大缩短"黑土滩"型高寒退化草地地带性植被的恢复进程。本研究为"黑土滩"型退化草地的恢复,改善三江源区生态环境,提供可靠的理论依据与措施。     

三江源退化高寒草甸草毡表层剥蚀过程及发生机理的初步研究

草毡表层是高寒草甸系统分类的诊断层,是高寒草甸稳定性维持的物质基础,而草毡表层剥蚀是三江源区退化高寒草甸的主要表观特征之一。2008年8月,通过对高寒草甸退化状况进行的野外调查发现,退化高寒草甸具有2种不同的剥蚀过程,其发生的动力也不同。其中,位于山间滩地和缓坡地段的高寒草甸,其土壤剥蚀呈现草毡表层极度加厚、老化、死亡、开裂、剥蚀过程,其发生动力是鼠类的挖掘与冻融交替作用,剥蚀发生时地表草皮处于死亡或半死亡状态;而处于陡坡地段退化高寒草甸的剥蚀由于植被的不同,呈现水分对草皮下土壤的潜蚀、倒钩蚀,发生草皮悬空、坍塌,其剥蚀动力为水分冲蚀和重力作用,剥蚀时草毡表层牧草生长良好。放牧压力下高寒草甸草毡表层的加厚是造成其土壤发生剥蚀的主要原因。     

三江源1982-2012年草地植被覆盖度动态及其对气候变化的响应

采用1982-2012年的多源遥感数据,结合像元二分模型,分析了三江源保护区不同时期代表性河流源区不同类型草地的植被覆盖度及其动态,并研究了草地植被覆盖度对气候因子的响应.结果表明,三江源草地覆盖度整体上呈现出西北低东南高的特征,全区草地平均植被覆盖度为48.73％,黄河源草地覆盖度最高(65.45％),长江源最低(4.25％),草甸、高山亚高山草甸、平原草原、高山亚高山草原和荒漠草原的平均植被覆盖度分别为59.86％、57.390％、39.50％、33.70％和14.13％;31年间全区草地覆盖度整体上呈现上升趋势,增长速度为每年0.230％,黄河源区的增长速度最快(每年0.27％);整体而言,低温比干旱对三江源草地覆盖度增长的限制作用更强,草甸、高山亚高山草甸和平原草原受气温影响较大,高山亚高山草原和荒漠草原受降水影响较大,在月尺度上草地覆盖度对气温表现出明显的滞后效应,而对降水不存在明显的滞后效应;三江源保护区成立(2001年)后,草地覆盖度的增长速度和增长面积都有所提升,全区草地覆盖度对气温的敏感度有所升高,黄河源草地覆盖度对降水的敏感度有明显下降.生态工程和草地保护措施整体上已经取得了一定的成效,但局部草地覆盖度下降趋势有所加剧,以荒漠草原最为突出,应在今后的保护工作中加以重视.     

祁连山区高寒草原土壤肥力特征及肥力因子间的关系(简报)

对祁连山区的8个草原土壤类型进行典型采样分析,结果表明养分含量差异很大,可分为高含量和低含量2组(A组和B组),前者包括亚高山灌丛草甸土、高山草甸土、山地黑钙土和亚高山草甸土,有机质含量在14%以上,而后者包括山地栗钙土、山地棕钙土、亚高山草原土和高山草原土,有机质含量在4%以下。其中以亚高山灌丛草甸土最高,达19.61%;而以高山草原土最低,为1.77%。pH值变化范围为7.2～8.4。阳离子代换量的变化趋势亦同有机质,最高为亚高山灌丛草甸土,最低为亚高山草原土,分别为65.61和10.64m·e·/100g。全量养分的特点为低磷高氮富钾,全氮含量为0.097%～0.981%,全磷为0.045%～0.105%,全钾为2.13%～4.05%。速效养分以贫磷为特征,A组土壤略高为13.2×10-6～28.2×10-6,而B组则为1.8×10-6～4.9×10-6。除全钾、速效钾和pH值外,其他指标两两之间具有较好的相关性。特别是有机质和阳离子代换量,与其他指标的相关系数均在0.844以上,可将有机质含量作为土壤营养状况的首选判断因子。建议在进行草原培育或建植人工草地时应注意补充磷素,对高山草原土、亚高山草原土还应适当施氮或补播豆科牧草。     

黄河源区高寒草地NDVI格局与梯度变化

黄河源区是我国重要的生态屏障,该区高寒草地生态系统随气候环境因子梯度变化值得重视,本研究利用气象台站观测数据和遥感归一化植被指数(NDVI)研究黄河源区高寒草地生态系统随水热梯度的变化过程。结果表明,近12年来黄河源区草地NDVI平均值为0.557 8。NDVI最高的地区为久治和甘德县,其次为达日和玛沁县,玛多、称多和曲麻莱县NDVI最低。扎陵湖和鄂陵湖以北的高寒草原地区为研究区内NDVI低值区。近12年来,草地NDVI年变化速率均值为0.002 4,变异系数均值为0.076 7,变化幅度较小。该区从东南至西北NDVI变化速率和变异系数上升,该格局是气候变化、草地现实载畜量下降和生态建设工程实施三方面因素叠加的结果。黄河源区气候环境因子自西北向东南存在梯度变化,形成水热梯度,从而导致草地NDVI、NDVI变化率和NDVI变异系数存在梯度变化。年平均气温与NDVI具有极显著相关关系,与NDVI变化率和NDVI变异系数具有极显著负相关关系。年降水量和湿润指数与NDVI具有极显著相关关系,与NDVI变化率和NDVI变异系数具有极显著负相关关系。海拔与NDVI具有极显著负相关关系,与NDVI变化率和NDVI变异系数具有极显著相关关系。     

准噶尔盆地南缘荒漠草地土壤温、湿度分层变化特征

干旱–半干旱区荒漠草地分布广,土壤温度变化剧烈,土壤湿度低,极大地影响了荒漠植被的生长及区域气候环境。本研究基于对新疆准噶尔盆地古尔班通古特沙漠南缘荒漠灌丛草地站点2017年5月–2019年4月地下10层的土壤温、湿度探头自动观测数据,分析了荒漠灌丛草地不同深度土壤温、湿度的变化特征,及其与气象数据的相关性。结果表明:1)荒漠灌丛草地各层土壤温、湿度随着季节变化存在明显的周期性变化特征,且不同深度土壤温、湿度垂直梯度明显,均在表层波动最大。浅层土壤温度随季节变化波动明显,且在18:00左右达到最大值。浅层土壤湿度波动大于深层,5 cm土壤湿度表现为春季>夏季>秋季>冬季,且基本表现为土壤湿度随着土层深度的增加升高的趋势。2)在该干旱–半干旱荒漠灌丛草地研究区,土壤温度与气象因子相关性较好,其中与0 cm地温、气温、蒸发呈显著正相关关系,相关系数高达0.955、0.942、0.823 (P <0.01),且土壤温度与气象因子的相关性优于土壤湿度与气象因子的相关性。本研究明确了该区不同季节长时间序列的土壤温、湿度变化特征,可以为荒漠–绿洲过渡带植物生长、繁殖以及演替...     

三江源草原生态系统生态服务价值的能值评价

三江源地区处于青藏高原腹地,考虑三江源地区草地生态系统的特殊性、复杂性、敏感性,及其所蕴含的巨大的生态服务价值,全面的评价该地区的生态服务价值对于维护该地区生态环境健康和未来该地区经济社会的可持续发展具有重要意义。本研究以草地综合顺序分类法为理论基础,以能值分析法为主要计算方法,选择合适的6项评估指标,对2001-2010年三江源区草原生态系统生态服务价值进行逐项评估。研究结果表明,在过去的10年中,三江源区草原生态系统生态服务价值总量从1375亿元/年上升到1780亿元/年,年际变化较大;从趋势上,以2006年为分界点,2006年后的年份,其生态服务价值总量基本保持上升趋势,且普遍高于2006年前的年份。对不同草原类型进行生态服务价值评价可以看出,多雨冻原高山草甸类生态服务价值占全部草原类型生态服务价值的比例最大,10年中皆超过99.5%,这主要与该草地类型所占的面积比例有关;各类型草地生态服务价值占总价值的比例年际变化不大;在6项指标中,释放O₂与固定CO₂的价值所占总价值比例最大,两者之和约占全部价值量的90%,而直接的草产量价值仅占全部价值量的1%左右,远远低于其他生态服务项目的价值。