三江源区退化高寒草甸植物功能群特征

在退化高寒草甸设置研究样地及观测样方,测定植物群落数量特征指标,分析退化高寒草甸植物功能群(plant functional groups,PFGs)特征。结果表明,退化高寒草甸群落植被盖度、地上生物量、物种数、多样性指数、均匀度指数均发生变化;随着退化程度的加剧,莎草科、禾本科功能群组成物种减少,豆科、杂类草功能群组成物种在轻度退化时最多,随后也减少;从未退化草地到极度退化草地,PFGs种类由4种减少至2种,莎草科、禾本科功能群重要值由未退化草地的69. 80降低到重度退化的4. 83,并在极度退化程度时从群落中退出,杂类草重要值则由未退化的26. 18增加到极度退化的93. 46,研究样地PFGs重要值不同退化程度间均差异显著(P 0. 05);退化高寒草甸PFGs沿退化梯度对土壤资源的利用能力不同,PFGs生态位宽度呈杂类草豆科禾本科莎草科的变化趋势,莎草科与杂类草间生态位重叠较小。PFGs特征对高寒草甸的退化响应显著,草地群落由未退化草地的莎草科、禾本科、豆科、杂类草功能群演替为极度退化草地的豆科和杂类草,使得高寒草甸的生产功能和生态功能削弱。     

拉萨河上游高寒草甸植物群落的退化特征

为了探明拉萨河上游地区高寒草地的退化情况,为该地区草地资源的有效保护和合理利用提供依据,采用样方法调查拉萨河上游不同退化程度高寒草甸植物群落,研究该草地植物群落物种组成、物种多样性和地上生物量。结果表明:该区域草地由18科31属40种植物组成。随着草地退化程度的加重,草地优势种由苔草(Carexsp.)向高山嵩草(Kobresia pygmaea)过渡;中度退化草地的Shannon-Wiener指数、均匀度指数均最高(P0.05),分别为1.566 6和0.734 6;Simpson指数则是轻度退化草地最高(P0.05),为0.988 1;随草地退化程度的加剧,草地总盖度下降,草地地上生物量降低,轻、中和重度退化草甸的地上生物量分别为278.26g/m2,228.32g/m2和37.46g/m2,草地质量和生产力明显降低。     

不同演替状态下高寒嵩草草甸植物功能群分异特征

【目的】探讨高寒嵩草草甸植物功能群对放牧干扰的响应与适应,揭示不同放牧强度下高寒嵩草草甸植物的演替过程和趋势,为优化高寒嵩草草甸放牧方案提供科学依据.【方法】以高寒嵩草草甸退化演替过程中的关键状态,即禾草-矮嵩草草甸状态(A)、小嵩草草甸草毡表层加厚状态(B)和小嵩草草甸草毡表层开裂状态(C)为研究对象,采用空间尺度代替时间尺度的方法进行研究.【结果】随着放牧强度的增加,样地总地上生物量呈"V"字形变化,其值在341.91±13.93间波动.其中,莎草科植物呈现波动性降低趋势;杂类草呈现波动性增高趋势;豆科和禾本科植物表现为先降低后增高的趋势;随着放牧干扰强度的增大,植物群落的生存环境发生恶化,K对策植物在群落中的比例降低,而R对策植物比例升高;草甸的退化演替伴随着地表等景观特征的协同演变,具有一定的沃岛效应.【结论】高寒嵩草草甸具有一定的自组织能力,不同演替状态下其植物功能群的生活型、群落结构与功能特征、地表特征以及草地生产力等存在较大差异,这种差异对于缓冲草地的退化和维持系统的相对稳定具有重要意义.     

黄河源高寒草甸退化过程中CO2通量的变化

为研究草地退化对高寒草甸碳排放的影响,选取青海省黄南州河南县的未退化(No degraded,ND)、中度退化(Moderate degraded,MD)和重度退化(Serious degraded, SD)高寒草甸,利用LI-8100A红外气体分析仪测定CO₂通量。结果表明：草地退化能够显著降低高寒草甸CO₂通量。未退化高寒草甸CO₂通量为12.44μmol/(m²·s),显著高于重度退化高寒草甸4.64μmol/(m²·s),中度与重度退化草甸差异不显著。全氮含量在重度退化区最高,全磷含量表现出相反趋势;速效养分随着退化的加剧逐渐减少。随机森林模型分析发现,植被特征中杂类草盖度和地上生物量是降低CO₂通量的关键因子,各土层中土壤pH,0～2、2～5 cm土壤细砂粒比例和5～10 cm土壤全磷含量为关键因子,均与CO₂通量呈显著正相关。说明高寒草甸的退化引起植被类型和土壤特征发生变化,进而导致CO₂通量发生变化...     

天山高寒草原不同退化梯度紫花针茅群落结构特征研究

【目的】研究巴音布鲁克高寒草原退化草地植物群落结构特征,为退化草地合理利用提供理论依据。【方法】采用样方法,调查研究区退化草地物种组成、群落结构并分析生态经济类群及物种多样性与地上生物量的关系。【结果】随着退化程度的增加,草地中优势种紫花针茅被小型禾草溚草取代;高寒草原退化标志植物天山赖草、绢毛委陵菜等杂类草重要值增加;禾本科、豆科等优良牧草地上生物量逐渐减少;群落内地上生物量显著降低了50%(P0.05),群落地上生物量与物种丰富度指数呈显著线性正相关,与多样性指数、均匀度指数呈显著线性负相关关系。【结论】巴音布鲁克高寒草原退化草地植被群落结构简单化,导致草地质量和生产力明显下降;草地群落物种丰富度影响草地生产力。     

三江源区高寒草甸退化对土壤水源涵养功能的影响

三江源区是我国重要的水源涵养区,研究草地退化对土壤水源涵养功能的影响,可为三江源区水源涵养功能的科学评估与合理监测提供科学依据.以实地采样与室内测试分析相结合的方法研究了三江源区内不同土壤类型高寒草甸生物量特征、土壤水文物理性质及土壤水源涵养量.结果表明:高寒草甸在重度退化阶段地上生物量、地下生物量、毛管孔隙度、总孔隙度、自然含水量、最大持水量、土壤水源涵养量显著低于未退化和中度退化阶段(P＜0.05).随着高寒草甸退化程度加剧,土壤容重逐渐增大,且非毛管孔隙度规律不显著.未退化、中度退化、重度退化草甸的土壤水源涵养量范围分别为1884.32-1897.44t/hm2、1360.04-1707.79t/hm2、1082.38-1550.10t/hm2.中度退化草甸土壤水源涵养量比未退化草甸低9.37％-10.35％,重度退化草甸低18.31％-27.82％.草甸退化进程中土壤总孔隙度与毛管孔隙度的降低是影响土壤水源涵养量下降的直接原因,而草甸退化进程中地上生物量与地下生物量的减少则是间接原因.度量三江源区高寒草甸土壤水源涵养功能时应着重考虑毛管孔隙度的蓄水作用.研究表明高寒草甸地上生物量与土壤水源涵养量之间存在显著的正相关关系(P＜0.05),该结果能够推动水源涵养功能评估向空间化、精细化发展,为探索利用遥感技术监测三江源区水源涵养功能提供参考依据.     

玛曲退化草地主要植被特征对不同施肥处理的响应

为探索甘肃玛曲县退化草地的科学恢复途径,通过小区施肥试验,研究不同施肥处理对玛曲高寒退化草地植被性状的影响.结果表明,施氮磷肥可以显著提高退化草地植被的平均高度,是最佳的施肥处理;施有机肥加氮磷肥可以显著提高莎草类植被的高度,施氮磷肥可以显著提高禾草类和豆科类植物的高度,施肥对杂类草高度无显著影响.施氮磷肥可以显著提高退化草地的地上生物量,是最佳的施肥处理;而施有机肥加磷肥可以显著提高莎草类和豆科类地上生物量,施氮磷肥可以显著提高禾草类植物的地上生物量,施肥对杂类草地上生物量无显著影响.单施氮肥或有机肥可以增加退化草地的多样性指数,单施有机肥的草地物种多样性指数最高,施有机肥加氮肥的草地物种多样性指数最低.     

施肥对甘南高寒草甸退化草地植物群落多样性和生产力的影响

对甘肃玛曲县中度退化草地进行了氮、磷、钾、有机肥施肥处理,研究了其对草地植物群落多样性和生产力的影响。结果表明:施肥各种处理均可不同程度增加退化草地的植被高度和地上生物量,其中施有机肥O和N-P-K使植被高度分别增加2.208倍、2.274倍,地上生物量分别增加了3.315倍、3.161倍;在施P处理中,杂类草减少32.90%,莎草科植物增加73.43%,有机肥处理中,禾本科植物增加19.69%,不同施肥处理后,莎草科、禾本科和豆科各物种重要值都在增加,而杂类草各物种重要值都在减少;各种施肥处理(施O除外)均可使退化草地植物群落的物种丰富度减少;在N-P-K处理中物种Simpson多样性指数、Shannon-Wiener指数和Pielou均匀度指数均增加,有机肥处理的丰富度和Simpson优势度指数均增加,N处理中Pielou均匀度和Simpson优势度指数均增加,在单施P或K处理中,上述4指数均减少了。从生物多样性特征和生产力增加综合考虑,施有机肥和N-P-K是加速高寒草甸退化草地恢复重建的重要措施。     

青藏高原高寒草地退化与人工恢复过程中植物群落的繁殖适应对策

以三江源区不同退化程度高寒草甸和不同恢复年限人工草地作为研究对象,通过野外调查与采样、实验室分析,探究了高寒地区退化天然草地与人工恢复草地的植被群落繁殖构件数量变化。结果表明：在群落水平上,天然草地退化和人工草地建植会对植物繁殖构件的数量和生物量产生影响。随着天然草地退化程度的增加,营养枝数量和生物量则明显下降,而繁殖枝的数量和生物量明显升高（P<0.05）;随着人工草地恢复年限的增加,营养枝的数量和生物量逐渐增加,而繁殖枝的数量和生物量则逐渐降低（P<0.05）;随着恢复年限的增加,人工草地繁殖构件的变化逐渐接近未退化天然草地。在功能群水平上,植物繁殖构件数量亦随草地退化程度和人工恢复年限而变化。随着恢复年限的增加,禾本科、莎草科、杂类草的营养枝数量和生物量均呈现显著增加（P<0.05）,而繁殖枝数量和生物量则显著下降,禾本科的繁殖构件数量远远大于莎草科和杂类草;随着退化程度的增加,三大功能群的营养枝枝数和生物量显著增加（P<0.05）,而繁殖枝则呈现相反的趋势。本研究实证了草地退化和人工恢复改变植物群落繁殖分配对策的科学假设,为高寒草地植被恢复重建技术的发展和更新提供理论支撑。     

三江源区高寒草甸退化草地植被恢复试验研究

寻求促进高寒草甸退化草地植被恢复的有效途径和方法。在高寒草甸退化严重的青海省果洛州玛沁县,研究了应用绿色植物生长调节剂(GGR 8号)、抗寒保水剂和化肥(尿素)3种不同处理对三江源区高寒草甸轻度和中度退化草地植物群落的影响。这3种处理均能显著提高轻度和中度退化草地植物群落的生物量、高度和盖度(P<0.05);3个处理间生物量和植物高度无显著差异(P>0.05)。3种处理的地上生物量与对照相比,轻度和中度退化草地植物群落的生物量增幅分别达到15.0%~24.8%和10.0%~27.0%。绿色植物生长调节剂(GGR 8号)处理样地植物群落的盖度要低于其他两种处理,在中度退化草地上,这种差异达到显著水平(P<0.05)。GGR 8号、抗寒保水剂和尿素均能促进退化草地的恢复,将其有机地结合起来,以便能更好地发挥各自的作用。     

基于TWINSPAN分类的三江源区称多县高寒草甸退化研究

采用双向指示种分析法(two-way indicator species analysis,TWINSPAN),选择了植被盖度、优良牧草比例、毒杂草比例、地上生物量变化值、0～25cm土壤有机质含量变化值5项与草地退化最密切相关的植被与土壤指标,对2009年称多县高寒草甸样地调查数据和退化情况进行了分析.结果表明:称多县高寒草甸退化状况可以分为6个类,及未退化、轻度退化、中度退化、重度退化和极度退化5个退化等级.在调查的63个样地中未退化样地16个,约占25%;中度退化样地25个,重度退化样地13个,中度和重度退化样地占60%左右;轻度退化样地7个,约占11%;极度退化样地2个,约占3%.随着退化等级的加重,植被盖度和优良牧草比例逐渐减少,毒杂草比例逐渐增大;地上生物量在未退化时最高,然后减少,到中度退化阶段地上生物量上下浮动,到重度退化时地上生物量明显下降;土壤有机质含量在未退化时最高,在中度退化和重度退化阶段土壤有机质上下波动幅度较大,在重度退化以后土壤有机质含量明显降低.     

呼伦贝尔草甸草原不同退化程度植物群落结构特征变化分析

以呼伦贝尔草甸草原羊草+杂类草群落与贝加尔针茅+羊草群落为研究对象,对不同退化程度下的植物群落结构进行分析。结果表明,不同退化程度下草地地上现存量、群落盖度、群落高度等数量特征等均随着退化程度的加大而加大;不同退化程度下草地群落密度差异不显著,与轻度退化草地相比,中度退化草地群落密度降低;羊草+杂类草群落退化程度比贝加尔针茅+羊草群落大。     

基于最小数据集-聚类分析的高寒草甸退化综合评价

【目的】综合植被-土壤属性,构建适用于评价高寒草甸退化的指标体系及分级标准,以期为高寒草甸生态恢复提供基础数据和理论支撑。【方法】以若尔盖花湖周边高寒草甸为对象,综合文献、标准和主成分分析法构建植被-土壤综合评价指标体系。利用熵权法、主成分分析法和综合指数法获取草甸质量指数,基于系统聚类和自然断点法划分的草甸质量等级及样地的植被-土壤属性,确定草甸退化程度。【结果】基于最小数据集的高寒草甸退化综合评价指标体系共有8个指标,包括植被盖度、地上生物量、可食性植物生物量、容重、有机质、速效钾、β-1,4-葡萄糖苷酶和脲酶。其中,土壤有机质、可食性植物生物量和β-1,4-葡萄糖苷酶综合权重分别为0.232、0.215和0.206,对草甸质量的影响大于其余指标。根据评价指标计算的草甸质量指数（MQI）为0.142～0.713,基于该指数可将草甸质量划分为4个等级,分别为未退化草甸（MQI≥0.36）、轻度退化草甸（0.28≤MQI<0.36）、中度退化草甸（0.20≤MQI<0.28）和重度退化草甸（MQI<0.20）,最后拟定高寒草甸退化综合评价指标体系及其分级标准。研究区高...     

围栏封育对退化草地群落功能群的影响

研究围栏封育后退化草地群落功能群的变化。在达日县典型的中度退化的嵩草草甸上建立试验样地,并进行了连续3年的观测。结果显示：随着封育年限的增加,群落盖度、多样性及生物量均在增加,其中禾本科功能群生物量增加最快,莎草科功能群次之,豆科功能群增加缓慢,而杂类草功能群生物量却逐年减少。     

青藏高原高寒草甸夏季植被特征及对模拟增温的短期响应

以青藏高原高寒草甸为研究对象,研究了草甸植被夏季生长动态特征;同时采用红外辐射器模拟增温的方法,探讨了草甸植被对增温的短期(1a)响应.结果表明:(1)高寒草甸夏季植被高度与地下生物量、总生物量相关性不显著,盖度与二者相关性极显著;高度对地上生物量影响较大(R=0.892,P＜0.01),盖度对地下生物量(R=0.883,P＜0.01)和总生物量(R=0.888,P＜0.01)影响较大.(2)高寒草甸夏季植被地上部分和地下部分表现出不同的生长模式,地上部分近似等速生长(幂指数为1.011),地下部分则表现为异速生长(幂指数为0.459),但整体呈现异速生长(幂指数为0.473).(3)高寒草甸夏季植被地上生物量(P＜0.05)在6月份较地下生物量(P＞0.05)对环境更为敏感,且一年之后地上-地下生物量均呈减小趋势,这与空气温度、土壤温度和土壤水分的显著减小密切相关.(4)红外辐射器在高寒草甸的增温度效果较好,空气、地表、土壤温度都随增温幅度增强而增加;短期增温对高寒植被有正效应(T0-T1),而温度持续升高则对植被产生负效应(T1-T2);各植被指标的方差分析都未达到显著水平,表明短期增温对该植被影响不显著.     

高寒草甸不同退化程度土壤微生物数量变化及影响因子

应用稀释平板法对青藏高原不同退化程度高寒草甸土壤0~30 cm土层的细菌、真菌和放线菌数量特征进行对比分析。结果表明,随着高寒嵩草草甸退化程度的加剧,地下生物量、生物量、优良牧草生物量、土壤有机质、全氮及全磷都显著降低(P<0.05),土壤微生物数量随之大幅度减少,尤其是真菌数量显著降低(P<0.05)。植被地下生物量、土壤有机质及全氮与土壤微生物数量显著正相关(P<0.05)。植被地下生物量、优良牧草生物量、有机质、全氮与真菌数量呈显著正相关(P<0.05);海拔和裸地面积与真菌数量呈显著负相关(P<0.05)。     

高寒草甸退化演替中嵩草种群数量特征及成分分析

对青海省互助县林川乡高寒嵩草草甸退化演替过程中嵩草种群数量特征和成分进行分析研究,结果表明：随着高寒嵩草退化程度的加剧,嵩草种群的高度、密度、盖度、生物量及重要值逐渐降低,嵩草种群的优势地位逐渐被取代;嵩草种群的粗蛋白、粗脂肪、粗纤维含量,随演替加剧而降低,干物质含量随演替加剧而增加。     

三江源区高寒草甸湿地植被退化与土壤有机碳损失

人为活动影响下陆地生态系统退化对于土壤碳库损失的影响规模是当前全球变化研究的热点.在青海省三江源区选择了8个高寒草甸典型样区,划分4种不同退化程度样地(原生植被、轻度退化、重度退化、极度退化),收割法采集地上部植物生物量,10 cm等深度采集表土土壤样品,分析了地上生物量、可食牧草生物量以及土壤有机碳含量变化.结果表明,随着退化程度的加剧,地上生物量和饲草生物量均表现强烈下降的趋势,但后者的下降幅度更大,在极度退化下损失达99%.研究区内高寒湿地土壤的表土有机碳含量出现极大的变异性,随退化程度的加剧而呈显著下降.与原生植被下相比,轻度退化、重度退化和极度退化下0～30cm土壤有机碳含量分别平均降低了25%、44%和52%.这种损失固然与地上部生物量下降有关,有机碳分层系数显示土壤侵蚀也是重要因素.估计退化下土壤有机碳平均下降36tC·hm~(-2),累积退化下表土有机碳损失可能在200TgC以上,保护高寒草甸生态系统,对于三江源区土壤的畜牧业可持续发展和我国陆地生态系统碳库具有极重要的意义.     

高寒矮嵩草群落退化演替系列氮、磷生态化学计量学特征

运用历史资料与实地调查相结合的方法,以多元数量统计为手段确定采样地点,以空间尺度代替时间尺度,确定演替系列,以生态化学计量学为基础探讨了高寒矮嵩草草甸退化演替系列氮(N)磷(P)含量及化学计量学特征,发现:1)高寒矮嵩草草甸土壤全量N、P含量随退化演替程度的加深而呈倒"V"字形变化趋势,速效N、P含量随退化程度的加深呈降低趋势,但土壤草甸全量及速效N/P化学计量学特征则呈现降低趋势;2)地上植物N/P化学计量学特征在整个退化演替过程没有明显的差异。说明高寒矮嵩草群落退化改变了土壤中全量及速效N、P的积累和分解速率,打破了土壤系统养分平衡模式,但并没有明显改变植物地上部分整体的N/P化学计量学特征,因此在退化演替过程中植物N/P比为草地退化诊断的惰性指标;土壤N/P化学计量学特征变化同草地退化演替过程具有较好的同步性,其对草地退化演替的敏感性较高,有可能成为未来草地退化诊断的生态指示指标。     

班玛县气温和降雨量对高寒草甸杂类草产草量的影响

选择典型的高寒草甸为研究对象,通过分析1995~2004年气温和降雨量变化,研究其对杂类草产草量的影响。结果表明,降雨量对可食杂草和不可食杂草的产草量影响较大,随着降雨量的升高,杂类草的产草量逐渐增加;而气温对杂类草的产草量影响不明显。