川西北高寒草原退化沙化成因分析——以红原县为例

川西北高寒草原是全国5大牧区之一,同时作为长江黄河两大水系的发源地,也具有着十分重要的生态作用。但草原退化沙化现象严重,以川西北的红原县为例,采用3S技术结合实地调查和室内分析的方法,研究了在高寒湿润条件下草原的退化、沙化的主要成因。结果表明:草原的退化、沙化是自然成因和人为成因共同作用的结果。自然成因包括地形地貌和水文母质因素、气候因素;人为成因包括过渡放牧,滥垦乱挖和疏干沼泽等因素。其中,自然成因是造成研究区沙化的基础性因素,人为不合理的经济活动,在一定程度上引发和大大加速了草原的沙化;而人为因素是造成由沼泽草甸-草原草甸-草原草地-退化草地退化的主要成因,其中以过度放牧最为普遍和严重。     

三江源高寒草甸典型坡面草地退化特征综合分析

以三江源地区高寒草甸退化坡面为研究对象,揭示坡面草甸退化梯度所处不同位置下土壤侵蚀和土壤理化性质的变化规律,对明晰坡面草地因人为载畜破坏发生退化后,自然侵蚀作用对土壤理化性质的变化具有重要意义.结果表明:高寒草甸土壤有机质和全氮在坡面上与137 Cs比活度呈现基本一致的分布规律,表现为轻度退化与中度退化差异较小,中度退化显著高于重度退化,极度退化高于重度退化的分布特征(P＜0.05);随退化程度加剧,土壤有机质和全氮呈现下降的基本规律,并且高寒草甸坡面土壤有机质和全氮在不同草地退化程度下具有不同的坡面运移特征;高寒草甸坡面土壤有机质、全氮含量因退化梯度表现出显著差异(P＜0.05),高寒草甸退化坡面土壤侵蚀模数随退化梯度增加而递增,相应的土壤田间持水量表现为随退化梯度增加而降低.     

三江源区高寒草甸退化对土壤呼吸的影响

为了探讨退化对高寒草甸土壤呼吸的影响及不同退化程度高寒草甸土壤呼吸基本特征,在具有典型高寒草甸退化特征的样地采用动态密闭气室分析法测定了不同退化程度高寒草甸土壤呼吸速率。结果表明:不同退化程度高寒草甸间土壤CO2释放速率差异极显著(P0.01),变化范围为4.42~7.67 g/(m2·d)。说明随着高寒草甸退化程度的加剧,土壤CO2释放速率呈下降趋势。不同退化程度高寒草甸土壤CO2释放速率呈明显的日变化特征,土壤CO2释放速率在14:00最高,在凌晨4:00最低,土壤CO2释放速率白天大于夜晚。不同退化程度下土壤CO2释放速率在一天中各时刻均表现为未退化轻度退化中度退化重度退化极度退化,土壤CO2释放速率日动态与5 cm土壤温度的日动态趋势一致;土壤温度和土壤湿度是影响高寒草甸土壤呼吸速率的重要因子,土壤呼吸双因素关系模型中b值变化范围为0.112~0.168,c值变化范围为1.166~3.119,拟合模型R2值变化为0.832~0.907,且呈极度退化重度退化中度退化轻度退化未退化的变化趋势,不同退化程度高寒草甸Q10值变化范围为2.775~3.424。     

青藏高原高寒草原碳增贮潜力的初步研究

青海省西部地区的高寒草原分为高寒草甸草原、高寒草原化草甸和高寒草原3种类型;按照草地利用现状,分为原生草地、退化草地和人工草地3种土地利用格局。以原生草地为参照,通过比较不同草地类型和土地利用格局草地碳贮现状,探索其碳的增贮潜力。结果表明:原生高寒草原、退化高寒草原、高寒草原化草甸、退化草原化草甸、高寒草甸草原、退化草甸草原和人工草地的土壤-植物系统中总有机碳贮量分别为45.07±0.68,30.41±0.5,84.21±0.61,66.11±0.62,98.85±0.11,80.02±0.22,43.77±0.16tC·hm^-2,其中原生高寒草原与高寒草原化草甸、高寒草甸草原、退化高寒草原有机碳储量差异显著。对退化草地进行人工恢复,具有显著的碳增贮潜力,高寒草甸草原、高寒草原化草甸、高寒草原和人工草地的理论碳增贮潜力分别为18.82±0.51,18.15±0.15,14.65±0.78,1.29±0.21tC·hm^-2。气候变化导致的青藏高原干暖化,对高寒草原有机碳贮量的影响主要体现在由高寒草甸草原和高寒草原化草甸向高寒草原的演替上。     

三江源区高寒草甸退化对土壤养分和土壤酶活性影响的研究

研究了三江源区高寒草甸退化对土壤养分和土壤酶活性造成的影响,结果表明:在极端环境下高寒草甸退化对土壤有机质和全氮含量的影响一致,随着退化程度的加重出现先升高而后降低的现象,重度退化阶段土壤表层含量降低,中下层土壤含量升高;全磷的含量先随着退化加剧降低,在重度退化阶段升高;退化导致土壤全钾含量降低.速效养分含量的变化也不相同:速效氮的含量在轻度和中度退化阶段降低,在重度退化阶段升高;速效磷的含量呈升高趋势;速效钾的含量先升高后降低.草甸退化使土壤脲酶和蔗糖酶活性出现了显著变化(P<0.05),脲酶活性在不同土层间差异显著(P<0.05),蔗糖酶没有表现出土体层次性差异;相关分析表明,高寒草甸的土壤酶活性与营养成分含量之间相关不显著.     

三江源区土地利用方式对草地植物生物量及土壤特性的影响

以三江源区高寒草甸草原、退化高寒草甸草原、退化高寒草原和人工草地4种土地利用方式为研究对象,研究了不同土地利用方式的地上、地下生物量,土壤容重和土壤主要养分有机碳、全氮、全磷、有效氮和有效磷含量,结果表明总生物量的排序为高寒草甸草原 >退化高寒草原 >退化高寒草甸草原 >人工草地,退化草地和人工草地的生物量明显降低,尤其是地下生物量,退化高寒草甸草原、退化高寒草原和人工草地的地下生物量分别为高寒草甸草原的31.9%,54.8%和13.9%,总生物量分别仅为高寒草甸草原的32.8%,49.4%和29.5%。人工草地的表层土壤容重显著降低,而退化对土壤容重没有明显影响,3种天然土地利用方式土壤容重在土壤剖面的变异也不明显。4种类型草地土壤碳氮磷养分含量均处于很低的水平,退化主要造成表层土壤碳氮的严重损失,平均分别损失了53.0%和52.4%,4种利用方式土壤有效氮和有效磷含量极低,而退化对土壤的全磷和有效磷影响不大。     

退化程度对玛沁高寒草甸植物群落及土壤持水能力的影响

为探讨退化程度对三江源高寒草甸植物群落演替及水源涵养能力的影响,本研究选取青藏高原三江源玛沁不同退化程度高寒草甸样地,通过野外监测及室内试验相结合的方法,分析不同退化程度对三江源高寒草甸植物群落盖度、高度、物种数、生物量及土壤容重、饱和导水率和持水能力的影响.结果表明:1)高寒草甸不断退化过程中,玛沁高寒草甸植物平均高...     

禁牧封育对退化草地的改良效果

在实施天然草原退牧还草示范工程的青海省玉树县上拉秀乡进行了3年禁牧封育退化草地的观测,研究了禁牧封育对高寒草甸和高寒沼泽化草甸退化草地的改良作用。试验结果表明,禁牧封育对恢复高寒草甸和高寒沼泽化草甸退化草地植被有明显的效果。禁牧封育后草地中植物的盖度,高度和产草量明显提高;牧草种类发生显著变化,莎草科、禾本科牧草的种类和产量增加,杂类草的种类和产量明显下降。     

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。     

封育后补播“高寒1号”生态草对玛曲退化高寒草甸生产力的影响

为了研究退牧还草项目中围栏封育和种子补播对退化高寒草甸（亚高山草甸和沼泽化草甸）的改良效果,选取“高寒1号”生态组合草种,在青藏高原东部的退化高寒草甸进行了封育和补播试验。对封育和补播后3年的草甸植被高度、盖度和地上生产力进行研究。与对照相比,封育3年的退化亚高山草甸和退化沼泽化草甸的平均植被高度提高49.57%和53.38%,盖度提高24.73%和25.25%,地上生产力提高16.40%和22.17%,物种数没有显著变化。封育后补播“高寒1号”生态组合草种,比封育具有更好的效果。在封育的基础上,补播进一步使两类退化草甸的植被高度分别提高17.64%和15.78%,盖度提高48.38%和50.50%,地上生产力提高3.24%和9.39%,且物种数有一定的增加。围栏封育和草种补播是改良退化高寒草甸的有效途径,封育后补播比只封育更能提高其改良效果。“高寒1号”生态组合草种在退化高寒草甸的补播改良中表现了良好的适应性和显著的效果。     

高寒草甸类草地不同退化状态人工恢复与自然恢复经济分析

根据草地植被群落发展规律,利用数学和统计学、投入产出法等方法,对高寒草甸类不同退化状态草地自然恢复和人工恢复进行了经济预测和效益比较。数据证明:在重度→中度恢复中,人工恢复较自然恢复效益高;在中度→轻度恢复中,自然恢复较人工恢复效益高。此结果为草地建设科学决策提供了可靠依据。     

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。     

川西北不同退化程度高山草甸和亚高山草甸的植被特征

摘要：以川西北高原处于不同退化程度的高山草甸与亚高山草甸草地为研究对象,采用时空替换法和样方法对其退化演替过程中的植被特征进行了比较研究,以揭示两者退化过程中植被特征变化的相似性与相异性。结果表明,放牧干扰下的高山草甸草地物种丰富度变化,无明显退化-轻度退化-中度退化-重度退化呈高-低-高趋势,与亚高山草甸（低-高-低）相反,高山草甸退化演替上草地丰富度值变化范围为9.56～15.00种/m2（轻度退化最低约10种/m2）,亚高山草甸为11.80～25.08种/m2（轻度退化最高约25种/m2）。亚高山草甸物种多样性指数（Shannon Wiener Index）与均匀度指数（Pielou Index）的变化均显著高于高山草甸。盖度和高度在高山草甸和亚高山草甸上均随放牧强度的增大而下降,但亚高山草甸重度退化草地盖度（88.50%）则增高。高山草甸有毒有害植物地上现存量占群落地上现存量的比例变化呈上升趋势,但未达极显著（P＞0.01）水平;亚高山草甸无明显退化比例较小,仅为0.37%,与轻度退化(16.86%)、中度退化(14.80%)、重度退化(8.33%)差异显著。     

高寒草地不同利用方式对植被生物量和土壤氮矿化的影响

研究了天然草地、恢复草地和人工燕麦3种不同草地利用方式植被生物量与土壤氮矿化的变化。结果表明：3种土地利用方式,地上生物量大小依次为恢复草地〉燕麦〉天然草地,分别为424.02,381.72和307.26g/m^2,地下生物量主要集中在0-10cm土层,为天然草地〉恢复草地〉燕麦,总生物量地下地上比的大小也是天然草地〉恢复草地〉燕麦;植物种类及扰动大小是3种草地利用方式生物量差异的主要原因。随草地利用方式变化,植被构成、生物量发生变化,土壤氮素矿化作用也随之改变。3种草地利用方式,土壤净氮矿化速率大小为恢复草地〉天然草地〉燕麦。土壤氮矿化以硝化作用为主,硝态氮是形成生物量的有效氮素。天然草地的地下生物量最大,与其土壤净硝化速率最高有关,燕麦的土壤净氮矿化速率为负值,为植物生长提供的氮素较少,使其生物量最小。     

拉脊山亚高寒草甸退化程度对土壤养分影响的研究

对亚高寒草甸土壤因素的调查分析,结果表明:全氮和全钾含量随退化程度的加深而减小,依次是轻度退化、中度退化和极度退化。随着草地退化程度的加剧,地上、地下生物量以及土壤全氮、全钾的含量也随之下降。不同退化程度间土壤全磷含量变化不明显,各层次之间虽然有上升趋势,但变化较小。全磷在土壤剖面中分布较均匀,说明退化强度对高山草甸草原土土壤全磷的影响相对较小。高寒草甸生态系统的恶化,不仅使群落物种组成发生了巨大变化,而且导致物种多样性发生改变,这与过度放牧和环境因子的影响程度有着密切的关系。     

放牧对甘南草地常见植物的生长和繁殖的影响

本文研究了放牧对青藏高原高寒草甸植物群落中主要组分物种的影响。试验选用26种高寒草甸植物群落中常见的主要组分并分为两个功能群,研究这些物种在放牧压力下的生活史对策,分析了这些种的总生物量变化以及繁殖分配的差异。结果表明:放牧对植物群落中主要组分物种的生物量和繁殖分配有影响,这种影响在不同的功能群和物种之间有差异,对个别物种的影响变化和大多数物种的变化是相反的,但总体的变化趋势是个体总生物量减小,繁殖分配增加。     

青藏高原高寒湿地退化过程中土壤微生物群落功能多样性特征

为给高寒湿地的退化监测和恢复治理提供科学理论依据，本试验在三江源黄河源区选取退化高寒湿地，采用空间代替时间的方法，选取不同退化阶段并利用常规实验室分析法和Biolog-Eco微平板法研究其土壤微生物群落结构及功能的变化特征。结果表明，高寒湿地、沼泽化草甸和退化草甸样地微生物群系相似性更高。不同退化程度的土壤微生物活性从高到低排序依次为：沼泽化草甸 > 退化草甸 > 湿地 > 重度退化草甸 > 退化草原。整个退化过程土壤微生物对酯类碳源代谢能力均为最强，在退化早期土壤微生物对酸类碳源的利用率较低。土壤微生物平均颜色变化率（Average well color development，AWCD）主要受到土壤全氮含量、土壤有机碳含量、全氮/全磷、植物盖度、土壤含水量和地下生物量的影响。     

拉脊山亚高寒草甸退化程度对土壤养分影响的研究

对亚高寒草甸土壤因素的调查分析，结果表明：全氮和全钾含量随退化程度的加深而减小。依次是轻度退化、中度退化和极度退化。随着草地退化程度的加剧，地上、地下生物量以及土壤全氮、全钾的含量也随之下降。不同退化程度间土壤全磷含量变化不明显，各层次之间虽然有上升趋势，但变化较小。全磷在土壤剖面中分布较均匀，说明退化强度对高山草甸草原土土壤全磷的影响相对较小。高寒草甸生态系统的恶化，不仅使群落物种组成发生了巨大变化，而且导致物种多样性发生改变，这与过度放牧和环境因子的影响程度有着密切的关系。     

青海省都兰县天然草地资源生产力评价

青海省都兰县天然草地面积212.65万hm2,有荒漠草原类、山地草原类、高寒草原类、草原化荒漠类、干荒漠类、山地荒漠类、高寒草甸类、山地草甸类、沼泽类、高寒沼泽类、灌丛草甸类、疏林类草地12类。各类草地在全县的分布、面积和生产力各不相同:高寒草原类面积最大,为75.25万hm2,而山地草甸类面积最小,仅为273hm2;高寒沼泽类年生物量最高,平均产可食鲜草10791kg/hm2,高寒草原类年生物量最低,平均产可食鲜草1945kg/hm2。全县可利用草地155.42万hm2,可载畜140.94万个羊单位。