青藏高原退化高寒湿地植被群落结构和土壤养分变化特征

为了给青藏高原地区湿地恢复提供科学依据,在三江源黄河源区选取退化高寒河流湿地,采取空间代替时间的方法,选取不同湿地退化阶段,分析了高寒湿地退化过程中植物群落和土壤理化特征的变化,探究湿地退化的过程。结果表明:土壤呈碱性,土壤pH在各土层中变化趋势不明显,但在0～20 cm土层,退化严重的湿地土壤pH(8.5～9.0)显著高于未退化湿地的土壤pH(8.0)。随着退化程度的加剧,植被高度、盖度、生物量逐渐减少,群落结构趋向复杂;土壤盐分富集层逐渐下移,土壤含水量、全碳含量明显降低,碱解氮含量呈下降趋势,而全磷含量趋于升高,速效磷含量无显著变化。以上研究结果表明土壤含水量的变化是玛多河流湿地退化的首要原因,而退化主要影响群落的高度,随着退化程度的加剧,土壤含水量和全碳含量明显降低,土壤含水量的变化与植被群落结构的变化紧密相关。     

不同退化程度高寒草地植物群落与土壤性质变化及相关性分析

为探究退化高寒草地植物群落组成及土壤性质的变化规律,本研究选择铁卜加、河南县不同退化程度高寒草地为研究对象,对轻、中、重度退化高寒草地的植物群落结构组成和土壤理化性质进行了分析研究。结果表明：随退化程度加剧,植被群落优势种由莎草科为主逐渐转变为杂类草为主;植被高度、盖度、地上-地下生物量逐渐减小;Patrick指数、Shannon-Wiener指数、Simpson多样性指数与Pielou指数呈先增后减趋势;土壤含水量、全碳、有机碳、硝态氮含量明显减小且土壤pH值逐渐偏弱碱性,促使土壤养分含量不断流失,贫瘠化加剧;经相关系数矩阵图分析,退化草地群落植被生物量受土壤含水率和氮含量变化影响较为严重。总之,高寒草地退化接替过程中,杂类草逐渐占植物群落组成的主导地位,土壤含水率和氮含量变化是致使这2个地方草地退化的关键性因子。     

黄河源高寒湿地有机碳组分对不同退化程度的响应

本研究以黄河源区玛沁县大武滩不同退化高寒湿地为研究对象,分层采集冻融丘和丘间土层样品,分析土壤有机碳组分的变化及其与土壤因子的关系。结果表明：冻融丘和丘间各层轻组分有机碳、重组分有机碳、可溶性有机碳、微生物碳含量随着退化程度的加剧下降,且在未退化与轻度退化、重度退化样地冻融丘0~10 cm土层间差异显著（P<0.05）,冻融丘对退化比丘间敏感;土壤重组分有机碳含量占总有机碳含量的94.00%以上,是有机碳的最主要组成部分;随着退化程度的加剧,冻融丘和丘间土壤微生物碳占比显著减少（P<0.05）,对高寒湿地退化的响应敏感;土壤含水量与有机碳、轻组分有机碳、重组分有机碳、可溶性有机碳和微生物碳含量呈正相关关系。综上所述,高寒湿地退化导致有机碳组分减少,重组分有机碳含量和占比可作为反映土壤有机碳库变化的关键指标,微生物碳含量和占比可作为反映高寒湿地退化的关键指标,均可为高寒湿地生态系统碳库和恢复机理的研究提供数据支撑。     

不同退化高寒沼泽湿地土壤碳氮和贮量分布特征

为研究高寒沼泽湿地土壤碳氮贮量分布特征,探讨退化高寒沼泽湿地的恢复对策,本试验选择三江源区玛沁县大武滩不同退化高寒沼泽湿地为研究对象,分层采集湿地冻融丘和丘间土壤样品,分析土壤有机碳、总氮含量和贮量变化。结果表明：研究区0~30 cm是高寒湿地有机碳和总氮主要分布区,有机碳和总氮呈正相关关系。冻融丘和丘间的土壤含水量与土壤有机碳、总氮均呈极显著相关关系（P<0.01）。冻融丘和丘间的土壤含水量、有机碳、总氮、碳氮贮量均随着退化程度的加剧呈下降趋势,且冻融丘的下降速度较丘间快。有机碳、总氮、有机碳贮量和氮贮量与冻融丘的数量呈极显著负相关关系,与冻融丘的大小呈极显著正相关关系（P<0.01）。这些结果表明：高寒沼泽湿地土壤含水量、冻融丘的数量和大小对高寒湿地退化中土壤碳氮及贮量具有指示性,建议在高寒湿地修复中加强水分补充和冻融丘的保护。     

尕海湿地区沼泽草甸退化对土壤氮转化酶活性的影响

为探讨高寒湿地退化对土壤氮转化酶活性的影响,以青藏高原东缘尕海湿地未退化（ND）、轻度退化（LD）、中度退化（MD）和重度退化（HD）4种不同退化程度0~40 cm土层沼泽草甸为研究对象,研究不同退化与土层中土壤氮转化酶（蛋白酶、脲酶、硝酸还原酶和亚硝酸还原酶）活性的变化特征及其与土壤理化性质之间的关系。结果表明：1）随沼泽草甸退化程度加剧,土壤含水量、全氮、铵态氮和微生物生物量氮含量均显著降低,土壤温度与硝态氮含量却显著增加。2）随退化程度加剧,各土层土壤脲酶活性增加、蛋白酶活性降低,且仅在20~40 cm土层存在显著差异;硝酸还原酶活性增加、亚硝酸还原酶活性降低,在0~20 cm土层存在显著差异。3）各退化程度中,土壤脲酶、蛋白酶、亚硝酸还原酶活性均随土层深度的增加而显著下降,硝酸还原酶活性仅在HD显著下降。4）退化程度和土层对4种土壤氮转化酶活性均存在显著影响,且对土壤硝酸酶和亚硝酸还原酶活性存在显著交互作用。5）冗余分析表明土壤含水量对土壤氮转化酶活性变化的贡献率高达67.1%,其是驱动尕海沼泽草甸退化演替过程中土壤氮转化酶活性变化的主导因素。研究结果可为高寒湿地生态系统退化中的土壤酶活性变化规律提供理论依据。     

三江源地区不同退化程度高寒草原植被与土壤特征分析

【目的】探究三江源不同退化程度高寒草原土壤理化性质与植被之间的关系。【方法】以青海省玛多县不同退化程度高寒草原为研究对象,测定不同退化程度植被群落特征及各土层(0~10、10~ 20、20~30 cm 土层)土壤理化性质(土壤全氮、速效氮、全磷、速效磷、全钾、速效钾、有机质含量、pH 值以及容重),分析影响高寒草地植被群落退化的关键土壤环境因素。【结果】1)随着高寒草原退化的加剧,土壤有机质、全氮、全钾、速效氮、速效磷、速效钾含量均显著降低,土壤容重显著增大;2)草地多样性指数、丰富度、地上生物量逐渐降低;3)草地多样性指数、丰富度、地上生物量与土壤全氮、全钾、速效氮、速效磷、有机质含量呈正相关;4)土壤速效氮与速效磷是影响退化高寒草原植被特征变化的主要因素。【结论】不同退化程度土壤中的速效养分含量较低,成为阻碍牧草生长的限制因子,其中主要受到磷的限制,氮次之。     

土壤微生物群落多样性对高寒草甸退化程度的响应

本研究以祁连山东缘天祝藏族自治县4种不同退化程度的高寒草甸为研究对象，采用Biolog技术探讨土壤微生物群落多样性在不同退化程度高寒草甸下变化特征。结果表明：随土层加深土壤微生物利用碳源能力呈递减趋势；在高寒草甸退化过程中植物覆盖度、地上植物总生物量、土壤pH值、土壤含水量、土壤有机碳含量、土壤全氮含量、土壤全磷含量随退化程度加深呈下降趋势；高寒草甸退化显著影响土壤微生物对31种碳源的利用程度。在环境因子中对碳源代谢多样性影响最大的是碳氮比、全磷含量、全氮含量，在不同退化程度高寒草甸中土壤有机质含量、电导率、pH是土壤微生物利用碳源能力的限制因子，土壤环境因子是影响土壤微生物的重要因素。     

藏北退化草地群落生物量与土壤养分的关系

草地退化会呈现出地上群落与土壤的同步退化,相对于地上植被的退化,土壤退化呈现一定的滞后性,为分析藏北高寒草地退化过程中的群落地上生物量与土壤养分关系,选取那曲地区不同退化程度高寒草地,对土壤养分和地上生物量进行研究。结果表明,随着退化程度的加剧,藏北地区退化草地群落地上生物量和土壤养分(除全钾外)总体上表现为降低趋势,而且步调基本一致。土壤全氮、全钾含量与土壤有机质呈显著正相关(P0.05),土壤pH与有机质含量呈显著负相关(P0.05)。草地地上生物量与土壤有机质含量呈显著正相关(P0.05),与全氮、全磷、全钾含量的相关性不显著(P0.05)。     

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。     

三江源高寒草甸水源涵养功能及土壤理化性质对退化程度的响应

土壤持水能力和土壤理化性质是衡量水源涵养功能的重要指标,掌握其变化特征对高寒草甸的生态保护和修复具有重要意义。本研究选择三江源区的果洛藏族自治州玛沁县作为实验区,通过野外调查和室内实验相结合的方法,分析了不同退化程度对高寒草甸土壤持水能力、理化性质影响及两者的相关性。研究结果表明：1）高寒草甸0～10 cm土层内随退化程度的加剧饱和持水量、毛管持水量、田间持水量呈下降趋势,退化程度对表层0～5 cm土壤的持水能力的影响最为显著,与原生植被相比,重度退化样地0～5 cm土层的饱和持水量、毛管持水量和田间持水量分别显著降低51.99%、56.28%、59.93%(P<0.05)。2）随退化程度的加剧,高寒草甸0～5 cm土壤全氮、全磷、全碳逐渐下降,全钾无显著变化,与原生植被相比,重度退化样地0～5 cm土层的全碳、全氮、全磷分别显著降低41.95%、65.88%、21.82%(P<0.05);在0～10 cm的土层内土壤有机碳、总孔隙度呈下降趋势,土壤pH、容重呈显著增加的趋势。3）通过冗余分析得出,饱和持水量、毛管持水量、田间持水量与土壤全氮、毛管孔隙度呈显著相关关系（P&...     

高寒湿地旱化过程及其对CO2交换的影响

为研究青藏高原高寒湿地旱化对碳通量的影响,探讨高寒湿地旱化碳通量变化规律,本研究于7-8月生长高峰期以高寒湿地、沼泽化草甸和高寒草甸为研究对象,利用TARGAS-1静态箱法,比较高寒湿地不同退化阶段碳交换的动态差异。结果表明：与高寒湿地相比,沼泽化草甸与高寒草甸植被群落光合速率、生态系统呼吸速率、净生态系统碳交换显著提高（P<0.05）;不同退化阶段土壤温湿度及植被群落生物量存在显著差异（P<0.05）,土壤电导率差异不显著;相比于土壤湿度和土壤电导率,土壤温度对CO₂交换的影响更大,其与净生态系统碳交换呈显著负相关（P<0.05）,高寒草甸的碳交换对土壤温度的敏感性要大于高寒湿地和沼泽化草甸的碳交换对土壤温度的敏感性;在植物生长高峰期,高寒湿地旱化过程土壤温度显著上升,土壤湿度和植物群落生物量显著下降,导致其碳汇功能呈下降趋势。     

青藏高原高寒湿地不同季节土壤理化性质对放牧模式的响应

本文分析了青藏高原东缘高寒湿地在全年放牧、冬季放牧和全年禁牧3种放牧模式下土壤理化性质的变化,探讨其在不同土层深度的变化及季节性动态。结果如下:1)沿着全年禁牧—冬季放牧—全年放牧3种放牧模式,土壤表层(0~15 cm)及下层(15~30 cm)的土壤含水量和有机碳含量显著减小。2)土壤含水量、有机碳、全氮、全磷和速效氮含量均随土层深度的增加而降低,而速效磷表现为无规律。3)3种放牧模式下表层土壤有机碳含量均为:9月>5月>7月;全氮和全磷含量一般都在9月份较高,而速效氮和速效磷含量9月份最低,每种放牧模式下它们之间的具体差异也不完全相同。4)除5月份,两个土层土壤全氮含量均与有机碳含量呈极显著正相关。综上,全年放牧模式加快了土壤中C、N、P的周转,使土壤养分输出量增加,进而导致土壤肥力下降,草地退化。     

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。     

高寒草甸土壤团聚体碳氮磷对退化的响应及其影响因素

植物和土壤微生物是土壤团聚体黏合物和养分的重要来源,因此土壤团聚体组成及其养分库的变化可指示生态系统退化过程。本文在长江源区根据植被群落特征选取未退化、中度和严重退化高寒草甸,研究其土壤中大团聚体(>250μm)、微团聚体(55～250μm)和游离态粉粒黏粒(<55μm)含量、不同粒级团聚体碳氮磷含量及储量随草地退化的变化特征,并分析了植物和微生物活动与这些变化特征的关系。结果表明：未退化和中度退化高寒草甸土壤以微团聚体为主。退化使高寒草甸大团聚体和微团聚体碳氮含量及储量显著下降,但磷含量及储量未发生显著变化。游离态粉粒黏粒氮磷储量在严重退化高寒草甸显著增加。各团聚体碳氮含量与地上生物量和微生物量碳正相关,磷含量与微生物量碳负相关。本研究表明植物及受其影响的土壤微生物变化是造成高寒草甸退化后不同团聚体碳氮磷库变化的主要原因。