四种典型类型高寒草甸植被生物量变化

采用样方法分析了高山嵩草(Kobresia pygmaea)草甸、藏嵩草(Kobresia tibetica)草甸、线叶嵩草(Ko-bresia capillifolia)草甸和高山嵩草—异针茅(Stipa aliena)草甸形态指标和生物量的变化,结果表明:藏嵩草草甸的株高为最大值(14.33cm),高山嵩草—异针茅...     

对青海湖北岸部分地区嵩草的调查研究

通过对青海湖北岸海拔3000－3500m部分地区不同类型嵩草属植物的调查分析表明：在沼泽草甸上西藏嵩草（Kobresia tibetica）、矮生嵩草（K.humilis）及其它莎草生长良好，但由于沼泽草甸潮湿，绵羊对这些牧草利用差，牛、马利用较好；山地干草原草场不适宜嵩草属植物生长，仅分散着少量大花嵩草（K.macrantha），经济价值不大；在大片的撂荒地中几乎完全没有嵩草属牧草；在山地草原化草甸草场上，以矮生嵩草、短轴嵩草（K.prattii）、线叶嵩草（K.capillifolia）及禾本科牧草为优势种，豆科牧草相应增加、杂类草相应减少，为最佳放牧场，各类牲畜均能很好地采食；在高寒草甸草场上，高山嵩草（K.pygmaea）为绝对的优势种，因植株矮小，牛、马利用差，绵、山羊则能很好地利用。盲目开垦、过度放牧和不合时令的放牧是造成草场退化的主要原因。     

典型高寒植物有性繁殖对长期增温的响应

近年来,全球气候变化影响植物群落已经成为研究热点,植物有性繁殖对环境条件微小变化的响应十分敏感。为探究高寒植物采取何种生长繁殖策略以适应全球气候变暖,从而预测高寒植被群落变化趋势,本研究利用开顶式生长室（Open-Top Chambers,OTCs）装置模拟增温,探究增温对高寒植物中常见的矮生嵩草（Kobresia humilis）、青藏苔草（Carex moorcroftii）,和垂穗披碱草（Elymus nutans）有性繁殖特征的影响。结果表明：1）增温下矮嵩草繁殖枝数量、有性繁殖效力极显著降低（P<0.01）,青藏苔草小穗长度显著增加（P<0.05）,垂穗披碱草小穗长度在增温下极显著增加（P<0.01）;2）增温导致矮嵩草和垂穗披碱草种子生产能力显著降低（P<0.05）,青藏苔草种子产量变化不明显（P<0.05）;3）3种植物发芽势在增温下呈现显著降低的趋势（P<0.05）,但发芽率无显著变化（P<0.05）;4）经热图（heatmap）分析,高寒植物有性繁殖对增温响应不一致,且增温严重抑制矮嵩草有性繁殖。综上,在气候变暖下,不同植物可能表现出不同的适应策略,矮嵩草有性繁殖受到增温的抑制,且最为敏感。     

模拟增温效应对矮嵩草草甸莎草科植物无性繁殖的影响

本项研究采用国际冻原计划(ITEX)模拟增温对植物影响的研究方法,将温棚按从小到大的顺序依次设为A、B、C、D、E 5个温度梯度,主要从矮嵩草(Kobresia humilis)、黑褐苔草(Curex alrofuscu)(莎草科)无性繁殖方面探讨了它们对模拟增温的响应。研究结果表明:从对照至A温室随着温室的减小温度(地表温度和地温)逐渐升高,三年的平均温度在A温室中最大(11.9℃,11.7℃),在对照中最小(9.4℃,9.9℃);A温室平均温度(地表温度和地温)与对照相比平均升高了2004年(2.6℃,2.2℃)、2005年(2.2℃,2.1℃)、2006年(2.1℃,2.0℃)。莎草科植物(矮嵩草和黑褐苔草)对增温反应的总体变化趋势有所区别,矮嵩草的分蘖数和叶片数在E温室达到最大值,而生物量在C温室达到最大值;黑褐苔草的分蘖数在D温室达到最大值,生物量在A温室达到最大值。     

放牧强度对高寒草甸优势植物叶片解剖结构的影响

为探明优势植物叶片解剖结构对放牧的响应机制，本研究以青藏高原高寒草甸为研究对象，依托6年的长期放牧平台，分析了不放牧、轻度放牧、中度放牧和重度放牧4种放牧处理对优势植物矮生嵩草(Kobresia humilis)和紫花针茅(Stipa purpurea)叶解剖结构性状的影响。结果显示：放牧干扰造成紫花针茅叶长减小、叶保护组织厚度整体呈下降趋势；放牧强度的增加导致矮生嵩草叶长减小、叶厚变薄、最大导管直径减小，角质层厚和近轴面表皮细胞厚呈上升趋势。放牧会缩小优势植物最大导管直径在不同运输路径长度间的差异。因此，放牧促使高寒草甸优势植物的叶形态结构产生适应性变化以适应放牧干扰，反映了叶解剖结构具有高度的可塑性，并且矮生嵩草对放牧的敏感性较强。     

不同环境条件下几种高寒草甸植物的非克隆繁殖投入和生长

通过对高寒草甸生态系统金露梅灌丛、矮嵩草草甸、围栏矮嵩草草甸以及模拟地球增温效应下5种植物繁殖投入和生长特性的测定,结果表明,矮嵩草、麻花艽、苔草以及美丽风毛菊的叶长沿对照矮嵩草草甸、0TC、围栏以及金露梅灌丛呈现上升趋势,只是灌丛中苔草和麻花艽两种植物的叶长较围栏和OTC有所下降,而环境变化对植物的叶宽的影响较小。苔草在金露梅灌丛中的繁殖投入最大,其次是矮嵩草草甸和围栏,OTC中苔草的繁殖投入几乎为零。围栏与矮嵩草草甸内苔草的繁殖投入差异不显著,而两者中植物的繁殖投入与金露梅灌丛相比,差异性显著(P<0.05)。矮火绒草在矮嵩草草甸中的繁殖投入最大,其次是0Tc和围栏,灌丛中矮火绒草的繁殖投入最小。OTC与矮嵩草草甸内矮火绒草的繁殖投入差异不显著,而OTC与围栏中矮火绒草的繁殖投入差异性显著(P<0.05)。由此我们可以得出一个结论:繁殖投入随环境梯度的变化,反映了植物繁殖对策和繁殖投入在整个生活史特征中的可塑性。     

嵩草草甸退化和恢复过程中主要牧草演替和地表特征变化

以青藏高原高寒草甸禾草、矮嵩草和小嵩草的重要值及斑块变化为对象,研究其在嵩草草甸退化和恢复过程中的变化规律。结果表明,退化中的嵩草草甸小嵩草重要值显著高于矮嵩草和禾草,样带调查显示在小嵩草样带矮嵩草盖度急剧降低,黑斑盖度增加近一倍,小嵩草斑块分布普遍;重牧小嵩草草甸小嵩草成为优势种,重要值显著高于矮嵩草和禾草(P＜0.05),黑斑面积增大,塌陷增多,矮嵩草斑块出现几率小;恢复中的小嵩草草甸禾草重要值增大,矮嵩草恢复慢,恢复斑块上禾草成为优势种,小嵩草斑块接近消失,黑斑和秃斑面积急剧缩小,植被盖度增加;恢复较好的草甸禾草成为样地的优势种,矮嵩草和小嵩草的重要值低(零星斑块分布),没有黑斑和秃斑出现。高寒草甸退化引起优势植物更替,地表黑斑和秃斑严重,封育和减牧措施能够有效恢复退化的草甸。     

模拟增温对矮嵩草草甸莎草科功能群植物的影响

本论文以青藏高原矮嵩草草甸植物群落为主要研究对象,采用国际冻原计划(ITEX)模拟增温对植物影响的研究方法设置模拟增温样地,探讨了模拟增温对高寒矮嵩草草甸莎草科功能群植物的影响,结果表明,莎草科功能群植物的生物量随温度的逐渐升高先增大后减小;盖度在试验第一、二年均随温度的升高先增加后减小,在试验第三年盖度随温度的升高逐渐减小;植物高度随温度的升高逐渐增大;重要值在试验第一、二年随温度的升高先增大后减小,在试验第三年随温度的升高而逐渐增大。     

不同退化程度"黑土滩"矮嵩草无性系的生长特性

矮嵩草 (Ｋｏｂｒｅｓｉａｈｕｍｉｌｉｓ)是高寒草甸优势种密丛型植物 ,它所具有的生物学特性[1] 表明其根系发达 ,能形成致密的草甸草皮 ,有极强的高寒生态适应性 ,但是在较重的放牧压力下这类植物内部结构组成发生变化 ,加上鼠类破坏 ,水蚀、风蚀加剧 ,矮嵩草植物大量死亡 ,草地出现土斑块 ,逐渐变大成片 ,最后形成“黑土滩”[2 ] 。“黑土滩”的出现严重威胁着青藏高原的生态安全 ,也越来越威胁着该地区人类的生存。矮嵩草的生长失去生机与“黑土滩”的形成密不可分。关于矮嵩草生长发育方向的研究国内已有一些报道[3、4、5] 。本文重点…     

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。     

温度、冷层积和化学试剂处理对3种莎草科植物种子萌发的影响

为明晰莎草科植物种子萌发特性,提高莎草科牧草种子的萌发率。本文以3种莎草科种子为研究对象,采用8种温度条件、3种化学试剂和冷层积处理法,结合扫描电子显微镜技术研究莎草科种子对各种处理的萌发响应过程。结果表明：变温下种子的萌发率显著高于恒温下的萌发率,华扁穗草(Blysmus sinocompressus)和帕米尔薹草(Carex pamirensis)种子最适萌发温度分别为15℃/25℃和15℃/30℃;华扁穗草为萌发喜光性种子、帕米尔薹草为萌发光不敏感性种子;冷层积处理和化学试剂+冷层积综合处理能显著提高华扁穗草种子的萌发率,并显著降低萌发时滞;化学试剂+冷层积综合处理能使帕米尔薹草种子的萌发率达到70%以上;青藏薹草(Carex moorcroftii)种子在化学试剂+冷层积下萌发率最高达到10%;一定浓度的硫酸(H₂SO₄)、氢氧化钠(NaOH)、次氯酸钠(NaHClO)溶液均能破坏种皮,更易于水分和氧气进入种子,从而促进种子萌发。     

短期增温对川西北高寒草甸植物群落结构和叶片性状的影响

为探究高寒草甸群落和常见植物对气候变暖的响应,本研究以川西北高寒草甸植物群落及垂穗披碱草(Elymus nutans Griseb.)、四川嵩草(Kobresia setschwanensis Hand.-Mazz.)、无脉薹草(Carex enervis C. A. Mey.)、蒲公英(Taraxacum mongolicum Hand.-Mazz.)、蓝玉簪龙胆(Gentiana veitchiorum Hemsl.)、小花草玉梅(Anemone rivularis Buch.-Ham. var. flore-minore Maxim.)和鹅绒委陵菜(Potentilla anserina L.)7个常见物种为研究对象,研究短期增温对高寒草甸群落结构和常见植物的叶片性状的影响。结果表明：增温降低了植被群落丰富度指数(P<0.05),但未显著改变其群落高度、盖度、多样性指数和均匀度指数。增温显著增加了禾本科植物的盖度和重要值。增温后植物的叶宽、叶长、叶周长和比叶面积总体呈增加趋势,叶磷含量呈降低趋势,叶氮含量和氮磷比对增温的响应则因物种而异,表明高寒草甸植物对短期增温表现出了不同的适应策略。     

长江源区草地覆盖变化对土壤团聚体分布及稳定性的影响

为了明确长江源区草地覆盖变化对土壤结构的影响,本研究以高寒草甸和沼泽草甸2种草地为研究对象,分析了不同植被覆盖度下土壤团聚体分布和稳定性特征。结果显示：高寒草甸土壤团聚体主要分布在2~0.25 mm和0.25~0.053 mm粒径范围内,沼泽草甸土壤团聚体在不同粒径范围内分布相对均匀;高寒草甸土壤大于0.25 mm团聚体含量（WR_0.25）表现为高覆盖度草地高于中覆盖度草地,随土层加深,低覆盖度草地WR_0.25显著高于高覆盖度草地和中覆盖度草地,除表层0~10 cm土壤外,高覆盖度沼泽草甸土壤WR_0.25显著高于中覆盖度和低覆盖度土壤;不同植被覆盖度下高寒草甸表层0~10 cm土壤团聚体平均重量直径（Mean weight diameter,MWD）和几何平均直径（Geometric mean diameter,GMD）无显著差异,在10~20 cm和20~40 cm土层差异显著,表现为低覆盖度 > 高覆盖度 > 中覆盖度,沼泽草甸土壤团聚体MWD和GMD则随草地植被覆盖度降低和土层加深而逐渐减小;中覆盖度草地土壤团聚体破坏率（Aggregate destruction rate,PAD）最大,其稳定性最差;高覆盖度草地土壤团聚体稳定性最好;在不同土层深度上,高寒草甸土壤团聚体稳定性无显著差异,沼泽草甸土壤随土层加深团聚体稳定性变差。本研究结果表明WR_0.25和PAD能够更好地评价土壤团聚体稳定性,而沼泽草甸土壤团聚体对植被覆盖变化的响应更为敏感。本研究结果有利于加强植被覆盖变化背景下对长江源区土壤保护机制的认识。     

三江源区高寒草甸植物种群生态位对返青期休牧时间的响应

为研究返青期休牧对高寒草甸物种生态位的影响,在果洛州玛沁县高寒草甸设置5个休牧时间,即0 d(放牧),20 d, 30 d, 40 d和50 d,连续两年监测并计算各处理下主要物种重要值。同时,将休牧时间作为环境梯度,研究返青期休牧对植物物种生态位宽度和重叠度的影响。结果表明：与放牧相比,重要值增加最显著的是乳白香青(Anaphalis lactea)和垂穗披碱草(Elymus nutans),分别增加了455.6%,106.3%;高山嵩草(Kobresia pygmaea)(0.997)、细叶亚菊(Ajania tenuifolia)(0.995)、双柱头藨草(Scirpus distigmaticus)(0.993)的生态位宽度最高;高山嵩草和肉果草(Lancea tibetica)(0.997)、高山嵩草和草地早熟禾(Poa pratensis)(0.996)、双柱头藨草和高山嵩草(0.996)、垂穗披碱草和草地早熟禾(0.995)的生态位重叠度最高。休牧40 d促进莎草科和禾本科植物的生长,抑制毒害草的生长发育。因此,高寒草甸的物种重要值越高,其物种生态位宽度往往也越大。     

青藏高原高寒草甸种子萌发行为沿海拔梯度的分异特征

为探究海拔梯度上高寒草甸植物种子萌发行为的分异特征及温度对不同海拔种群萌发行为的影响，本研究选取青藏高原东缘高寒草甸为研究区，选用31种常见植物种，沿海拔梯度共采集79个种群的种子，设置昼夜温度15℃/5℃和25℃/10℃开展萌发试验，探讨高寒草甸植物种子萌发行为与海拔的关系。研究结果表明：温度对种子萌发行为影响显著，25℃/10℃比15℃/5℃处理下的半数萌发时间（The time to achieve 50% germination，T₅₀）缩短7.20 d，萌发率（Germination percentage，GP）增加12.83%。萌发行为与海拔间的关系与萌发温度有关，15℃/5℃处理下，海拔对T₅₀的影响不显著，GP随海拔的升高显著增加；但在25℃/10℃处理下，T₅₀随海拔升高而显著延长，GP随海拔升高显著下降。温度升高时，部分高海拔种群中的种子倾向选择延迟萌发。延迟萌发对策能够促进有限的环境资源在时间和空间尺度上分化，有利于避免不可预测环境下大量同步萌发所面临的灭绝风险，对物种更新和续存起到重要作用。     

增温和氮添加对长江源区高寒沼泽草甸生态系统呼吸的影响

为探究高寒湿地生态系统对气候变化的响应,本研究对模拟增温（2.64℃）、氮添加（40 kg N·ha^-2·yr^-1）及其交互处理下的高寒沼泽草甸生态系统呼吸进行了2个生长季的监测。结果表明：增温显著提高了高寒沼泽草甸生态系统呼吸（约25%）,而氮添加对高寒沼泽草甸生态系统呼吸无显著影响;增温降低了高寒沼泽草甸生态系统呼吸对土壤温度变化的敏感性。在相对温暖的2015年生长季,增温和氮添加对生态系统呼吸起到协同促进作用。分析发现高寒沼泽草甸生态系统呼吸主要受表层土壤温度、植物生物量和土壤可溶性有机碳的影响;增温显著提高了植物地上和地下生物量,增强了自养呼吸,是增温提高生态系统呼吸的主要原因。本研究结果表明相比于大气氮沉降增加,高寒沼泽草甸生态系统呼吸对气候变暖的响应更加敏感。     

西藏纳木错高寒草原、高寒草甸和沼泽化草甸主要温室气体通量对比研究

青藏高原高寒草地占我国天然草地的40%,研究其温室气体源汇强度及驱动因子具有重要意义。采用静态箱-气相色谱法,在西藏纳木错地区开展高寒草原、高寒草甸和沼泽化草甸的生态系统呼吸、CH₄和N₂O通量观测,生长季内的观测表明：高寒草原和高寒草甸生态系统呼吸分别为（283.7±14.4） mg·m^-2·h^-1和（275.7±20.6） mg·m^-2·h^-1,低于有机质丰富的沼泽化草甸,为（591.6±53.2） mg·m^-2·h^-1。高寒草原和高寒草甸均是CH₄的汇,其生长季均值分别为（-84.9±7.6） μg·m^-2·h^-1和（-39.2±4.6） μg·m^-2·h^-1;而沼泽化草甸是CH₄的源其均值为（149.2±34.2） μg·m^-2·h^-1。高寒草原、高寒草甸和沼泽化草甸均为N₂O的源,生长季排放量分别为（7.3±2.8）,（3.0±1.1）和（2.2±4.3） μg·m^-2·h^-1。土壤水分总体控制着高寒草地CH₄通量的时空变化,在土壤水分含量约大于30%的沼泽化草甸表现为CH₄的排放源,而在土壤水分含量低于30%的高寒草原和草甸表现为CH₄的汇;生长季水分含量越高,对CH₄的吸收越弱。     

青藏高原高寒草甸退化演替的分区特征

2005-2012年,进行了青藏高原高寒草甸主要分布地区草地状况的调查,禾草-矮嵩草群落是青藏高原高寒嵩草草甸的典型地带性植被,对处于不同退化程度的小嵩草群落采取封育或减牧后,均可恢复到禾草-矮嵩草群落,但由于退化程度的不同,恢复所需要的时间具有极大的差异。青海果洛地区高寒草甸多处于以小嵩草群落草毡表层剥蚀和杂类草-黑土型退化草地演替阶段,玉树地区处于矮嵩草群落向小嵩草群落的演替阶段,祁连山区处于禾草-矮嵩草群落,藏北高原则处于矮嵩草群落向小嵩草群落转化期或正常小嵩草群落时期。禾本科、莎草科等可食牧草逐渐减少和杂类草盖度急剧增加的趋势反映了高寒草甸退化演替过程植被变化的基本特征,草地退化造成了土壤容重增加,且表层土壤对放牧的敏感性高于底层,土壤0～10,10～20和20～40 cm容重分别增加了(0.50±0.08) g/m³,(0.16±0.07) g/m³和(0.04±0.03) g/m³。同时,有机质大幅降低,其降低幅度高达19.3%～53.2%,并随着土层的加深,降幅趋于减小。     

应用灰色系统理论评价昭苏马场天然草地质量

以昭苏马场天然草地可食牧草产量、载畜量、牧草覆盖度、土壤含水量、土壤容重、土壤有机质和土壤全量养分含量为主要指标,应用灰色系统理论中关联度分析的方法,对该场11个草地资源类的质量进行评价。结果表明,昭苏马场质量最好的草地是中山山地草甸的穗三毛(Trisetum spicatum(L.)Richt)+山地糙苏(Phlomisoreophila Kar.et Kir.)+杂类草(Herbarum variarum)草地型和高寒草甸的线叶嵩草(Kobresia capillifolia(Dec-ne.)Clarke)+天山羽衣草(Alchemilla tianschanica Juz.)+杂类草草地型(Herbarum variarum),其关联度分别为0.736、0.691;质量最差的草地是河谷草甸的白尖苔草(Carex oxyleuca V.Krecz)+无芒雀麦(Bromus inermisLeyss.)草地型和低山丘陵草原的羊茅(Festuca ovina L.)+草原苔草(Carex liparocarpos Gaudin)+针茅(Stipacapillata L.)草地型、羊茅+针茅+草原苔草草地型和针茅+草原苔草+冷蒿(Artemisia frigida Willd.)草地型,其关联度分别为0.475、0.461、0.475和0.465。根据分析结果,提出昭苏马场天然草地质量分级的方案,划分5个等级,为今后昭苏马场草地资源充分、有效、合理的利用提供依据。     

黄河源区高寒草地植物营养成分含量特征及营养价值评价

为了探究黄河源区高寒草地的植物营养成分含量特征,并对植物的营养价值进行科学评价,以5个不同高寒草地为研究对象,测定了植物粗蛋白（Crude protein,CP）、粗脂肪（Ether extract,EE）、粗纤维（Crude fiber,CF）、粗灰分（Coarse ash,CA）、全磷（Total phosphorus,TP）等营养成分含量,并运用主成分分析方法进行了量化综合评价。结果表明：各草地植物的CP含量为12.78%～15.35%,EE含量为2.63%～3.38%,CF含量为17.56%～25.16%,CA含量为5.52%～11.53%,TP含量为0.11%～0.27%;各草地植物营养价值大小排序为：退化高寒草甸>原生高寒草甸>沼泽草甸>退化高寒草原>原生高寒草原;各草地植物单位面积营养成分量大小排序为：沼泽草甸>原生高寒草甸>原生高寒草原>退化高寒草原>退化高寒草甸;不同功能群植物营养价值大小排序为：豆科（Leguminosae）>杂类草（Forbs）>莎草科（Cyperaceae）>禾本科（Gramineae）。