高寒草甸退化草地—“黑土滩”植物量测定

依据高寒草甸草地秃斑地的多少和距居民点的远近划分为轻度退化草地(极少量秃斑地)、中度退化草地(少量秃斑地)、重度退化草地(大量秃斑地)和极度退化草地(全部秃斑地)四个退化草地等级。对各等级退化草地进行了植物量测定。结果表明:草地植物量(地上和地下)及土壤含水量,随着草地退化程度的加剧明显下降(P<0.01),毒杂草量则明显上升(P<0.01)。其中极度退化草地较轻度退化草地植被中嵩草属牧草优势度减少38,可食鲜草量减少219.2g/m~2,而毒杂草则增加99.6g/m~2,植物活根量(干物质)减少2390.6g/m~2,土壤含水量(0—10cm)减少10.02％,并对高寒草甸退化草地(黑土滩)的成因及治理途径提出了看法和意见。     

青藏高原"黑土滩"退化草地植被演替规律的研究

研究了青藏高原“黑土滩“退化过程中植被组成、群落综合特征的变化规律,探讨了退化演替的物种替代机制及恢复演替模式.结果表明,在退化演替过程中群落主要种的优势地位发生明显的替代变化.植被覆盖度、地上生物量、优良牧草产量比例随草地退化程度的加剧而明显下降.随着退化程度的加重,草地植物根系逐渐减少,草土比的比值明显减少,比值由轻度退化类型的1:5左右演变到极度退化类型的1:400左右.分析提出了“黑土滩“的形成机制、生态过程及恢复对策.     

江河源区"黑土滩"退化草地秃斑与鼠洞的分形特征

近年由于自然和人为因素的双重影响,导致三江源高寒草甸发生不同程度的退化.综合分析草地土壤斑块(鼠洞和秃斑)形成的规律,对揭示高寒草甸退化机理极为重要.于2009年7-8月对高寒草甸在不同退化梯度下的标志之一--土壤斑块(鼠洞和秃斑)特征进行了调查与分析.结果表明:重度退化区斑块多样性指数是中度退化区的5.14倍;中度退化区秃斑斑块密度为鼠洞的2.83倍,而重度退化区样线上鼠洞的个数是秃斑的2.8倍;重度退化区中、低和亚低坡是鼠害高发区,各坡段鼠洞总面积和鼠洞破碎度指数大体呈现反变关系,鼠洞形状和分形维数与退化程度相关;各坡段秃斑总面积和秃斑破碎度指数并不严格呈现反变关系;秃斑形状与退化程度相关;在同一退化程度的尺度范围秃斑图形具有统计自相似性,不同的退化程度构成了秃斑的等级结构.由于不同斑块对于放牧侵蚀的功能不同,因此,不同斑块的不同形状特征对于土壤侵蚀的意义有待进一步探索.     

混播人工草地建植初期对黑土滩植被和土壤的恢复效果

为探究不同混播的人工草地建植初期对黑土滩的影响,本研究设置三种混播组合,分别是上繁草组合(垂穗披碱草(Elymus nutans)、同德短芒披碱草(Elymus breviaristatus),SF),下繁草组合(冷地早熟禾(Poa araratica)、中华羊茅(Festuca sinensis)、星星草(Puccinellia tenuiflora),XF),上繁草+下繁草组合(垂穗披碱草、同德短芒披碱草、冷地早熟禾、中华羊茅、星星草,SFXF),研究人工草地建植后植物群落和土壤养分的变化特征,筛选出最佳恢复组合。结果表明,人工草地建植显著增加植物地上生物量(P<0.05),但降低了植物多样性(P<0.05);人工草地建植改善了土壤性质和养分条件,显著增加土壤含水量(P<0.05)和土壤硝态氮含量(P<0.05),显著降低土壤0～20 cm的铵态氮含量(P<0.05);采用主成分分析法对三种人工草地建植组合进行分析排序,得出SFXF为最优恢复组合。     

囊谦县"黑土滩"退化草地现状及治理对策

通过对囊谦县“黑土滩”退化草地现状及成因的阐述和分析，针对性的提出实施退牧还草、建植多年生人工及半人工草地、以草定畜、鼠害防治、毒杂草防除等措施是治理和恢复退化草地的有效途径。     

黑土滩人工草地土壤种子库研究

采用萌发试验方法,研究了黑土滩人工草地土壤种子库的物种组成、密度、时空格局和物种多样性等特征,为黄河源区黑土滩退化草地改建成的人工草地群落演替的动态预测和持续利用提供一定的理论依据。结果表明:(1)土壤种子库中共有36种植物组成,隶属于16科。(2)土壤种子库在物种比例和发芽数比例上都表现出多年生草本植物>一二年生草本植物>灌木。(3)土壤种子库中禾本科植物是群落的优势种,经济型中优良牧草占最大比例。(4)土壤种子库中种子数量在垂直分布上呈现出由表层土壤向深层逐层减少的变化规律。(5)人工建植草地Margalef丰富度指数、Shannon-Wiener多样性指数和Pielou均匀性指数均随年龄的增长而呈下降趋势。     

黑土滩人工草地土壤种子库研究

采用萌发试验方法,研究了黑土滩人工草地土壤种子库的物种组成、密度、时空格局和物种多样性等特征,为黄河源区黑土滩退化草地改建成的人工草地群落演替的动态预测和持续利用提供一定的理论依据。结果表明:土壤种子库中共有36种植物组成,隶属于16科;土壤种子库在物种比例和发芽数比例上都表现出多年生草本植物>一二年生草本植物>灌木;土壤种子库中禾本科植物是群落的优势种,经济型中优良牧草占最大比例;土壤种子库中种子数量在垂直分布上呈现出由表层土壤向深层逐层减少的变化规律;人工建植草地Margalef丰富度指数、Shannon-Wiener多样性指数和Pielou均匀性指数均随年龄的增长而呈下降趋势。     

若尔盖高原典型草地灌丛化对植被特征和土壤养分的影响

本文以若尔盖高原高山绣线菊(Spiraea alpina)、管花忍冬(Lonicera tubuliflora)、高山柳(Salix cupularis)三类典型灌丛为研究对象,分析其林下灌丛斑块与邻近草地斑块植被特征和土壤养分差异。结果显示：相较于各自草地斑块,高山柳灌丛斑块内植被总盖度、生物量、丰富度指数、多样性指数、优势度指数均显著下降(P<0.05),土壤全量养分与速效养分含量上升;高山绣线菊灌丛斑块除丰富度指数外各项指数均上升,其中总盖度显著上升(P<0.05),土壤全量养分与速效钾含量均上升,而有效磷含量显著下降(P<0.05);管花忍冬灌丛斑块除丰富度指数外,其余植被特征指标均上升,且土壤全钾、全磷、碱解氮、有效磷、有机质含量同样上升,而土壤全氮与速效钾含量下降。本研究可为不同优势灌木的高寒草地灌丛化控制与利用提供参考。     

青藏高原种植紫穗槐对土壤养分的响应

选取在西藏拉萨地区人工种植的两龄紫穗槐为研究对象,探讨了灌丛内与灌丛外土壤各种形态氮素、全磷、有机碳的含量特征及土壤pH的差异。结果表明,1)相对于灌丛外土壤,灌丛内土壤的全氮、铵态氮、硝态氮分别平均高23.44%,13.95%和37.60%,土壤全磷平均高19.57%,土壤有机碳平均高44.21%,土壤pH值平均低1.69%。2)灌丛内与灌丛外土壤的全氮、铵态氮、硝态氮、全磷、有机碳、pH均差异显著(P<0.05)。3)垂直方向上,灌丛内和灌丛外在10~20 cm土层的全氮、铵态氮、硝态氮、全磷均为最高,有机碳和pH则随土层深度增加而递减。4)土壤各营养元素之间表现为不同程度的相关性,土壤有机碳与铵态氮呈极显著正相关关系(P<0.01),与全磷呈显著正相关关系(P<0.05);全氮与全磷呈极显著正相关关系(P<0.01);铵态氮与全磷呈极显著正相关关系(P<0.01)。     

三江源区退化人工草地、“黑土滩”和天然草地植物群落物种多样性

为深入研究人工草地方法在治理青藏高原"黑土滩"的作用,从植物群落物种组成角度分析了三江源区退化的人工草地分别与"黑土滩"退化草地和未退化的天然草地之间的接近程度。结果表明:退化人工草地、"黑土滩"和天然草地中,平均物种数分别是29,32和35种。退化人工草地中禾本科重要值占群落总量的21%,"黑土滩"中杂类草重要值占群落总量的88.2%,天然草地中禾本科和莎草科的重要值占群落总量的37.4%。草地群落的Shannon-Wiener指数、Simpson优势集中性指数和Pielou均匀度指数都是天然草地"黑土滩"退化人工草地。Sorensen指数和Jaccard指数表明退化人工草地和"黑土滩"群落的相似性最大,"黑土滩"和天然草地的次之,退化人工和天然草地的相似性最小。退化人工草地中毒杂草比例较"黑土滩"中少10%左右。表明人工草地措施在一定程度上促进了"黑土滩"退化草地植物群落的恢复性演替。     

青藏高原高寒草甸的植被退化与土壤退化特征研究

对青藏高原典型高寒草甸在不同退化程度下植物群落、生物量和土壤特征的研究结果表明,随着高寒草甸退化程度加大,植被盖度、草地质量指数和优良牧草地上生物量比例逐渐下降,草地间的相似性指数减小,而植物群落多样性指数和均匀度指数在中度退化阶段最高,随着退化程度加大,呈单峰式曲线变化规律.地上总生物量在轻度退化阶段最高,在极度退化阶段最低,随着退化加剧,杂草生物量显著增加,而莎草和禾草生物量显著减少.地下总生物量(0～40 cm)、莎草和禾草地下生物量随着草地退化程度的加重而递减,杂类草地下生物量的变化则是逐渐上升,至极度退化阶段有所降低.随着退化程度加剧,分布在各层的植物根系量越来越少,地下根系具有浅层化特点.各类群地上、地下生物量之间均为正相关,达到显著水平.随着草地退化程度的加大,土壤有机质、速效磷、速效钾和交换性锰的含量以及土壤坚实度、湿度都减小,土壤容重增加.土壤速效氮含量在极度退化阶段不能满足植物生长的需要.随高寒草甸退化程度加大,有机质含量在表层土壤中流失严重.在各个退化阶段,有效锌和交换性锰的含量均能满足植物生长的需求,而有效铜含量偏低,对牧草生长不利.随着植被的退化演替,土壤退化越来越严重,土壤越来越贫瘠化.     

Temporal and spatial variation in grassland ground surface soil heat flux on the Qinghai-Tibetan Plateau from 2003 to 2018北大核心CSCD

Based on measured data from 7 stations on the Qinghai-Tibetan Plateau,the ground surface soil heat flux （G0） was calculated,and the diurnal and seasonal variations were analyzed. Combining this data with a MODIS,1 km resolution all-weather surface temperature data set for Western China and a China regional surface meteorological element driven data set,the Ma model was used to retrieve the ground surface soil heat flux of Qinghai-Tibetan Plateau from 2003 to 2018,and the differences in surface soil heat fluxes of different grassland types were analyzed. It was found that：1） The soil heat flux G0 in the surface layer was greater than that in the subsurface layers. The diurnal curve of G0 showed an inverted“U”shape,and the flux was relatively gentle at night compared with that during the day. 2） The seasonal amplitude of soil heat flux,G0 in the surface layer ranked summer>spring> autumn>winter. The average value of G0 in spring and summer was typically positive,while the average value of G0 in autumn and winter was basically negative. The ground surface soil heat flux in the northwest of the plateau in summer is higher than that in the southeast,while the opposite occurs in winter. 3） The soil heat flux of plateau grassland ranged between 40 and 80 W·m−2. The highest average value of G0 among all categories of grassland in the 16 years surveyed was 76. 557 W·m−2 for the‘desertification’category of temperate grassland,and the lowest was 46. 118 W·m−2 for the alpine meadow category. 4） The G0 of plateau grassland increased and then decreased through any one calendar year and seasonally was ranked summer>spring>autumn>winter. The lowest G0 in spring and summer occurred in alpine meadow,while the highest in spring was in‘desertification’temperate grassland and the highest in summer was in the temperate grassland category; The highest G0 in autumn and winter was in the warm shrub grassland,while the lowest was in the alpine deserts steppe. The above results can provide reference data for the study of surface energy balance of plateau grassland. © 2022 Editorial Office of Acta Prataculturae Sinica. All rights reserved.     

青藏高原“黑土滩”退化高寒草甸草原的形成机制和治理方法的研究进展

高寒草甸是青藏高原天然草地的主体,也是我国最重要和面积最大的一个草地类型。“黑土滩”是高寒草甸退化的综合表现,对当地、我国甚至东南亚和南亚的生态安全和经济发展具有重大的影响。本文论述了高寒草甸生态系统的气候、土壤、植被和动物特点,全面综述了“黑土滩”退化草地的特征和表现,分析了导致“黑土滩”形成的诸因素及其形成的综合原因和机理,阐述了“黑土滩”对生态环境和草地畜牧业生产的不利影响和危害,提供了恢复和治理“黑土滩”退化草地的原则和具体技术方法。     

青藏高原东北缘放牧草地土壤矿物元素含量及分布特征

为科学评价放牧草地土壤矿物元素含量、分布特征以及对土-草-畜矿物生态系统的潜在影响,对青藏高原东北缘的4个县(天祝、大通、玛曲、若尔盖)的土壤特征和矿物元素进行分析调查。共计采集256个来自该地区不同土壤类型(高山草甸土、亚高山草甸土、沼泽土)的表层土壤样品,分析了土壤中11种矿物元素的有效含量(Ca、P、S、K、Mg、Na、Fe、Mn、Zn、Cu和Co)和2种矿物元素(Mo和Se)全部含量。分析发现,土壤中多数矿物元素含量随着地区和土壤类型的不同而表现出一定的差异性,土壤中多数矿物元素含量与土壤有机碳和全氮呈显著正相关,相反与土壤pH有一定的负相关性。土壤中矿物元素磷和镁的有效含量均低于动物可能出现缺乏的临界值,土壤中全量硒的含量严重低于动物硒缺乏的临界值。土壤中磷、镁、硒的缺乏可能会引起该地区放牧家畜该矿物元素缺乏。另外,土壤中元素铁的有效含量远高于推荐值,土壤铁的含量过高可以引起牧草中铁的含量上升,进而影响家畜对其他元素的吸收。然而,要确认家畜是否存在该类矿物元素缺乏和不平衡问题,还需要进一步分析该地区牧草和家畜组织矿物元素含量以及家畜的生产力水平。     

放牧强度对青藏高原东部高寒草甸植物群落特征的影响

通过对青藏高原东部玛曲高寒嵩草草甸植物群落在3个放牧梯度下的特征比较,分析了该类草甸主要群落特征对放牧强度差异的响应。结果表明,随着放牧强度的增加,草甸群落的高度、盖度和地上生物量都呈现显著降低的趋势;草甸群落中优势种群的莎草科和禾本科物种的优势度逐渐降低,被一些杂草类物种(黄帚橐吾和火绒草)所取代。放牧强度的增加,导致了禾草类和莎草类功能群生物量比例的显著降低,及豆科类、毒草类和杂草类功能群生物量比例的显著增加。中度放牧下的草甸群落表现出了最高的物种丰富度指数、多样性指数和均匀度指数,排序为中牧草甸>重牧草甸>禁牧草甸。随着放牧干扰强度的增加,高寒草甸群落将经历一个由上层的莎禾草类为主的草甸群落→上层莎禾草类＋中层杂草类共存的草甸群落→中下层杂草类为主的草甸群落的演替过程。     

青藏高原东部高寒草甸牦牛粪便的分解过程和科学管理

放牧家畜粪尿养分回归是影响草地系统的重要方式之一,特别是对于养分分解缓慢的高寒生态系统。本研究对青藏高原东部高寒草甸牦牛粪便自身养分特征以及夏、秋季节养分释放的动态变化进行了初步研究,并通过计算植物生长的养分需求和粪便养分输入量,探讨了高寒草甸牦牛粪便的科学管理问题。研究表明,研究地区典型高寒草甸每公顷每年通过牦牛粪便输入的氮量为79.4 kg,磷为11.8 kg。牛粪在夏季经过85 d的分解后,主要养分降为初始状态的0.48%~6.98%,基本完全分解;秋季养分的分解趋势与夏季相似,但是分解速率缓慢得多,主要养分只降为初始状态的13.44%~40.06%。据估计,研究地区平均每户牧民的牦牛每年可产4.08×105 kg鲜牛粪,其中需有3.08×105 kg牛粪用于维持草地肥力,8.93×104 kg鲜牛粪用于煮饭、烧茶、取暖等的燃料。这样,除了维持草地肥力和生活自用之外,仅剩余2.5%的牛粪。因此,不建议将牛粪用于培养食用菌等商业用途。     

青藏高原高寒草甸生态系统土壤有机碳动态模拟研究

利用高寒草甸区植被、土壤和气候等资料,借助Century模型研究了青藏高原高寒草甸生态系统土壤有机碳的动态。以2003年7月-2005年7月逐月气象观测资料为输入变量,模拟了自然条件下高寒矮嵩草草甸0～20cm土壤微生物呼吸CO₂-C通量季节变化。模拟值与观测值进行的回归分析显示,二者具有较好的一致性(R²=0.89,P＜0.05)。土壤有机碳动态模拟表明:1)自然条件下高寒草甸土壤有机碳在经历了一个快速积累过程后,积累速率逐渐趋于缓和,最终达到并接近稳定状态。稳定状态下0～20cm土壤总有机碳库约7597.50～7694.10gC/m²。其中活性、缓性和惰性土壤有机碳组分占土壤总有机碳储量的2.80%,58.50%和38.70%。2)过去45年(1960-2005)高寒草甸土壤有机碳呈振幅较为稳定的波动变化,但这种变化主要是土壤有机碳各组分波动变化的结果。气候波动对土壤有机碳影响主要与温度变化引起的惰性土壤有机碳库的变化有关,二者呈显著负相关(r=-0.548,P＜0.01)。降水量对土壤有机碳及有机碳各组分的影响不显著。     

青藏高原草地生态补偿博弈分析

草地生态补偿是一种恢复青藏高原退化草地、协调区域经济发展、保护草地生态屏障和解决社会公平的重要经济手段。然而,在实施草地生态补偿的过程中,政府与牧民和牧民与牧民之间的博弈会采取不同的博弈策略,只有在政府选择补偿和牧民选择保护的均衡策略时,才能解决政府与牧民博弈的"囚徒困境"问题;而解决草地生态补偿中牧民之间"智猪博弈"困局的关键是寻求一个集体利益最优的纳什均衡解。因此,只有在草地生态补偿中政府与牧民和牧民与牧民之间形成一种合作的均衡博弈,才能实现青藏高原草地生态系统的可持续发展。     

青藏高原特有植物块茎堇菜地上地下结果性及其散布机制

以青藏高原特有植物块茎堇菜Viola tuberifera为研究对象,对其地上地下结果性以及散布体的形态特征、空间位置和散布机制等进行了研究。块茎堇菜具有地上和地下3种不同类型的果实,分别为地上完全花（CH）果实、地上闭琐花（CL）果实和地下CL果实。3种类型果实在数量、着生位置以及成熟期上存在差异。块茎堇菜兼具有性和无性散布体,分别为CH种子、地上CL种子、地下CL种子和克隆器官鳞茎。其中CH种子数量较少,但以异交为主,保证了必要的变异,地上CL种子数量最多,是远距离散布的主要途径;地下2种散布体具有不可活动性,其近距离传播保证了物种的延续。块茎堇菜地上地下结果性及其散布机制的多样性是其对青藏高原高寒多变环境的适应。     

青藏高原高寒草地放牧生态系统可持续发展研究

青藏高原由于受地理位置和气候条件的影响,大气、水源、土壤、草原、生物等保持着原生的洁净状态,是发展生态畜牧业的理想之地,高寒草地也是当地牧民赖以生存和世代经营的基础。结合放牧对青藏高原高寒草地的影响,从放牧生态系统的"结构—需求—供给"角度分析青藏高原高寒草地的可持续利用,探索青藏高原高寒草地放牧生态系统可持续发展的对策。