不同退化程度高寒草甸植物物种多样性与生态系统多功能性关系

为探究高寒草甸不同退化程度生态系统多功能性的变化,本研究综合考虑了植物物种多样性和多种生态系统功能如生产力、养分循环和固存能力、土壤涵养水分能力等,运用降维因子分析的方法计算了生态系统多功能性,综合分析了植物物种多样性与生态系统功能和多功能性间的关系。结果表明：高寒草甸退化显著降低了Margalef指数、Shannon-weiner指数、Simpson指数和Pielou指数(P<0.05),各生态系统功能趋于恶化。高寒草甸退化导致生态系统多功能性的下降,综合统计量结果为轻度退化(21.9955)＞中度退化(8.7295)＞重度退化(—30.7245)。植物物种多样性与生态系统多功能性之间均存在正相关关系,其中Simpson指数与生态系统多功能性指数拟合的结果最好,说明高寒草甸生态系统多功能性受植物物种多样性的制约。本研究可为青藏高原草地退化及恢复的过程和机理研究提供理论依据。     

高寒草地植物多样性与Godron群落稳定性关系及其环境驱动因素

植物群落多样性及稳定性对草地生态系统功能的稳定发挥至关重要。本研究以青藏高原高寒湿地草甸、高寒草甸、高寒草原和高寒荒漠草原为研究对象,基于480个野外样方调查及实验分析,运用显著性分析、回归分析和结构方程模型等方法,探究不同草地类型植物多样性与稳定性之间关系及其影响因素。结果表明：高寒草原植物多样性显著高于其他3种草地类型;高寒草甸群落稳定性最高。高寒草地中,不同的物种多样性指标与群落稳定性的关系不同,4种草地类型均匀度与群落稳定性显著负相关;高寒草甸和高寒荒漠草原中Shannon-Wiener多样性与群落稳定性显著负相关,在高寒湿地草甸和高寒草原中丰富度与稳定性显著正相关。降水量是影响高寒草地植物多样性和群落稳定性的主要因素,土壤有机碳、pH以及铵态氮含量也能通过影响植物多样性进而影响群落稳定性。综上,在高寒草地生态系统的管理过程中,需充分考虑气候和土壤因子的变化,根据草地类型制定不同的管理措施。     

高寒草甸不同斑块草地土壤微生物多样性特征研究

本文以矮嵩草（Kobresia humilis）高寒草甸及退化后形成的不同退化斑块群落类型草地土壤为研究对象,利用Illumina MiSeq高通量测序技术分析了不同斑块草地土壤中微生物群落结构组成和多样性变化特点,并分析了土壤微生物与土壤养分之间的相关性。结果表明：以矮嵩草为优势植物的高寒草甸群落变为以细叶亚菊（Ajania tenuifolia）、黄帚橐吾（Ligularia virgaurea）和甘肃马先蒿（Pedicularis kansuensis）为优势的群落或斑块后,土壤真菌群落丰富度和多样性未呈现出显著差异,但土壤细菌群落表现出了差别,表现为细叶亚菊和黄帚橐吾斑块土壤细菌丰富度指数显著高于矮嵩草草甸,而甘肃马先蒿斑块的低于矮嵩草高寒草甸。优势植物种类变化和土壤养分含量显著下降引起土壤真菌营养类型的分化,草地退化降低了腐生营养型真菌丰度,增加了共生营养型真菌丰度。土壤养分、pH和水分含量对真菌群落影响相对较小,对细菌群落影响相对较大。     

不同补播年限下河南县高寒草甸地上生物量、群落多样性与土壤养分特征的相关性研究

本试验以河南县高寒草甸草地类型为研究对象,研究不同补播年限下高寒草甸地上生物量、植物群落多样性与土壤养分特征的相关性。结果表明:高寒草甸补播禾本科植物可有效增加草地地上生物量,提高群落物种数和丰富度指数。同时也表明土壤水分成为本区域限制植物生长的主导因素,土壤全氮、全磷含量次之。研究结果可为高寒草甸退化草地科学改良及草地合理利用提供数据参考。     

封育和放牧对高寒草甸植被群落特征和土壤特性的影响

为探究封育和放牧对高寒草甸植被群落和土壤特性的影响,本研究以封育13年和连续放牧高寒草甸为研究对象,采用野外群落调查和室内土壤分析相结合的方法,探究封育和放牧对植被群落状况和土壤特性的影响。结果表明：封育显著提高了群落的盖度和地上生物量（P<0.01）;封育显著提高了0~30 cm土壤总氮（Total nitrogen,TN）、速效氮（Available nitrogen,AN）、速效磷（Available phosphorus,AP）和速效钾（Available potassium,AK）（P<0.01）;封育显著降低了群落密度、物种丰富度指数、香农-维纳多样性指数和均匀度指数（P<0.01）。总之,封育虽增加了高寒草甸植物群落生物量和土壤养分,但在一定程度上导致草地植物群落多样性的下降,研究建议针对封育13年的高寒草甸进行适当的放牧以增加群落物种多样性和丰富度。     

不同高寒草地植物群落生态系统多功能性分析

为探究不同高寒草地植物群落的生态系统多功能性及其环境影响因子，本研究以青海省河南县五种典型植物群落：垂穗披碱草(Elymus nutans,EN)人工群落、矮嵩草(Kobresia humilis,KH)原生群落、小嵩草(Kobresia pygmaea,KP)原生群落、藏嵩草(Kobresia tibetica,KT)沼泽化群落、黄帚橐吾(Ligularia virgaurea)退化草地(Degraded grassland, DG)群落为研究对象，选取表征生态系统功能的指标与土壤理化性质指标，测定并计算生态系统单一功能指数与多功能指数(Ecosystem multifunctional index, EMFI),分析土壤因子与各指数间的关系。五种植物群落中KT群落生物量、土壤养分、植物养分含量和生态系统单一功能指数、EMFI较高，KP群落相对较低，土壤容重与EMFI呈现负相关关系，土壤温度与生态系统单一功能指数、EMFI均呈现正相关关系。土壤湿度、水分、电导率与CI呈负相关关系，研究发现典型高寒草地群落中不同的土壤因子和植被性状对生态系统多功能性的影响不同。     

天祝不同退化程度草地植物群落结构与物种多样性研究

为探究天祝高寒草地不同退化程度生态系统的稳定性及物种多样性的动态变化特征规律,以天祝高寒草地为对象,采用样方法对不同退化程度草地植物群落结构和物种组成进行了分析,结果表明：天祝高寒草地轻度退化草地（LDG）、中度退化草地（MDG）和重度退化草地（SDG）植物群落四度一量特征整体呈现逐渐降低趋势且差异显著（P<0.05）,表现为LDG > MDG > SDG;研究区植物共11科19属21种,植物主要为豆科、菊科、禾本科、蔷薇科和莎草科,其中莎草科和禾本科对群落的稳定性起决定作用,其生态型群落呈现多年生草本植物占优势,一年生草本植物最少,无乔木层和灌木层,不同退化程度草地群落物种优势度指数在重度退化草地最高为0.31,丰富度指数和多样性指数在轻度退化草地最高分别为0.89和2.34。综上,随着天祝高寒草地退化程度的增加,其植物多样性逐渐降低,植物群落结构分布单一,应重视该地区草地的保护,合理利用和科学管理草地。     

模拟增温对高寒草甸植物物种多样性与初级生产力的影响

青藏高原因其环境脆弱的特征,高寒植物群落生产力和多样性对气候变化的响应极其敏感。当前,关于高寒针茅化草甸多样性和生产力对气候变化做出何种应答还不明确。本研究利用开顶气室法（Open top growth chambers,OTCs）进行模拟增温,通过研究高寒针茅化草甸生态系统植物群落物种多样性和初级生产力的变化,探讨高寒针茅化草甸对增温效应的响应。研究结果表明：1）温度升高对高寒针茅化草甸部分物种的重要值产生显著影响（P<0.05）,群落Shannon-Wiener多样性指数显著下降（P<0.05）,物种丰富度指数显著下降（P<0.05）,群落的总初级生产力变化不显著;2）物种多样性与初级生产力之间不是简单的线性关系。因此,增温处理使得土壤水资源匮乏,导致物种多样性与初级生产力的相关性减弱。     

黄河源区不同退化阶段高寒草甸植被特征

研究不同退化阶段高寒草甸植被演替以及草地生产力特征,对进一步探究高寒草甸退化机制,科学评估草地状况和退化草地恢复重建具有重要意义。采用野外植被调查,对黄河源区高寒草甸未退化、轻度退化、中度退化、重度退化和极度("黑土型")退化草地的植被群落结构、物种组成及生物量等植被特征进行了研究。结果表明:黄河源区高寒草甸共有植物48种;随着高寒草地退化程度的加剧,线叶嵩草、垂穗披碱草、高原早熟禾等优势植物种呈下降趋势,黄帚橐吾、青海刺参和臭蒿等则呈上升趋势。随着高寒草地退化程度的加剧,植被群落物种优势度指数、多样性指数和丰富度指数均呈下降趋势,均匀度指数则无明显变化。将高寒草地植被划分为禾本科、莎草科、龙胆科、菊科、杂类草和毒害草六类,随着草地退化程度的加剧,禾本科、莎草科和龙胆科牧草比例显著降低,菊科和毒害草比例则显著升高。高寒草甸不同退化阶段地上生物量呈"V"形变化,轻度退化草地地上生物量最高,显著高于其他阶段。中度退化草地最低,与未退化、轻度退化和重度退化草地之间差异显著。高寒草甸地下生物量80%以上集中于表层土壤,随着高寒草地退化程度的不断加剧,地下生物量显著降低。     

高寒蒿草草甸退化生态系统植物群落结构特征及物种多样性分析

以高寒嵩草草甸退化生态系统植物群落样地资料为基础，研究了不同退化演替阶段植物群落的结构及物种多样性特征，分析了植物群落物种多样性与不同退化演替阶段的关系，研究结果表明：超载过牧，鼠虫危害，人为干扰以及全球气候变化等因素是青藏高原高寒草甸草地严重退化的主要原因，从11个不同演替阶段植物群样地数据的PCA排序结果可归为4个类型，按群落阶段依次为原生植被（Ⅳ），轻度退化（Ⅲ），重度退化（Ⅱ）和极度退化（Ⅰ），群落物种丰富度指数依次为Ⅳ＞Ⅲ＞Ⅱ＞Ⅰ；物种多样性指数（H′和N2）同丰富度指数有相同的变化趋势，即原生植被的物种多样性指数明显高于不同退化程度的群落类型，高寒嵩草草甸生态系统的退化，不仅使群落物种组成发生巨大变化，而且导致物种多样性发生改变，它随着干扰和退化程度的加 剧而降低，江河源区的植被保护不仅为草地畜牧业可持续发展提供物质基础，而且还具有涵养水源，控制水土流失的作用，对长江，黄河中下游地区的经济发展和生态环境保护具有重要的意义，因此，加强和保护江河源区的生态环境势在必行，有必要借鉴国内外的先进技术和管理经验，进行长期的生态工程建设。     

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。     

高寒草地小型土壤节肢动物群落特征及其对草地退化的指示作用北大核心CSCD

小型土壤节肢动物是草地生态系统的重要组成部分,并对环境变化具有高度敏感性。为了查明小型土壤节肢动物群落对高寒草地退化的响应及其在退化过程中的指示作用,在川西北地区选取了未退化、轻度退化、中度退化和重度退化的高寒草地,于2019和2020年的7月对小型土壤节肢动物群落进行调查。采集各样地0~20 cm的土样,用干漏斗法(Tullgren法)分离小型土壤节肢动物。结果为:1)小型土壤节肢动物群落组成结构和优势类群在不同退化阶段高寒草地间存在差异,群落密度、类群数和Shannon-Wiener多样性指数均随退化程度加重呈先增加后下降的趋势(P<0.01),而Simpson优势度指数则先下降后上升(P<0.01);2)不同类群的小型土壤节肢动物对退化的响应不同,随高寒草地退化程度的加重,螨类密度持续降低(P<0.01),而跳虫密度则呈先增加后下降的趋势(P<0.01),表明高寒草地退化对螨类具有持续抑制作用,而对跳虫则是先促进后抑制;3)土壤有机碳(SOC)、湿度、全氮(TN)、pH、碳氮比(C/N),以及植物的群落高度和物种数是影响小型土壤节肢动物群落密度及多样性的主要因子(P<0.001,0.01或0.05),其中土壤容重、SOC、TN、C/N和pH对螨类数量有显著影响(P<0.001,0.01或0.05),而各因子对跳虫均无显著影响(P>0.05)。研究表明,小型土壤节肢动物群落的组成结构、密度及多样性对高寒草地响应敏感,并受土壤等环境因子影响;而螨类密度在退化过程中持续下降,可以用作高寒草地退化的指示生物。     

Driving Factors That Reduce Soil Carbon,Sugar, and Microbial Biomass in Degraded Alpine Grasslands

Soil carbon and sugars play key roles in carbon (C) cycling in grassland ecosystems. However, little is known about their changes in quantity and composition in degraded alpine meadows in the Tibetan plateau. We compared vegetation C density, soil organic carbon (SOC) density, and soil sugars in nondegraded (ND), degraded (DA; following artificial restoration), and extremely degraded (ED) grasslands and analyzed the relation among these parameters by redundancy analysis (RDA) and structural equation models (SEMs). Belowground biomass, soil microbial biomass C, soil microbial biomass nitrogen (N), belowground biomass C density, SOC density, and soil sugars were lower in DA and ED grasslands than in ND grasslands. In addition, the ratio of belowground biomass to aboveground biomass (BAR) decreased with an increase in degradation. The ratio of belowground biomass to aboveground biomass was identified as the main indirect driving force of ecosystem C density by affecting total vegetation C and SOC densities. Soil dissolved organic carbon (DOC), microbial biomass carbon (SMBC), neutral sugars (NS), and total nitrogen (TN) were identified as main direct driving forces. The ratio of belowground biomass to aboveground biomass altered DOC, SMBC, NS, and TN and, consequently, was the primary driving force for the alpine meadows’ ecosystem C density. It was concluded that land management in alpine meadows should include practices that maintain a relatively high BAR in order to curb degradation and increase ecosystem C density.     

增温对荒漠草原不同退化程度草地恢复初期影响的研究

为探讨增温对短花针茅(Stipa breviflora)荒漠草原不同退化程度草地恢复初期的影响,本研究以天然草地为对照,在不同退化程度的自然恢复草地上设置增温处理。增温一年后,在2021年8月测定增温处理下天然草地和不同退化程度草地恢复初期植物的高度、密度和生物量,并计算重要值和植物多样性指数。结果表明：增温降低了天然草地和轻度退化草地的物种数;增温和退化的交互作用极显著降低群落地上生物量和C₃植物生物量(P<0.01),增温显著增加了天然草地的地上生物量,显著降低了重度退化草地的地上生物量(P<0.05);增温和退化的交互作用对物种多样性无显著影响,但增温增加了天然草地的群落多样性,降低了退化草地的群落多样性;增温增强了不同退化程度草地物种多样性与地上生物量和不同功能群生物量的相关性。综上所述,在未来全球持续变暖的趋势下,退化草地的初期恢复将变得更加困难。     

返青期休牧对玛多高寒草原植物群落特征的影响

针对高寒草原冬春草场退化及草畜不平衡问题,为遏制草地生态系统进一步退化、提高草地生产力,本研究于2018年在青海省玛多县玛查理镇冬春草场开展返青期休牧育草试验。试验采用随机区组设计,设置返青期休牧和返青期放牧两个处理,在休牧结束时期和牧草生长高峰期(7月10日和8月10日)分别进行草地植物群落调查。结果表明:相对于放牧草地,7,8月份休牧草地的禾本科牧草株高增加了236.33%和123.83%(P<0.05),盖度增加了41.13%和61.71%(P<0.05),地上总生物量增加58.66%和33.62%;休牧以后草地主要植物种由原来的沙生风毛菊(Saussurea arenaria Maxim)、山莓草(Sibbaldia procumbens Linn.)等变为紫花针茅(Stipa purpurea Griseb)、疏花针茅(Stipa penicillata Hand.-Mazz)等;休牧草地和放牧草地样点植物群落结构存在差异;休牧草地植物群落物种丰富度、辛普森指数、香农-维纳指数较放牧草地均有所增加。因此,返青期休牧在高寒草原的实施改善了草地植被恢复情况,优化了草地植物群落结构,增强了生态系统多样性。本试验可为退化高寒草原植被恢复及休牧制度的实施提供科学理论依据。     

三江源区典型高寒草地丛枝菌根真菌多样性及构建机制

为探究三江源地区典型高寒草地生态系统中丛枝菌根(AM)真菌群落变化的关键驱动过程,以三江源国家公园高寒荒漠、高寒草原、高寒草甸和高寒湿地4种典型草地生态系统为研究对象,基于Illumina-Miseq高通量测序手段,通过分析不同生态系统中AM真菌群落的物种及谱系组成,并结合群落谱系分析方法,探明影响AM真菌群落组成的各...     

青藏高原东北边缘地区高寒草甸群落特征对封育的响应

封育是退牧还草恢复退化草地的主要措施,而封育的时效限制着该措施的实施年限。本研究连续6年监测了青藏高原东北边缘天祝县高寒草甸群落特征对封育的响应。结果表明,高寒草甸群落盖度、高度、物种多样性及生物量均随着封育年限增加表现为先显著降低,后显著升高,再显著降低(P<0.05),第4年时群落高度和盖度最高,物种多样性和生物量最大,说明高寒草甸适宜封育时间是4年。     

青藏高原退化高寒草地恢复对不同措施响应的Meta分析

为定量评估不同退化程度高寒草地的植物生产力、植物多样性与土壤质量对不同恢复措施的综合响应,本研究基于92篇文献,通过荟萃分析（Meta分析）,对2 478组恢复实验数据进行综合分析。结果表明：在未退化草地上,自然恢复显著提高植被生产力和植物多样性,且不会使土壤质量下降;在轻度退化草地上,自然和人工辅助恢复均显著提高植被生产力和土壤质量;但人工辅助恢复显著降低植物多样性,而自然恢复则相反。具体措施以中期围栏封育恢复效果最好;在中度退化草地上,人工辅助恢复比自然恢复效果好。具体措施以短期施肥以及短期和中期补播恢复效果较好;在重度退化草地上,人工建植效果最好,但人工建植恢复植物多样性以及土壤质量所需年限较长。