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。     

封育措施对退化与未退化矮嵩草草甸的影响

连续5年的封育处理对退化与未退化矮嵩草草甸产生了影响.研究表明,除了退化矮嵩草草甸内的均匀度指数下降不显著外,封育使两种矮嵩草草甸样地内的丰富度指数、多样性指数和均匀度指数下降都达显著水平.两种矮嵩草草甸的上下层高度均增加,其中未退化矮嵩草草甸增加显著,退化矮嵩草草甸增加不显著.两种矮嵩草草甸的枯草盖度增加显著,绿草盖度减少显著,各种群特征发生了有规律的消长.未退化矮嵩草草甸的莎草和杂类草地上生物量减少显著,枯草生物量增加显著,禾草和优良牧草的生物量以及总地上生物量增加不显著,优良牧草比例由0.57下降为0.48.退化矮嵩草草甸在封育条件下,枯草、禾草生物量增加显著,莎草、优良牧草的生物量及总生物量增加不显著,优良牧草比例则由0.29上升为0.48,达到显著水平.未退化矮嵩草草甸的草地质量指数明显下降,退化矮嵩草草甸的草地质量指数则明显上升.     

封育措施对退化与未退化矮嵩草草甸的影响

连续5年的封育处理对退化与未退化矮嵩草草甸产生了影响。研究表明，除了退化矮嵩草草甸内的均匀度指数下降不显著外。封育使两种矮嵩草草甸样地内的丰富度指效、多样性指效和均匀度指效下降都达显著水平。两种矮嵩草草甸的上下层高度均增加。其中未退化矮嵩草草甸增加显著。退化矮嵩草草甸增加不显著。两种矮嵩草草甸的枯草盖度增加显著。绿草盖度减少显著。各种群特征发生了有规律的消长。未退化矮嵩草草甸的莎草和杂类草地上生物量减少显著。枯草生物量增加显著。禾草和优良牧草的生物量以及总地上生物量增加不显著。优良牧草比倒由0．57下降为0．48。退化矮嵩草草甸在封育条件下。枯草、禾草生物量增加显著。莎草、优良牧草的生物量及总生物量增加不显著。优良牧草比倒则由0．29上升为0．48。达到显著水平。未退化矮嵩草草甸的草地质量指效明显下降。退化矮嵩草草甸的草地质量指效则明显上升。     

不同退化程度下高寒草甸矮嵩草与高山嵩草有性繁殖特性研究

对不同退化程度下的矮嵩草和高山嵩草无性系繁殖特性进行了初步研究。结果表明不同退化程度下两种嵩草有性繁殖能力较弱,种子生产能力低,其中中度退化草地上高山嵩草每有效穗最高只产生2粒种子,重度退化草地矮嵩草每有效穗最高只产生3.6粒种子。     

气候变化对东祁连山禾草——嵩草草甸生产力的影响

通过对金强河高山草原定位试验站气候变化和禾草—嵩草草甸生产力分析,探讨了气候变化和草地退化的关系。结果表明,自从1980～1998年,金强河流域大气温度10年间变化梯度约为0.286℃;2000～2006年平均温度为0.899℃,温度增幅加大;平均降水量408.3±52.4 mm,在1988年达到峰值后,降水量有减小趋势;草原湿润度K平均值2.778±0.475,减少幅度约为每年0.003,在草原综合顺序分类法中仍为"寒温潮湿寒温性针叶林类"草地,尚未改变草原类型中类的划分。降水量减少趋势缓慢,但草产量变化表现出明显的下降趋势,这种降水量持平、草产量快速下降的事实也说明了人为因素造成的牲畜超载过牧是加速高寒草甸退化的主导因子,即该草地生产力降低的主要原因是由人为过度利用造成。     

不同退化程度高寒草甸矮嵩草分株结构数量的研究

对不同退化程度下矮嵩草分株结构及数量关系进行了初步研究。结果表明不同退化程度下矮嵩草均以营养繁殖为主扩大无性系繁殖后代 ,单株无性系和无性系分株的分蘖芽占无性系分蘖总数的比例最大 ,分别为 41 97%～ 56 44%和 36 35 %～ 49 2 0 %。矮嵩草无性系分株构件结构可以概括为二级芽分蘖 (1年 )、一级芽分蘖 (1～ 2年 )、复合主分蘖 (2～ 3年 )、单分蘖 (2～ 3年 )、生殖分蘖 (3～ 4年 )和种子 6个组成部分。随放牧强度的增加 ,矮嵩草无性系分株各构件除生殖分蘖外均以中度退化程度为高。矮嵩草无性系分株的分蘖数、叶片数以及生物量都比单株无性系分株的为多。矮嵩草无性系分株生物量表现为根茎 >叶 >根 >生殖 ,地上生物量是地下生物量的 41 85 %～ 47 37%。     

高寒矮嵩草草甸不同退化演替阶段植物群落地上生物量分析

通过对高寒矮嵩草草甸不同退化演替阶段植物群落的研究显示,随着退化程度的加重,群落的组成和优势种等发生了很大的变化,植物群落从以禾本科为主,向以杂类草为主的群落演替.中度和重度退化样地与原生植被样地的禾草类、莎草类以及群落总生物量差异极显著(P<0.01).随退化程度的加深,禾草类、莎草类等优质牧草比例下降,取而代之的是杂类草,其比例明显升高,在群落中占据优势地位.     

不同退化程度下嵩草草甸矮嵩草无性系构件的研究

对不同退化程度下嵩草草甸矮嵩草无性系构件进行了研究。结果表明，矮嵩草无性系的面积大小与矮嵩草构件总数量和生物量显著相关（P〈0．05），与其各构件平均值基本不相关。随着退化程度的加重，在一定限度内单位面积上各分株和各分蘖数量和生物量有所增加，随后呈下降趋势；平均分株数量与生物量、分蘖数量与生物量均呈下降趋势；每分株分蘖（营养、生殖）、每分蘖（营养、生殖）、生殖（叶、秆）的数量和生物量也呈下降趋势；平均分蘖节直径有增加的趋势，平均分蘖节距地面的高度除极度退化外均呈上升趋势。     

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。     

不同退化程度下嵩草草甸矮嵩草无性系构件的研究

对不同退化程度下嵩草草甸矮嵩草无性系构件进行了研究。结果表明,矮嵩草无性系的面积大小与矮嵩草构件总数量和生物量显著相关(P<0.05),与其各构件平均值基本不相关。随着退化程度的加重,在一定限度内单位面积上各分株和各分蘖数量和生物量有所增加,随后呈下降趋势;平均分株数量与生物量、分蘖数量与生物量均呈下降趋势;每分株分蘖(营养、生殖)、每分蘖(营养、生殖)、生殖(叶、秆)的数量和生物量也呈下降趋势;平均分蘖节直径有增加的趋势,平均分蘖节距地面的高度除极度退化外均呈上升趋势。     

青藏高原高寒矮嵩草草甸退化演替主成分分析

选取青藏高原高寒矮嵩草草甸典型退化演替阶段代表样地为研究对象,以空间尺度代替时间尺度的方法,对其植物群落和土壤理化性质(19个指标)进行数量特征分析。结果表明:欧式聚类分析和Fisher’s判别分析可以明确划分高寒矮嵩草草甸退化的4个演替阶段,且Fisher’s判别分析能够明确区分小嵩草草甸的3个重要时期,说明可以此指标组构建高寒矮嵩草草甸退化演替阶段划分的指标体系。主成分分析(PCA)提取出4个特征值大于1的主成分因子,其载荷能力依次为44.8%、28.3%、17.2%和7.2%,对演替过程总变异的解释能力累计达97.6%。草地退化是一个系统内各因子协同变化的过程,且它们具有不同步性,进而导致了原有变量对草地退化演替细微阶段划分的不完全性。说明草地生态系统存在两种作用因子,即敏感因子(其数量特征随草地发生变化而迅速变化)和缓冲因子(对生态系统变化的反应具有一定的滞后性和缓冲性),但这两者如何应对生态系统干扰,其协同及分异特征以及其对草地退化反应的敏感程度还需要深入研究。     

矮嵩草草甸植物种群物候学定量研究

通过对矮嵩草草甸主要植物种群物候特性的观测研究,采用聚类分析和主分量排序法将矮嵩草草甸19种植物种群划分为不同的物候类群。利用相关系数排序法指出了影响不同物候期的主要生态因子依次是温度、降水量和日照时数。研究结果表明,物候指数是说明高寒矮嵩草草甸物候模式的一个有用指标。     

封育后矮嵩草草甸群落生长冗余及补偿的分析

对海北站封育矮嵩草草甸地上生物量定期测定结果表明,地上生物量在6月中旬达到最大产草量的半值,此时,草甸群落生长速率、叶面积增加速率和叶面积比率接近最大值。6月中旬以后,草甸群落进入生长冗余时期。结果与逻辑斯缔方程理论推算的结果相一致。     

贺兰山高山草甸的群落生态学研究

在群落调查的基础上，对贺兰山高山草甸进行数量分析。主要的结果如下：（1）贺兰山高山草甸可分为三个群系，分别为珠芽蓼群系、高山嵩草群系和矮嵩草群系，而高山嵩草群系和矮嵩草群系可进一步划分为两个亚群系，不同群系（或亚群系）的群落结构和环境特征之间存在显著的差异；（2）高山嵩草群系和矮嵩草群系之间的界限约为海拔3200m，而珠芽蓼群系主要分布于研究区的偏阴坡，与海拔关系不大；（3）14个频次大于50％的物种在排序图上的空间分布反映了这些物种最适宜生境的位置，而且与群落类型的空间分布一致。     

封育后矮嵩草草甸群落生长宙冗余及补偿的分析

对海北站封育矮嵩草草地上生物量定期测定结果表明,地上生物量在6月中旬达到最大产草量的半值,此时,草甸群落生长速率、叶面积增加速率和叶面积比率接近最大值。6月中旬以后,草甸群落进入生长冗余时期。结果与逻辑斯缔方程理论推算的结果相一致。     

大武滩藏嵩草沼泽化草甸群落结构及植物量调查研究

对果洛州大武滩藏嵩草沼泽化草甸典型样地的植物群落结构及植物量进行了调查,结果为:该草地植被由24种植物组成,隶属13科22属。藏嵩草为优势种,次优势种植物有华扁穗草和鹅绒委陵菜。植被多样性指数(H′)为3.06,生态优势度指数(D)为0.82,均匀度指数为(J′)值为0.96。地上植物量干重为558.7g/m2,地下植物量为6734.13g/m2。地下植物量主要分布在0～10cm处,为4071.7g/m2,占0～30cm植物量的60.46%。草地地上植物量按经济类群划分,莎草类、阔叶草类和禾草类植物分别占鲜重的69.9%、26.28%和3.78%;占干重的75.3%、20.3%和4.4%,草地植物群落以莎草科牧草为主。     

矮嵩草草甸生物量季节动态及其与气候因子的关系

测定高寒矮嵩草(Kobresia humilis)草甸地上、地下生物量季节动态,分析生物量季节动态与气候因子的相关性,建立了地上生物量动态变化的模拟模型。结果表明:高寒矮嵩草草甸地上生物量动态变化历经萌动期、返青期、旺盛生长期、稳定期和折损减少期等5个阶段;地下生物量自5-9月表现出升高-降低-升高的变化规律,且变化幅度较高;2003年地下净生产量633.46g/m²,周转率0.3193;利用海北高寒草甸多年观测资料,建立了气象因子影响植被年生产量的预报模型。     

青藏高原矮嵩草草甸地面热源强度与生物量的初步研究

以涡度相关系统观测的数据为资料，对矮嵩草草甸2002年的地面热源强度和地面热量平衡以及地上、地下生物量进行了研究.结果表明，在此观测期内，青藏高原矮嵩草草甸的地面均为热源，热源强度具有明显的季节变化，地面热源强度的平均值为88.5W·m^2；地上、地下生物量也呈现明显的季节变化，地上生物量与热源强度有正相关关系，而地下生物量与热源强度则出现较复杂的关系，在生长季前期和后期表现为一定的正相关关系，在生长季中期则呈现为负相关关系。     

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.