气候变化对草地植物优势种的影响研究进展

草地是重要的生态系统类型,也是对气候变化最敏感的生态系统类型之一,气候变化深刻地影响草地生态系统。由于在群落中的高优势度,植物优势种对草地群落组成和结构、群落生物多样性及动态、生态系统生产力、生态过程和功能均有重要影响,是生态学研究中空间尺度推绎的关键。从优势种的定义入手,通过解析优势机制,阐述了植物优势种的研究意义;综述了气温升高、降水变化等气候变化驱动因素及其联合作用对草地植物优势种的影响;以羊草为例,总结了气候变化对中国北方草原植物优势种的影响;提出应加强不同研究方法的综合,加强自然和人为双重长期干扰对优势种的影响及其级联效应对生态系统功能和服务的影响方面的研究。     

放牧对内蒙古不同类型草原植物和土壤总氮与稳定氮同位素的影响

为了探究过度放牧对不同草原生态系统氮（N）素的影响,选取内蒙古3种主要类型草原（草甸草原、典型草原和荒漠草原）为研究对象,分析了连续多年过度放牧对植物生物量与叶片、根系和土壤中总氮（TN）和稳定氮同位素（δ¹⁵N）值的影响。研究结果表明：过度放牧显著降低草原植被地上、地下生物量（P<0.05）;无牧条件下,3种主要类型草原植物叶片、根系和土壤的TN、δ¹⁵N值自东向西呈现下降趋势,并且所有植物叶片（R²=0.73, P<0.001）、根系（R²=0.86, P<0.001）的TN和δ¹⁵N表现出显著正相关;过度放牧降低了3种草原植物叶片、根系和土壤中TN、δ¹⁵N的值。综上所述,过度放牧对3种草地生态系统N循环造成不同程度的影响,因此我们应采取多样化的管理方式,使草原生态系统可持续发展。     

不同利用方式对大针茅草原生态系统多功能性的影响

为探究不同利用方式对大针茅(Stipa grandis)草原生态系统多功能性的影响,本研究以大针茅草原为研究对象,比较了刈割、放牧以及围封3种不同草地利用方式下大针茅草原生态系统多功能性的差异及其主要影响因素。结果表明：刈割显著提高了植物群落Shannon-Wiener指数和Margalef指数(P<0.05);围封和刈割下生态系统多功能性显著高于重度放牧,而且重度放牧显著降低了碳循环指数和氮循环指数(P<0.05);植物多样性与生态系统多功能性呈显著的正相关关系(P<0.05),植物多样性与土壤环境因子综合解释了生态系统多功能性72.75%的变化,综合考虑土壤环境因子有利于提高对生态系统多功能性的解释量。综上所述,重度放牧显著降低了生态系统多功能性,导致草地加剧恶化,而刈割在维持较高水平的生态系统多功能性的同时显著提高了植物多样性,因此,与围封和重度放牧相比,刈割下草地恢复状态最佳。     

不同利用方式下贝加尔针茅草原植物和土壤的生态化学计量特征

掌握不同利用方式对草原植物和土壤碳、氮和磷生态化学计量特征的影响,可为全面分析和评估不同利用方式对草原生态系统的影响提供基础数据.以贝加尔针茅草原围封、放牧和刈割3种草地为研究对象,研究不同利用方式对贝加尔针茅、羊草和扁蓿豆3种主要植物叶片和土壤碳、氮和磷化学计量特征的影响,分析植物与土壤化学计量之间的相互关系.结果 ...     

加拿大一枝黄花研究进展

外来植物的引入或入侵,对我国农林牧业已经产生了惊人的直接经济损失,它们引起生态系统紊乱、生物多样性的丧失而造成的间接经济损失更是无法估计。外来植物入侵已成为生物多样性保护和生态系统恢复研究的热点问题,对外来种的入侵理论,即入侵生态学的研究也正在兴起。通过从外来入侵植物加拿大一枝黄花的生物学特性、对环境条件的适应性、对植物多样性的危害、药用价值及防治方法等方面进行了综述。     

甘肃马先蒿入侵对巴音布鲁克草原植物群落特征的影响

入侵性物种常通过竞争排斥群落中其他物种,改变入侵地群落的物种组成和结构,破坏生态系统的稳定性。甘肃马先蒿(Pedicularis kansuensis)在巴音布鲁克草原快速蔓延,对当地生态系统造成威胁,是典型的入侵性植物。本研究以入侵性植物甘肃马先蒿群落为研究对象,调查4个入侵程度(未入侵、低度入侵、中度入侵、高度入侵)的甘肃马先蒿群落物种组成和群落特征,分析不同入侵程度下群落的物种多样性差异。结果表明：1)甘肃马先蒿3种入侵群落中均记录了30种维管植物,未入侵群落共记录27种维管植物,3种入侵群落与未入侵群落相比均多3种植物,但多的3种植物在入侵群落中并不相同。2)甘肃马先蒿入侵降低了群落中二裂委陵菜(Potentilla bifurca)、拉普兰棘豆(Oxytropis lapponica)、紫花针茅(Stipa purpurea)、洽草(Koeleria litvinowii)、火绒草(Leontopodium leontopodioides)的重要值;禾本科的密度在群落中的比例随入侵程度的增加呈先上升后下降趋势,豆科与禾本科密度和盖度在中度和高度入侵群落中的比例显著降低(P &...     

降水调节荒漠草原生态系统碳交换对增温和氮添加的响应

气候变暖和大气氮沉降对草地生态系统功能有重要影响。然而,降水变化如何调节荒漠草原生态系统生产功能对气候变暖和氮沉降的响应还不清楚。本研究基于内蒙古短花针茅(Stipa breviflora Griseb.)荒漠草原长期增温和氮添加试验平台,分析两个连续降水差异较大年份中植物生产力和生态系统碳交换对增温和氮添加响应的不同。结果表明：(1)植物群落地上生物量在干旱和湿润年份有显著差异。在干旱年份,氮添加使得C₃植物地上生物量显著降低了10.50%;在湿润年份,氮添加使得植物群落地上生物量和C₃植物地上生物量分别显著增加了11.69%和8.06%。(2)在干旱年份,氮添加显著促进了净生态系统碳固定,而增温显著降低了总生态系统生产力;在湿润年份,增温和氮添加对生态系统碳交换均没有显著影响。因此,野外长期监测结合年际间降水波动对分析全球变化影响草原生态系统功能十分必要。     

怎样在放牧生态系统中测定净初级生产力

测定放牧生态系统的净初级生产力时,全季或全年扣笼法无法测定放牧动物对植物生产力和植物补偿性再生的影响,同时无法估测放牧强度对植物消耗量的影响。针对这一问题,通过综述了动物密度法、可移动扣笼法、临时扣笼内刈割牧草模拟放牧强度法、转移动物法等4种测定放牧生态系统净初级生产力的方法的优缺点。得出结论:4种方法的测定结果是否比全季或全年扣笼法更准确,主要取决于这种方法能否准确测定植物补偿性再生及能否准确反映植物产量估测值的偏差大小。     

内蒙古达赉湖自然保护区种子植物区系研究

通过对内蒙古达赉湖自然保护区植物进行实地调查、标本采集、鉴定，并参考有关资料对植物区系进行系统整理分析，确定本地区种子植物73科292属651种。优势科、属现象明显，含20种以上的科和8种以上的属分别占总科的13．70％和总属数3．08％，它们构成了达赉湖种子植物区系主体。保护区种子植物292属分为11个分布类型和10个亚型，以温带分布型占绝对优势。反映了该保护区植物种类的丰富多样性和区系成分的复杂程度。达赉湖自然保护区是国家级以保护珍禽鸟类及其赖以生存的湖泊、草原和湿地等生态系统为主的综合性自然保护区。其主要保护对象为保护区内的湖泊、河流湿地和典型草原生态系统以及达赉湖地区的生物多样性。     

植物对有机氮源的利用及其在生态系统中的意义

氮是植物生长发育的必需营养元素,也是其主要的限制因子之一。陆地生态系统植物的氮需求量来源及植物对氮素的吸收利用均受控于其种类和生长环境。环境条件的改变,一方面可能改变了植物生长区原有的氮形态、浓度、赋存方式等,从而改变氮对植物的供给状况;另一方面可能引起植物生长区域土壤质量、水分利用状况、光照等的改变,产生耦合现象,从而直接影响植物的生理生态特性,使植物对氮素的吸收利用发生了改变,导致植物生长区的种群类型及物种多样性发生改变,并直接影响到生态系统的功能及演替。本文主要对生态系统中植物生长发育所需氮素的来源及植物对氮素吸收利用过程中的影响因素进行了综述和讨论,并结合国内外在该领域的研究现状对其研究前景进行了展望。     

青藏高原高寒灌丛草甸生态系统碳平衡研究

利用静态密闭箱—气相色谱法观测的高寒金露梅Dasiphora fruticosa灌丛、丛间草甸土壤微生物呼吸CO2通量结果,结合研究区群落生物量及样方调查,对高寒灌丛草甸生态系统的碳平衡状况作了初步估测。结果表明:植物生长季高寒灌丛草甸生态系统初级生产力年净固定碳量461.83g/(m2·a),土壤通过微生物呼吸年碳净排放量376.78g/(m2·a)。碳素输入大于输出,系统存在较强的CO2吸收潜力,是大气CO2的汇,其年净交换吸收碳量85.05g/(m2·a)。     

青藏高原高寒草甸生态系统CO2通量研究进展

高寒草甸是广布于青藏高原的主要植被类型,是青藏高原大气与地面之间生物地球化学循环的重要构成部分,在区域碳平衡中起着极为重要的作用。本研究首先系统回顾了青藏高原高寒草甸生态系统CO2通量日、季、年等不同时间尺度的变化特征,以及温度、光合有效辐射、降水等主要环境因子对高寒草甸生态系统CO2通量的影响;其次比较了青藏高原3种典型高寒草甸生态系统类型源汇效应和Q10值;最后针对青藏高原高寒草甸生态系统CO2通量研究现状,分析了当前存在的一些不确定性,展望了未来工作的重点。     

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。     

高原鼠兔影响高寒草甸生态系统服务价值的评价方法

高原鼠兔(Ochotona curzoniae)干扰与高寒草甸生态系统服务价值的关系,是全面评价高原鼠兔在高寒草甸生态系统中地位和角色的途径之一.本研究采用单位面积价值当量因子法和单位服务功能价格法,同步评价了高原鼠兔干扰对青藏高原高寒草甸家畜食物生产、水源涵养、碳固持、土壤养分物质循环和物种多样性维持等服务价值的影响...     

三江源退化高寒草甸草毡表层剥蚀过程及发生机理的初步研究

草毡表层是高寒草甸系统分类的诊断层,是高寒草甸稳定性维持的物质基础,而草毡表层剥蚀是三江源区退化高寒草甸的主要表观特征之一。2008年8月,通过对高寒草甸退化状况进行的野外调查发现,退化高寒草甸具有2种不同的剥蚀过程,其发生的动力也不同。其中,位于山间滩地和缓坡地段的高寒草甸,其土壤剥蚀呈现草毡表层极度加厚、老化、死亡、开裂、剥蚀过程,其发生动力是鼠类的挖掘与冻融交替作用,剥蚀发生时地表草皮处于死亡或半死亡状态;而处于陡坡地段退化高寒草甸的剥蚀由于植被的不同,呈现水分对草皮下土壤的潜蚀、倒钩蚀,发生草皮悬空、坍塌,其剥蚀动力为水分冲蚀和重力作用,剥蚀时草毡表层牧草生长良好。放牧压力下高寒草甸草毡表层的加厚是造成其土壤发生剥蚀的主要原因。     

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。     

青藏高原高寒矮嵩草草甸稳定性的维持、丧失与恢复

高寒矮嵩草(Kobresia humilis)草地是青藏高原的主要植被类型之一,其稳定性的维持对保证高原生态屏障功能发挥具有十分重要的意义。对青藏高原高寒矮嵩草草甸稳定性的维持机制、丧失过程与恢复途径与措施,进行了综述,拟为青藏高原高寒草地的可持续利用和退化高寒草地的恢复,提供理论依据。     

青藏高原高寒草甸生态系统CO2交换量的"转折气温"

为了理解青藏高原高寒草地生态系统的碳动态变化和环境因子对其的调控关系,分析2年(2002和2003年)的涡度相关数据.结果表明,高寒草地生态系统是"碳汇",2年分别从大气吸收了286.74和284.94 g CO2.相关分析表明,高寒草甸生态系统CO2交换量与日平均气温有十分明显的相关性,而与光量子通量密度和土壤含水量没有明显的相关性."转折气温",是生态系统光合通化增长速率开始大于生态系统的呼吸增长速率时的气温.通过线性指数模型,发现高寒草甸生态系统的"转折气温"是2.47 ℃.在降雨和光量子通量密度基本不变,生态系统比较稳定的条件下,如果增温效应发生在气温大于2.47 ℃,高寒草甸生态系统的"碳汇"功能将得以加强,反之,发生在气温小于2.47℃,"碳汇"功能将被削弱乃至转变为"碳源".     

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。     

气候变化对青藏高原高寒草甸适宜气候分布范围的潜在影响

为确定气候变化对高寒草甸分布范围的影响,以Holdridge生命地带性分类系统,采用A1、A2、B1、B2气候变化情景,分析了气候变化对我国高寒草甸潜在适宜气候分布范围的影响.结果显示:气候变化下,高寒草甸基准情景下适宜气候分布范围将减少,新适宜气候分布范围将增加,总的适宜气候分布范围变化不大,其中A1、A2情景下变化较大,B1、B2气候情景下变化较小;高寒草甸在基准情景下适宜气候分布范围的最小、最大值与中位数都将减少,新适宜气候扩展范围的最小、最大值与中位数将增加,总的适宜气候分布范围的最小、最大值与中位数变化不大;高寒草甸基准情景下适宜气候分布区南部范围将缩小,新的适宜气候分布范围将主要朝西部和西北部方向扩展,其中A1情景下变化最大,B1情景下变化较小;高寒草甸基准情景下适宜气候分布范围和新的适宜气候分布范围与我国年均气温变化和年降水量变化呈现正相关性.从而预测,气候变化使高寒草甸在基准情景下的气候分布范围将减小,新的适宜分布范围将扩大,空间分布格局将发生改变.