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。     

高寒草甸地上净初级生产力、物种多样性及土壤因子的关系

为揭示高寒草甸地上净初级生产力与物种多样性指数及土壤因子的关系,通过样方法分析了高寒嵩草草甸物种多样性、地上植物量及土壤养分。结果表明,群落多样性指数(H)与地上植物量呈极显著负相关(P≤0.01),土壤速效氮、速效钾与地上植物量呈显著负相关(P≤0.05),土壤全氮、土壤速效氮、土壤有机质、土壤速效钾与H呈显著正相关(P≤0.05)。主成分分析表明,不同样地差异来源主要是土壤全氮、土壤全钾、土壤有机质、土壤速效氮、土壤速效磷及土壤速效钾,贡献度为49.76%,高于多样性指数的贡献度。这些结果表明,物种多样性指数和土壤养分相互作用,共同影响高寒草甸群落的变化。     

放牧强度对高寒草甸物种多样性和生产力关系的影响

放牧对草地植物群落结构和功能的影响深远而复杂,为了探讨高寒草甸植物物种多样性和生产力受长期不同放牧强度的影响,在高寒草甸草地群落设置不同放牧强度试验,分析不同放牧强度下植物群落物种多样性和生产力及其关系的变化,以期为高寒草甸生态系统的可持续利用和管理提供理论依据。结果表明,随着放牧强度的增大,草地植物群落的Shannon-Wiener指数和Margalef丰富度指数先增大后减小,高寒草甸植物群落的优势物种由禾本科向莎草科和杂类草转变,其中禾本科植物的优势度从70%降到12%,杂类草植物的优势度由13%增大到82%,植物群落的地上净初级生产力(ANPP)逐渐减小,轻度放牧处理减少了61.56%,中度放牧处理减少了76.75%,重度放牧处理减少了78.72%,重度放牧处理地下净初级生产力(BNPP)比禁牧处理降低了90.06%,轻度放牧、中度放牧处理地下净初级生产力与禁牧处理无明显差异,3个处理下的地下净初级生产力(NPP)总体保持稳定。放牧强度增大会导致植物群落高度下降,中度放牧处理会增加植物群落中莎草科植物的分蘖数。高寒草甸上植物群落的Pielou指数和NPP负相关,Margalef指...     

施肥对玛曲县高寒草甸植物多样性及生产力的影响

摘要：为了解施用畜肥对于退化高寒草甸草地群落结构与生产力的影响,本研究比较了4个不同施肥处理(S0不施肥,S1施肥11.25 t/hm2,S2施肥22.50 t/hm2,S3施肥33.75 t/hm2 )下玛曲高寒草甸植物群落的响应特征。结果表明,(1) S1和S3处理的植物群落盖度显著高于S0（P＜0.05）,S1和S2植物群落高度低于S0;(2)施肥后植物群落的总生物量出现增加趋势,但无显著性差异（P＞0.05）,各功能类群产生不同响应,S1、S2和S3的莎草科植物的生物量及其所占总生物量的比例都同S0有显著差异（P＜0.05）,禾草类与杂草类生物量呈现出了下降的趋势;(3) S1、S2和S3的Pielou均匀度指数与S0相比逐渐下降, S1与S3的Simpson多样性指数同S0相比显著下降（P＜0.05）。     

小蒿草和矮蒿草高寒草甸退化演替研究

研究了小蒿草（Kobresia pygmaea)和矮蒿草（K.humilis)高寒草甸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，为命名退化草地向原生植被恢复演替，应在不同程度退化草地采取不同治理措施。     

黑土滩恢复演替过程中植物功能群及牧草品质变化

应用空间序列代替时间序列的方法,对高寒草甸不同恢复演替阶段黑土滩植物群落结构、植物功能群及牧草品质的变化进行了研究。结果表明:物种数与演替梯度间呈显著正相关关系:y=5.594x+0.643,(R²=0.8811);Shannon指数与演替梯度间呈非线性单峰曲线关系:y=-0.0528x²+0.6584x+0.3874(R²=0.7531);生物量与演替梯度间亦呈单峰曲线关系:y=-8.7647x²+86.696x+67.14(R²=0.6164)。一年生植物在群落中的数量呈下降趋势;禾本科植物在群落中的数量呈上升趋势;莎草类及杂类草植物在群落中的数量均呈增加趋势,但莎草类植物增幅不大,而杂类草植物则急剧增加。牧草品质随演替时间的延长而发生不同的变化:劣等牧草生物量在群落中呈下降趋势;中等和优等牧草生物量的变化趋势相同:随着演替时间的增加,均呈现幅度较大的增加趋势;而良等牧草生物量的变化则与之不同,生物量的峰值出现在演替的4-5年间。随着黑土滩的恢复演替,植物群落结构、功能群类型及草地生产性能均发生了重要变化。     

补播对高寒草甸生产力和植物多样性的影响

为了解补播对高寒草甸退化草地恢复过程中群落生产力、功能群结构和物种多样性方面的影响,于2010年5月以位于青藏高原东段的玛曲高寒草甸为研究对象,进行了补播试验。结果表明,补播显著提高地上生物量,同时物种数和丰富度指数Margalef也有显著增加,其中补播处理地上生物量是不补播处理的1.31～1.44倍。补播后莎草类和禾草类地上生物量都呈增长趋势,补播后禾草类地上生物量显著提高,其中最高是不补播的2.7倍,杂类草在群落中所占比例显著降低。适量补播既可以使草地的经济价值得以提高,同时也有利于高寒退化草地的恢复和生态系统的稳定。     

不同牧压梯度下高寒草甸演替及植物物种多样性分异特征

通过对不同牧压梯度导致的4个相邻高寒草甸植物群落物种多样性的调查,探讨了放牧驱动下高寒草甸演替及植物物种多样性分异特征,以期为高寒草甸合理利用提供依据。结果表明:矮嵩草时期与小嵩草草毡表层开裂期的多样性指数D差异不显著,其他3个阶段间差异显著(P0.05);多样性指数H除禾草矮嵩草时期与小嵩草草毡表层开裂期,矮嵩草时期与小嵩草草毡表层加厚期差异不显著外,其他均差异显著(P0.05);均匀度指数除矮嵩草时期与小嵩草草毡表层加厚期差异不显著,其他3个时期差异均达到显著水平(P0.05);放牧明显改变了高寒草甸的主要建群种和优势种,伴随牧压强度增大,植物群落发生更替,莎草科重要值增大,禾本科重要值减小,草甸植物群落由禾草矮嵩草时期向矮嵩草时期、小嵩草草毡表层加厚期、小嵩草草毡表层开裂期演替。     

刈割频次对高寒草甸群落特征和初级生产力的影响

在甘南州玛曲县典型高寒草甸区,对不同刈割频次下草地初级生产力基本特征的变化进行研究。结果表明:莎草科和禾本科的物种对多次刈割的耐受性较高,而杂类草较为敏感,部分物种甚至会在高频次刈割下消失,毒害草则会在多次刈割的干扰下得到促进。在生长季内,对草地实施2~3次刈割利用,不仅不会对物种多样性造成不利影响,反而有利于物种多样性的提高;相反,若仅于生长季后期(9月中旬)刈割1次或刈割次数超过4次,则可对物种多样性产生明显的负面影响。就地上生物量而言,最佳刈割频次为2次(7月15日和9月15日)和3次(6月15日、7月30日和9月15日);就粗蛋白产量而言,最佳刈割频次为3次,且显著高于刈割2次的处理。采用在牧草产量峰值期1次性测产的方法核定草地载畜量,必须考虑在实际利用方式下所产生的草地超补偿效应,并以相应的差异率对牧草产量进行校正。     

高山嵩草草甸初级生产力、多样性与土壤因子的关系

为了揭示高寒草甸初级生产力与土壤因子及多样性指数的关系,本文选择青藏高原三江源区具有代表性的高山嵩草矮嵩草草地型、高山嵩草杂类草草地型和高山嵩草圆穗蓼草地型,进行植物多样性、生产力及土壤养分的分析研究。结果表明：不同类型高山嵩草草甸生物量、群落多样性、土壤理化性质都存在显著差异（P ＜0．05）,其中高山嵩草圆穗蓼草地生产力最高,物种数最多,土壤营养成分含量最高。相关性分析表明：地上生物量及优良牧草生物量与土壤理化性质呈显著相关（P ＜0．05）,优良牧草生物量与土壤有机质呈极显著正相关（P ＜0．01）。物种数的多寡与土壤养分呈显著相关（P ＜0．05）,而群落结构的均匀度及多样性是与植物都需要的大量元素钾呈正相关的（P ＜0．01）。优势物种的竞争能力是通过土壤的有限养分（速效磷）体现的,两者呈显著正相关（P ＜0．05）,因而地上生物量及优良牧草生物量与速效磷呈极显著正相关（P ＜0．01）。而矿物氮（包含碱解氮）对丰富度指数、初级生产力有不可替代的作用。     

模拟干旱对藏北高寒草甸植物物候期和生产力的影响

为探究生长季不同时期干旱事件对高寒草甸植物物候期和生产力的影响,采用截雨棚于藏北高寒草甸生长季前期和后期进行为期2年(2016-2017年)的截雨试验.结果表明:1)植物物候期对不同时期干旱处理响应不同,高寒草甸关键物种植物物候期对生长季前期干旱(SE)响应较为敏感,SE会导致植物返青期大幅推迟,生长季长度和繁殖期明显...     

牦牛粪便对高寒草甸群落多样性及生产力的影响

研究了4个不同施牦牛粪便的处理对高寒草句植物群落多样性和生产力的短期影响。结果表明,（1）处理S1,S2和s3的植物群落盖度显著高于对照（SO）（P〈0．05）,各处理的植物群落高度与对照（SO）相比都呈上升趋势,且S3与S0差异显著（P〈0．05）;（2）处理S1、S2和S3的Pielou均匀度指数与sO相比逐渐下降,且S2与sO有显著差异（P〈0．05）。处理S1、s2和S3的Shannon—Wiener物种多样性指数与S0相比逐渐下降,且S2与S0差异极显著（P〈0．01）。而Simpson物种多样性指数的变化则表现为无规律性。（3）施牦牛粪便后植物群落的地上总生物量出现增加趋势,且S2,S3与s0间达到差异显著（P〈0．05）。     

补播禾草对玛曲高寒沙化草地植物多样性和生产力的影响

为了解补播对高寒沙化草地植物多样性和生产力的影响,于2006和2007年在甘肃玛曲开展了多种牧草的草地补播改良试验。结果表明,补播对物种丰富度影响不明显,但使草群密度明显增大,补播后各处理Pielou均匀度指数、Simpson指数、Shannon-Weiner指数均减小,其中单播中华羊茅、混播中华羊茅和垂穗披碱草多样性指数显著减小。补播后地上生物量比对照显著增加,其中3种禾草混播后地上生物量增加了55.74％。补播使草地的经济价值得以提高,有利于高寒沙化草地的恢复和生态环境的保护。     

青海高寒草甸草地生产力与气候因素的灰色关联度分析

利用灰色关联分析方法，对青海高寒草甸草地生产力与气候因素的关联程度作相关分析。以牧草各物候期产量为对照列。以牧草生长期月均温，月降水量，及月日照时数为对比列。经分析结果表明：牧草抽穗期产量与5月降水，温度和4月的日照关联度最大，而牧草籽粒成熟期产量与7、8月温度，日照关联度最大，因此，在牧草早期生长阶段牧草产量取决于5月降水，气温，而在牧草成熟阶段牧草产量取决于7、8月气温，日照，尤其是7、8月的气温，日照是决定当年牧草产量高低的关键因素。     

高寒草甸湿润与干旱化生境中植物多样性的海拔分布格局

受全球变化和外界干扰的影响,青藏高原高寒草甸生境趋向干旱化。生境变化对物种多样性的海拔分布格局有何影响?本研究以藏东南东达山作为研究地点,沿海拔梯度设置9个样地,在每个样地设置10个1m×1m样方,5个位于湿润生境,5个位于干旱生境,调查样方内的物种组成。将样方中频度≤7的物种确定为偶见种,反之为常见种,分析所有种、偶见种和常见种α、β和γ多样性沿海拔梯度的分布格局。以Cody指数(βC)、倍性分配法(βW)和物种组成相似性随海拔距离的衰减速率(βslope)3种方法测度β多样性。样地中共记录种子植物160种,其中湿润生境132种,干旱生境107种。湿润生境中,所有种和偶见种的α和γ多样性随海拔的增加而下降,而干旱生境中呈现为增加趋势;常见种α和γ多样性在两种生境中均随海拔的增加而略增加。3种β多样性指数的分布格局不一致,湿润生境中βC和βW多样性高于干旱生境,偶见种βC和βW多样性高于常见种。高寒草甸湿润与干旱生境物种多样性的海拔分布格局不同,偶见种多样性高,直接影响物种多样性的海拔分布格局。     

高寒草甸草地微斑块植物特征及其土壤性质的研究

植物群落的斑块化与维持是草地对外界干扰的响应,也是植物群落及其生物多样性持续发展的基础。分析了3个不同鼠洞数量梯度下斑块种类、数量、面积的变化和中度鼠洞数下5种主要斑块植物群落的结构及其土壤性质。结果表明,在中度鼠洞数下,斑块的种类和总数量最高;斑块的总面积随鼠害的加重呈增加趋势;从中度到重度梯度上,鹅绒委陵菜、黄帚橐吾和草玉梅斑块的数量和面积都增加,且面积增大剧烈,乳白香青和火绒草等斑块的数量和面积都减小,具有消失的趋势;在重度鼠洞数量下草地微斑块表现为由少数起主导作用的斑块组成,斑块格局变的较为简单。斑块中单一物种生物量的变异性增加是斑块最主要的特征,这种单一物种的大量繁殖影响着斑块中植物的功能群结构和物种的多度,从而通过不同形式对干扰产生缓冲作用。植物群落的斑块化影响着土壤的异质性,对不同斑块土壤性质进行主成分分析,除乳白香青和基质斑块,其余4种斑块土壤都具有较低的全氮、碱解氮、速效磷,且不同斑块间土壤全氮、碱解氮和速效磷的变异系数都较高,可见,土壤全氮、碱解氮和速效磷的含量以及空间异质性在响应植被的演替上较敏感,因此,高寒草甸生态系统中维持全氮和速效养分资源的供应对维持生态系统的稳定具有重要的意义。     

Effects of plateau pika on the relationship between plant species diversity and functional diversity in alpine meadow北大核心CSCD

The relationship between plant species diversity and functional diversity in grassland will change with environmental changes. The plateau pika （Ochotona curzoniae） has an effect on the hydrothermal process of alpine meadow in its nesting area. However,it is not clear whether the disturbance of plateau pika effects the relationship between plant species diversity and functional diversity in alpine meadow. A random stratified and paired design was used to select plots in Luqu county in Gansu Province,and Qilian and Gonghe Counties in Qinghai Province and a field survey was conducted to investigate the effects of plateau pika disturbance on the relationship between plant species diversity and functional diversity of the alpine meadow. It was found that plateau pika disturbance significantly increased the plant species richness index and the species diversity index but did not significantly affect the species evenness index. Plateau pika disturbance significantly increased plant functional richness index （P< 0.05） but had no significant effect on the plant functional evenness index or the functional divergence index. With plateau pika disturbance effects,the relationship between plant functional richness index and species richness index changed from a logarithmic function to a quadratic function,and the relationship between plant functional evenness index and species evenness index changed from non-significant to significantly positive. In addition, positive correlations between functional richness index and species richness index,and functional richness index and species diversity index were significantly decreased,as were negative correlations between functional divergence index and species richness index,and functional divergence index and species diversity index were significantly decreased. The findings of this study provide basic information for understanding the mechanism of species coexistence of plant communities under plateau pika disturbance and help understanding of how plant diversity effects in an alpine meadow ecosystem function under plateau pika disturbance. © 2022 Editorial Office of Acta Prataculturae Sinica. All rights reserved.     

放牧对高寒草甸植物群落结构及生产力的影响

草地的退化是当前畜牧生产面临的一个主要问题,本试验选取青藏高原高寒草地自然群落中等放牧强度和不放牧２个梯度进行对比研究,探讨当前的普遍放牧强度对群落生产力、不同功能群产量分配和群落结构的影响。结果表明,３年中放牧使群落总体生产力下降,其中不同功能群所占比例也有所变化,禾草和莎草比例由平均７６．６％下降到５７．４％,杂草、豆科和毒草的比例上升;群落高度降低,平均最大高度由４６．８ｃｍ 下降到２２．４ｃｍ;物种多样性和多度增加,多样性由单位样方平均２６．５种增加到３０．９种,多度由单位样方２１５．７株增加到３０４．６株;总盖度并没有明显差异,禾草和莎草盖度减小,杂草盖度增加,群落结构由垂直分层为主演化为水平生态位分化为主。３年中放牧的影响没有显示出草地的进一步退化趋势。