高寒草甸蒸散量及作物系数的研究

利用FAO Penman-Monteith计算法(FAO P-M法)、Penman修正公式法(P法)、Irmark-Allen拟合公式法(I-A法)分别计算了海北高寒草甸参考作物蒸散量,并以FAO P-M法计算结果为标准,与其它两种方法的结果进行比较。结果表明,海北高寒草甸地区年参考作物蒸散量为812.0mm,其中植物生长季的5-9月为500.9mm。FAO P-M法计算参考作物蒸散量较为合理,造成其他两种方法计算结果偏差的原因主要是辐射项的选取及土壤热通量的影响。利用实测土壤含水量资料和水量平衡方法计算的植物生长期的5-9月植被实际蒸散量为425.5mm,与FAO P-M法得到的参考作物蒸散量相比计算作物系数,得到植物生长初期、中期和末期的作物系数分别为0.51、0.96和0.87。     

降水对青藏高原高寒灌丛冷季CO2通量的影响

利用涡度相关系统CO2通量观测数据,分析了青藏高原高寒灌丛生态系统冷季CO2通量对降水事件的响应（以2003～2005年10月和11月份为例）。结果表明：在降水事件过后的较短时间尺度内,青藏高原高寒灌丛生态系统CO2通量会显著增加,而且增加量明显大于降水前平衡态下的正常波动值;一般经过较长的无降水时间段后的降水会显著促进土壤呼吸,从而使高寒灌丛生态系统CO2通量明显增加。     

亚高山草甸土纤维素分解过程及与环境因子的对应关系

对海北高寒草甸生态系统的矮嵩草研究表明 ,在亚高山草甸土中纤维素的分解 ,作用均在月均温度最高时达最大 ,2月份最小 ,年内表现有明显的单峰式曲线变化过程 ;非退化矮嵩草草甸的纤维素分解显著高于退化的矮嵩草草甸 ;纤维素分解除自身的季节变化规律外 ,与气象等环境因子有关 ,特别是与水热协调配合具有极显著线性正相关关系 (P <0 .0 0 1 ) .     

影响高寒草甸产草量丰歉气象指标的探讨

应用相关分析,研究影响高寒草甸产草量气象因子的单相关程度,找出综合评判产草量丰产与歉收的5个指标因子,通过5个因子的综合处理,建立牧草丰歉气象指标模式。结果表明,拟合结果较好,拟合率达75%。所建立的评判模式能定性地反映青海海北高寒草甸地区牧草丰产与歉收的年景划分。     

海北高寒草甸辐射能量的收支及植物生物量季节变化

高寒草甸植物生长,可用Logistic方程描述。生物量的瞬时增长率过程是一个先缓慢增大,后快速增大,逐渐达到最大值,然后快速降低,最后缓慢下降,逐渐逼近零;生物量达到最大时需累积78d左右;根据生物量的变化,将生长过程划分为返青期、茂盛期和枯黄期。枯黄期的反射率明显高于返青期和茂盛期,而返青期与茂盛期的反射率之间没有差异;返青期与茂盛期的日均辐射能量差异不显著(日均总辐射:Z=0.64,P=0.81=0.05;日均辐射净:Z=0.87,P=0.44=0.05;日均有效辐射:Z=0.92,P=0.37=0.05);返青期和茂盛期的日均辐射能量均显著地高于枯黄期(日均总辐射:H=45.36,df=2,P<0.01;日均辐射净:H=32.41,df=2,P<0.01;日均有效辐射:H=12.69,df=2,P<0.01)。有效辐射和反射辐射是影响地上生物量最重要的两个变量,但两个变量对地上生物量的作用效应各异,有效辐射是正效应,而反射辐射则是负效应。     

放牧强度对高寒草甸群落特征及植被生存状态的影响

植物群落特征和生存状态变化能够反映植物群落内种间关系和演替进程.本研究以青海海北地区高寒草甸的冷季放牧场为研究对象,分析比较了禁牧封育(CK,禁牧)、轻度放牧(LG,4.5只羊·hm?2)、中度放牧(MG,7.5只羊·hm?2)和重度放牧(HG,15只羊·hm?2)?4种放牧压力对植物群落特征及各功能群代表性植物生存状态指数的影响.结果表明:1)禾本科的重要值在轻度放牧时最大,莎草科的重要值在禁牧样地中最大,杂草类植物的重要值在重度放牧样地中最大.2)?Shannon-Wiener多样性指数、Simpson优势度指数、Patrick丰富度指数随着放牧强度的增加均呈增加趋势.3)轻度放牧样地中垂穗披碱草(Elymus nutans)和山地早熟禾(Poa orinosa)的生存状态指数最高,禁牧样地中矮生嵩草(Kobresia humilis)和钝苞雪莲(Saussurea nigrescens)的生存状态指数最高,但随着放牧强度的增加,钝苞雪莲(Saussurea nigrescens)的生存状态指数也随之增加.研究结果表明放牧强度增加能提高高寒草甸群落多样性,禾草类生存状态和在群落中的优势地位下降,杂草类生存状态和在群落中的优势地位上升,草地质量下降.     

氮素富集对青藏高原高寒草甸土壤有机碳迁移和累积过程的影响

为深入揭示陆地生态系统碳固定对大气氮沉降增加的响应机理,基于海北高寒草甸多形态（NH4Cl、(NH4)2SO4、KNO3）、低剂量（N 0、10、20、40 kg hm-2 a-1）的增氮控制试验平台,采集各处理不同深度土壤样品,利用颗粒分组法分离测定总土壤有机碳（SOC）以及各粒径组分的碳含量和δ13C值。研究结果表明：低氮显著增加了土壤粗颗粒态有机碳（MacroPOC）和矿质结合态有机碳（MAOC）的含量,而高氮处理正好相反。施氮一致降低土壤细颗粒有机碳（MicroPOC）含量。此外,添加硝态氮肥对SOC各组分含量和δ13C值的影响显著高于铵态氮肥。总体而言,低氮导致表层30 cm层SOC储量增加了4.5%,而中氮和高氮导致SOC储量分别下降了5.4％和8.8％。低氮处理新增的碳以MacroPOC为主,而高氮处理损失的碳主要是MicroPOC。连续5 a施氮促进了颗粒有机碳（POC）组分的分解,进而导致SOC稳定组分的比例增加。可以认为,大气氮沉降或低剂量施氮（10 kg hm-2 a-1）短期内有利于青藏高原高寒草甸土壤碳截留,硝态氮较铵态氮输入对土壤储量增加更为有益。     

祁连山区气候变化及其对高寒草甸植物生产力的影响

分析了祁连山区近３６年气候变化特征，以及对高寒草甸植物生产力和种群结构变化的影响。结果表明，祁连山区年平均气温平均以１０年０．１５℃的升温率增高；年均气温的增高与冷季气温升高相关，暖季气温虽有升高现象，但对年均气温升高贡献不明显。降水量基本在多年平均值上下振动，无明显变化趋势，但降水变率略有增大，在这种形势下，高寒草甸植物生产力有所下降，植物种群数量、结构也发生了新的变化。     

高寒草甸土壤有机碳和全氮变化对牧压梯度的响应

针对高寒草甸土壤碳氮变化对牧压梯度的响应,以青海海北高寒草甸为研究对象,监测分析了禁牧(对照,CK)、轻牧、中牧、重牧试验地土壤有机碳密度、土壤全氮密度的变化特征。结果表明:SOCD和STND均与牧压梯度呈"V"形二次曲线关系(P0.05),说明禁牧可增加SOCD和STND,但放牧强度约高于7.5只羊·hm-2时存在由低向高的一个阈值转折点。同一放牧梯度上0~40cm的SOCD均表现出5月最低,升至7月后,CK、LG到9月持续升高,而MG、HG有所下降,而STND自5月到9月表现为"И"型波动变化规律。随着土层深度加深SOCD和STND下降明显。不论是季节变化还是垂直变化,SOCD和STND相互间均呈显著的正相关关系(P0.05)。C/N随生长季延长逐渐增加,随土层深度的加深而降低,放牧梯度并未改变土壤C/N的变化趋势。     

高寒草甸不同功能群植被盖度对模拟气候变化的短期响应

 为研究高寒生态系统植被群落对气候变化的响应,于２００７年５月沿青藏高原东北祁连山南坡对海拔３２００ｍ 的嵩草草甸、３４００ｍ 的灌丛草甸、３６００ｍ 的杂草草甸和３８００ｍ 的稀疏植被进行双向移栽试验。功能群（莎草类、禾本类、豆科类和杂类草）植被绝对盖度的方差分析表明高寒草甸植被群落对气候变化较为敏感。莎草类盖度与土壤含水量呈负线性相关,禾本类和豆科类分别与土壤含水量和气温呈正线性相关。海拔与杂类草盖度的二次方程可解释其６１％的变异。非度量多维排序（ｎｏｎ ｍｅｔｒｉｃｍｕｌｔｉ ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌｓｃａｌｉｎｇ,ＮＭＤＳ）暗示功能群对气候变化的响应具有特殊性。豆科类和杂类草、莎草类和禾本类存在较弱的盖度补偿效应。对比早期和模拟降温下的嵩草草甸群落组成,印证其具有较高的稳定性。