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青藏高原高寒草地土壤酶活性海拔地带性特征 被引量:1
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作者 霍皇煜 米琦 +5 位作者 周天财 李洋 张建香 陈俊合 汪亚峰 孙建 《生态学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第1期405-415,共11页
土壤酶是土壤生态系统中具有催化功能的一类蛋白质,由植物根系分泌物、微生物和动植物残体释放到土壤中,参与了土壤中所有的生物化学过程,其活性的大小可以灵敏地反应土壤中生化反应的方向和强度。青藏高原因海拔高和气候寒冷,被认为是... 土壤酶是土壤生态系统中具有催化功能的一类蛋白质,由植物根系分泌物、微生物和动植物残体释放到土壤中,参与了土壤中所有的生物化学过程,其活性的大小可以灵敏地反应土壤中生化反应的方向和强度。青藏高原因海拔高和气候寒冷,被认为是气候变化的敏感区和脆弱区。全球气候变化使土壤酶活性受到强烈的影响,这些影响可能使土壤的质量发生改变,进而对青藏高原高寒草地植被生产力产生一定影响。土壤酶在生态系统物质循环和能量流动中起着关键作用,其格局、功能和转换过程已被广泛的研究,但高寒草地生态系统土壤酶活性的海拔地带性特征还需深入探讨。因此,以青藏高原高寒草地为研究对象,将土壤酶活性海拔梯度研究从站点尺度拓展到样带尺度,分析了与土壤碳循环密切相关的土壤β-1,4-葡萄糖苷酶(βG)、与土壤氮循环密切相关的土壤N-乙酰-β氨基葡萄糖苷酶(NAG)、土壤亮氨酸肌肽酶(LAP)以及与土壤磷循环密切相关的土壤碱性磷酸酶(ALP)的海拔地带性,进一步明晰其主要驱动因子。结果表明:(1)ALP和βG活性在海拔梯度上,展现出显著分异,在约为3546 m和3364 m出现拐点,且低海拔显著高于高海拔(P<0.01)。而NAG和LAP的活性与海拔无显著关系。(2)高低海拔模式下,ALP活性均与年平均降水量显著相关(P<0.01),而不受年平均温度的影响。高海拔模式下,βG活性受降水的影响;低海拔模式下,气候影响不明显。综合而言,海拔变化引起的温度和降水变化会直接或间接地影响土壤酶活性,其中降水是影响青藏高原高寒草地土壤酶活性的关键因子之一,这种适应性的改变使土壤酶能够在不同的环境条件下适应并发挥其功能,从而影响着土壤生态系统的物质循环和能量转化过程。研究结果可以评估不同海拔地带土壤的养分转化、有机质分解和循环等生态系统功能,为生态系统管理和保护提供科学依据,对理解高寒草地生物地球化学循环过程和机制具有重要意义。 展开更多
关键词 青藏高原 高寒草地 土壤酶活性 垂直地带性 降水
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青藏高原东缘沙化草甸植物氮磷的分配和耦合特征 被引量:7
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作者 刘天源 周天财 +2 位作者 孙建 王毅 叶冲冲 《草业科学》 CAS CSCD 北大核心 2021年第2期209-220,共12页
植物氮、磷元素及其耦合关系对揭示植物群落变化乃至生态系统的功能与过程具有重要意义。本研究以青藏高原东部高寒草甸为研究对象,分析沙化胁迫下植物地上、地下部分的氮、磷含量与氮磷比的变化特征、分配差异及影响因素。结果表明:(1... 植物氮、磷元素及其耦合关系对揭示植物群落变化乃至生态系统的功能与过程具有重要意义。本研究以青藏高原东部高寒草甸为研究对象,分析沙化胁迫下植物地上、地下部分的氮、磷含量与氮磷比的变化特征、分配差异及影响因素。结果表明:(1)植物地上部分的氮含量(平均值为15.3 mg·g^(−1))和氮磷比(平均值为5.2)整体低于地下部分的氮含量(平均值为28.2 mg·g^(−1))和氮磷比(平均值为12.5);随着沙化程度加剧,植物地上和地下部分的氮含量呈先升高后下降的趋势,而植物地上和地下部分的磷含量无明显变化趋势。(2)植物地上和地下部分普遍受到氮限制,氮、磷元素之间耦合关系在沙化胁迫下几乎没有协同性。(3)土壤含水量是影响植物地上和地下部分氮、磷含量的关键因素,植物地上和地下部分都会提高自身氮、磷含量以应对土壤水分降低的胁迫。在全球草地沙化的严峻形势下,本研究将为环境胁迫下植物的生存策略及其驱动机制提供理论参考。 展开更多
关键词 沙化 高寒草地 植物氮磷 生态化学计量 土壤水分
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繁殖体简述及其对高寒草地生态系统恢复的影响 被引量:1
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作者 李文成 黄爱萍 +9 位作者 刘苗 王向涛 王迎新 周天财 孙建 张林 王金牛 罗栋梁 魏彦强 赵宁宁 《草业科学》 CAS CSCD 北大核心 2022年第11期2361-2379,共19页
繁殖体是种子库与芽库的集合,是植物通过有性或无性方式更新的基础,是繁衍子株的来源。其在保持植物群落正常更新迭代的同时,也能自发应对灾难性破坏,在植被的重建和恢复过程中起重要作用。本文论述了种子库与芽库的研究进展,并讨论了... 繁殖体是种子库与芽库的集合,是植物通过有性或无性方式更新的基础,是繁衍子株的来源。其在保持植物群落正常更新迭代的同时,也能自发应对灾难性破坏,在植被的重建和恢复过程中起重要作用。本文论述了种子库与芽库的研究进展,并讨论了二者与生态恢复之间的影响,为进一步阐述其功能和作用,以青藏高原高寒草地为例,梳理了5类生态恢复措施对繁殖体的影响及其对繁殖体的影响机制。综述认为人工干预与自然恢复的结合是未来生态修复的有效手段,繁殖体的自然响应能够有效地补充过去各种人工手段在生态恢复中造成的单一且不稳定的问题。同时,综述明确指出缺乏足够的繁殖体和适宜其繁殖的微生境是退化草地恢复的限制因素,今后各类生态恢复措施均可通过直接或间接的增加繁殖体数量、质量以及传播力度和广度来实现对繁殖体存活的提升。总之,繁殖体是生态恢复的先决条件,恢复措施是“催化剂”,未来找到与退化生境相适配的“催化剂”对生态恢复具有现实意义。 展开更多
关键词 种子库 芽库 植被恢复 高寒草地 青藏高原
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青藏高原高寒草地的气候变化适应性管理探讨 被引量:7
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作者 孙建 周天财 张锦涛 《环境与可持续发展》 2021年第5期55-60,共6页
青藏高原高寒草地生态系统的生物多样性在国家生态安全、食物安全和弘扬中华草原生态文明中具有突出的战略地位。但气候变化和人类活动的加剧对青藏高原高寒草地生态系统格局和功能产生了深刻影响。因此,本文提出了高寒草地适应气候变... 青藏高原高寒草地生态系统的生物多样性在国家生态安全、食物安全和弘扬中华草原生态文明中具有突出的战略地位。但气候变化和人类活动的加剧对青藏高原高寒草地生态系统格局和功能产生了深刻影响。因此,本文提出了高寒草地适应气候变化的管理框架:首先,探究气候变化下高寒草地生态系统边界的迁移方向和速率,阐明气候变化对高寒草地生态系统格局和功能变化的调控机制。其次,基于生态系统多功能指标量化青藏高原高寒草地退化等级,并根据高寒草地健康等级状况,提出适应性的围栏生态保护管理措施。但是由于围栏工程对不同水热地区的高寒草地恢复效应具有时空异质性,因而需要利用高寒草地围栏联网控制实验,研究与高寒草地生态系统格局和功能变化密切耦合的控制要素,判断不同高寒草地生态系统功能恢复到自我可持续的关键阈值,并揭示稳态跃变的机理。同时,定期开展适应性管理的效应评估,判断是否需要改进管理体系,进而提出最佳的适应气候变化的管理策略。 展开更多
关键词 适应性管理 气候变化 高寒草地 生态系统功能 青藏高原
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1984-2013年青藏高原土壤侵蚀时空变化特征 被引量:23
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作者 康琳琦 周天财 +2 位作者 干友民 孙建 王金牛 《应用与环境生物学报》 CAS CSCD 北大核心 2018年第2期245-253,共9页
土壤侵蚀严重威胁着区域生态安全与社会经济的发展乃至人类的共同福祉. 采用土壤侵蚀模型(RUSLE)得到青藏高原1984-2013年的土壤侵蚀情况,并分析土壤侵蚀强度的时空变化特征,探讨不同生态系统土壤侵蚀的变化特征及原因. 结果表明,1... 土壤侵蚀严重威胁着区域生态安全与社会经济的发展乃至人类的共同福祉. 采用土壤侵蚀模型(RUSLE)得到青藏高原1984-2013年的土壤侵蚀情况,并分析土壤侵蚀强度的时空变化特征,探讨不同生态系统土壤侵蚀的变化特征及原因. 结果表明,1984-2013年青藏高原的土壤侵蚀量逐年波动变化,土壤侵蚀强度由南向北逐渐减弱,剧烈侵蚀主要分布在青藏高原南部(日喀则地区、拉萨市、昌都地区和山南北部地区). 其中灌木、高寒草甸和稀疏植被生态系统侵蚀强度较大;土壤侵蚀量最大的是高寒草甸生态系统(2.17 ×10^10 t),其次是高寒草原(1.59 ×10^10 t)和稀疏植被生态系统(1.30 ×10^10 t). 海拔3 000-4 000 m的土壤侵蚀强度最大,但土壤侵蚀量最大的是海拔4 000-5 000 m的地区. 30年里,研究区主要生态系统土壤侵蚀量有所减少(-1.78 ×10^8 t/a). 其中,土壤侵蚀增加的区域主要包括羌塘高原南部地区和柴达木盆地外围地区;明显减少区域则分布于横断山脉—喜马拉雅山脉中部地区. 研究区主要植被生态系统覆盖度的增加有利于减少土壤侵蚀,但降雨量的改变主导了土壤侵蚀的变化. 降雨量增加导致低覆盖度且脆弱的高寒草原生态系统土壤侵蚀明显增强(增加量为1.19 ×10^8 t/a);森林和灌木生态系统由于稳定性较高且降雨量明显减少,土壤侵蚀减弱(减少量分别为-0.77 ×10^8 t/a和-1.65 ×10^8 t/a);稀疏植被系统土壤侵蚀量因降雨量的略微减少而少量减少(-0.44 ×10^8 t/a);虽然高寒草甸生态系统降雨量明显增加,但其较高的植被覆盖度在一定程度上削弱了降雨侵蚀力的变化,土壤侵蚀量有所减少(-0.11 ×10^8 t/a). 本研究揭示了青藏高原土壤侵蚀较为严重的地区、海拔及生态系统,分析了不同生态系统土壤侵蚀量变化可能的原因,可为水土流失的科学治理提供基础数据和理论参考. (图6 表4 参45) 展开更多
关键词 修正通用土壤流失方程(RUSLE) 土壤侵蚀 时空变化 生态系统 青藏高原
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Considerations of Forest Distribution and Native Tree Species for Afforestation in the High Altitudes on the Eastern Tibetan Plateau 被引量:1
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作者 SHI Peili ZHENG Lili +2 位作者 zhou tiancai HOU Ge ZHAO Guangshuai 《Journal of Resources and Ecology》 CSCD 2022年第1期100-106,共7页
Forests are the main components of terrestrial ecosystems and play an important role in the protection and construction of the national ecological security barrier. For a long time, China’s large-scale afforestation ... Forests are the main components of terrestrial ecosystems and play an important role in the protection and construction of the national ecological security barrier. For a long time, China’s large-scale afforestation had been practiced in areas with rainfall higher than the 400 mm threshold, but the issue of afforestation in high altitudes on the Tibetan Plateau remains elusive in both practical experience and theoretical exploration. It is worth thinking further about what principles should be followed in the selection of tree species and suitable altitudes for afforestation in high-altitude areas, as well as what experiences and lessons of previous afforestation efforts should be applied in high-altitude areas. As per the law of vegetation zonal distribution, this paper argues that afforestation at high altitudes should comply with the principle of vegetation zonal distribution and the low temperature limitation,and points out that afforestation is feasible only within the forest distribution area and below the altitudes of climate timberlines. Furthermore, we demonstrate the potential spatial areas of afforestation, and determine the local tree species that may be used for afforestation based on the existing problems of afforestation in eastern Tibet. In summary, afforestation in high-altitude areas of the eastern Tibetan Plateau must comply with the law of zonal vegetation distribution, focus on the upper limit of altitude and the selection of suitable tree species, and adopt only suitable native tree species. 展开更多
关键词 eastern Tibetan Plateau natural forest distribution climatic treeline low-temperature limitation afforestation upper limit afforestation species selection
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