降雨频率对甘南尕海湿草甸土壤碳氮磷化学计量特征的影响

降雨是湿地水资源补给量和土壤呼吸的重要扰动因子,全球气候变化导致的未来极端降雨变率增大对湿地生态系统有着重要影响。为探究极端降雨频率下青藏高原湿草甸土壤有机碳(SOC)、全氮(TN)、全磷(TP)含量及化学计量比的变化特征,本文以青藏高原东北边缘碌曲县尕海-则岔自然保护区境内的湿草甸土壤为研究对象,设置空白对照(CK:0 mm)、每周浇灌一次(DF1:25 mm×19次)、每两周浇灌一次(DF2:25 mm×9次)、每三周浇灌一次(DF3:25 mm×6次)和每四周浇灌一次(DF4:25 mm×4次)5种处理,分析极端降雨频率下0~40 cm土层土壤SOC、TN和TP化学计量特征的变化规律。结果表明:在不同降雨频率下,土壤SOC含量随降雨频率增加而增加,TN和TP含量则与之相反。在土壤垂直剖面上,SOC和TN含量均随土层深度增加而降低,TP含量随土层深度增加无显著变化;C:P和N:P均随土层加深有所降低,而C:N随土层加深无显著变化;C:N、C:P和N:P在不同降雨频率间差异不显著;此外,随着时间的推进,土壤SOC含量在生长季不同月份呈现先增后减的变化趋势,TN含量则呈现先减后增的变化趋势,而TP含量呈“M”型变化趋势。因此,随着全球降雨格局变化程度持续增加,较高的降雨频率会加剧高寒湿草甸浅层土壤氮磷含量的流失,造成高寒湿草甸水环境富营养化的危害加剧。

色季拉山高寒草甸区大气氮沉降年内动态变化

本研究以色季拉山高寒草甸区为研究对象,在2021-2022年期间连续采集大气氮干湿沉降样品,分析监测数据,研究色季拉山高寒草甸区大气氮沉降的年内动态变化特。结果表明:色季拉山高寒草甸降水量表现为夏季>春季>秋季>冬季的季节变化规律。NH_(4)^(+)-N的浓度季节变化规律表现为春季>冬季>夏季>秋季,NO_(3)^(-)-N的浓度季节变化表现为冬季>春季>秋季>夏季的变化趋势,无机氮沉降主要与降雨量和温度有关。在2021-2022年期间,研究区的大气氮湿沉降中的NH_(4)^(+)-N、NO_(3)^(-)-N和TN沉降通量均呈现出夏季>春季>秋季>冬季的特点,无机氮沉降表现为春、夏季高,秋、冬季低,DON沉降通量没有表现出很大的季节差异性,DON的沉降通量占总沉降通量的55.2%~82.85%之间,无机氮的占比在17.2%~44.85%之间。色季拉山高寒草甸区的大气氮干沉降中,NH_(3)沉降通量在季节分配上表现为夏季>秋季>春季>冬季的特点,NO_(2)表现为夏季>春季>冬季>秋季的特点。此外,干沉降以NH_(3)的沉降为主,春、秋和冬季中占了总干沉降通量96%以上。在2021-2022年期间,研究区的大气氮沉降以湿沉降为主。总干沉降通量为0.96 kg N ha^(-1),总湿沉降通量24.68 kg N ha^(-1),湿沉降通量远远高于干沉降通量.

藏北地区高寒草甸和高寒草原过渡带与干湿变化关系研究

基于藏北地区植被类型图、1990-2019年叶面积指数(LAI)、气象数据,对比分析了藏北地区高寒草甸和高寒草原过渡带与干湿界线(以干湿指数1.5等值线作为划分半湿润区和半干旱区的分界线)、400 mm等降水量线之间的关系,并探讨了植被分布对不同干湿界线的响应特征。研究结果表明,藏北地区从东南往西北降水量减小,干湿指数增大,地表由湿到干演变,1990-2019年降水量以增多为主,干湿指数则以减小为主,呈湿润化趋势;植被年LAI值显著增加,表明30年间植被生长环境得到改善,且高寒草甸的改善程度高于高寒草原;干湿界线与高寒草甸、高寒草原过渡带的一致性较高,表明干湿指数能更好地表征藏北地区植被分布状况,而400 mm等降水量线整体偏西;干湿界线以东LAI多大于0.6,400 mm等降水量线以西LAI多小于0.1;从年LAI值、年降水量、年干湿指数三者间的相关性分析来看,大部分地区降水量增加,地表状况偏湿均有利于植被活动。

火烧对拉萨地区湿草甸湿地土壤养分特征的影响

基于对拉萨地区典型湿草甸火烧样地与对照样地内表层土壤pH、有机质、全量及速效养分含量特征的对比分析,初步探讨了火烧干扰对高原湿草甸表层土壤特征的影响.结果表明:土壤pH在6.06～6.85之间,火烧干扰导致土壤pH升高;土壤中w(全氮)、w(全钾)分别为2.35～5.34、23.33～28.72 g/kg,火烧干扰使其值下降;火烧对土壤中w(全磷)无明显响应;火烧后土壤中w(有机质)(53.97～144.57 g/kg)下降,并且与土壤中w(全氮)的变化趋势一致.土壤中w(速效氮)的季节性差异较大,火烧干扰使生长季初期表层土壤中的w(速效氮)减少,而在生长季旺盛期则增加,w(速效氮)占w(全氮)的比例变化一致;w(速效磷)在2个生长阶段总体增加,占w(全磷)的比例升高,以平地中变化最为明显;w(速效钾)及其占w(全钾)的比例在生长季初期显著增加,后期则下降明显.

放牧及水文扰动对拉萨地区湿草甸湿地土壤特征的影响

通过定位观测和模拟试验,对不同放牧及水文扰动下湿草甸群落土壤表层土壤pH值、有机质含量、全量及速效氮、磷、钾含量进行了测定分析。结果表明:放牧调节与水文扰动对土壤特征的交叉影响复杂。禁牧加水提高土壤pH值、全氮含量,放牧加水则降低土壤有机质、全量氮磷钾及速效钾的含量;放牧干扰提高土壤速效氮含量及其占全氮的比例,且在放牧加水条件下最高,禁牧加水条件下最低;但放牧干扰降低土壤速效磷含量及其占全磷的比例,而不同放牧条件下,水文条件改善均提高土壤速效磷含量及其占全磷的比例。

三江平原小叶章湿草甸CH_4地-气交换特征

用密闭不透明箱-气相色谱法对三江平原小叶章湿草甸进行了为期2a的现场观测研究。结果表明:三江平原季节性积水的小叶章湿草甸全年CH4排放呈明显的双峰型变化。在非冰冻期(5月至10月)CH4排放通量为0.297～18.914mg·m-2·h-1,排放峰值出现在6月和8月、9月;冰冻期(11月至次年4月)CH4排放通量为0.048～2.921mg·m-2·h-1,排放低值出现在冬季的12月至次年3月之间,以及发生季节性干旱的7月。冰雪覆盖下的小叶章湿地依然有CH4排放,冰冻期CH4排放量约占全年排放总量的4.94%。在季节性积水或过湿的环境中,小叶章湿草甸CH4排放通量的季节变化主要由温度和土壤水分条件共同控制,其日变化特征表现为白天排放通量大,夜间则小。

不同水位梯度下拉鲁湿地典型湿草甸植物群落特征

以位于拉鲁湿地国家级自然保护区的高寒湿草甸为研究对象,基于微地貌差异选取了5个水位带(水位分别为-15.0、-5.0、0.0、2.5和6.5 cm),通过典型样地群落调查,分析了生长初期和生长旺盛期拉鲁湿地湿草甸植物群落的物种多样性及地上部分生物量特征对水位梯度的响应规律。结果表明:生长初期和生长旺盛期不同水位下拉鲁湿地湿草甸植物群落的物种多样性及地上部分生物量特征均存在显著差异(P<0.05)。群落的物种丰富度指数、Simpson多样性指数、Shannon-Wiener多样性指数和Pielou均匀度指数总体上在-15.0 cm水位下最大,在6.5cm水位下最小。随着水位的升高,2个生长期群落的物种丰富度指数、Simpson多样性指数和Shannon-Wiener多样性指数总体上呈降低的趋势;生长初期Pielou均匀度指数呈先降低后升高的趋势,而生长旺盛期则呈"降低—升高—降低"的趋势;而在-5.0~2.5 cm水位范围内,随着水位的升高,2个生长期群落的物种丰富度指数、Simpson多样性指数、Shannon-Wiener多样性指数和Pielou均匀度指数总体上呈升高的趋势。随着水位的升高,群落的地上部分生物量(地上部分鲜质量和干质量)呈"升高—降低—升高"的趋势,而地上部分干鲜比呈降低的趋势。在生长初期,地上部分鲜质量和干质量均在6.5 cm水位下最大,在-15.0和0.0 cm水位下较小;在生长旺盛期,地上部分鲜质量和干质量均在-5.0 cm水位下最大,在0.0和2.5 cm水位下较小。研究结果显示:物种丰富度指数和Shannon-Wiener多样性指数可以用于高寒湿草甸植被的监测和评价。

青藏高原沼泽草甸区植被退化对浅层寒冻土壤环境的影响

在青藏高原风火山地区对未退化和已退化沼泽草甸下垫面浅层寒冻土壤理化性质及其水热变化进行了研究,同时对土壤环境变化引起的生态效应进行了探讨.结果表明:植被退化引起下垫面浅层土壤中氮、磷、钾、有机质质量分数严重下降而pH值、容重增加,导致土壤贫瘠化和土壤碳库流失;退化还导致浅层土壤冻结和融化时间提前,植被暖季制冷、冷季保温效能降低,导致植被产生"生理干旱"和根系发生冻害,使草地退化加剧;植被退化后草毡层变薄,持水和保水功能下降,使浅层土壤水热状况发生显著改变,导致多年冻土稳定性降低,且随着上层水分和养分迅速下渗流失,进一步促使植被发生退化.

火烧及微地貌对高原湿草甸优势种华扁穗草地上部灰分含量及热值的影响

为探讨火烧干扰以及微地貌差异对高原湿草甸植被的影响,以高原湿草甸优势种华扁穗草(Blysmus sinocompressus Tang et F.T.Wang)为研究对象,分别在经历火烧干扰和未烧的湿地中选择平地和地垄作为样地,研究了不同生长期以及不同年份华扁穗草地上部的灰分含量和热值(包括干质量热值和去灰分热值)变化。结果表明:在火烧平地、火烧地垄、未烧平地和未烧地垄4类样地中,不同生长期以及不同年份间华扁穗草地上部的灰分含量和热值均有一定差异。在火烧平地、火烧地垄和未烧平地3类样地中,与生长初期相比,生长旺盛期华扁穗草地上部的灰分含量均降低,其干质量热值和去灰分热值均升高;而在未烧地垄样地中,与生长初期相比,生长旺盛期华扁穗草地上部的灰分含量显著升高,其干质量热值和去灰分热值则均略降低。从样地类型看,在生长旺盛期,平地样地中华扁穗草地上部的灰分含量均低于地垄样地,其干质量热值和去灰分热值均高于地垄样地,其中,其灰分含量在火烧平地样地中最低、在未烧地垄样地中最高;其干质量热值和去灰分热值在火烧地垄样地中均最低、在未烧平地样地中均最高,但总体无显著差异。随时间推移,火烧样地特别是火烧平地样地中华扁穗草地上部的灰分含量增加,而其干质量热值和去灰分热值则有所降低但总体上与未烧样地间无显著差异。总体上看,在火烧样地中,华扁穗草地上部的干质量热值和去灰分热值低于未烧样地;而在平地样地中,其干质量热值和去灰分热值高于地垄样地。研究结果显示:火烧干扰和微地貌差异对华扁穗草地上部的灰分含量和热值均有一定的影响,据此,建议将植物地上部的灰分含量和热值作为高原湿草甸植被优势种响应环境扰动的参考指标。

不同草皮挖取迹地湿草甸植物热值及灰分含量分析

为探讨草皮挖取对湿草甸湿地的影响,研究基于典型草皮挖取样地开展了湿草甸优势物种热值及灰分含量的研究。结果表明:湿草甸植物热值及灰分含量对草皮挖取扰动具有一定响应。草皮挖取可降低湿草甸植物灰分含量;在退化样地内适宜的挖取深度可提高植物干重热值及去灰分热值。草皮挖取结合水分波动等多种环境干扰可导致湿草甸植物热值、灰分含量的差异;热值及灰分含量可作为湿草甸植物响应环境干扰的指示指标。草皮挖取对高原寒湿草甸恢复具有一定意义。

拉萨地区居民点周边典型湿草甸湿地植被与土壤特征分析

通过典型样地调查及室内分析,对拉萨地区居民点周边湿草甸植物群落多样性、生产力以及土壤养分特征等进行了研究。结果表明,在14个样地的调查中共记录到34种植物,植物群落物种丰富度、均匀度以及Shannon-Wiener多样性指数分别在为4-11个·0.25m^-2、0.84-0.95、1.3-2.5之间;群落地上生物量在173.33-648.00 g·m^-2之间,地下生物量在1154.08-10013.75 g·m^-2之间;表层土壤有机质、全氮、速效氮及速效磷含量分别为21.33-128.26 g·kg^-1、1.83-11.13 g·kg^-1、59.55-247.03 mg·kg^-1、2.40-16.10 mg·kg^-1。群落物种丰富度及Shannon-Wiener多样性指数与人口数量、土壤速效磷含量显著相关;群落地下生物量及生物量分配比例与人口数、速效磷含量显著相关;有机质及全氮含量与海拔及土壤含水量显著相关,而速效磷含量与人口数显著相关。在该区湿草甸湿地的保护与恢复过程中,植物群落生物量分配特征、Shannon-Wiener多样性指数以及丰富度指数、土壤速效磷含量等指标可以作为湿草甸湿地生态系统监测与评价的敏感指标。

高寒草甸15种植物种子发芽的比较研究(英文)

对高寒草甸 15种植物种子的发芽进行了比较实验研究。结果显示 ,冷湿层化、温度变幅及光照条件能够提高或者降低多数高寒草甸植物种子发芽率。其中 ,13种植物对层化、11种对光照条件、14种对温度变幅处理有显著性响应。 15种植物中 ,有14种对单一因子或因子组合有反应 ,仅藏嵩草种子发芽对设定的因子或因子组合没有响应。根据不同植物种子对不同处理及其组合的发芽反应可将植物种子划分为不同的反应类型 ,通过对种子进行冷湿层化处理 ,可以部分或者全部地替代某些植物种子发芽对光、温需求。探明植物种子在特定环境因子组合条件下的发芽表现 ,对通过种子恢复退化草甸是至关重要的。

冷湿层化·光照和温度对高寒草甸植物种子萌发的影响

[目的]为高寒草甸植被的恢复建设提供科学依据。[方法]初步研究了冷湿层化、光照和温度变幅3种生态因子对15种常见高寒草甸植物种子萌发的影响。根据15种植物对3个因子的响应,将其分别划成不同功能反应类型。[结果]冷湿层化、光照和温度变幅分别对67%、67%和60%参试植物的种子发芽率有显著影响。矮草对任何因子或组合都无反应,其种子萌发率均为0。冷湿层化对10种植物的种子萌发有显著影响。香薷、披针叶黄华的萌发率与光照呈正相关。莓叶萎陵菜的萌发率在所有条件下均较低,但光照下可显著提高。温度对9种植物种子萌发有显著影响,且高温变幅提高其种子萌发率。[结论]3个因子对参试植物种子萌发的影响不同,且有很大差异。

水旱轮作对砂姜黑土腐殖质状态和组分的影响

研究了旱作改水旱轮作不同年限的砂姜黑土腐殖质状态和组分的变化，结果表明：轮作制度的改变引起土壤水热条件的剧烈变化，从而影响土壤有机无机复合体和腐殖质的状况。随着水旱轮作时间的延长，土壤有机无机复合度下降，紧结态复合体所占的比例增加，胡敏素含量也相应增加。旱改水初期，ＨＡ／ＦＡ比例减小，随后趋于增大。

青海湖高寒藏嵩草湿草甸湿地生态系统CO_2通量变化特征

基于涡度相关系统对青海湖藏嵩草湿草甸湿地生态系统CO_2通量变化特征及其影响因子进行研究。结果表明,青海湖藏嵩草湿草甸湿地生态系统CO_2通量具有明显的日变化和月变化特征。生长季表现为CO_2的净吸收,其吸收峰值出现在12:30—15:00之间,最大值为0.42 mg·m^(-2)·s^(-1),排放峰值出现在20:00—22:30之间,最大值为0.24 mg·m^(-2)·s^(-1)。非生长季日变化较小,总体表现为CO_2的净排放,除了11月,其他月份白天CO_2排放通量都明显大于夜间。2015年青海湖高寒藏嵩草湿草甸湿地生态系统全年净生态系统CO_2交换量为54.55 g·m^(-2),表现为碳源。路径分析表明,土壤温度、光合有效辐射和饱和水汽压差是影响CO_2通量日交换大小的主要控制因子。

青藏高原湿草甸土壤氮组分对氮添加浓度的响应

为研究青藏高原湿草甸土壤氮组分对氮添加程度的响应规律,分析氮素大量输入生态系统后可能产生的环境和生态问题,本研究以青藏高原东北边缘碌曲县尕海-则岔国家自然保护区境内的湿草甸土壤为研究对象,设置空白对照(CK,0 g·m^(-2))、低浓度(N_(5),5 g·m^(-2))、中浓度(N_(10),10 g·m^(-2))和高浓度(N_(15),15 g·m^(-2))4种处理,分析不同氮添加下的土壤氮组分含量(铵态氮、硝态氮、可溶性有机氮)的垂直和季节变化。结果表明:不同氮添加处理均能增加土壤氮组分含量,其增加程度依次为N_(5)>N_(10)>N_(15)>CK;在土壤垂直剖面上,土壤氮组分含量随土层深度增加而降低;在植物生长季内,氮添加处理后的土壤氮组分含量较高值出现在植物生长末期。本研究表明氮添加对青藏高原湿草甸土壤有效氮的增加具有显著促进作用。

青海湖2种高寒嵩草湿草甸湿地生态系统水热通量比较

基于涡度相关技术,研究了2015年青海湖2种高寒嵩草湿草甸湿地生态系统水热通量的特征。结果表明:(1)2015年青海湖高寒藏嵩草和小嵩草湿草甸湿地生态系统日平均水汽通量分别为1.74,0.99mm,年水汽通量分别为633.3,362.1mm。(2)青海湖2种高寒嵩草湿草甸湿地生态系统感热、潜热和净辐射日变化均呈单峰曲线,感热和潜热月平均日变化最大值出现的时间均晚于净辐射。藏嵩草湿草甸湿地生态系统感热月均日变化最大值最大为179.06W/m^2,最小为46.02W/m^2;潜热最大为312.55W/m^2,最小为30.58 W/m^2;小嵩草湿草甸湿地生态系统感热月均日变化最大值最大为161.86 W/m^2,最小为31.60 W/m^2;潜热最大为215.44 W/m^2;最小为14.08 W/m^2。(3)通过波文比分析发现,2种高寒嵩草湿草甸湿地生态系统生长季能量分配以潜热为主,非生长季小嵩草湿草甸湿地生态系统能量分配以感热为主,藏嵩草湿草甸湿地生态系统则较为复杂。藏嵩草湿草甸湿地生态系统全年能量平衡率为0.82,小嵩草湿草甸湿地生态系统为0.89,增加土壤热通量项能改善能量平衡状况。

降雨频率变化对尕海湿草甸土壤氮组分的影响

为探究不同降雨频率对甘南尕海湿草甸土壤铵态氮(NH_(4)^(+)-N)、硝态氮(NO^(-)_(3)-N)、全氮(TN)的影响,于2019年植物生长季(5—10月),通过模拟极端降雨(25 mm灌溉量)设置5种不同降雨频率处理:CK只接收自然降雨,DF1每周浇灌1次(19次×25mm),DF2每2周浇灌1次(9次×25 mm),DF3每3周浇灌1次(6次×25 mm),DF4每4周浇灌1次(4次×25 mm);所有处理均接收自然降雨。结果表明:不同降雨频率处理对尕海湿草甸土壤氮组分有显著影响(P<0.05)。降雨频率的增加提高了5—10月土壤NH_(4)^(+)-N和NO^(-)_(3)-N含量,NH_(4)^(+)-N和NO^(-)_(3)-N的峰值有显著升高,两者的峰值并未提前出现;与CK相比,降雨频率的增加提高了土壤NH_(4)^(+)-N和NO^(-)_(3)-N含量,降低了TN含量;而在不同降雨频率间,随降雨频率的梯度增加,0~40 cm土层NH_(4)^(+)-N和NO^(-)_(3)-N均呈先增后减的趋势,TN呈先减后增的趋势;不同降雨频率处理下,各土层NH_(4)^(+)-N的TN占比均高于NO^(-)_(3)-N,且土壤NH_(4)^(+)-N、NO^(-)_(3)-N、TN含量均随土层深度增加而降低。

香格里拉2种典型高寒草甸植物丰富度最小取样面积研究

于2019年8月在香格里拉市开展种-面积曲线调查,在野外调查基础上,分别用7种模型对2种高寒草甸(中生草甸和湿草甸)的植物种-面积曲线进行拟合、择优,然后用最优拟合模型计算了草甸植物群落、莎草科植物、禾本科植物、菊科植物和其他杂类草植物物种丰富度调查的最小样地面积。结果表明:植物群落、禾本科植物、菊科植物和其他杂类草植物的种-面积关系可用非饱和曲线模型拟合;莎草科植物的种-面积关系可用饱和曲线模型拟合。对香格里拉市中生草甸进行植物丰富度调查时,植物群落的最小样地面积为72.7 m2,禾本科植物的最小样地面积为9.0 m2,莎草科植物的最小样地面积为0.16 m2,菊科植物的最小样地面积为22.3 m2,其他杂类草的最小样地面积为53.2 m2。对香格里拉市湿草甸进行植物丰富度调查时,植物群落、禾本科植物、莎草科植物、菊科植物和其他杂类草植物的最小调查样地面积分别为80.5、3.7、2.25、25.2 m2和51.4 m2。

围封禁牧对若尔盖高寒沼泽化草甸物种组成和群落结构的影响

为评估围封禁牧与冬春放牧措施在若尔盖高寒沼泽化草甸的生态保护效益,对其围封禁牧7 a后的华扁穗草群落植株高度、地上生物量、物种丰富度等进行测量与分析。研究显示:(1)围封禁牧显著增加华扁穗草群落的植株高度、凋落物量(P<0.01),显著降低植株密度、地上生物量和物种丰富度(P<0.05);(2)围封禁牧样地的物种数下降5种,多数多年生杂类草退出群落,物种间正负关联比下降,群落稳定性降低;(3)植株高度与凋落物极显著正相关(P<0.01)、与物种丰富度显著负相关(P<0.05),而物种丰富度与凋落物极显著负相关(P<0.01)。结果表明:围封禁牧降低了若尔盖高寒沼泽化草甸的物种多样性及其植被生产力,冬春放牧可以有效地维持群落物种组成及其稳定性;围封禁牧引起的凋落物过量累积是高寒沼泽化草甸物种减少和群落稳定性降低的显著驱动因子。研究结果可为评价围封禁牧政策在不同类型湿地保护管理实践中合理性应用提供理论支撑和实验证据。