西藏高寒草原湿润度梯度下植物群落特征空间格局及其驱动因子

西藏高原是中国高寒生态系统类型和生物多样性均聚集的区域之一,其中以高寒典型草原和高寒草甸草原为主生态系统类型,但其系统活力、组织力和恢复力均较弱,容易受到全球气候变化的影响,表现出极强的脆弱性。目前青藏高原草地生态系统植物群落分布状况与其变化规律以及对各种环境因子的反应研究多集中于站点尺度或样带尺度,但研究结果尚有较大的不确定性。研究于西藏地区沿着不同的湿润度梯度选择14处高寒草原区样地,通过植物群落调查、土壤理化性质分析,探索草本植被群落空间格局对气候因子响应特征及其主要驱动因子,其结果为青藏高原天然草地保护和可持续利用提供基础科学数据支撑。结果表明:(1)研究区内依据湿润度分区可分为干旱区、微干区、微润区和湿润区4类;研究区1971—2021年的气候数据分析发现,北部的干旱程度在逐渐减轻,而南部在1991—2010阶段干旱化趋势逐渐加强,整个研究区的湿润度指数均在下降;(2)植物群落调查发现不同植物功能群的变化各有差异,莎草科地上生物量随湿润度增加而增加,杂类草地上生物量呈现单峰趋势,而其他植物功能群无明显规律;湿润度较高的微润区间植物群落的Shannon-Wiener指数、Simpson指数、丰富度指数、均匀度指数均高于其他湿润度区间;(3)土壤理化性质分析发现高湿润度区域的土壤含水量、全氮、硝态氮、铵态氮、速效磷含量均为最高;对各环境因子与植物群落特征指标进行相关性、主成分分析后构建结构方程模型,发现直接影响西藏高寒草原植物群落特征变化因子为湿润度,土壤含水量和土壤pH,且都表现为显著的负效应(P<0.05),同时湿润度对土壤含水量和土壤全量养分产生了显著的正向影响(P<0.05),进而影响着西藏高原高寒草原不同植物功能群的分布、多样性、地上生物量。

西藏高寒草原生态系统表层土壤活性有机碳梯度分布及其与气候因子的关系

基于西藏高寒草原生态系统以水分为主要驱动力的东西样带和以温度为主要驱动力的南北样带内采集土样的实测数据,分析了表层（0-20cm）土壤活性有机碳的分布特征及其与气候因子之间的关系。结果表明,在28°46′-31°40′N的南北样带内,表层土壤活性有机碳含量随着纬度的增加而增加,当纬度增加到一定程度后,则随着纬度的增加而减少,呈现出南北低、中间高的分布特征。在80°02′-91°50′E的东西样带内,表层土壤活性有机碳含量随着经度的增加而增加,当经度增加到一定程度后,则随着经度的增加而减少,呈现出东西低、中间高的分布特征。影响南北样带内表层土壤活性有机碳分布的关键气候因子是年均气温,而影响东西样带内表层土壤活性有机碳分布的关键气候因子则是年均降水量。

高寒草原菌根围细菌数量对丛枝菌根真菌物种多样性的影响

基于丛枝菌根真菌(Arbuscular mycorrhizas fungi,AMF)孢子形态学鉴定,研究了藏北高寒草原主要建群植物菌根围细菌数量对AMF物种多样性的影响.结果表明:1)细菌数量1.02×106～2.96×106、3.01×106～6.06×106个/g范围内,Glomus、Acaulospora均为优势属,Scutellospora则均为最常见属;AMF孢子密度、分离频度、相对多度、重要值和种的丰度(SN、SR)均呈Glomus>Acaulospora>Scutellospora属的趋势.2)细菌数量较低时(<3.0×106个/g),AMF各属孢子密度、种的丰度(SR)相对较高,Shannon-Weiner指数、物种均匀度指数亦较高,分别达1.774和0.127.3)不同细菌数量条件下,孢子密度随细菌数量的增加而均呈微弱下降,菌根侵染率、侵染强度、丛枝丰度则均呈不同程度的提高.细菌数量>3.0×106个/g时,菌根侵染率、侵染强度和丛枝丰度随细菌数量增加而提高的趋势尤为明显.4)不同细菌数量条件下,AMF种的构成呈共有种、共有优势种较多(Glomus属均占绝对比重),特有种、稀有种较少,以及不同优势种孢子密度、相对多度和重要值差异均较悬殊的分布特征.