施肥和补播对不同坡向斑块化退化高寒草甸生物量和物种多样性的影响

探索黄河源区斑块化退化高寒草甸有效的人工修复措施,对促进退化高寒草甸生态修复具有重要意义。本研究通过设置不同有机肥施用量与不同禾草补播量的交互处理试验,分析斑块化退化高寒草甸不同坡向草地生物量和物种多样性的变化特征,以期筛选出适合该地区有效恢复的施肥量与补播量的最优组合。结果表明:(1)施肥和补播处理均可提升斑块化退化高寒草甸植物地上和地下生物量,但对植物物种多样性的促进效果不明显;(2)施肥和补播处理对草地生物量和多样性的影响因阳坡和阴坡坡向不同而存在差异;(3)分布在阳坡滩地的斑块化退化高寒草甸适宜修复措施为添加有机肥150 g/m^(2)+补播牧草(垂穗披碱草0.75 g/m^(2)+青海中华羊茅0.375 g/m^(2)+青海冷地早熟禾0.375 g/m^(2)),阴坡滩地适宜修复措施为补播垂穗披碱草1.5 g/m^(2)+青海中华羊茅0.75 g/m^(2)+青海冷地早熟禾0.75 g/m^(2);(4)在斑块化退化高寒草甸修复过程中,阳坡和阴坡草地的生物量与物种多样性之间总体呈现相反的关联性。研究结果表明斑块化退化高寒草甸的生态修复需要考虑坡向环境的影响。

高原鼠兔跑道对高寒草甸退化斑块扩大与连通的影响

高原鼠兔(Ochotona curzoniae)的活动会在退化高寒草甸草地上形成退化斑块,退化斑块的连通会导致高寒草甸破碎化,对高寒草甸完整性造成严重影响。本研究使用无人机拍摄不同刈割强度和鼠兔密度处理下高寒草甸图像,解译出退化斑块和高原鼠兔跑道。从地理信息系统中获得退化斑块面积信息,计算跑道连通性指数,识别高原鼠兔跑道在高寒草甸退化过程中的作用,确定高原鼠兔干扰活动对高寒草甸影响的临界条件。结果表明:高密度高原鼠兔处理的鼠兔跑道数显著增加(P<0.05);退化斑块面积增量与连通性指数呈显著正相关(P<0.05);高原鼠兔洞口数对鼠兔密度的处理不敏感(P>0.05);随着退化斑块面积的增加,高原鼠兔洞口数显著减少(P<0.05),高原鼠兔跑道连通性指数呈抛物线变化;高原鼠兔跑道是导致高寒草甸退化斑块扩大的原因之一,也会加速高寒草甸退化斑块的连通;当退化斑块面积达到临界值21%时,高寒草甸破碎化程度加剧。

围栏封育对黄河源区斑块化退化高寒草甸碳交换及其组分的影响

为明确围栏封育对斑块化退化高寒草甸净生态系统碳交换(NEE)不同组分的影响,本研究选取青藏高原黄河源区斑块化退化高寒草甸进行围封试验,设置4个围封年限(1、2、5、11 a)和1个正常放牧对照,研究NEE及组分对不同围封年限的响应。结果表明,围封5 a退化高寒草甸总初级生产力(GPP)和生态系统呼吸(ER)显著大于正常放牧、围封1 a、2 a和11 a,围封2 a和5 a退化高寒草甸NEE显著小于正常放牧、围封1 a和11 a样地(P<0.01),其他NEE组分对不同围封年限的响应情况不一致。植被自养呼吸(Ra)、根系呼吸(Rr)和土壤异养呼吸(Rh)占ER的比例在不同围封年限间差异显著(P<0.01)。此外,土壤温度与NEE呈二次曲线的关系,与ER以及除Rh以外的其他呼吸组分呈指数关系,土壤含水量与NEE、GPP、ER、土壤呼吸(Rs)、Ra、Rr呈线性关系(P<0.05)。全氮、全磷、生物量和NEE及组分存在显著的相关关系。说明围封5 a能显著提高退化草地的土壤养分和固碳功能,并能维持草地生产力,无需进行长期围封。

黄河源区高寒草甸裸露斑块形成机理与生态修复关键限制因子

为探讨黄河源区斑块化退化高寒草甸可持续恢复技术,通过野外调查和室内盆栽验证试验相结合的方法研究了黄河源区健康草甸和高原鼠兔(Ochotona curzoniae)引起的退化斑块土壤质地组成,以及室内盆栽植物地上生物量和土壤特征等关键因子的变化规律,阐明了黄河源区高寒草甸裸露斑块的形成机理与生态修复关键限制因子。结果表明:健康草甸主要由土壤颗粒、根系和石块三部分组成。各组分单位重量占比从大到小依次为土壤颗粒(0.65±0.013)、根系(0.11±0.003)和石块(0.02±0.001)。各组分单位体积占比从大到小依次为根系(0.62±0.003)、土壤颗粒(0.30±0.004)和石块(0.06±0.002)。不同退化斑块间土壤质地组成(砂粒、粉粒和黏粒)差异均不显著(P>0.05)。高寒草甸的破碎化,导致草甸根系死亡,斑块土壤颗粒自然沉降形成裸露斑块。室内花盆裸露斑块土壤镇压处理可显著提高植物地上生物量(P<0.05)。土壤湿度、蓄水量、容重、电导率、紧实度、粘聚力和根⁃土⁃石块复合体抗剪强度随花盆土壤镇压深度的增加而显著增加(P<0.05)。土壤水分是影响高原鼠兔扰动形成不同退化斑块生态修复的关键限制因子。裸露斑块通过镇压显著增加土壤蓄水量(P<0.05)。研究结果表明,人工撒施有机肥和补播牧草后,不同退化斑块生态修复有效镇压深度控制在10—15 cm,补播的禾本科牧草能顺利发芽并出苗,植物生长表现最好。

高寒草甸不同斑块草地土壤微生物多样性特征研究

本文以矮嵩草(Kobresia humilis)高寒草甸及退化后形成的不同退化斑块群落类型草地土壤为研究对象,利用Illumina MiSeq高通量测序技术分析了不同斑块草地土壤中微生物群落结构组成和多样性变化特点,并分析了土壤微生物与土壤养分之间的相关性。结果表明:以矮嵩草为优势植物的高寒草甸群落变为以细叶亚菊(Ajania tenuifolia)、黄帚橐吾(Ligularia virgaurea)和甘肃马先蒿(Pedicularis kansuensis)为优势的群落或斑块后,土壤真菌群落丰富度和多样性未呈现出显著差异,但土壤细菌群落表现出了差别,表现为细叶亚菊和黄帚橐吾斑块土壤细菌丰富度指数显著高于矮嵩草草甸,而甘肃马先蒿斑块的低于矮嵩草高寒草甸。优势植物种类变化和土壤养分含量显著下降引起土壤真菌营养类型的分化,草地退化降低了腐生营养型真菌丰度,增加了共生营养型真菌丰度。土壤养分、pH和水分含量对真菌群落影响相对较小,对细菌群落影响相对较大。

黄河源区斑块化退化高寒草甸土壤细菌群落多样性变化

为研究海拔变化和退化过程中高寒草甸土壤细菌群落多样性的变化规律,利用MiSeq高通量测序技术,分析不同海拔活动斑块、非活动斑块、恢复斑块和高寒草甸土壤细菌群落多样性,利用冗余分析对细菌多样性和环境因子进行分析.结果发现,3种类型斑块中主要的土壤细菌门均是变形菌门(Proteobacteria)、放线菌门(Actinobacteriota)和酸杆菌门(Acidobacteriota).细菌优势属为RB41、鞘脂单胞菌属(Sphingomonas)和慢生根瘤菌属(Bradyrhizobium).RB41和慢生根瘤菌属相对丰度随海拔升高而下降,随斑块演替而增加,但3种类型退化斑块相对丰度均显著低于高寒草甸(P<0.05).退化斑块土壤碳固定功能的细菌丰度,大于健康高寒草甸.不同斑块的细菌Chao1指数和物种数显著高于高寒草甸(P<0.05).冗余分析发现,生物结皮盖度和全氮是海拔4013 m处细菌优势门的主要影响因子;生物量、全氮和pH对高海拔4224 m细菌优势门影响较大.生物量和全钾显著影响海拔4013 m的细菌属分布,海拔4224 m地区莎草科盖度和速效氮为细菌优势属的主要影响因子.生物结皮和pH对细菌多样性影响较大.不同海拔地区细菌的影响因子发生着较大变化,在研究细菌多样性变化的过程中,不仅要关注高寒草地退化的影响,还应考虑海拔高度的作用.

黄河源区斑块化退化高寒草甸土壤微生物多样性对长期封育的响应

为了明确黄河源区斑块化退化高寒草甸土壤细菌和真菌群落对长期封育的响应特征,通过对土壤理化性质分析和高通量测序技术,对1年期(E1)、短期(E4)和长期(E10)围栏封育下土壤pH、含水量、养分和微生物群落组成及多样性进行分析.结果表明,E1封育显著降低土壤pH,而长短期封育均显著提高土壤pH,长期封育能显著提高土壤含水量和全氮含量,短期封育能显著提高土壤速效磷含量.长期封育能显著提高细菌变形菌门(Proteobacteria)和真菌子囊菌门(Ascomycota)相对丰度,短期封育能显著提高细菌酸杆菌门(Acidobacteriota)相对丰度,但长短期封育均使真菌担子菌门(Basidiomycota)相对丰度下降;随着封育年限的延长,细菌的Chao1和Shannon多样性指数呈增加趋势,长短期封育无显著差异,真菌的Chao1指数逐渐增加,Shannon多样性指数先增加后减小,长短期封育无显著差异.冗余分析(RDA)表明,围栏封育主要通过改变土壤pH和含水量来改变微生物群落组成和结构.因此,E4短期封育能明显改善斑块化退化高寒草甸的土壤理化性质和微生物多样性,无需进行长期封育,否则会造成草地资源浪费、生物多样性减少、限制野生动物活动等诸多不利影响.

国土空间背景下的江孜县生态廊道构建方法探讨

生态系统打造美丽江孜已成为新时代的要求。文章以水源地和生态服务极重要区内的图斑作为生态源,以高程、坡度等7个阻力因子构建阻力面,再通过Arcgis构建生态廊道;其次,通过识别出的生态退化斑块与双评价结合,分出需要近期、中期、远期进行整治的斑块;再把近、中、远期需整治斑块与生态廊道叠加分析,识别出需要近、中、远期进行整治的生态廊道的重要区段。综上所述,通过生态廊道的提取,为生态廊道重要区段的分期保护提供参考意见及保护措施。