不同龄级瑞香狼毒影响微尺度高寒草甸群落结构

通过样圆法群落调查探究不同龄级狼毒对微尺度草地群落结构和土壤化学计量特征的影响,结果表明:(1)狼毒能显著降低微尺度草地的群落盖度、群落加权平均高度、植物密度和地上生物量等指标,且影响程度随着狼毒龄级的增加而增大。(2)狼毒显著改变了草地的群落结构,降低了禾本科和莎草科植物的优势度,增加了杂草植物的优势度,随着狼毒龄级的增加,杂草的优势度逐渐增加。(3)狼毒的生长增加了退化草地物种多样性,但当狼毒龄级达到Ⅴ龄时,草地物种多样性逐渐降低。(4)随着狼毒龄级的增加,土壤全碳含量、全氮含量和全磷含量整体呈显著下降趋势,而碳磷比和氮磷比呈显著上升趋势。总之,狼毒对微尺度高寒草甸植物群落结构和土壤化学计量特征有显著影响,且与龄级有关,建议在修复狼毒型退化草地时,应及时进行人工干预,尤其在狼毒龄级达到Ⅴ龄之前,采取围栏封育、施氮肥和补播豆科优良牧草等措施,加强退化草地的生态修复。

甘南高寒草甸退化对植物功能群物种多样性与物种多度分布的影响

【目的】探究甘南高寒草甸植物功能群多样性及其物种多度分布对退化的响应,分析随退化程度的加深不同植物功能群的群落构建机理及资源利用方式。【方法】研究以甘南高寒草甸为对象,采用样地调查法收集数据,使用物种多度模型对其进行拟合分析,并采用双向聚类分析对群落物种进行分类。【结果】随着退化程度的加深,植被优势种以禾本科和莎草科植物为主,逐渐变为杂类草功能群植物为主,杂类草功能群在群落多样性分布中起主导作用;全部物种多度分布随着退化程度的加深发生变化,其中,无退化草甸的最优拟合模型是VOLKOV,轻度退化草甸的最优拟合模型是GEO,中度退化草甸和重度退化草甸的最优拟合模型为BRO,资源分配模式由随机分配转向固定分配的分配模式;禾草功能群的最优拟合模型以生态位模型为主,资源分配方式由固定分配和随机分配共同主导,豆科功能群的最优拟合模型是BRO,资源分配方式以固定分配为主,杂类草功能群的最优拟合模型从中性模型向生态位模型转变,与全部物种多度分布的最优模型基本一致,且资源分配由随机分配向固定分配转变。【结论】杂类草功能群是影响群落物种多度分布的主要原因,但是禾草和豆科功能群的贡献也不可忽视。

刈割对滇西北退化高寒草甸植物化学计量特征的影响

为探究环境干扰对退化高寒草甸植物化学计量特征的影响,该研究于2018—2020年对香格里拉市3个退化程度[轻度退化(LD)、中度退化(MD)、重度退化(SD)]的高寒草甸开展刈割试验,进而分析退化高寒草甸植物C、N、P含量、C∶N∶P和N-P幂函数关系在不同刈割年限(0、1、2 a)之间的差异。结果表明:(1)除莎草科P含量外,草甸植物群落、禾本科和杂类草的C、N、P含量在退化程度间无显著差异(P>0.05)。随着刈割年限的增加,退化草甸植物C、N、P含量呈先增后降的趋势(P<0.05)。(2)草甸植物C∶N和C∶P在退化程度间无差异(P>0.05)。从LD到SD,植物群落、莎草科和杂类草的N∶P比先小幅下降再显著上升(P<0.05),禾本科的N∶P未发生显著变化(P>0.05)。(3)随刈割年限增加,草甸植物的C∶N和C∶P呈先降后增、N∶P呈先增后降的趋势。刈割0 a时,莎草科的C∶P和N∶P显著高于杂类草(P<0.05),与植物群落和禾本科无差异(P>0.05);刈割1 a和2 a时,莎草科的C∶P和N∶P高于植物群落和其他功能群(P<0.05);在各刈割年限,植物群落和各功能群植物间的C∶N无差异(P>0.05)。(4)随刈割年限增加,退化草甸植物的N-P幂函数关系由弱变强、幂指数趋于稳定。莎草科的N-P幂指数(小于0.1)与植物群落、禾本科和杂类草的幂指数(稳定在0.19~0.22之间)明显不同。该研究发现,刈割干扰下退化高寒草甸植物生态化学计量特征在退化程度间差异不大,但其随刈割年限增加发生显著变化,这说明滇西北不同退化程度高寒草甸对刈割干扰可能具有相似的响应过程。

牦牛放牧活动范围对高寒草甸冷季牧场植被群落结构和土壤理化性质的影响

【目的】揭示家畜放牧过程中植物群落格局的变化趋势及放牧家畜的选择性采食和游走规律对草地的干扰范围和程度,为草地管理和草牧业生产提供参考。【方法】在天祝高寒草甸研究了放牧牦牛冷季牧场出入口及其周围1 000 m范围内的植被演替规律和土壤变化情况。【结果】600 m以外的草地植被多样性显著高于牧场出入口200 m范围的草地植被多样性,平均草层高度以600~800 m的范围较低,以出入口周围200 m的草层高度最高,在400~600 m的范围内的地上生物量变化较大。随着放牧牦牛的活动范围距离出入口渐远,植被地下生物量和植被盖度显著增加,可食性牧草的种类和数量显著增加(P<0.05)。土壤以牧场出入口周围100 m内的容重最大,土壤水分、土壤渗透速率和土壤饱和持水量最低。土壤全效养分在家畜活动频繁的出入口具有较低的含量,而在家畜活动范围较远的区域具有较高的含量。土壤速效养分在100 m和>800 m的范围具有较高的含量。【结论】距离牧场出入口较近的草地受践踏和采食频度的影响较高,使得植被物种单一,土壤易被侵蚀,造成了牧场出入口及200 m附近的草地植被结构发生变化。高寒草地牧场出入口及附近的草地植被和土壤特性变化反映了植被和土壤对放牧强度的响应,在实际的牧场管理中可对出入口进行更换,或在出入口进行补播,以防止草地退化。

基于稳定同位素技术的高寒草甸高原鼢鼠营养生态位特征

【目的】分析啮齿动物营养生态位特征,了解动物所占据的营养层,揭示啮齿动物在不同时间尺度上的食物资源利用变化。【方法】以祁连山东段高寒草甸栖息的高原鼢鼠(Eospalax baileyi)为研究对象,采用贝叶斯碳氮稳定同位素质量平衡混合模型,分析高原鼢鼠不同组织的食性信息及其营养生态位特征。【结果】高原鼢鼠不同组织中同化的食物种类基本一致,但在食谱中的贡献率各有差异。地上部分蒲公英(Taraxacum mongolicum)在血液(24.33%)、肌肉(19.63%)和毛发(14.00%)组织中的贡献率均最高;地下部分鹅绒委陵菜(Potentilla anserina)在不同组织中的贡献率均最高,分别为66.01%,17.79%和10.72%。不同组织中同化食物种类和营养生态位宽度变化一致,在植物地上部分表现为血液(8种,1.742)<肌肉(10种,2.049)<毛发(13种,2.227)组织,植物地下部分为血液(5种,1.100)<肌肉(14种,2.370)<毛发(15种,2.469)组织,且地上和地下植物在高原鼢鼠血液组织(1.100)中的生态位重叠度远低于肌肉(0.447)和毛发(0.566)组织。【结论】高原鼢鼠各组织代表的不同时间尺度的食性信息中,短期食性(血液组织)中同化物种数较少,生态位宽度较小。而在长期食谱(肌肉和毛发组织)中食物种类广泛,生态位宽度变大。且地上和地下植物在高原鼢鼠短期食性中生态位重叠度远低于长期食性。鉴于高原鼢鼠的采食习性,建议在高原鼢鼠危害严重区域,可以通过补播禾本科等优良牧草,降低高原鼢鼠优质食物在其栖息地植物群落中的比例,达到防治高原鼢鼠危害的目的。

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。

雅鲁藏布江上游高寒草甸地上生物量与多样性沿海拔梯度的变化特征

【目的】雅鲁藏布江是青藏高原最重要的河流,研究雅鲁藏布江地上生物量和物种多样性对了解该区域的草地资源和生态保护具有重要意义。【方法】根据海拔梯度对雅鲁藏布江上游高寒草甸植被特征进行调查,探讨不同海拔梯度下地上生物量和物种多样性的分布差异、地上生物量与物种多样性之间的关系,以及相关环境因子对地上生物量和物种多样性的影响。【结果】(1)雅鲁藏布江上游高寒草甸地上生物量与海拔、气温和降水均无显著相关关系(P>0.05);(2)多物种样性指数与海拔呈显著负相关关系(P<0.05),Shannon-Weiner指数(H)、Patrick指数(R)随海拔升高表现为下降趋势,而物种多样性与气温和降水呈显著正相关关系(P<0.05);(3)地上生物量与物种多样性之间表现为显著负相关关系,Shannon-Weiner指数(H)对地上生物量的解释达到70%(P<0.01)。【结论】雅鲁藏布江上游高寒草甸的海拔与地上生物量无显著相关性,而与物种多样性呈显著负相关关系,这为雅鲁藏布江上游流域草地资源合理利用和物种多样性保护提供依据。

高寒草甸植物叶片氮和磷重吸收率对养分添加的响应及机理

【目的】本研究旨在揭示植物叶片氮和磷重吸收率对氮磷添加及交互作用的响应和机理,明确高寒草甸植物养分利用策略多样性。【方法】以高寒草甸优势植物(垂穗披碱草、发草、灰苞蒿和鹅绒委陵菜)为研究对象,基于氮和磷添加两因子交互试验,研究高寒植物叶片养分重吸收率对养分添加的响应。【结果】(1)禾本科叶片氮重吸收率随氮添加而增加,但杂类草叶片不受影响;此外,4种植物叶片磷重吸收率均不受氮添加的影响。(2)磷添加对所有植物叶片氮重吸收率和两种杂类草叶片磷重吸收率没有显著影响,但提高了禾本科叶片的磷重吸收率。(3)氮和磷共同添加降低了垂穗披碱草、灰苞蒿和鹅绒委陵菜叶片氮重吸收率,但提高了发草叶片的氮重吸收率。此外,氮和磷同时添加对4种植物叶片磷重吸收效率没有显著影响。【结论】综上所述,本研究揭示了养分富集下高寒植物3种不同的养分重吸收策略,即对外源获取的养分全部重吸收(绿叶养分增加但凋落叶不增加)、部分重吸收(绿叶和凋落叶同时增加,但凋落叶增加较慢)和不进行重吸收(绿叶和凋落叶均增加,但凋落叶的幅度大于或等于绿叶;或绿叶和凋落叶不响应)。这些研究结果为理解高寒植物养分内循环策略的多样性和互补性提供了一定的启示。

祁连山东缘高寒草甸灌丛化对植被群落与土壤理化特性的影响

为明晰祁连山东缘高寒草甸灌丛化对其植被群落与土壤理化特性的影响,选取甘肃省天祝藏族自治县高寒草甸灌丛化区域,调查其植被,采集土壤测定理化性质,分析植被与土壤的互馈关系。结果表明:高寒草甸植被的均匀度指数、高度、盖度、地上生物量、土壤含水率随灌丛化过程增加(P<0.05),而多样性指数和容重均降低;全磷含量在各土层以灌丛区最高,但C∶P和N∶P以草甸区最高;土壤N∶P<14表明土壤养分主要受限于氮;土壤脲酶和过氧化氢酶活性在草甸区各土层显著高于灌丛区(P<0.05);冗余分析显示前两个排序轴的累计解释量为54.88%,土壤过氧化氢酶与植被特征拟合的结果最好(Pr=0.010),表明高寒草甸灌丛化过程中土壤过氧化氢酶受植被特征的制约最大。可见,高寒草甸灌丛化显著影响了植被群落结构与土壤理化特性,在祁连山生态保护和管理中应该予以重视。

三江源区退化高寒草甸植被生物量和养分的动态变化

[目的]探索三江源区高寒草甸草地植被-土壤系统生物量和土壤养分的动态变化,以利于草地适应性管理和开展草地生态修复相关工作。[方法]以中度退化高寒草甸为研究对象,于2020-2022年的7、8和9月持续观测高寒草甸植被生物量(地上生物量和根系生物量)、植被(地上部和根系)和土壤(0~15和15~30 cm)全氮、铵态氮、硝态氮、速效氮、有机碳、全磷和全钾含量。植被生物量、植被养分和土壤养分在不同月份间的动态变化用单因素方差分析(One-way ANOVA)进行比较。[结果]不同月份间植被生物量存在显著的递增趋势(2021年除外)(P<0.05,下同),整体表现为9月最大,地上生物量最大值分别为74.58和72.80 g/m^(2),根系生物量最大值分别为39.82和57.32 g/m^(2)。植被(地上部和根系)和土壤(0~15和15~30 cm)养分含量存在显著的月际动态,具体表现为8月达到最大值。植被生物量与植被地上部和根系的全氮含量显著相关,与土壤0~15和15~30 cm土层的全氮含量呈显著正相关。[结论]高寒草甸植被(地上部和根系)养分与土壤(0~15和15~30 cm土层)养分在8月达到峰值。研究结果可为高寒草甸养分管理领域学者凝练科学问题提供参考。

增温增雪和放牧对青藏高原高寒草甸土壤细菌群落的影响

近50年来青藏高原的土壤温度、水分条件发生显著改变。前期许多研究关注了温度或水分变化对青藏高原微生物群落的影响,对于放牧背景下增温增水对微生物群落多样性和组成的耦合影响研究相对较少。本研究在青藏高原纳木错典型高寒草甸生态系统展开,采用增温增雪耦合放牧的原位控制实验,研究了土壤细菌群落组成、多样性和功能类群对增温、增雪和放牧及其交互作用的响应。结果表明,增温增雪和放牧及其交互作用对土壤细菌整体的多样性和组成没有显著的影响,增雪放牧显著影响了细菌群落的丰富度;增温、增雪和放牧改变了植物种群和微生物部分种群的相对丰度;增温增雪和放牧都降低了多种细菌功能类群的数量。在气候暖湿化的趋势下,青藏高原细菌多样性、组成和相对丰度不会在短时间内发生巨大的改变。

坡位对高寒草甸山体断面重建植被及土壤性状的影响

针对川西高寒草甸公路山体断面植被重建的实际技术需求,以G248国道建成3年的护坡草坪植被为样地,通过测定4个坡位(上坡、中坡、下坡和坡底)群落特征、优势种种类、功能群重要值及草坪草性状等植被指标,以及颗粒组成和理化性状等土壤指标,研究坡位对重建植被结构和土壤性状的影响。结果表明:1)低坡位可增加护坡植被的群落密度和投影盖度(P<0.05),但下坡植被基盖度和物种多样性、丰富度、均匀度均最大。2)坡位越低优势种占物种数比例越低,下坡群落高度和第一优势种高度显著低于其他坡位(P<0.05)。3)坡位越低草坪草存活密度、自然高度、分蘖数、生物量和重要值越大(P<0.05),草坪草重要值仅0.04%~16.52%,4个坡位均演替为以乡土植物为主的植被群落。4)坡位显著影响生活型功能群组成(P<0.05),4个坡位中多年生杂类草重要值均为最大,下坡6种生活型功能群组成较为均衡。5)坡位显著影响土壤颗粒组成和理化性状(P<0.05),坡位越高土壤粒级组成越失衡,有机质含量越低且保水供肥能力越差。综上,坡位影响再生植被的群落特征、功能群结构、优势种种类及土壤粒级组成和理化性状,构建“坡位-土壤-植被”关系是重建山体断面植被功能的有效途径。

氮磷配施微生物菌肥对退化高寒草甸植被特征和土壤理化性质的影响

施肥是退化高寒草地恢复和防治的重要措施,为明确氮磷肥配施微生物菌肥对退化高寒草甸的修复效果以及施用菌肥后化肥减量的可行性,筛选祁连山高寒草甸恢复的适宜施肥方案,在东祁连山典型中度退化高寒草甸设置不施肥对照(CK)、单施氮磷复合肥600 kg·hm^(-2)(PM)、单施菌肥75 kg·hm^(-2)(BM)、氮磷复合肥600 kg·hm^(-2)+菌肥75kg·hm^(-2)(P600BM)、氮磷复合肥450 kg·hm^(-2)+菌肥75 kg·hm^(-2)(P450BM)、氮磷复合肥300 kg·hm^(-2)+菌肥75 kg·hm^(-2)(P300BM)6个处理,采用田间小区试验方法,对不同施肥处理的植物群落特征及土壤理化性质进行研究,结果表明,相比CK,PM、P600BM、P450BM、P300BM处理的植被生物量鲜重均显著提高(P<0.05),施肥后豆科、莎草科、禾本科植物优势度明显增加。相比CK,所有施肥处理植被多样性指数升高,PM和P450BM、P300BM多样性指数差异显著。0-10 cm土层中,P450BM处理土壤有效氮含量显著高于CK和其他处理(P<0.05),BM处理的土壤有机质含量最高,其次为P450BM处理,显著高于CK和其他施肥处理(P<0.05)。5-20 cm土层,BM和P300BM处理的紧实度较低。综上所述,施用氮磷肥以及氮磷肥配施菌肥对退化高寒草甸植被均有明显的恢复作用,并且单施氮磷肥的效果优于氮磷肥配施菌肥,但氮磷肥配施菌肥处理明显提高了高寒草甸土壤的主要养分含量,降低了土壤的紧实度,氮磷复合肥450 kg·hm^(-2)+菌肥75 kg·hm^(-2)处理的作用最为明显。

青海高寒草甸马勃蘑菇圈增温作用的影响研究

蘑菇圈是广泛存在于草地和森林的大型真菌子实体环状群落。有些蘑菇圈如马勃蘑菇圈会显著促进周围植物生长,其蘑菇圈真菌促进植物生长的机理一直是一个热点科学问题。本研究选取青海海北高寒草甸马勃蘑菇圈,从2023年6月15日至7月15日,对蘑菇圈土壤温度进行连续监测,使用红外热成像仪对蘑菇圈子实体进行拍照,同时测定了土壤理化性质与酶活性,检验蘑菇圈真菌生长对土壤温度和土壤酶活的影响及其相互关系。结果表明:蘑菇圈圈上土壤温度变化与圈内、圈外有明显差异,在当日23时后至次日凌晨5时,蘑菇圈上土壤温度高于圈外与圈内0.3℃~1.6℃,红外影像显示蘑菇圈真菌子实体温度显著高于环境温度4℃。蘑菇圈圈上速效养分含量显著高于圈内圈外(P<0.05)。蘑菇圈土壤脲酶、酸性磷酸酶、蔗糖酶、过氧化氢酶活性显著高于圈内和圈外。因此马勃蘑菇圈真菌的生长增加了土壤环境温度、提高土壤酶活,通过增加土壤速效养分促进了蘑菇圈上植物的生长。

高寒草甸退化程度对优势物种根际土壤真菌群落和生态网络的影响

为明确高寒草甸退化过程中优势物种改变对根际土壤真菌群落多样性及其稳定性的影响,以青藏高原东缘4个不同退化程度(未退化、轻度退化、中度退化和重度退化)高寒草甸为研究对象,采用ITS rRNA基因测序技术,结合FUNGuild预测和分子生态网络模型方法,分析了高寒草甸退化程度对根际真菌群落结构、功能群和分子生态网络的影响。结果表明:草地退化程度对根际土壤真菌Alpha多样性无显著影响,但显著改变根际土壤真菌的Beta多样性;退化程度仅对根际真菌优势种群的相对丰度产生影响,对真菌优势种群没有影响,4个不同退化程度高寒草甸根际土壤中真菌优势种群均为担子菌门、被孢霉门和子囊菌门;通过线性判别分析发现了29个生物标志物,其中大部分属于担子菌门和子囊菌门;草地退化过程中根际真菌群落主要由共生营养型向腐生营养型转变;网络分析发现,退化高寒草甸根际真菌群落各可操作分类单元(OTU)主要以负相关关系为主,并且退化程度越高负相关程度越强烈。同时结合网络拓扑参数,草地退化程度的加剧将会导致根际真菌结构呈更为松散和不稳定的态势。综上所述,高寒草甸退化程度对优势物种根际真菌群落组成、结构和功能类型产生了显著影响,并降低了真菌群落的稳定性和复杂性。研究结果为深入理解高寒草甸根际微生态的适应性机制提供了科学理论依据。

起垄-施肥模式对极度退化高寒草甸土壤理化及酶活性特征的影响

【目的】获得极度退化高寒草甸土壤快速修复模式。【方法】选用甘南藏族自治州碌曲县典型的极度退化高寒草甸为试验地,给于不同的整地措施和施肥处理,混播70%垂穗披碱草(Elymus nu-tans)+30%燕麦(Avena sativa),分析其对极度退化高寒草甸土壤特性的影响。【结果】1)0~20 cm土层,土壤有机质、碱解氮、速效磷含量和碱性磷酸酶活性在起垄样地高于平地,20~30 cm土层,起垄中全磷、碱解氮、速效磷含量和蔗糖酶活性高于平地样地。2)起垄样地0~10 cm土层全磷含量在氮肥、微生物菌剂和氮肥+微生物菌剂处理中均低于不施肥处理;平地样地0~10 cm和20~30 cm土层,氮肥+微生物菌剂处理土壤全磷、全钾、碱解氮、速效磷含量和碱性磷酸酶、蔗糖酶活性高于单施氮肥或微生物菌剂处理。3)整地和施肥模式互作下,0~10 cm、20~30 cm土层全磷含量和10~20 cm土层碱解氮及有机质含量增加显著。【结论】起垄模式较平地在优化土壤有机质、全磷、碱解氮、速效磷含量和碱性磷酸酶活性方面更具优势,采用起垄与氮肥+微生物菌剂的互补技术可快速提高有机质、全磷、碱解氮含量和碱性磷酸酶活性。

甘南高寒草甸碳收支时空格局及动态模拟

草甸生态系统具有强大的碳汇功能,在全球碳循环过程中发挥着重要作用。区域尺度草甸生态系统碳通量的精准模拟,可以为揭示草地碳循环对全球变化的反馈机制提供理论依据。生态过程模型则是分析和预测区域碳平衡的重要途径。以甘南州高寒草甸生态系统为研究对象,利用参数优化后的Biome-BGC模型,模拟1979—2018年高寒草甸总初级生产力(Gross Primary Productivity,GPP)和净生态系统生产力(Net Ecosystem Productivity,NEP),以表征该区域碳收支的时空分布特征。以上述40年实测气象数据为基准,并结合第六次国际耦合模式比较计划(Coupled Model Intercomparison Project phase 6,CMIP6)中的3种共享社会经济路径(Shared Socio-economic Pathways,SSPs)情景,对甘南州2019—2100年高寒草甸碳收支进行情景模拟。结果表明:(1)参数优化后的Biome-BGC模型能较好的模拟甘南州高寒草甸GPP和NEP,且GPP模拟对比NEP的模拟效果更好;(2)甘南州高寒草甸在整个研究阶段表现为碳汇,过去40年GPP、NEP波动范围为600—1100 g C m^(-2) a^(-1)、150—300 g C m^(-2) a^(-1),GPP显著上升,NEP呈波动性上升趋势。未来暖湿化情景下,高寒草甸碳收支年际波动较大,NEP呈先上升再下降趋势,2060年前后出现极小值,年均增幅约为2.02 g C m^(-2) a^(-1),气温、降水和大气CO_(2)浓度升高共同影响该地碳收支格局;(3)季节尺度上表现为冬春季节为碳源、夏秋季节为碳汇,植被生长季固碳作用增强。年内GPP、NEP呈倒“U”型变化趋势,峰值均出现在7、8月,低温以及持续增温对碳汇具有抑制作用,生长季降水量与植被生产力呈正相关;(4)碳汇/碳源的空间分布随时间而变化,具有明显的地域差异性,总体上碳汇增长率由西南向东北递减。

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。

外施椰糠及泥炭土对高寒草甸鼠害型秃斑地的改良效果

高寒草甸鼠害型秃斑地是黑土滩型退化草地的起始阶段。为探究外施椰糠及泥炭土对秃斑地改良效果,本研究选取青藏高原东部玛曲县典型鼠害型秃斑地,以未采取治理措施的秃斑地为对照(CK),采取浅翻(SP)、浅翻(SP)+施椰糠(CF)、浅翻(SP)+施椰糠(CF)+施泥炭(PS)3种措施,调查3年内不同措施下秃斑地植物群落特征和土壤理化性状,并采用冗余分析法探讨环境因子对植物群落特征的影响。结果表明,3种处理措施下秃斑地恢复到第3年时:1)SP+CF处理下植物盖度、高度和生物量显著大于CK(P<0.05)。治理措施和年份间的交互作用,对植物盖度、高度、物种数和生物量具有显著影响。2)SP+CF处理与CK相比显著提高了土壤最大持水量、0-10 cm表层土壤N、P、有机质和C/P(P<0.05)。3)偏冗余分析表明,土壤有机质(OM)、土壤毛管持水量(Cc)和总孔隙度(Tp)对植物群落特征的方差解释净效应达显著水平(P<0.05)。综上,3种措施均可恢复秃斑地植被和土壤,其中浅翻与椰糠相结合的处理措施效果最好。

唐家河保护区高寒草甸土壤性状及植物群落沿海拔梯度的变化特征

研究绝对保护下山地森林系统中高寒草甸土壤与植被的地带性特点,为唐家河自然保护区制定保护策略和提升管理水平提供依据。在3座山峰上分别设置6个海拔梯度(2700~2799 m、2800~2899 m、2900~2999 m、3000~3099 m、3100~3199 m、≥3200 m),通过测定土壤粒级组成、土层厚度、容重、水分与养分含量等土壤指标和植被密度、高度、盖度、物种数及物种多样性等植被指标,分析海拔间土壤和植被指标的差异性及海拔与上述指标的相关性,研究高寒草甸土壤性状及植物群落沿海拔梯度的变化特征。结果表明:1)海拔间土壤粒级组成、物理性状和化学性状均有显著差异(P<0.05),其中土壤含水量、pH值、有效氮和有效磷含量随海拔梯度增加呈增大趋势。2)海拔间坡度差异显著,2900~2999 m峭坡上石砾达67.32%,土壤水肥供给能力显著低于其他海拔,≥3200 m缓坡上粉粒和粘粒比例及土壤厚度和含水量高于其他海拔(P<0.05)。3)海拔与土壤含水量、pH值、有机质、有效氮和有效磷呈显著正相关(P<0.05)。坡度与土层厚度、含水量、粘粒、粉粒、有机质、有效氮呈显著负相关(P<0.05)。4)海拔间植被群落指标均有显著差异(P<0.05),其中群落高度和物种数随海拔梯度增加而降低。海拔间优势种和亚优势种种类和高度有显著差异(P<0.05),使不同海拔植被类型和群落特征不同。5)海拔与群落高度、物种数及物种丰富度呈显著负相关,群落密度、投影盖度和基盖度与坡度呈显著负相关(P<0.05)。综上,海拔梯度间土壤性状与植物群落均呈显著性差异,受坡度等微地形影响,土壤性状与植物群落特征地带性变化的规律性较差。