三江源区围栏与放牧高山嵩草草甸植物群落特征分析

以三江源区围栏封育5a、10a和自由放牧的高山嵩草草甸为研究对象,对样地内的地上生物量和群落特征的研究结果表明:围栏封育区物种丰富度、物种多样性及生态优势度指数低于自由放牧区,群落结构较自由放牧简单,而均匀度指数高于自由放牧,说明长期围栏封育使群落向均一化方向发展,群落稳定性高于自由放牧草场;可采食的优良牧草生物量及其比例增加,总体趋势是随围栏封育年限增加禾草类生物量围栏内>围栏外,杂类草生物量围栏内<围栏外。

藏北高山嵩草草甸植被和多样性在沙漠化过程中的变化

为确定沙漠化对高山嵩草草甸植被组成、结构和物种多样性的影响,了解高寒区草甸沙漠化的原因,选择西藏那曲安多县南部沙漠化严重区域为调查区,按照沙漠化的不同程度设置样地,系统调查了轻度、中度、重度和极重度沙化草甸的植被变化,结果表明:中度、重度和极重度沙化区的植被与轻度沙化草甸有显著的差异;在中度和重度沙化区,高寒草甸的建群种高山嵩草已被家畜不喜食或更具抗性的植物种所取代,而在极重度沙化的流动沙丘上无植被生长;从过牧的退化草甸到半流动、流动沙丘,植物种多样性呈显著的降低趋势。轻度沙化草甸物种数、个体密度和丰富度指数最多;中度沙化草甸的Shannon-Wiener指数和均匀度指数最大,而优势度指数最小;在沙化过程中,高寒草甸的植被盖度显著下降,地上生物量也在下降,虽然轻度、中度和重度沙化草地的地上生物量显著高于极重度沙化区,但前者之间却无显著差异。地下根系生物量也呈显著下降的趋势。过牧是造成高山嵩草草甸沙化的主要原因。

超载放牧与那曲地区高山嵩草草甸植被退化及其退化指标的探讨

对那曲地区中部高山嵩草草甸不同超载程度草地植被的调查分析结果表明,那曲地区中部高山嵩草草地超载严重,从定居点至放牧最远点,放牧压力逐渐降低,定居点附近超载高达3.73倍,超载最轻的草地也达到1.75倍;超载草地的多样性指数、植被盖度、地上现存生物量都显著低于围栏禁牧区;随超载程度的加大,莎草科植物、耐旱的杂类草、牲畜不喜食和不食的植物种有增加的趋势;综合分析超载下植被的不同特征变化并与现有的高寒草甸、草原类退化草地分类指标体系比较,初步认为,那曲地区的高山嵩草草甸都呈现退化加剧的趋势,已达到重度-中度退化程度,极重度超载区达到重度退化程度,重度和中度超载区达到中度退化程度,其比例分别达到9%和91%,远大于1996年的调查数据。

藏北高山嵩草草甸群落特征及生产力对模拟增温幅度的响应

青藏高原气候严酷,陆地表层生态系统脆弱,其高寒植物群落特征及生态系统生产力对气候变化的响应极其敏感。利用开顶箱(OTCs,Open Top Chambers)式装置在藏北高山嵩草(Kobresia pygmaea)草甸设置不同增温梯度实验(W1、W2、W3、W4),探究增温对高寒草甸植物群落特征及地上生产力的影响。研究结果表明:1)与对照样地相比,增温减少了植物群落总盖度(2015年,W1、W2、W3、W4分别显著减少了28%、23%、59%、60%; 2016年,W4显著减少了83%)和高山嵩草盖度(2015年,W1、W2、W3、W4分别显著减少了26%、33%、681%、64%; 2016年,W4显著减少了85%),而低幅度增温(W1、W2)对委陵菜属植物盖度无显著影响,高幅度增温(W3、W4)显著减少了委陵菜属植物盖度(2015年,W3、W4分别显著减少了58%和60%;2016年,W4显著减少了71%); 2)对整个植物群落而言,增温幅度较低时,增温对群落的生长和生物量的积累有促进作用,当温度升高超过一定程度,这种促进作用会逐渐减弱甚至变成抑制作用(2015年,W4显著减少了地上生物量69%; 2016年,W4显著减少了地上生物量82%); 3)高山嵩草盖度和其他物种总盖度存在显著的年际差异,而委陵菜属植物盖度无明显的年际变化。研究结果预示着,一定程度的升温会促进高寒草甸植物群落的生长,但温度升高超过一定幅度时,会导致草地生产力下降,草地退化加剧,同时当地群落中委陵菜属植物在全球变化背景下相对稳定,这类物种在未来气候变暖的背景下可能具有更强的竞争力。

超载放牧对那曲地区高山嵩草草甸植被退化的影响

选择那曲地区中部超载严重的高山嵩草草甸为研究对象,通过对不同超载程度的草地植被调查分析,结果表明:那曲地区中部高山嵩草草地超载严重,定居点附近超载高达3.60倍,超载最轻的草地也达到1.69倍;超载草场的多样性指数、植被盖度、地上现存生物量都显著低于围栏禁牧区;随超载程度的加大,莎草科植物、耐旱的杂类草、牲畜不喜食和不食的植物种有增加的趋势;综合分析超载下植被的不同特征变化并与现有的高寒草甸、草原类退化草地分类指标体系比较,初步认为,那曲地区的高山嵩草草甸都呈现退化加剧的趋势,已达到重度-中度退化程度,极重度超载区达到重度退化程度,重度和中度超载区达到中度退化程度,其比例分别达到9％和91％,远大于1996年的调查数据。

围栏和退化条件下西藏高山嵩草草甸土壤种子库的比较

【目的】研究围栏和退化对西藏邦杰塘高山嵩草草甸土壤种子库的影响,并探讨土壤种子库在地上植被群落构建中的作用,为高寒地区退化草甸生态系统的恢复与重建提供理论参考。【方法】采用幼苗萌发法,研究在围栏、退化条件下,西藏邦杰塘高寒草甸地上植被群落的物种组成、土壤种子库中物种种类、种子数量等特征及地上植被与土壤种子库物种组成之间的关系。【结果】围栏样地的地上植被群落中共出现18个物种,多年生禾本科、莎草科植物占主要地位;退化样地地上植被群落中共出现15个物种,以杂草类植物占据优势,其大多属于菊科、蔷薇科、毛茛科和龙胆科等。退化样地土壤种子库密度达5 489.4粒/m2,显著(P<0.05)高于围栏样地的4 029.3粒/m2,退化样地土壤种子库密度主要依赖于菊科、龙胆科、蔷薇科等杂草类种子的输入,3个科的植物种子数占种子总数的64.6%;与退化样地比较,围栏样地土壤种子库的物种多样性指数和丰富度指数均显著提高(P<0.05)。围栏样地土壤种子库与地上植被物种组成之间相似性较低,Sorensen相似性指数仅为0.44;退化样地中嵩草属植物严重退化,地上植被群落中依靠种子繁殖的杂草类所占比例较高,地上植被与土壤种子库表现出较高的相似性,相似性指数为0.72。【结论】种子库在地上植物群落构建中起到重要作用,但其对地上植被的贡献大小在围栏和退化条件下表现不同。围栏样地以高山嵩草、大花嵩草、紫花针茅为优势种,围封措施减少了环境的扰动,但其土壤种子库密度较低,说明在群落更新过程中,多年生禾本科、莎草科植物的种子萌生苗只起到辅助作用。

高原鼠兔有效洞口数密度对高山嵩草草甸植物种间联结性的影响

高原鼠兔有效洞口数密度变化会引起高山嵩草草甸植物组分变化,而且引起种间关系的改变。研究了高原鼠兔有效洞口数密度对高山嵩草草甸植物种间联结性的影响。结果表明,随高原鼠兔有效洞口数密度增加,原优势种高山嵩草优势度降低,而原伴生种达乌里秦艽和小花草玉梅等植物的优势度却逐渐增加;植物群落内主要物种间的总体联结性从有效洞口数密度小于或等于224个/hm2时的正关联,转变为有效洞口数密度超过224个/hm2时的负关联;高山嵩草和青藏苔草的联结性从有效洞口数密度≤224个/hm2时的正关联,转变为有效洞口数密度超过224个/hm2时的负关联,而密花香薷和乳浆大戟、乳浆大戟和黄花棘豆的联结性则相反。这说明高原鼠兔有效洞口数密度变化改变了高山嵩草草甸植物种间的总体联结性,有效洞口数密度为224个/hm2时种间联结性最强,群落最稳定。

高原鼠兔洞口密度对高山嵩草草甸土壤主要养分含量的影响

高原鼠兔(Ochotona curzoniae)干扰会引起高山嵩草(Kobresia pygmaea)草甸土壤养分含量的变化。本研究分析了高原鼠兔干扰对高山嵩草草甸土壤主要养分的影响,并同步分析了高原鼠兔有效洞口密度和总洞口密度与土壤主要养分含量的关系。结果表明,高原鼠兔干扰显著增加了土壤0-20cm土层有机碳、全氮、全磷、铵态氮、硝态氮含量(P<0.01),但显著降低了土壤速效磷含量;随着高原鼠兔有效洞口密度和总洞口密度增加,土壤0-20cm土层全效养分(有机碳、全氮、全磷)含量先增加后降低,而速效养分(铵态氮、硝态氮、速效磷)含量先降低后增加,说明高原鼠兔总洞口密度和有效洞口密度与土壤养分含量的关系一致,因此当分析高原鼠兔干扰程度对土壤养分含量影响的趋势时,可采用总洞口密度代替有效洞口密度。

围栏与放牧对高山嵩草草甸植物个体形态特征的影响

为了研究草地利用方式对高寒草地植物个体的影响,对三江源区高山嵩草草甸围栏与放牧植物水平方向(分种盖度)、垂直方向(高度)、营养枝、生殖枝、地上生物量和种子繁殖体重等指标进行综合比较。结果表明:长期放牧条件下优良牧草个体矮小化特征明显,集中体现在盖度下降,生殖枝减少,单株生物量和种子繁殖重下降,毒杂草则不明显。说明放牧因子对于高寒草甸植物具有"修饰"作用。

高原鼠兔不同干扰强度对高山嵩草草甸土壤有机碳和全氮含量及其贮量的影响

利用高原鼠兔(Ochotona curzoniae)有效洞口数密度划分高原鼠兔干扰强度的方法,研究不同高原鼠兔干扰强度对高山嵩草(Kobresia pygmaea)草甸土壤有机碳和全氮含量及其贮量的影响,以期阐明高原鼠兔对土壤养分供给能力的影响.结果表明,随高原鼠兔干扰强度增加,高山嵩草草甸土壤有机碳和全氮含量以及其贮量均表现为先增加后降低的变化趋势,在干扰强度Ⅱ时最大(对应的有效洞口数密度为224个/hm2)(P<0.01).高原鼠兔干扰条件下,0-10 cm土层的有机碳和全氮含量显著大于10-20 cm土层的有机碳和全氮含量(P<0.01),而有机碳和全氮贮量在0-10cm和10-20 cm土层间差异不显著.因此,从高山嵩草草甸土壤养分调控角度看,适量的高原鼠兔干扰能够提高高山嵩草草甸土壤有机碳和全氮的固持潜力.

施用有机肥对称多县典型高山嵩草草甸地上生物量的影响

为了研究施用有机肥对高山嵩草草甸地上生物量的影响,试验以称多县典型高山嵩草草甸为研究对象,设8组,A1、A2、A3、A4、A5、A7组施有机肥480,320,160,80,40,65 g/m2,A6组施尿素65 g/m2,对照(CK)组不施肥,采用样方法记录每个样方内的植物种类、株高、盖度,测定地上生物量。结果表明:与对照组相比,施用尿素和有机肥后高寒草地植物群落生物量均有所增加,但是尿素增产效果更明显。在含氮量相同的情况下,施用尿素使高寒草地植物群落地上生物量明显增加,有机肥则不明显。说明高寒草地短期施肥中,施用化肥对地上生物量有显著提高作用,而施用有机肥效果不明显。

高原鼠兔洞口区侵蚀过程高山草甸土壤的变化

在西藏那曲高山嵩草草甸,选择高原鼠兔活动区域不同高度土堆和不同深度侵蚀坑,分析表层土壤粒度和养分。结果表明,高原鼠兔掘洞形成洞口土堆,造成草甸土壤发生侵蚀,侵蚀程度随着侵蚀坑深度逐渐增加而减弱,在侵蚀坑深度达到20cm时侵蚀基本停止;在侵蚀过程中,细粒物质减少,砾石含量增加。在强烈侵蚀阶段初期,有机物分解条件改善,土堆表层土壤的有机质、全N、全P、水解N、速效K含量提高,但土壤养分物质在侵蚀作用下迅速流失,土壤有机质、全N、全P、水解N、速效P和速效K含量减少;在侵蚀减缓阶段,养分损失速度减缓,补偿作用逐渐增加;在侵蚀基本停止阶段,土壤表层有机质、全N、水解N和速效K含量明显增加。

高原鼠兔干扰强度对高寒草甸土壤碳氮分布的影响

采用高原鼠兔(Ochotona curzoniae)有效洞口数差异划分其干扰梯度的方法,研究其不同干扰强度对高山嵩草(Kobresia pygmaea)草甸土壤有机碳和速效氮分布特征及耦合关系的影响。结果表明:随着高原鼠兔干扰强度的增加,植被覆盖区和裸斑生境窗区各土层有机碳含量均先升高后降低,在干扰强度Ⅱ(有效洞口数密度为192个hm^(-2))时显著升高达到最大值(p<0.05),相比干扰强度Ⅰ时增加了21.51%和46.03%;裸斑生境窗区速效氮含量先升高后降低,在干扰强度Ⅱ时最大且显著高于植被覆盖区(p<0.05),高于植被覆盖区155.63%。高原鼠兔干扰下植被覆盖区0~10 cm土层有机碳、速效氮和铵态氮含量均显著高于10~20 cm土层,而硝态氮含量显著低于10~20 cm土层(p<0.05),且表层土壤有机碳占整个土层的69.74%;裸斑生境窗区0~10 cm土层速效氮和铵态氮含量均显著低于10~20 cm土层,硝态氮含量显著高于10~20 cm土层(p<0.05),而不同土层间有机碳含量仅在干扰强度Ⅰ时差异显著。高原鼠兔干扰下,土壤有机碳与速效氮、硝态氮、铵态氮在植被覆盖区为极显著的负相关关系(p<0.01),而在裸斑生境窗区为极显著正相关关系(p<0.01)。这说明高原鼠兔改变了土壤碳氮的耦合关系,适宜的干扰强度能明显提高高山嵩草草甸土壤有机碳的含量和形成氮素含量较高的裸斑生境窗区。

高原鼠兔干扰对高寒草甸植物群落多样性和稳定性的影响

物种多样性和功能冗余是评价植物群落稳定性的重要内容。采用野外调查方法研究了高原鼠兔干扰对高寒草甸植物群落物种多样性、功能多样性、功能冗余和植物群落稳定性的影响。结果表明:高原鼠兔干扰增加了物种丰富度指数、功能多样性和功能冗余,降低了物种多样性指数、均匀度指数和植物群落稳定性。随高原鼠兔干扰强度增加,植物群落多样性指数、丰富度指数、功能冗余和植物群落稳定性呈先增大后减小的变化趋势,说明高原鼠兔干扰对植物群落物种多样性和稳定性的影响不仅要考虑干扰与否,而且要考虑干扰强度。

不同海拔高度的高寒草甸植物群落多样性的研究

具有江河源头的青海,位于青藏高原的东部,地形复杂,群落类型众多。对生物多样性的研究和保护是一项重要的任务。本文对互助县松多乡高寒草甸植物群落多样性进行调查,着重分析了高山蒿草草甸植物群落的丰富度、生态优势度、多样性指数和相对多度与海拔的关系。结果表明:随着海拔梯度的逐渐升高,其生态优势度逐渐减小,多样性指数和均匀度在增加,丰富度先增加后减小。

念青唐古拉山北麓草甸海拔分布上限土壤温湿度的季节变化

本研究基于西藏念青唐古拉山北麓高山嵩草草甸海拔分布上限(5125m)地下10cm和30cm土壤温度和水分连续3年(2008-2010年)的监测数据,分析了草甸海拔分布上限土壤温度和未冻水含量的季节动态特征。结果表明:1)土壤在4月中下旬解冻,10月中下旬冻结;6-8月份土壤温度日振幅最大,10cm和30cm分别为3.8oC和1.4oC;2)土壤未冻水含量回升(下降)在解冻(冻结)开始后,5-10月份未冻水含量较高,其中10cm和30cm分别为2%～6%和15%～20%;3)基于10cm土壤温度推算的本地区高山嵩草草甸海拔分布上限的生长季在6月初至8月末或9月初,持续时间为80-87天,生长季平均土壤温度和含水量分别为6.78±0.73oC和4.14±0.91%,生长季期间日最低温度集中在3～7oC之间(占90%以上天数);4)与较低海拔处(4980m)相比,高山嵩草草甸海拔分布上限处10cm土壤温度和未冻水含量均明显偏低,生长季8月份出现日最低温<5oC的天数也明显增加。