青海省草地畜牧业可持续发展战略与对策

青海省有可利用草地3161×104hm₂,是我国五大牧区之一。在长期传统游牧畜牧业经营方式下 ,对草地缺乏有效的保护和科学的管理 ,片面追求牲畜存栏数 ,超载过牧现象普遍存在 ,导致草地退化问题严重 ,生态环境破坏 ,自然灾害频繁 ,畜牧业经济效益低下。在这样的基础上实施草地畜牧业可持续发展战略 ,需要执行科技兴牧 ,教育先行 ;强化畜牧业生产基础 ,经济效益和生态效益并重 ;大力促进畜牧业产业化 ,走商品化生产发展道路的方针。推行高效集约化经营的畜牧业生产模式 ,发展具有高原特色 ,具有市场竞争力的特色畜产品生产 ,在实现畜牧业向高效益产业转变的基础上顺利地实施生态环境治理和草地资源保护 ,从而达到畜牧业可持续发展的目的。     

青藏高原高寒灌丛暖季CO2地-气交换特征

 利用涡度相关技术对青藏高原高寒灌丛CO₂通量进行连续观测,并以2003年7、8月份为例,对高寒灌丛暖季CO₂通量变化模式及其主要气候影响因子进行了分析.结果表明,7、8月青藏高原高寒灌丛日平均净生态系统CO₂交换(NEE)分别为-7.17,-7.26g/(m²·d);最高日NEE分别为-11.00,-12.09g/(m²·d).暖季高寒灌丛生态系统NEE日变化波动极为明显,8:00～19:00为CO₂净吸收阶段,峰值一般出现在12:00左右,最大值为-1.72g/(m²·h)(7月份)、-1.63g/(m²·h)(8月份).19:00～次日8:00为CO₂净释放,最大值为0.69g/(m₂·h)(7月份)、0.86g/(m²·h)(8月份).在主要气候因子中,光合有效辐射(PAR)与NEE变化呈显著正相关,但PAR达到1000μmol/(m²·s)以后,随着PAR进一步升高,NEE有下降趋势.就温度而言,白昼(7:00～20:00)NEE变化与温度无显著关联,而夜间(21:00～次日6:00)温度与NEE变化呈显著正相关.     

生物多样性与生态系统功能

该文阐述了生物多样性与生态系统功能的密切相关性。分析了生物多样性的丧失对生态系统功能将带来的影响。提出了未来应深入研究的五个方面：相对于物种和功能组其它水平生物多样性的改变带来的影响如何；目前已知的科学知识是否适用于所有的生态系统；各级水平食物网多样性对生态系统功能的重要性；其它全球变化过程与生物多样性——生态系统功能的变化模式如何相互作用；生物多样性变化引起生态系统功能变化会产生什么样的经济后果。     

三江源国家公园不同草地土壤微生物功能基因的差异性分析

土壤微生物在陆地生物地球化学循环过程中起着非常重要的作用。为了探索青藏高原高寒草地类型地上植被特性和地下土壤环境与土壤微生物功能基因之间关系,以三江源国家公园高寒草原、高寒沼泽化草甸及高寒草甸3种典型草地类型为研究对象,利用基因芯片(GeoChip 5.0)技术测定其微生物功能基因丰度,并分析它们之间的差异及影响因素。结果表明:(1)3种草地类型地上群落结构和地下土壤环境存在差异性,其中高寒草原物种多样性指数、pH值较高,沼泽化草甸中土壤含水量、微生物量碳、地上生物量、土壤速效氮含量较高,高寒草甸中则是土壤微生物量氮含量较高;(2)3种高寒草地类型的碳循环、氮循环、磷循环、有机修复的土壤微生物功能基因丰度存在显著差异,其中这些功能基因的丰度在高寒沼泽化草甸最高,高寒草甸、高寒草原次之;(3)地上植物物种多样性虽对功能基因丰度变化的解释率(r2)在57.1%-61.2%之间,但统计学上不显著(P>0.05),而微生物基因丰度随地上生物量的增加而增加,且解释率(r2)为77.5%-80.0%(P<0.05)。在pH、土壤含水量、土壤微生物量等地下土壤环境因子中,pH对功能基因丰度存在显著影响(P<0.01)解释率在83.4%-87.5%间,且土壤微生物功能基因丰度随土壤pH的增加而降低;土壤含水量、土壤微生物量对土壤微生物功能基因丰度的解释率分别为81.9%-83.1%(P<0.05)和76.8%-86.2%(P<0.05),微生物功能基因丰度随这两者含量的增加呈上升趋势。进一步运用RDA分析发现,pH、土壤微生物量、地上生物量是影响微生物功能基因丰度的主要因子,其中土壤微生物量是土壤有机质的重要组成部分,土壤有机质又是通过地上植被凋落物沉积所得到的。因此,地上植被特性的自上而下控制因子影响了土壤环境中自下而上的控制因子,间接的影响了微生物功能基因丰度。由此得出,地上植被特性和地下土壤环境因子共同作用控制了微生物功能基因丰度使其出现差异性。     

青藏高原东部生态系统土壤碳排放

在青藏高原探讨不同生态系统碳平衡规律及其影响因子并揭示其对全球含碳温室气体变化的影响与响应,有重要的现实意义和理论价值。分别在海北高寒草甸生态站、贡嘎山森林生态站和拉萨农业生态站用静态箱法进行了土壤CO₂排放的试验研究。土壤CO₂排放速率日平均值为草甸215.87～329.68mgCO₂m^-2h^-1,森林713.72～2102.56mgCO₂m^-2h^-1,农田913.05～1135.83mgCO₂m^-2h^-1。土壤碳排放速率日变化,在农田和高寒草甸区表现为单峰型,均以地方时8∶00～16∶00最高,0∶00～8∶00最低。草甸、农田土壤碳排放随着牧草、作物生长发育的加速而逐渐增加,越接近成熟(或枯黄期)其值越低,林区以6～9月的生长旺季为最高。土壤碳排放与温度之间有较好的相关性,温度是影响土壤碳排放的重要因子,全球变暖有可能引起高原土壤碳排放的增加。     

三江源农牧交错区一个种植周期的垂穗披碱草人工草地CO_2通量变化特征

建植多年生人工草地已成为生态环境保护和恢复工程的重要措施之一,探究多年生人工草地生态系统CO_2交换的变化特性,有助于准确评估和预测人工草地碳收支状况及其生态服务功能。利用2012-2016年,5年的涡度相关系统观测的数据,分析了三江源农牧交错区垂穗披碱草(Elymus nutans)人工草地的净生态系统CO_2交换(Net ecosystem CO_2 exchange,NEE)、总初级生产力(Gross primary productivity,GPP)和生态系统呼吸(Ecosystem respiration,R)等参数在一个种植周期的变化特征及其控制因子。结果表明:(1)在一个完整种植周期内(5年),三江源农牧交错区垂穗披碱草人工草地随着种植年限的增加CO_2通量先增加后减小,累计固碳180.4 g·m~(-2),是一个弱的碳汇,其中,除了种植第1年表现为碳源(47g·m~(-2)),其他年份均为碳汇,第3年碳汇强度达到最强-128.3 g·m~(-2);(2)GPP主要由空气温度、植被多样性指数(Simpson指数)和生长季长度共同控制(r~2=0.92),植被多样性指数(Simpson指数)直接影响着生长季NEE(r~2=0.80);(3)管理措施(播种和收割时间)影响着生长季的长度,而生长季长度影响非生长季R和生长季NEE的比值(R/NEE)(96%),进而影响着NEE的年际变异(92%),管理措施影响着人工草地NEE的年际变异。不论是生产功能还是生态功能,每5-6年重新翻耕人工草地是"生产-生态"的双赢模式,人工草地更新是三江源农牧交错区一个生产和生态相结合的有效产业发展模式。     

江河源区主要自然生物资源概述

广袤的草地、特有的高寒湿地以及丰富而有又独特的生物多样性是江河源区重要的自然生物资源。草地占江河源区总土地面积的84.53%,是源区畜牧业经济发展的基础,同时也是长江、黄河和澜沧江三大江河的源头区域,为江河中、下游地区生态环境稳定和经济持续发展提供无可替代的服务。江河源区是世界上海拔最高的高寒湿地主要分布区,湿地总面积达8 000 km2。江河源区独特的生态环境孕育了种类繁多的特有动、植物种类,源区约有哺乳动物、鸟类和鱼类133、249和219种,牧草植物、药用植物、食用植物和观赏植物约800、808、80和400种,是世界海拔最高的生物多样性集中分布区。然而,由于超载放牧、盲目采挖、盗猎等不合理的开发和利用以及气候变化等诸多因素的综合影响,江河源区草地生态系统退化、高寒湿地萎缩、生物多样性锐减等生态环境危机不断加剧。正确权衡江河源区自然生物资源的短期经济价值及其所拥有的巨大生态公益和潜在开发价值,科学决策,保护江河源区自然生物资源迫在眉睫。     

高寒草甸退化对甘肃马先蒿生长状况与花期资源分配的影响

甘肃马先蒿（Pedicularis kansuensis）作为高寒草甸退化进程中的一种入侵毒杂草,其生长状况和繁殖特征为草地退化状况的重要指标,也是衡量高寒草甸演替进程的重要指示植物。通过比较重度退化和未退化高寒草甸的群落特征,甘肃马先蒿的生长状况与花期资源分配,结果表明：退化的高寒草甸土壤-植被系统变化明显,高寒草甸退化显著影响了甘肃马先蒿的生长状况和资源分配特征。在重度退化的黑土滩样地中,甘肃马先蒿个体形态特征如株高、根长、分叉数、叶片数、花数、总生物量都显著高于未退化高寒矮嵩草草甸样地;重度退化草甸中甘肃马先蒿花期各器官的资源投资状况,如根系投资、茎叶投资、繁殖投资分别为7.46%、48.76%、43.78%,未退化样地中甘肃马先蒿的根系投资、茎叶投资、繁殖投资分别为10.12%、54.34%、35.54%。在重度退化高寒草甸中甘肃马先蒿占据较大的生态位,长势良好,且将资源更多地用于繁殖投入。而未退化草甸中甘肃马先蒿优势度不大,更多的是将资源分配到根系和茎叶等营养器官,以期获得较多的水分、无机盐、光照等资源,增强个体竞争力。甘肃马先蒿在不同生境下资源分配的显著差异实质反映了草地退化的影响,亦是植物对外部环境改变的一种适应机制,同时也是植物可塑性的重要表现形式。     

高寒草甸不同土地利用格局土壤CO2的释放量

分析高寒草甸不同土地利用格局下土壤CO₂的释放量大小表明,在植物生长季的5～9月,土壤CO₂释放量大小排序为:金露梅灌丛草甸(1871.40g/m²)＞矮嵩草草甸(1769.63g/m²)＞退化金露梅灌丛草甸(1495.60g/m²)＞退化矮嵩草草甸(1191.26g/m²);而在植物非生长季的10月到翌年4月,其土壤CO₂释放量大小与植物生长季略有差异,表现出矮嵩草草甸(661.46g/m²)＞金露梅灌丛草甸(550.90g/m²)＞退化矮嵩草草甸(502.50g/m²)＞退化金露梅灌丛草甸(384.50g/m²)的特点;全年内表现为矮嵩草草甸(2431.09g/m²)＞金露梅灌丛草甸(2422.30g/m²)＞退化金露梅灌丛草甸(1880.10g/m²)＞退化矮嵩草草甸(1694.06g/m²).高寒草甸地区不同土地利用格局土壤CO₂释放数量的差异及季节变化,不仅与各利用格局的土壤生物活性及土壤物理化学性状有关,而且与气象条件(特别是温度)及其土壤冬季冻结期长短关系极为密切.