藏北高原不同海拔高寒草甸群落地上部分碳氮含量对模拟增温的响应

气候变暖影响着高寒植物的生长及其碳含量和氮含量。为了探讨藏北高原高寒草甸群落地上部分碳含量和氮含量对气候变暖的响应,2008年7月在西藏当雄县草原站沿着海拔梯度(即4 300、4 500和4 700 m)布设了一个模拟增温实验(增温方法采用开顶式生长室,开口和底部直径分别为1.00和1.45 m,高度为0.40 m)。通过统计分析三海拔高度上的高寒草甸的2011年7月和2012年7月的群落地上部分碳含量、氮含量和碳氮比,探讨了藏北高原高寒草甸群落地上部分碳含量、氮含量和碳氮比对模拟增温的响应。结果表明,模拟增温显著降低了海拔4 300 m 2011年7月10.5%(2.43 g·kg-1)的氮含量(F=14.95,P=0.018),显著增加了海拔4 300 m 2011年7月12.1%(2.27)的碳氮比(F=22.67,P=0.009);显著增加了海拔4 700 m 2012年7月16.3%(4.44 g·kg-1)的氮含量(F=17.03,P=0.015),显著降低了海拔4 700 m 2012年7月8.6%(1.24)的碳氮比(F=12.60,P=0.024);对三海拔2011年7月(4 300 m:F=0.89,P=0.400;4 500 m:F=0.28,P=0.627;4 700 m:F=2.65,P=0.179)和2012年7月(4 300 m:F=0.000 4,P=0.985;4 500 m:F=4.21,P=0.109;4 700 m:F=2.40,P=0.196)的碳含量都无显著影响;对海拔4 300 m 2012年7月(氮含量:F=0.13,P=0.736;碳氮比:F=0.10,P=0.764)、4 500 m 2011年7月(氮含量:F=0.01,P=0.912;碳氮比:F=0.12,P=0.750)和2012年7月(氮含量:F=0.48,P=0.525;碳氮比:F=0.004,P=0.951)以及4 700 m 2011年7月(氮含量:F=0.78,P=0.428;碳氮比:F=0.01,P=0.942)的氮含量和碳氮比都无显著影响。因此,模拟增温对高寒草甸群落地上部分碳含量、氮含量和碳氮比的影响随着海拔高度和观测年份发生变化。     

藏北高原高寒草甸水分利用效率与环境温湿度的关系

定量化高寒草甸水分利用效率与气候因子的关系有利于预测未来气候变化对高寒草甸生态系统水分利用能力的影响。基于相关分析和多重逐步回归分析,研究了2010—2014年藏北高原3个海拔高度(4 300、4500、4 700 m)上的高寒草甸的水分利用效率与土壤温度、空气温度、土壤湿度、空气相对湿度、饱和水汽压亏缺的相互关系。结果表明,水分利用效率随着海拔的升高而增加,水分利用效率存在着显著的年际变异。相关分析表明,水分利用效率与土壤温度、空气温度、饱和水汽压亏缺存在正相关关系,与空气相对湿度存在负相关关系。多重逐步回归分析表明,土壤温度、土壤湿度和空气相对湿度共同解释了海拔4 300 m处的水分利用效率的季节变异,其中土壤温度的贡献最大;空气温度和土壤温度则分别解释了海拔4 500 m和4 700 m处的水分利用效率的季节变异。因此,环境温度主导着藏北高原高寒草甸的水分利用效率的季节变化,且暖干化的气候变化可能会提高藏北高原高寒草甸生态系统对水分的利用能力。     

藏北高原不同海拔高度高寒草甸植被指数与环境温湿度的关系

藏北高寒草甸是全球高寒草地的重要组成部分,是对气候变化最敏感的植被类型之一。关于高寒草地植被指数与环境温湿度因子的关系还存在着诸多不确定性,这限制了准确预测高寒草地植被生长对将来气候变化的响应。定量化高寒草地植被指数与气候因子的关系利于预测将来气候变化对高寒草地植被生长的影响。该研究基于相关分析和多重逐步回归分析探讨了藏北高原不同海拔高度(4300、4500和4700 m)的高寒草甸2011─2014年每年6─9月的归一化植被指数(normalized difference vegetation index,NDVI)、增强型植被指数(Enhanced Vegetation Index,EVI)与土壤温度、土壤湿度、空气温度、相对湿度、饱和水汽压差的相互关系。相关分析表明,3种海拔的NDVI(4 300 m:r=0.79,P=0.000;4 500 m:r=0.80,P=0.000;4 700 m:r=0.52,P=0.005)和EVI(4 300 m:r=0.61,P=0.001;4 500 m:r=0.66,P=0.000;4 700 m:r=0.53,P=0.004)都随着土壤湿度的增加显著增加;3种海拔的NDVI(4 300 m:r=-0.68,P=0.000;4 500 m:r=-0.56,P=0.002;4 700 m:r=-0.40,P=0.037)和EVI(4 300 m:r=-0.56,P=0.002;4 500 m:r=-0.49,P=0.008;4 700 m:r=-0.46,P=0.014)都随着饱和水汽压差的增加显著降低;植被指数与环境温湿度因子的相关系数随着海拔的变化而变化;NDVI和EVI与环境温湿度因子的相关系数存在差异。多重逐步回归分析表明,土壤湿度一个因子解释了3种海拔的归一化植被指数、海拔4 300和4 500 m的增强型植被指数的变异,而海拔4 700 m的土壤湿度和土壤温度共同了解释了增强型植被指数的变异,其中土壤湿度的贡献较大。因此,在藏北高寒草甸,植被指数对气候变化的敏感性可能随着海拔的变化而变化,NDVI和EVI对气候变化的敏感性可能不同,土壤湿度主导着NDVI和EVI的季节变化。     

碳、氮添加对高寒草甸植物群落物种多样性和生物量的影响

氮素对青藏高原高寒草甸植物群落结构和生物量的影响尚存争议,而外源碳对青藏高寒草甸植物群落结构和生物量的影响鲜见。该研究在西藏那曲封育草甸开展为期4年的多梯度碳(蔗糖)、氮(尿素)添加试验,探究碳、氮添加对高寒草甸植物群落物种多样性特征、生物量以及群落物种多样性指数与生物量之间的相关关系。结果表明,(1)碳×氮交互作用对高寒草甸植物群落地上生物量有显著增加的作用(P0.05),与对照4年地上部分植物生物量总和(549.1 g·m~(-2))相比,在N100 kg·hm~(-2)、C60kg·hm~(-2)、C120 kg·hm~(-2)添加处理下,4年地上部分植物生物量总和增加到了747.5、692.6、730.4g·m~(-2)。其中N100 kg·hm~(-2)、C60kg·hm~(-2)×N 50 kg·hm~(-2)×C 60 kg·hm~(-2)×N100 kg·hm~(-2)、C 60 kg·hm~(-2)×N 100kg·hm~(-2)和C 120kg·hm~(-2)×N 100 kg·hm~(-2)添加处理对高寒草甸植物群落地上生物量的影响不显著。(2)4年碳、氮添加研究结果显示,碳、氮分别添加以及碳氮交互作用对高寒草甸植物群落物种多样性没有显著影响。(3)地上植物群落生物量与群落物种多样性指数之间从2011到2014年均没有显著的相关关系。4年地上部分植物生物量总和与4年总体植物群落物种多样性指数之间有显著的负相关关系(P0.01),但相关性较为微弱(r~2=0.159)。     

念青唐古拉山东南坡植被群落数量生态分析及群落多样性

研究沿海拔梯度对植被群落的影响,有助于人们进一步理解未来气候变化背景下,高寒生态系统结构和功能的响应模式。选择念青唐古拉山东南坡的典型生境,包括从海拔4 775 m到5 305 m全部范围内的植物群落。沿着海拔梯度每隔约30m设置1个样带,并在各个样带上随机设置样方,调查样方内物种数、物种高度、物种盖度、物种频度。采用群落多样性指数、应用双向指示种分析法(TWINSPAN)和除趋势对应分析(DCA)等方法,对西藏念青唐古拉山东南坡高山草甸植物群落进行了分析。TWINSPAN将所有植物群落划分为5种类型,分别为:香柏(Sabina pingii var.wilsonii)+高山嵩草(Kobresia pygmaea)灌丛草甸群落;高山嵩草+圆穗蓼(Polygonum macrophyllum)草甸群落;高山嵩草+矮生嵩草(Kobresia humilis)草甸群落;高山嵩草草甸群落;流石滩冰缘植被群落。这些群落分别位于不同的海拔高度。分类结果很好地反映了植物群落类型分布与地形、海拔的关系,并在DCA二维排序图上得到了较好的验证。念青唐古拉山东南坡草地植物群落多样性在高海拔、低海拔地区较低,中间海拔高度地区较高。植物群落多样性指数呈现出草本层灌丛层流石滩冰缘的特征。多样性指数与海拔高度之间的趋势模拟均呈负二次函数关系,单峰式函数关系能较好地表达不同海拔梯度植物群落多样性和均匀度与海拔之间的分布格局。     

围栏禁牧对川西北亚高山高寒草甸群落结构的影响

围栏禁牧4a后,与放牧草地相比较:1)围栏草地物种数量有所下降,群落内出现物种27种,而长期放牧草地为33种.2)围栏草地物种平均高度较高,为20.23cm,群落分层现象明显;放牧草地物种平均高度仅为8.14cm,群落无分层现象.3)围栏草地内,杂草类的盖度(98%)大于禾草类的盖度(14%);放牧草地上,杂草类的盖度(53%)小于禾草类的盖度(56%)。4)围栏草地以禾草为主的优良牧草的生产能力(35.24g/m2)低于放牧草地的生产能力(75.47g/m2).5)围栏草地的地上生物量(272.64g/m2)和地下0～30cm生物量(801.61g/m3)都高于放牧草地的地上生物量(184.84g/m2)和地下0～30cm生物量(683.82g/m3).研究结果表明,围栏草地具有比放牧草地更复杂的群落结构,但其物种组成和优良牧草的生产能力,都低于放牧草地.     

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。     

羌塘高原高寒草地植物地上地下碳氮生态化学计量特征及其影响因素

研究高寒草地的植物生态化学计量特征对认识极端气候背景下的草地生态系统功能与服务具有重要的意义.选择羌塘高原高寒草地作为研究区,分析东西走向60个样点植物地上、地下部分的碳(C)、氮(N)含量与C:N的分布特征,及其各自的主要驱动因素.结果表明:高寒草地植物地上部分C、N含量(38.22%、1.82%)均高于地下部分(31.11%、1.15%),但C:N(22.08)却小于地下部分(28.88),且地上部分C含量、C:N与地下部分存在显著性差异(P0.05).干燥指数与植物地上部分C含量(R~2=0.072,P0.05)以及C:N(R~2=0.15,P0.005)呈负相关关系,却与植物地下部分C:N(R~2=0.53,P0.001)呈正相关关系;此外,年均降水量(R~2=0.13,P0.005)与地上部分C含量呈负相关关系,总生物量(R~2=0.13,P0.01)及植被总盖度(R~2=0.12,P0.01)与地下部分C含量呈正相关关系;海拔与地上部分C:N亦呈正相关关系(R 2=0.15,P0.005),而年均温却与地下部分C:N呈负相关关系(R~2=0.31,P0.001).可见,水热条件是影响羌塘高原植物地上、地下C含量以及C:N差异的主要因素,而干燥指数可以作为较好的度量指标.     

羌塘高原高寒草地植物地上地下碳氮生态化学计量特征及其影响因素北大核心CSCD

研究高寒草地的植物生态化学计量特征对认识极端气候背景下的草地生态系统功能与服务具有重要的意义. 选择羌塘高原高寒草地作为研究区,分析东西走向60个样点植物地上、地下部分的碳（C）、氮（N）含量与C：N的分布特征,及其各自的主要驱动因素. 结果表明：高寒草地植物地上部分C、N含量（38.22%、1.82%）均高于地下部分（31.11%、1.15%）,但C：N（22.08）却小于地下部分（28.88）,且地上部分C含量、C：N与地下部分存在显著性差异（P 〈 0.05）. 干燥指数与植物地上部分C含量（R^2 = 0.072,P 〈 0.05）以及C：N（R^2 = 0.15,P 〈 0.005）呈负相关关系,却与植物地下部分C：N（R^2 = 0.53,P 〈 0.001）呈正相关关系;此外,年均降水量（R^2 = 0.13,P 〈 0.005）与地上部分C含量呈负相关关系,总生物量（R^2 = 0.13,P 〈 0.01）及植被总盖度（R^2 = 0.12, P 〈 0.01）与地下部分C含量呈正相关关系;海拔与地上部分C：N亦呈正相关关系（R 2= 0.15,P 〈 0.005）,而年均温却与地下部分C：N呈负相关关系（R^2 = 0.31,P 〈 0.001）. 可见,水热条件是影响羌塘高原植物地上、地下C含量以及C：N差异的主要因素,而干燥指数可以作为较好的度量指标. （图7 表1 参46）     

放牧强度对川西北高寒草甸植物生物量及其分配的影响

研究了四川省红原县境内4个不同放牧强度下高寒草甸植物群落的物种组成、生物量及其分配特征.随放牧强度的增加,植物群落表现出由垂穗鹅冠草(Roegnerianutans)和垂穗披碱草(Elymusnutans)等禾草为优势种的群落向以川嵩草(Kobresiasetchwanensis)和高山嵩草(Kobresiapygmaea)等莎草为优势种的群落演替的趋势.生长季节6-9月,草甸植物地上生物量以不放牧为最高,重度放牧显著小于不放牧;地下生物量随放牧强度的增加而呈增加趋势,重度和中度放牧显著高于不放牧和轻度放牧.不放牧、轻度、中度和重度放牧草地6-9月4个月植物总生物量平均值分别为1543.3、1621.6、2294.7和2448.5g·m-2,地下生物量占总生物量比例大小排序为重牧(87.8%)＞中牧(81.8%)＞轻牧(76.2%)＞不放牧(69.2%).草甸植物生物量的变化主要是由于放牧作用下植物群落优势种的变化而引起的,其分配比例的变化反映了草甸植物对放牧干扰的适应.     

青藏高原表土有机碳、全氮含量分布及其影响因素

青藏高原土壤生态系统碳氮库容量巨大,其有机碳库、全氮库及碳氮排放,对大气中CO2、CH4、N2O等温室气体浓度影响较大,进而影响全球气候变化。为揭示青藏高原地区不同植被类型、不同海拔的表土碳氮元素含量分布及其影响因素,于2013年7—8月在青藏高原公路沿线设置75个采样点,采集表土,并根据采样点植被覆盖情况将其划分为高寒草甸、高山草原、荒漠、灌丛、林地和盐碱地等6种类型。对青藏高原6种类型表土有机碳、全氮含量进行了测定,采用最小显著差异法比较了不同植被类型表土有机碳、全氮含量及碳氮比值差异的显著性,并通过Pearson相关和逐步回归分析方法对其影响因素进行了探讨。结果表明:青藏高原不同植被类型表土有机碳和全氮含量具有一定差异,其中以高寒草甸表土有机碳、全氮质量分数最高,平均质量分数分别为42.82 g?kg~(-1)、3.08 g?kg~(-1),荒漠最低,平均质量分数分别为1.38 g?kg~(-1)、0.23 g?kg~(-1)。就碳氮比值而言,除林地个别样点碳氮比值高于25.00以外,其他植被类型土壤碳氮比值均分布在4.00~25.00范围内,且研究区土壤碳氮比平均值均高于中国土壤碳氮比的平均水平。由逐步回归分析可知,青藏高原土壤碳氮含量受多种环境因子的协同影响,环境因子对土壤有机碳的重要性排序为土壤碱度pH值黏粒含量,影响土壤全氮的环境因子重要性排序为土壤碱度黏粒含量pH值,影响土壤碳氮比值的环境因子主要为月均气温。     

高寒草甸不同植被类型土壤全氮含量变化动态分析

采用凯氏定氮法对高寒草甸不同植被类型土壤全氮进行季节动态测定分析,结果表明:在整个生长季中0～20 cm层土壤全氮质量分数的顺序为:藏嵩草沼泽化草甸(Kobresia-swamp meadow)>露梅灌丛草甸(Dasiphoru fruticosa shrubs)>人工燕麦草地(Avena sativa artficial grassland)>矮嵩草草甸(Kobresia humilis meadow)>矮嵩草退化草地(Kobresia humilis-degraded grassland).原生植被草甸类型下单位面积土壤全氮含量远高于退化草地.藏嵩草沼泽化草甸土壤每平方米的全氮含量最高,达到0.712 kg,金露梅草甸次之,两者之间差异性不显著(p>0.05);其他三种草地类型单位面积土壤全氮含量差异性显著(p<0.05);原生草甸矮嵩草草甸每平方米全氮平均含量为0.406 kg,而退化的矮嵩草草地每平方米全氮平均含量为0.301 kg,可以推算,土地退化导致土壤全氮流失的量为0.105kg,即高寒草地退化导致25.86%氮流失.随着季节的变化,土壤全氮质量分数随生长季均有所增加,最高值都出现在8月份,但各月份之间土壤全氮质量分数变化差异性不显著(p>0.05).原生植被0～10 cm层土壤全氮含量高于10～2O cm层,人工草地与退化草地差异性不显著.     

植被根系及其土壤理化特征在高寒小嵩草草甸退化演替过程中的变化

以野外样地调查和室内分析法研究了不同退化演替阶段高寒小嵩草草甸的植被根系空间变化和土壤环境因子间的关系。结果表明,不同退化演替阶段高寒小嵩草草甸群落植被根系和蕴育植被根系的土壤量发生了明显的变化。特别是0~10 cm土层的植被根系在重度退化阶段显著高于其它退化演替阶段（P〈0.05）,而蕴育植被根系的＂载体＂量在重度退化阶段显著低于其它退化演替阶段（P〈0.05）,根土比（根和土的重量比）明显高于其它退化演替阶段（P〈0.05）;随着退化演替阶段的进行,高寒小嵩草草甸群落物种数、地上部分、植被根系锐减,群落结构和功能明显发生变化;不同退化演替阶段,植被根系（0~40 cm）的垂直分布、根土比与土壤容重、土壤含水量以及土壤中N、P含量存在一定的相关性;不同退化演替阶段高寒小嵩草草甸土壤理化特性的变化影响草地群落地上部分和植被根系;土壤的稳定性是草地生产稳定和恢复的重要因素,在评价与改良退化草地时,要充分了解土壤的退化程度。在高寒草甸地下根系取样方法难以统一,而且土壤表层根系和土壤很难难以分离,加之根系采样破坏性大、工作量大,根土比可能是指示高寒草甸退化程度相对可靠的量化指标。     

锡林河流域草原生物量对环境因子的响应

锡林河流域是内蒙古典型草原最具代表性的区域,了解植被群落生物量特征及其与环境因子的关系,对于合理利用草地资源,科学制定合理的放牧政策具有重要的指导意义。以锡林河流域草原为研究对象,基于样方调查和实验数据,运用相关分析、通径分析、决策系数分析研究了环境因子对地上生物量、地下生物量以及根冠比的直接与间接影响。结果表明,(1)流域地上生物量、地下生物量、根冠比均值分别为117.60 g?m~(-2)、1 548.69 g?m~(-2)、14.55;变异系数均在50%左右,属于中等变异程度。(2)影响草地地上生物量、地下生物量以及根冠比的环境因子不尽相同,相关分析表明,地上生物量与海拔、生长季降水、生长季平均气温具有显著相关关系(P0.05);地下生物量与海拔、生长季降水、生长季平均气温、年均温、0℃积温、有机碳含量、全氮含量、饱和含水率、田间持水率、干容重呈显著相关关系(P0.05);根冠比与土壤有机碳与全氮含量、0~10 cm层土壤饱和含水率和田间持水率均达到显著相关水平(P0.05)。(3)海拔和4—7月降水对地上生物量具有间接影响,而4—7月平均气温则对其具有直接影响,4—7月平均气温为主要决策变量。(4)4—7月降水量、年平均气温、土壤有机碳含量对地下生物量主要产生直接影响,是控制地下生物量的主要环境因子。     

增温、刈割对高寒草甸地上植被生长的影响

近些年由于气候变化和土地利用方式变化的双重影响,高寒草甸植被逐渐表现出退化现象。探讨高寒草甸植被生长特征在气候变化和人类活动中的动态变化规律,对高海拔地区植被的保护和合理利用,防止草地退化和沙漠化发生具有重要意义。以青藏高原高寒草甸为研究区,利用增温实验模拟气候变暖、刈割实验模拟人类放牧,采用随机区组设计,设置对照、增温、刈割、增温+刈割交互作用四种实验处理,于2012─2013年植被生长季调查高度、盖度和地上生物量,研究高寒草甸地上植被生长特征对增温、刈割的响应,以此探讨青藏高原高寒草甸地上植被在气候变化和人类活动中的变化趋势。结果表明:(1)夏季是高寒草甸植被生长的最佳季节,其中7月是其生长的最佳月份;高寒草甸地上植被生长特征年内生长季和年际间的变化趋势差异较大,表现为植被高度在生长季中期高于初期和末期(P0.05),植被盖度和地上生物量在生长季中期和末期高于初期(P0.05);2012年的植被高度和地上生物量略高于2013年(P0.05),但植被盖度略低于2013年(P0.05)。(2)植被高度、盖度和地上生物量在增温第2年(2012年)的各实验处理间均未出现显著差异(P0.05),而在第3年(2013年)开始出现显著差异(P0.05),其中2年刈割显著降低植被高度和地上生物量(P0.05),3年增温和2年刈割的交互作用显著降低植被盖度和地上生物量(P0.05)。以上结果表明,增温、刈割对高寒草甸地上植被生长的影响在短期和长期尺度上存有差异,初期并不显著,但随着时间推移,影响开始加强。     

海拔对藏北高寒草地物种多样性和生物量的影响

高寒草地是青藏高原生态系统的主体,高寒草地物种多样性和生物量沿海拔梯度的空间分布格局在气候变化及人为干扰的双重影响下已发生重大变化。为明晰海拔对物种多样性和生物量的影响,以藏北地区那曲市罗玛镇高寒草地为研究对象,于2018年8月采用样方调查法对不同海拔梯度高寒草地植物高度、盖度、地上生物量及物种多样性沿海拔变化进行调查和统计分析,探讨藏北高寒草地物种多样性和地上生物量在海拔上的变化规律及二者的关系。研究表明:(1)植物盖度和地上生物量分别由海拔4 600 m的89.0%和64.7 g·m~(-2)降至4 800 m的67.3%和41.8 g·m~(-2),即植物盖度和地上生物量随海拔的升高呈线性降低的趋势;(2)不同海拔梯度间植物物种组成存在较大差异,高海拔段中旱生禾本科植物逐渐被耐寒喜湿植物取代;(3)物种丰富度和Shannon-Wiener指数沿海拔呈单峰分布格局,而E.Pielou均匀度指数则呈U型分布格局;(4)物种丰富度和Shannon-Wiener指数与地上生物量呈负二次函数关系;地上生物量与土壤温度呈指数增长趋势,与土壤湿度呈指数降低的趋势。研究结果初步揭示了藏北高原高寒草地不同海拔梯度物种多样性及其生物量的垂直分布差异,以及不同海拔梯度间水热组合差异对物种多样性及其生物量的影响。     

藏北高寒草地土壤磷脂脂肪酸指纹特征及其与土壤化学性质的关系

微生物是土壤的重要组成部分,反映了土壤的生物活性,同时也是土壤有机质和养分转化与循环的动力。高寒草地是藏北高原分布面积最大的生态系统类型,不仅是亚洲中部高寒环境中最为典型的自然生态系统之一,而且在世界高寒地区亦具有代表性。为了解藏北不同类型高寒草地土壤微生物群落结构特征,比较了藏北5种高寒草地(高寒草甸、高寒草原、高寒草甸草原、高寒荒漠草原和高寒荒漠)的土壤磷脂脂肪酸(PLFA)指纹特征,并进一步分析其与土壤有机碳、总氮等土壤化学性质的关系。藏北5种高寒草地土壤PLFA中16:0和18:1w9c含量高,土壤PLFA主要包括直链饱和脂肪酸、直链单不饱和脂肪酸、支链饱和脂肪酸和环丙烷脂肪酸,其中直链单不饱和脂肪酸(27.77%~36.66%)和支链饱和脂肪酸(30.15%~36.61%)占比较高,环丙烷脂肪酸(3.48%~10.16%)仅占较少部分。高寒草甸土壤总PLFA含量、细菌、真菌、放线菌、革兰氏阴性菌和革兰氏阳性菌PLFA含量最高,其含量分别是其他4种草地类型土壤的2.00~6.45,2.01~8.88,1.82~3.52,1.61~5.37,2.01~9.17和2.06~10.94倍。大部分PLFA分子集中于高寒草甸、高寒草原和高寒草甸草原土壤中,另外两种高寒草地土壤仅含少量微生物;土壤微生物在5种类型草地中的样点基本分散,而在每种类型草地样点中基本集中,表明微生物群落结构在不同草地类型土壤中存在明显差异,而在同一类型草地土壤中相近。土壤总PLFA,细菌、真菌、放线菌、革兰氏阴性细菌和革兰氏阳性细菌PLFA含量与土壤有机碳、总氮、铵态氮和硝态氮之间存在极显著相关性(P0.01),表明土壤碳、氮含量与土壤微生物间存在极为显著的相互刺激关系。该研究通过量化藏北不同类型高寒草地土壤的PLFA指纹特征,并分析其与土壤化学性质的关系,为进一步研究高寒草地生态系统土壤微生物群落结构特征提供理论依据。     

三江源区高寒草甸不同退化演替阶段土壤有机碳和微生物量碳的变化

以野外样地调查和室内分析法研究了三江源区高寒小嵩草草甸不同退化演替阶段群落中土壤有机碳和微生物量碳的变化.结果表明,放牧活动明显地影响了土壤有机碳和微生物量碳的含量.不同退化演替阶段期间,高寒小嵩草草甸土壤有机碳、微生物量碳含量在0～10 cm土层明显较高,且随着退化程度的加剧,分布在0～40 cm土层的土壤有机碳、微生物量碳含量明显降低;不同退化演替阶段,高寒小嵩草草甸由于家畜过度的啃食与践踏,不仅使得植物群落发生了逆向演替,而且土壤的肥力水平显著地下降,土壤向退化方向发展;高寒草甸的退化将使土壤有机质大量流失,氮素损失严重.随着退化演替过程的进行,高寒草甸土壤质量和土壤营养的持续供给能力逐渐退化,土壤有机碳和土壤微生物量碳含量也随放牧强度增加而迅速降低;相关分析表明,土壤有机碳和土壤微生物量碳与土壤含水量、土壤有机质、土壤速效氮呈显著正相关关系(P<0.05),说明土壤微生物量碳可作为衡量土壤有机碳变化的敏感指标,而土壤有机碳和微生物量碳含量可作为衡量土壤肥力和土壤质量变化的重要指标.     

青藏高原金露梅灌丛草甸植物群落对退化演替的响应

为了明晰金露梅(Potentillafruticosa)灌丛草甸植物群落对退化演替的响应,以空间代时间的方法,于2018年8月中旬在青藏高原祁连山南麓分别选取原生、中度、重度和极度4种不同演替阶段的金露梅灌丛草甸,对其植被群落进行研究,以探究金露梅灌丛草甸生态功能退化过程中植被群落及土壤养分的演变特征。结果表明,(1)随着退化程度的加剧,地上生物量和地下生物量现存量均呈逐渐减小趋势,且原生金露梅灌丛地上生物量(387.73±25.53)g?m~(-2)和中度退化样地(328.55±36.23) g?m~(-2)显著高于重度退化样地(210±35.04) g?m~(-2)和极度退化样地(182.19±49.99) g?m~(-2)(P0.05),放牧改变了植物群落结构,禾草和莎草地上生物量逐渐减小,而杂类草地上生物量逐渐增加。(2)与地上生物量相似,原生金露梅灌丛(48 46.01±747.10)g?m~(-2)和中度退化样地(4 723.99±505.64)g?m~(-2)地下生物量现存量显著高于重度退化样地(2 590.75±276.45)g?m~(-2)和极度退化样地(1 011.84±163.46) g?m~(-2)(P0.05),且随着退化程度的加剧,表层土壤全碳、全氮和有机质呈增加趋势,地下根系生物量趋于向表层土壤发展。(3)随着退化程度的加剧,群落物种丰富度逐渐下降,且原生金露梅灌丛和中度退化样地物种丰富度显著高于重度退化和极度退化样地(P0.05)。此外,群落物种丰富度与地上生物量呈显著正相关(P0.05)。研究表明,过度放牧会导致植被群落发生分化,物种丰富度下降,最终导致金露梅灌丛草甸退化为杂类草草地,甚至黑土滩次生裸地。研究结果对今后退化金露梅灌丛草甸的放牧管理具有重要的指导意义。     

不同放牧强度下川西北高寒草地植物功能群特征变化

放牧是川西北高寒草地最主要的生产方式，过度放牧可能造成草地生态功能的严重退化，但不同强度的放牧如何逐步引起草地植物群落演变与生态功能退化还未得到深入研究.调查当地长期放牧形成的梯度(围栏禁牧：长期围栏，NG；轻牧：1牛/hm²,LG；中牧：2牛/hm²,MG；重牧：3牛/hm²,HG)，研究生长盛期不同放牧强度下植物群落与功能群组成、多样性、生物量及其分配的变化，以理解放牧对草地植物的潜在影响和退化过程，为高寒草地生产实践的适应性管理提供理论基础.结果表明，随着放牧强度增加，群落高度出现显著下降；HG样地群落密度显著小于其他3个处理(P <0.05).群落Margalef指数、Shannon-Wiener指数、Simpson指数、Pielou指数呈单峰变化，LG样地最大，HG样地最小. LG样地植物地上生物量显著大于NG、MG和HG样地(P <0.05);NG样地植物地下生物量显著小于LG样地，但显著大于HG样地(P <0.05)；各处理间总生物量存在显著差异(P <0.05),LG样地总生物量最...