根田鼠栖息地选择的影响因素

2002 年7～9 月在中国科学院海北高寒草甸生态系统定位站地区对根田鼠的栖息地选择进行了研究。对根田鼠栖息地利用强度变量(一定面积内的跑道长度、跑道分叉数、洞口数) 与12 个栖息地特征变量进行多元线性逐步回归分析表明: 显著影响跑道长度的变量为灌丛高度、竞争性啮齿类、电线杆、早熟禾、围栏、灌丛间距和双子叶植物生物量; 显著影响跑道分叉数的变量为灌丛高度、竞争性啮齿类、电线杆、早熟禾和围栏; 显著影响洞口数的变量为灌丛高度、土壤含水率和围栏。对影响利用强度变量的因素进行综合生态学分析表明,在小生境尺度上, 研究期间影响根田鼠栖息地选择的因素主要为捕食风险和种间竞争, 食物资源和土壤硬度也有一定程度的影响。     

青海海北植物群落类型与土壤线虫群落相互关系

土壤线虫是良好的指示生物, 是植物群落演替的重要驱动力, 其生态功能影响着生态系统正常生态效应的发挥。该研究以海北矮生嵩草(Kobresia humilis)草甸、西藏嵩草(Kobresia tibetica)沼泽化草甸、暗褐薹草(Carex atrofusca)沼泽化草甸和金露梅(Potentilla fruticosa)灌丛4种不同植物群落类型的土壤线虫为研究对象, 研究不同植物群落类型下的土壤线虫群落组成、分布特征、物种多样性及其营养类群组成, 分析植物类群结构与土壤线虫群落之间的相关性。主要研究结果: (1)在4种植物群落土壤样本中共分离线虫3 800条, 分属于2纲5目15科30属, 线虫平均个体密度为每100 g干土580条, 随土壤深度增加而递减, 具有明显的表聚性。不同植物群落间的土壤线虫群落组成存在一定差异, 矮生嵩草草甸0-40 cm土壤线虫总数(1 811条·392.5 cm^-3)显著高于其他植物群落类型, 暗褐薹草沼泽化草甸的土壤线虫总数最少(324条·392.5 cm^-3)。4种植物群落下土壤线虫的优势属和营养类群组成存在差异, 这种差异在矮生嵩草草甸与暗褐薹草沼泽化草甸之间表现得尤为明显。 (2)不同植物群落下土壤线虫的多样性指数(H′)和均匀度指数(J′)均为金露梅灌丛最高, 暗褐薹草沼泽化草甸最低, 其两种植物群落间H′差异显著, 而优势度指数(λ)相反, 为暗褐薹草沼泽化草甸最高, 金露梅灌丛最低。表明金露梅灌丛土壤线虫群落多样性最高, 暗褐薹草沼泽化草甸土壤线虫群落多样性最低, 土壤线虫群落趋于单一化。4种植物群落土壤有机质的分解途径均以细菌通道为主。西藏嵩草沼泽化草甸的瓦斯乐斯卡指数(WI)显著高于矮生嵩草草甸, 表明从高寒沼泽化草甸过渡到高寒灌丛、高寒草甸, 土壤肥力不断降低, 沼泽化草甸有利于食微生物线虫的生长。暗褐薹草沼泽化草甸的植物寄生线虫指数(PPI)、成熟度指数(MI)均表现为最低, 表明其生态系统的成熟度较低, 这与暗褐薹草沼泽化草甸土壤含水量较高有关。不同植物群落下的富集指数(EI)、结构指数(SI)均为暗褐薹草沼泽化草甸最高, 由此可以看出暗褐薹草沼泽化草甸的食物网相对连通性较高, 食物链较长, 食物网的阻力相对较小。(3)主成分分析(PCA)结果显示4种植物群落最大贡献属不同。相关性分析表明: 食细菌性线虫数量与西藏嵩草沼泽化草甸有显著的正相关关系; 金露梅灌丛的植物多样性与线虫的H′、J′有显著的负相关关系, 与λ则有显著的正相关关系; WI与矮生嵩草草甸的植物多样性有显著的正相关关系, PPI与矮生嵩草草甸的物种多样性指数有显著的负相关关系。综上所述, 植物群落深刻地影响着土壤线虫群落的多样性。     

放牧影响下不同盖度金露梅灌丛草本植物叶功能性状与土壤因子的关系

植物功能性状与环境因子的研究对认识不同环境梯度下植物群落的形成及对环境的适应机制具有重要意义。该研究以高寒金露梅(Potentilla fruticosa)灌丛草甸为研究对象,分析放牧影响下金露梅灌丛不同盖度梯度(金露梅灌丛盖度为0%、30%、60%和90%的灌草斑块)灌草斑块中草本植物叶功能性状与土壤因子的变化趋势及其相互关系。结果表明:(1)土壤容重(BD)、土壤pH和土壤养分在金露梅灌丛盖度梯度下差异显著,干柴滩金露梅灌丛具有明显的"沃岛效应";随着金露梅灌丛盖度的递增,土壤理化性质变化趋势各有分异。(2)随着金露梅灌丛盖度的增加,比叶面积(SLA)显著上升,叶片厚度(LT)和叶片磷含量(LPC)呈显著下降趋势(P0.05)。(3)比叶面积与叶片厚度呈负相关关系,与叶片氮磷含量(LNC、LPC)呈极显著负相关关系(P0.01),与叶片碳含量(LCC)呈极显著正相关关系(P0.01)。(4)RDA冗余分析表明,土壤因子对叶功能性状变异的平均解释变量达72.25%,影响植物功能性状的主导因子有土壤有机质(SOM)、土壤全氮(TN)、土壤有效氮(AN)、土壤有效钾(AK)和土壤容重(BD),但不同盖度金露梅灌丛群落中影响叶性状的主导因子存在差异。金露梅灌丛盖度较小(30%)时受SOM和TN、AN的影响较大,而金露梅灌丛盖度较大时(60%)时主要受AK和BD的影响。     

旅游干扰对喀纳斯自然保护区植物群落的影响

研究不同强度旅游干扰对喀纳斯自然保护区西伯利亚云杉(Picea obovata)林、草甸群落和金露梅(Potentilla fruticosa)灌丛的群落物种组成、物种多样性以及土壤理化性质的影响.结果表明:(1)在不同强度干扰下,云杉林中灌木层与草本层物种组成存在较大差别,随着干扰强度的增大,群落物种多样性呈先上升后下降的变化;(2)草甸群落Shannon-Wiener多样性指数随干扰强度的增大有下降趋势,土壤理化性质也受到了影响;(3)围栏内外两个金露梅灌丛群落在不同的干扰强度下,群落优势度和均匀度具有显著差异(P<0.05),土壤理化性质也存在显著差异.土壤理化性质的改变在一定程度上也改变了群落的物种多样性.     

青海高寒区域金露梅灌丛草甸灌木和草本植物固碳量的比较

以青海海北高寒区域金露梅（PotentillafruticosaLinn.）灌丛草甸为研究对象,分析了6月至9月金露梅灌丛草甸灌木和草本植物不同部位的生物碳量,并据此对灌木及草本植物的年净初级生产碳量进行了比较。结果显示：金露梅灌丛草甸灌木植物地上部和地下部不同层次的生物量和碳含量均有明显差异,根据生物量所占比例确定其地上部和地下部的平均碳含量分别为0.50和0.48。依据不同月份灌丛冠面最大长度、最小宽度和最大高度,采用方程“Wij=e〔aln（A·B·H）＋b〕”计算灌木地上当年新生生物碳量、地上多年累积生物碳量和地下多年累积生物碳量,相关性均极显著（P〈0.01）,表明利用该方程评估金露梅灌丛草甸灌木不同部位的生物碳量是可行的。不同月份金露梅灌丛草甸灌木地上当年新生生物碳量、地上多年累积生物碳量和地下多年累积生物碳量分别为9.36-21.15、78.07-90.12和74.37-101.22g·m-2,差异不明显;其地上部和地下部净初级生产碳量分别为33.20和26.85g·m-2,总计为60.05g·m-2。金露梅灌丛草甸草本植物地上部和地下部净初级生产碳量分别为111.41和445.41g·m-2,总计为556.82g·m-2。如果根据草本和灌木占地面积78%和22%进行加权计算,则金露梅灌丛草甸当年的总净初级生产碳量为447.53g·m-2,其中灌木的净初级生产碳量仅占2.95%,且金露梅灌丛草甸地下部与地上部净初级生产碳量的比值为3.75。研究结果显示：青海高寒区域金露梅灌丛草甸以草本固碳为主,且地下部净初级生产碳量明显高于其地上部。     

青藏高原两种植被类型净初级生产力与气候因素的关系及周转值分析

基于2008—2016年青海海北站9年净初级生产力及气候因子监测数据,分析了青藏高原高寒小嵩草草甸和高寒金露梅灌丛两种植被净初级生产力年际动态,并探讨了气候因子对其影响及其不同土层深度根系周转值特征。结果表明:(1)年际尺度上,小嵩草草甸地上净初级生产力表现为显著增加趋势,增幅为7.02 g m~(-2) a~(-1),而金露梅灌丛地上净初级生产力相对较为稳定;对于其地下净初级生产力和总生产力,小嵩草草甸和金露梅灌丛均表现为增加趋势(P0.05),9年间小嵩草草甸地上、地下和总净初级生产力平均值分别为(217.55±9.95)、(1882.75±161.33) g m~(-2) a~(-1)和(2100.30±163.38) g m~(-2) a~(-1),金露梅灌丛地上、地下和总净初级生产力9年间平均值分别为(256.27±11.4)、(1614.31±173.03) g m~(-2) a~(-1)和(1870.58±177.93) g m~(-2) a~(-1)。(2)不同植被类型地上净初级生产力对气候因素响应不同,金露梅灌丛地上净初级生产力主要受温度影响,而温度对小嵩草草甸地上净初级生产力无显著影响。此外,降水不是限制高寒生态系统草地地上净初级生产力主要因子,相比于降水影响,高寒生态系统地上净初级生产力更受温度调控。(3)年均温和年降水对金露梅灌丛和小嵩草草甸地下净初级生产力均无显著影响(P0.05),表明高寒生态系统,其地下生产力受外界气候条件变化影响微弱,是一个稳定的碳库。(4)两种植被类型其根系周转值均随着土壤深度的增加呈逐渐增加趋势,且高寒灌丛根系周转值明显高于高寒草甸根系周转值。研究表明,在全球气候变暖背景下将会增加金露梅灌丛地上净初级生产力,而对小嵩草草甸地上净初级生产力无显著影响。     

西藏高原金露梅灌丛草甸物种丰富度和生物量取样方法探讨

高寒灌丛草甸地上生物量以及物种丰富度监测方法的研究,是了解高寒灌丛草甸生态系统结构和功能对气候变化以及人类活动干扰响应与适应的前提。本文采用标准木法、样方法、样线法和巢式样方法分别对高寒灌丛草甸的灌丛及丛间草甸的地上生物量和物种丰富度监测进行了比较。结果表明,金露梅(Potentilla fruticosa)灌丛间高寒草甸的最小取样面积为1 m2,最少取样样方数应不少于10个。建议:如果同时监测地上生物量和物种丰富度则可采用12个1 m2样方。为了提高工作效率和减少对金露梅灌丛的破坏,本研究采用标准木法对金露梅灌丛地上生物量进行监测,随机测量17株灌丛的冠幅和高度作为灌丛生物量模型的自变量,然后通过模型y=740.46x1.08(R2=0.89,P0.001,y为地上生物量,x为冠幅和高度之积)来计算灌丛的生物量,结果表明该方法可以较好地预测该灌丛地上生物量,也能够提高野外调查的效率。     

祁连山金露梅灌丛草甸群落结构及主要种群的点格局分析

金露梅灌丛草甸是青藏高原高寒草地生态系统的重要组分之一,采用Ripley的K(t)函数分析方法,对放牧和封育条件下主要种群的分布格局和种间关系及金露梅灌丛群落动态变化进行了研究.结果表明:(1)经过6年的围栏封育,金露梅灌丛草甸主要种群的空间分布格局表现出从均匀或随机分布向随机或聚集分布转变的趋势,聚集强度随围封尺度增大而增加,随放牧的干扰而降低,聚集分布有利于种群发挥功能群整体效应.(2)围栏内不同功能群之间主要呈显著正关联;围栏外的禾草与杂类草、莎草与杂类草之间均呈显著负关联,出现种间资源竞争,且随着尺度的增大负关联逐渐增强,不同物种的生态位差异明显.(3)围栏内外种群点格局分布都具有明显的尺度依赖性,植物间相互作用和外界放牧干扰是影响物种不同尺度下空间格局变化的主要原因,点格局的变化驱动了群落结构的变化.可见,长期夏季放牧抑制了高寒金露梅灌丛草甸禾草和莎草植物的分株和生长,促进了杂类草的生长,金露梅灌丛草甸呈现出退化的趋势,围栏封育有利于草地生态系统的恢复演替.     

高山草甸土壤过氧化氢酶活性的研究

土壤过氧化氢酶活性与土壤呼吸作用强度和土壤微生物的生命活动相关,它在一定程度上反映了土壤微生物学过程的强度。本文系作者于1986年8月在青海省海北高寒草甸生态系统定位站,对4种植被类型土壤的过氧化氢酶活性进行研究的初步结果。研究方法1.土壤样品的采集样品采自海北高寒草甸生态系统定位站,植被类型分别为:矮嵩草(Kobresis humilis)草甸,金露梅(Dasiphora fruticosa)灌丛,垂     

海北高寒草甸金露梅灌丛根田鼠种群生产力的研究Ⅰ.种群动态

1980—1982年在青海省海北高寒金露梅(Potentilla fruticosa)灌丛地区,用标志重捕法(CMR)对自然栖息地中的根田鼠(Microtus oeconomus)进行了野外调查。本文主要分析了根田鼠种群数量变动特点和繁殖、存活及年龄结构与种群动态的关系,并试图探讨根田鼠种群的稳定机制。     

两种生境下鹅绒委陵菜无性系形态的比较

以调查统计的方法研究了矮嵩草草甸和金露梅灌丛两种生境下鹅绒委陵菜无性系的形态特性,研究结果表明：矮嵩草草甸内的鹅绒委陵菜无性系绝大多数特征参数大于金露梅灌丛内,形态可塑性较显著,这与不同生境下的资源异质性特征密切相关。研究为生境适应假说提供又一例证。     

青海祁连地区不同生境类型蝶类多样性研究

于1997－1999年对青海祁连地区不同生境类型中蝴蝶多样性进行了研究。研究中依据海拔高度、气候、土壤和植被的不同将该地区的蝴蝶生境划分为5种类型：山缘农田、山地草原、森林草原、高寒灌丛草甸、裸岩。共收集蝴蝶4367只,隶属于6科35属53种,计算了5种生境类型中蝶类物种丰富度、相似性系数、多样性指数,其中,蝶类物种丰富度由小到大的顺序为：裸岩（6种）＜山地草原（13种）＜森林草原（14种）＜高寒灌丛草甸（22种）＜山缘农田（H′＝2.7071）、高寒灌丛草甸（H′=2.7734）;森林草原和山缘农田的相似性系数最高（0.3704）,其次为山地草原和高寒灌丛草甸（0.2500,裸岩与其他生境类型的相似性系数最低。     

Relations between carbon dioxide fluxes and environmental factors of Kobresia humilis meadows and Potentilla fruticosa meadows

Carbon dioxide fluxes of Kobresia humilis and Potentillafruticosa shrub meadows,two typical ecosystems in the Qinghai-Tibet Plateau,were measured by eddy covariance technology and the data collected in August 2003 were employed to analyze the relations between carbon dioxide fluxes and environmental factors of the ecosystems.August is the time when the two ecosystems reach their peak leaf area indexes and stay stable,and also the period when the net carbon absorptions of Kobresia humilis and Potentilla photo flux densities (PPFD),the carbon dioxide-uptake rate of the Kobresia humilis meadow is higher than that of the Potentilla fruticosa shrub meadow;where the PPFD are rates of the two ecosystems declined as air temperature increased,but the carbon dioxide uptake rate of the Kobresia humilis meadow decreased more quickly (-0.086) than that of the Potentilla fruticosa shrub meadow (-0.016).Soil moistures exert influence on the soil respirations and this varies with the vegetation type.The daily carbon dioxide absorptions of the ecosystems increase with increased diurnal temperature differences and higher diurnal temperature differences result in higher carbon dioxide exchanges.There exists a negative correlation between the vegetation albedos and the carbon dioxide fluxes.     

局部环境增温对根田鼠冬季种群的影响

通过建立开顶式增温小室模拟全球变暖的实验, 对海北高寒草甸地区实验增温样地及其对照样地内根田鼠的冬季种群进行调查, 旨在研究局部增温对根田鼠冬季种群的可能影响。结果表明, 在冬季, 实验增温草甸样地和灌丛样地内根田鼠的种群密度均显著高于其对照( P < 0.05) ; 实验增温灌丛样地与对照间性比的差异不显著( P > 0.05) ; 增温样地和对照之间、不同植被类型的增温样地之间、对照样地之间, 根田鼠留存率、平均体重及年龄结构的差异均不显著( P > 0.05) ; 有从对照样地向增温样地单方向迁移的记录。总之, 局部环境增温导致实验样地内根田鼠的冬季种群密度明显上升, 而其性比、存活率、种群平均体重以及年龄结构无明显变化; 在冬季, 根田鼠有从对照样地向增温样地扩散或迁移的趋势。     

高寒草甸不同植被土壤微生物数量及微生物生物量的特征

用稀释平板法和氯仿熏蒸法研究了藏嵩草草甸、小嵩草草甸、矮嵩草草甸、禾草草甸、杂类草草甸及金露梅灌丛土壤的微生物数量、生物量及有机质的变化特征.结果表明:0～40 cm土层细菌和放线菌数量、微生物生物量碳和土壤有机质含量均以藏嵩草草甸最高,其微生物生物量及土壤有机质显著高于其它5种植被;真菌数量以金露梅灌丛最高;由表层到深层,随着土壤深度的增加以上各项指标均呈下降趋势.通径分析表明:土壤各生物环境因子之间存在着不同程度的相关性;土壤微生物数量、生物量及土壤有机质含量均与土壤水分含量存在显著的相关关系,说明土壤水分是调节高寒草甸生态系统土壤微生物代谢及物质转化的关键因子.     

The role of shrub (Potentilla fruticosa) on ecosystem CO2 fluxes in an alpine shrub meadow

Aims Recent studies have shown that alpine meadows on the Qinghai-Tibetan plateau act as significant CO₂ sinks. On the plateau, alpine shrub meadow is one of typical grassland ecosystems. The major alpine shrub on the plateau is Potentilla fruticosa L. (Rosaceae), which is distributed widely from 3 200 to 4 000 m. Shrub species play an important role on carbon sequestration in grassland ecosystems. In addition, alpine shrubs are sensitive to climate change such as global warming. Considering global warming, the biomass and productivity of P. fruticosa will increase on Qinghai-Tibetan Plateau. Thus, understanding the carbon dynamics in alpine shrub meadow and the role of shrubs around the upper distribution limit at present is essential to predict the change in carbon sequestration on the plateau. However, the role of shrubs on the carbon dynamics in alpine shrub meadow remains unclear. The objectives of the present study were to evaluate the magnitude of CO₂ exchange of P. fruticosa shrub patches around the upper distribution limit and to elucidate the role of P. fruticosa on ecosystem CO₂ fluxes in an alpine meadow.Methods We used the static acrylic chamber technique to measure and estimate the net ecosystem productivity (NEP), ecosystem respiration (R e), and gross primary productivity (GPP) of P. fruticosa shrub patches at three elevations around the species' upper distribution limit. Ecosystem CO₂ fluxes and environmental factors were measured from 17 to 20 July 2008 at 3 400, 3 600, and 3 800 m a.s.l. We examined the maximum GPP at infinite light (GPP max) and maximum R e (R emax) during the experimental time at each elevation in relation to aboveground biomass and environmental factors, including air and soil temperature, and soil water content.Important findings Patches of P. fruticosa around the species' upper distribution limit absorbed CO₂, at least during the daytime. Maximum NEP at infinite light (NEP max) and GPP max of shrub patches in the alpine meadow varied among the three elevations, with the highest values at 3 400 m and the lowest at 3 800 m. GPP max was positively correlated with the green biomass of P. fruticosa more strongly than with total green biomass, suggesting that P. fruticosa is the major contributor to CO₂ uptake in the alpine shrub meadow. Air temperature influenced the potential GPP at the shrub-patch scale. R emax was correlated with aboveground biomass and R emax normalized by aboveground biomass was influenced by soil water content. Potentilla fruticosa height (biomass) and frequency increased clearly as elevation decreased, which promotes the large-scale spatial variation of carbon uptake and the strength of the carbon sink at lower elevations.     

青海互助北山国家森林公园不同生境的蝶类多样性研究

为了进一步探讨高海拔地区蝴蝶种类和数量与生境结构之间的关系,1993–1997年每年的7月对互助北山国家森林公园不同生境类型(谷间平原、温性草原、针阔叶混交林、高寒灌丛草甸)中蝶类群落的结构、数量和多样性进行了调查。共获得蝴蝶标本4,745头,86种,隶属于8科57属。种类较丰富的类群主要有:粉蝶科豆粉蝶属(Colias)6种、菜粉蝶属(Pieris)5种、绢粉蝶属(Aporia)4种、云粉蝶属(Pontia)3种,蛱蝶科网蛱蝶属(Melitaea)3种;个体数量以粉蝶科和灰蝶科为最多。不同的生境蝶类在种类组成和个体数量上有明显差异,其中以针阔叶混交林物种数(44种)最多,谷间平原个体数量(1,969只)最多。物种多样性指数以针阔叶混交林中最高,高寒灌丛草甸最低;均匀度以针阔叶混交林最高,谷间平原最低;优势度以高寒灌丛草甸最高。从不同生境蝶类成分的特有性上分析,特有属和特有种含量高低依次为针阔叶混交林(20属24种)>高寒灌丛草甸(8属8种)>谷间平原(6属7种)>温性草原(5属6种)。不同生境类型间蝶类种类的相似性系数在0–0.4259之间。蝶类种类组成的聚类分析结果显示:谷间平原与温性草原最先聚为一类,然后与针阔叶混交林聚为一类,最后与高寒灌丛草甸聚为一类。为保护该地区的蝶类物种多样性,应加大宣传力度,建立自然保护区,继续加强本底资源调查。