高原鼢鼠干扰下高寒草甸大型土壤动物多样性对环境因子的响应

为研究高寒草甸大型土壤动物群落组成和分布对环境因子的响应,选取祁连山东段的甘肃省天祝县高原鼢鼠典型分布区域,以鼠丘密度代表干扰强度设置4个干扰区。调查各干扰区植被群落特征、土壤理化性质、大型土壤动物类群组成及其数量,采用约束性排序方法分析环境因子对大型土壤动物类群组成和分布的影响。结果表明：高原鼢鼠干扰下高寒草甸大型土壤动物优势类群为瓦娄蜗牛科、象甲科和短角亚目幼虫;极重度干扰区大型土壤动物类群的丰度、丰富度、Shannon指数显著高于重度干扰区（P<0.05）;多元回归分析表明大型土壤动物类群丰度、丰富度和Shannon指数与土壤温度呈显著负相关（P<0.05）,丰富度与土壤含水量呈显著负相关（P<0.05）,丰度与土壤紧实度呈显著负相关（P<0.05）,丰富度和Shannon指数与植物Shannon指数呈显著负相关（P<0.05）;冗余分析和偏冗余分析表明,土壤温度、紧实度和含水量是影响高寒草甸大型土壤动物类群组成和分布的主要环境因子。     

高原鼠兔干扰下高寒草甸植物功能群分布与土壤因子的关系

为阐明高原鼠兔干扰下高寒草甸植物功能群分布及其与土壤因子的关系,以高原鼠兔有效洞口密度代表其干扰强度,在青藏高原东缘高寒草甸选择3个不同干扰强度的高原鼠兔栖息区,调查植物群落结构和土壤理化性质,并分析高原鼠兔干扰下二者之间的关系.结果表明:(1)随高原鼠兔干扰强度增加,植物群落平均高度增加、盖度下降;(2)植物功能群多样性指数下降,其中莎草科和杂类草功能群多样性指数下降显著;(3)土壤有机质和全磷含量显著增加,土壤pH和土壤紧实度显著下降(P<0.05);(4)通过冗余分析和偏冗余分析,土壤化学因子(土壤全磷和全钾)的总效应和净效应达到极显著水平,表明高原鼠兔干扰下高寒草甸植物功能群分布与土壤全磷和全钾含量显著相关(P<0.05).     

高原鼠兔和高原鼢鼠种群暴发区干扰斑块空间分布格局与演替规律

高原鼠兔(Ochotona curzoniae)和高原鼢鼠(Myospalax baileyi)是两种在高寒草甸广泛分布的小型哺乳动物,其暴发活动可能造成高寒草甸的严重退化。使用无人机分别拍摄典型的高原鼠兔和高原鼢鼠种群暴发区图像,解译高原鼠兔洞口、高原鼢鼠土丘和它们的干扰斑块,获得干扰斑块的周长和面积信息,计算干扰斑块形状指标,确定高原鼠兔与高原鼢鼠暴发活动对高寒草甸的影响。研究表明：(1)高原鼠兔与高原鼢鼠暴发活动形成的干扰斑块周长与面积比(PARA)、形状指数(SHAPE)和分形维数(FRAC)差异显著(P<0.05),其中高原鼢鼠斑块的FRAC是1.0124±0.0091,属于普通的规则几何圆形分布格局,高原鼠兔斑块的FRAC是1.1203±0.0546,属于分形几何不规则的分布格局。(2)高原鼠兔洞口数量与其斑块面积没有线性相关关系(P=0.9677),高原鼢鼠土丘数量与其斑块面积呈显著正相关(P<0.05)。(3)高原鼢鼠斑块面积统计学上呈长尾分布,不符合正态分布(P<0.01)。根据高原鼠兔斑块面积分布格局可将斑块演替分为三个阶段：土丘形成阶段、斑块连通...     

放牧干扰下高原鼢鼠栖息地选择因素

以祁连山东段高寒草甸栖息的高原鼢鼠(Myospalax baileyi)为研究对象,探讨放牧干扰下高原鼢鼠适合栖息地选择的影响因素,为合理控制草原鼠害和保护生物多样性提供科学依据。在5个不同放牧强度小区中,连续3年监测高原鼢鼠相对种群密度变化,同时获取植被和土壤的变化数据。分析高原鼢鼠相对种群密度、植被(盖度、高度、频度、植被生物量、植被均匀度、丰富度、多样性和地下根系生物量)和土壤(紧实度、容重、水分)之间的关系。中度放牧干扰下,高原鼢鼠相对种群密度最低,不利于对栖息地的选择,轻度、次轻度放牧区的高原鼢鼠相对种群密度高于重度、次重度放牧区的;轻度放牧干扰的草地有利于高原鼢鼠种群数量的增加。高原鼢鼠相对种群密度与土壤紧实度、容重呈显著负相关(R=﹣0.921、﹣0.883,P0.05);与土壤水分呈显著正相关(R=0.879,P0.05);高原鼢鼠相对种群密度与地下根系生物量呈极显著正相关(R=0.982,P0.01),与植被丰富度呈显著正相关(R=0.921,P0.05),与地上植被总盖度呈显著正相关(R=0.909,P0.05),与地上生物量、均匀度、多样性呈不显著正相关(P0.05)。在草地放牧干扰系统中,非生物因素土壤紧实度、水分可能是高原鼢鼠栖息地选择的首要选择因素,食物资源也许是次要选择因素。     

基于线粒体基因、形态学和栖息地指标的两种鼢鼠分类研究

以祁连山东段高寒草甸区栖息的鼢鼠(Eospalax spp.)为研究对象,通过分子系统学、形态学和栖息地特征调查相结合的方法对区域内鼢鼠的分类地位进行了研究。利用分子生物学技术,测定了线粒体D-loop 序列,构建了系统发育树并计算了鼢鼠间遗传距离。测量了鼢鼠头骨指标以及体貌形态特征,并调查了不同鼢鼠栖息地草地类型、优势种植物及土壤紧实度等。结果发现4 个采样地的鼢鼠属两个不同种,即甘肃鼢鼠(Eospalax cansus)和高原鼢鼠(Eospalax baileyi)。两种鼢鼠的遗传距离为0.147;眶间宽、听泡宽在两性间均差异显著(n_雄=14,n_雌=16,P < 0.05),颧宽在雄性间差异显著(n_雄= 14,P < 0.05);甘肃鼢鼠尾部和后足有稀疏短毛,而高原鼢鼠则有密毛。甘肃鼢鼠主要栖息在海拔较低的高寒草甸区,其优势植物主要有矮嵩草(Kobresia humilis)、蕨麻(Potentilla anserina )、早熟禾(Poa annua);高原鼢鼠主要栖息在海拔较高的高寒灌丛草甸区,其优势植物主要有早熟禾(Poa annua)、金露梅(Potentilla fruticosa)、披碱草(Elymus dahuricus),但两者栖息地的土壤紧实度无差异(P >0.05)。本研究结果为同区域分布甘肃鼢鼠和高原鼢鼠的野外鉴别提供技术依据。     

高原鼠兔对高寒沼泽草甸土壤呼吸的干扰

高原鼠兔(Ochotonacurzoniae)的穴居和啃食活动改变土壤养分含量、微生物群落、团聚体结构和孔隙度,干扰生态系统土壤CO2排放,对生态系统碳循环产生重要影响。为了研究高原鼠兔干扰下的高寒沼泽草甸土壤呼吸动态,实验设计了高原鼠兔实验组和自然对照组,采用LI-8100A土壤呼吸测量系统在2018年的生长季监测了高原鼠兔干扰下的土壤呼吸、土壤温度及土壤含水量,分析了高原鼠兔对高寒沼泽草甸土壤呼吸的影响。实验发现:(1)在高原鼠兔活动干扰下土壤呼吸速率增加了9.58%(高原鼠兔实验组的土壤呼吸速率值为5.27μmol·m~(-2)·s~(-1),自然对照组为5.22μmol·m~(-2)·s~(-1), P0.05),(2)在高原鼠兔干扰下高寒沼泽草甸土壤呼吸对土壤温度的敏感程度(Q10)降低了21.02%;(3)土壤呼吸变化深受5cm土壤温度变化的影响(P0.05)。研究结果表明高原鼠兔活动深刻干扰高寒沼泽草甸土壤呼吸,影响高寒沼泽草甸生态系统碳循环。因此,在全球气候变暖的背景下,加强高原鼠兔活动对高寒沼泽草甸土壤碳排放的干扰研究具有重要的科学与现实意义。     

高原鼢鼠干扰对三江源区高寒草甸群落特征的影响

高原鼢鼠是三江源高寒草甸区域的主要啮齿动物之一.它啃食植物根系,挖掘大量通道,并将挖掘出的土壤堆积于地表,形成覆盖于植物地上部分的裸露土丘,对草地群落特征会产生不同程度的影响.本研究以高原鼢鼠土丘密度表示高原鼢鼠对草地的干扰程度,选取7个不同高原鼢鼠土丘密度的样地,同时选取没有遭受高原鼢鼠干扰的样地作为对照,获得各样地的物种信息及地上、地下生物量,探讨不同高原鼢鼠干扰强度对草地群落的物种组成、物种多样性及群落生产力的影响.结果表明: 随着高原鼢鼠土丘的增加,草地植物优势种群发生由以莎草科和禾本科植物为主向珠牙蓼、鹅绒委陵菜、西伯利亚蓼等杂类草植物为主的转变,群落盖度和高度显著降低;轻度或中度的高原鼢鼠干扰能够提高群落的物种多样性,而群落均匀度指数变化不显著;群落生产力不存在类似中度干扰假说的结果.随高原鼢鼠干扰活动的增强,群落地上、地下及总生物量显著降低,群落生产力大幅度降低.     

高原鼢鼠扰动及恢复年限对高寒草甸土壤养分和微生物功能多样性的影响

为了研究高原鼢鼠扰动后退化高寒草甸恢复演替的动态过程,利用常规实验室分析方法和Biolog-ECO生态板法对青藏高原东缘高寒草甸土壤养分和微生物功能多样性进行分析.结果表明: 高原鼢鼠扰动显著降低了土壤有机质、全氮、速效氮和速效磷含量,对土壤全磷和全钾含量无显著影响;在一定植被恢复年限内,土壤微生物的碳源利用率、Shannon、Pielou和McIntosh指数随着植被恢复年限的增加而升高;主成分分析表明,碳水化合物和氨基酸是土壤微生物利用的主要碳源类型;冗余分析表明,土壤pH、有机质、全氮、速效氮和全钾是影响土壤微生物代谢活性和功能多样性的主要因子.不同植被恢复年限土壤微生物功能多样性的变化可能是对地上植被、土壤微生物群落组成和土壤养分变化的响应.     

不同演替状态下高寒草甸土壤物理性质与植物根系的相互关系

采用空间代时间的方法,以高寒嵩草草甸不同退化演替状态土壤物理性质(土壤机械阻力、温度、湿度)为变量,探讨高寒草甸不同退化阶段土壤物理性质同植物根系生长特质的相互关系。结果表明:高寒嵩草草甸根系分布具有明显的"V"型垂直构型特征;高寒嵩草草甸根系以细根为主,直径0.5 mm的根系占全剖面根系总长的90.8%—93.6%。土壤紧实度和土壤湿度与植物根系直径细化具有显著的正相关关系(P0.05);土壤温度与根系细化之间具有显著的负相关关系(P0.05),且其对高寒嵩草草甸根系生长特性形成的贡献率最高,说明高寒嵩草草甸植物根系生长构型特征的主控因子为温度。高寒嵩草草甸根系细化及表聚现象与土壤物理性质之间具有一定程度的互馈效应。低温、高紧实度和较高的土壤湿度有助于形成高密度和细根构型的草毡表层,这种土壤根系构型也是高寒草甸植物群落为适应放牧干扰及恶劣环境的应激性改变。该发现对明晰草地退化演替过程中生态系统构件对外界干扰改变的响应和适应过程及为制定合理有效的退化高寒草甸恢复措施提了供理论依据。     

放牧条件下高原鼠兔扰动对高寒草甸植物群落特征的影响

在高寒草甸生态系统中,大型草食动物放牧是重要的管理方式之一,对草地生物多样性起着关键的驱动作用。高原鼠兔是高寒草甸生态系统中生物多样性的重要组成成分,对生态系统的食物网结构以及其功能与稳定性起着关键作用。探明放牧条件下高原鼠兔扰动对高寒草甸的影响,对于高寒草甸建立合理的放牧提供理论依据,为鼠害的防治提供科学依据有一定的现实意义。2017年5—9月在青海省海北州祁连县矮嵩草草甸,以高原鼠兔为研究对象,通过小区控制研究放牧条件下高原鼠兔扰动对高寒草甸植物功能群植物特征的影响。结果显示高原鼠兔扰动降低了除杂类草以外的各植物功能群的高度;同时显著降低了禾本科、豆科功能群盖度及总盖度,而杂类草功能群的盖度有增加的趋势。另外,我们的结果也发现高原鼠兔扰动对各植物功能群生物量和重要值的影响不显著。该研究表明放牧条件下高原鼠兔扰动在一定程度上对杂草群落特征具有积极的作用,对其它功能群的群落特征具有抑制作用。     

祁连山东段高原鼢鼠对高寒草甸危害评价

为了客观评价高原鼢鼠(Myospalax baileyi)对高寒草甸的危害程度,在祁连山东段研究了高原鼢鼠不同种群密度与草地质量之间的关系,共设置了3个高原鼢鼠种群密度梯度,调查了3个危害等级变量(鼠丘数、鼠丘面积和鼠丘产草量)和6个生境变量(草地产草量、总盖度、可食牧草产量、植被组成、土壤水分和土壤紧实度),通过One-Way ANOVA检验法研究这些因子与高原鼢鼠危害程度的关系。结果表明:在设置的3个种群密度梯度下,草地产草量、总盖度、可食牧草产量和鼠丘产草量无显著性差异;草地植物群落结构、新鼠丘面积占调查区面积的比例无显著性差异,除高原鼢鼠采食深度(0—20 cm)外,3个种群密度区土壤紧实度无显著性差异,而0—30 cm处土壤水分存在显著性差异,说明本研究中不同高原鼢鼠种群密度区的草地质量没有显著性差异。此外,研究结果表明调查样地大小与危害评价有着密切关系,在高寒草甸区,单个样方调查面积以0.5 hm~2以上为宜。     

高寒草甸退化对土壤昆虫多样性的影响

土壤昆虫是陆地生态系统的重要组成部分,在物质循环和能量转化过程中起着重要的作用。为了查明高寒草甸生态系统退化对土壤昆虫群落的影响,于2011年的4、5、7和10月份别对青藏东缘的若尔盖高寒草甸的沼泽草甸、草原草甸、中度退化草甸和重度退化草甸的土壤昆虫群落进行了调查。共捕获土壤昆虫4172只,隶属于8目35科,共46类。优势类群有尖眼蕈蚊科幼虫(Sciaridae larvae)、摇蚊科幼虫(Chironomidae larvae)和象甲科幼虫(Curculionidae larvae),其中尖眼蕈蚊科幼虫为各退化阶段的共同优势类群。重度退化草甸的土壤昆虫密度和多样性指数均显著低于其它退化阶段(P0.01)。各退化阶段间的Sorenson相似性和Morisita-Horn相似性指数变化趋势表明退化对土壤昆虫的类群组和优势类群的个体数量影响较大。而土壤昆虫的群落密度和多样性指数的季节动态在不同退化阶段间也存在差异。此外,高寒草甸的退化还可影响昆虫群落优势类群的时空分布,但不同类群间存在差异。相关分析结果表明土壤昆虫多样性与土壤p H值呈显著负相关(P0.01),与地下生物量和磷含量呈显著正相关(P0.01),而密度仅与p H值呈显著负相关(P0.01)。研究结果表明高寒草甸退化可通过改变植物群落及土壤等环境因子影响土壤昆虫群落组成和多样性的空间分布和季节动态。     

青藏高原东缘高寒草原有毒植物分布与高原鼠兔、高原鼢鼠的相关性

青藏高原高寒草原生态系统是我国特有的生态系统类型,由于受到人为破坏的影响,目前该地区草原生态系统功能退化,优良牧草减少,有毒植物蔓延。高原鼠兔(Ochotona curzoniae)和高原鼢鼠(Myospalax baileyi)是青藏高原东缘高寒草原中最重要的两种小型哺乳动物,其采食行为和挖掘洞穴的生活特性必然对生态系统产生影响,但其与有毒植物之间的互作关系尚未揭示。基于此,在甘肃省玛曲县河曲马场自然生长的高寒草原生态系统中开展了有毒植物的分布与高原鼠兔、高原鼢鼠之间的相关性研究。结果表明,该高寒草原生态系统中分布有毒植物27种,分属于菊科、豆科、毛茛科等11科。在此基础上,测定了该地区有毒植物的生物多样性指数、均匀度指数和丰富度指数,并探究了单位面积条件下有毒植物的分布特征与高原鼠兔和高原鼢鼠种群密度之间的相关性,发现该地区高寒草原有毒植物的蔓延与高原鼠兔的密度之间存在密切的负相关关系(P0.05),而与高原鼢鼠的相关性不显著(P0.05)。     

祁连山东段高原鼢鼠(Eospalax baileyi)土丘空间分布格局及其与环境因子的空间关联性

高原鼢鼠推土造丘行为对高寒草地生态系统的生产和生态功能有重要影响,研究高原鼢鼠土丘空间分布格局及其与环境因子的关系,可以揭示高原鼢鼠栖息地利用和选择规律,为合理控制鼠害及保护草地生物多样性提供科学依据。于2014年8月在祁连山东段选取面积为140m×100m的高原鼢鼠栖息地,消除景观尺度取样带来的气候、地形和土壤的异质性,利用地统计学方法,分析高原鼢鼠土丘的空间分布格局、并揭示其与环境因子中土壤容重、土壤水分、植物地上、地下生物量、根系营养物质含量(可溶性糖、粗蛋白、粗脂肪)以及各功能群丰富度(禾本科、莎草科、杂类草)的空间关系。半方差函数及普通克里格插值表明,高原鼢鼠土丘存在中等程度的空间变异且呈现聚集分布,各环境因子均存在不同程度的空间异质性。交方差函数分析表明,高原鼢鼠分布虽与各环境因子在多种尺度下表现出复杂的空间关联性(正的或负的),但mantel检验发现土壤容重、莎草科丰富度与高原鼢鼠土丘分布呈现显著的负空间关联性,杂类草丰富度和根系粗脂肪含量与高原鼢鼠土丘分布存在显著正空间关联性。综上所述,高原鼢鼠主要栖息利用在土壤疏松、莎草科丰富度较低、杂类草较多和根系粗脂肪含量较高的地方。     

藏香猪翻拱型放牧对不同类型高寒草甸植物特征的影响及土壤环境驱动力

生态系统脆弱的高寒草甸是生态学研究的热点。藏香猪翻拱土壤并取食地下草根层,是藏族自治区一种特有的放牧类型,关于该放牧类型对藏区高寒草甸的影响尚缺乏研究。以滇西北高原国际重要湿地——纳帕海流域的典型高寒草甸为对象,研究了不同高寒草甸类型(陆生草甸与沼泽化草甸)中的植物群落结构特征对藏香猪翻拱型放牧的响应。结果表明,翻拱型放牧显著降低了植被盖度(63.5%)、地上生物量(84.6%)与地下生物量(97.4%),并促进植物生物量向地上部分的再分配。翻拱型放牧下随着植被盖度与生物量降低,植物竞争强度减小,植株高度与空间利用率提高。然而,不同草甸类型中的植物群落结构对翻拱型放牧表现出差异响应。陆生草甸上的群落组成基本未变,而沼泽化草甸上的优势植物华扁穗草(Blysmus sinocompyessus)向1年生水生植物水蓼(Polygonum hydropiper)演替。土壤含水率是导致植物响应差异的关键驱动力。综上,藏香猪翻拱型放牧对植物生物量及盖度等特征均产生不利影响,导致高寒草甸生物量积累锐减,而植物群落结构的变化是放牧干扰与土壤水分、空间竞争协同作用的结果,反映出植物在不同环境中对放牧干扰的差异化响应。研究区域环境特征与放牧干扰的耦合关系,可以为藏香猪放牧作用下的高寒草地植物多样性保护及恢复提供理论依据。     

放牧扰动下高寒草甸植物多样性、生产力对土壤养分条件变化的响应

为了揭示高寒小嵩草草甸群落在放牧扰动下,探讨土壤养分供给水平的变化对生态系统初级生产力和多样性影响,为高寒草地的退化演替机理研究提供依据,以野外样地调查和室内分析法研究了放牧扰动下高寒草甸植物多样性、生产力对土壤养分条件变化的响应.结果表明,放牧干扰不仅改变了高寒小蒿草草甸群落土壤根系和蕴育土壤根系的"载体"量及根土比例,改变了植物群落的结构和功能,而且使土壤的物理和化学特性发生了明显的改变.随着放牧强度的增加,蕴育土壤根系的基质量逐渐减少,根土比特别是0～10 cm土层的根土比例增加;"载体"量减少导致大部分地下根系由于营养供给水平的降低而死亡,归还土壤中有机质的数量逐渐减少,加之地上部分持续利用,土壤养分也在不断消耗,土壤基质量的减少和土壤资源持续供给能力的下降,草地发生逆向演替(退化),表现在:物种数减少、多样性下降、能量的分配转向地下等;土壤性状上的某些改变(土壤容重、土壤湿度等),也会引起植被组成、物种多样性变化;放牧主要通过影响土壤环境及其养分含量来改变草地群落生物量(地上、地下);土壤表面的适度干扰和原有植物的适度破坏为新成员提供了小生境,从而允许新的植物侵入群落,并提高了植物的丰富度.但是,在受到强度干扰时,草地植物群落的主要物种的优势地位发生明显的替代变化.