高寒草甸不同草地类型功能群多样性及组成对植物群落生产力的影响

对不同类型草地功能群多样性和组成与植物群落生产力之间的关系进行了探讨。结果表明：(1)在矮嵩草(Kobresia humlis)草甸和金露梅(Potentilla froticosa)灌丛中,豆科植物的作用比较明显,而其他功能群植物的作用较弱。(2)在藏嵩草(Kobresia tibetica)沼泽化草甸和小嵩草(K．pygmaca)草甸中,虽然杂类草、C3植物和莎草科植物功能群的生产力占群落初级生产力的比例较大,但二者在统计上没有显著性差异,这表明群落生产力除受物种多样性的影响外,也受物种本身特征和环境资源的影响,更主要的是受到功能群内物种密度和均匀度的影响,即功能群组成比功能群多样性更能说明对生态系统过程的影响。(3)不同类型草地群落植物功能群盖度与群落初级生产力呈显著的线性相关。(4)不同类型草地群落生产力与功能群内物种数的变化均表现为单峰曲线关系,即功能群内物种数处于中间水平时,群落生产力最高。     

高原鼠兔对高寒沼泽草甸土壤呼吸的干扰

高原鼠兔(Ochotona curzoniae)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5.27 µmol·m-2·s-1, 自然对照组为5.22 µmol·m-2·s-1, P<0.05), (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5 cm土壤温度变化的影响(P<0.05)。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。     

高寒草甸小嵩草种群繁殖生态学研究

研究从繁殖生态学的角度对高寒草甸小嵩草（Kobresia pygmaea)种群进行了初步研究。结果表明：小嵩草属寒冷中生密丛短根茎地下芽植物,在高寒生境中采用以营养繁殖为主、有性繁殖为辅的繁策略,具体体现在以下几个方面：虽然小嵩草种子产量达4553.8粒／m^2,但种子萌发率较低,室内和野外萌发率分别仅有4％和1％,经氢氧化钠溶液和赤霉素溶液处理后的种子萌发率分别为1％和2％,而削去种皮后种子萌发率达52．6％,种皮坚硬是造成种子萌发率低的主要原因;进入种子库、保留至返青期且具有活性的种子仅占种子总数的24．35％,其室内萌发率仅有3％,而在野外理论实生苗仅为11．09个／m^2,与此相反小嵩草营养繁殖所形成的新个体数为6256．25个／m^2,远远多于种子萌发所形成的实生苗数。此外,小嵩草营养繁殖效力也远高于有性繁殖效力,营养繁殖效力占总繁殖效力的90．92％。     

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。     

高原独行侠——垫状植物

漫步在青藏高原上,千奇百怪的垫状植物自然会吸引你的目光。垫状植物,这个名字听起来就是那种非常奇特并且个头矮小的植物。为什么叫做垫状呢?它们又有哪些奇招妙诀呢?     

高寒山区植物根抗氧化酶系统的季节变化与抗冷冻关系

在高寒山区（海拔2900m）和选取4种多年生草本植物,即无芒雀麦（Bromus inermis）、草地早熟禾（Poa sphyondylodes）、花誉麦（Bromus sinensis）和垂重申披碱草（Elymus nutans）,测定了秋末、冬初、冬季、春季气温变化过程中其根中丙二醛（MDA）含量和抗氧酶活力（过氧化氢酶（CAT）、过氧化物酶（POD）、超氧物歧化酶（SOD））和抗坏血酸氧化酶（APX）变化,分析了抗氧酶系统在根抗冷适应中的作用,结果表明,随秋末降温植物根中MDA含量增加,尔后下降,在冬季和翌年春季保持相对稳定。从9月初到10月下旬,4种植物根中SOD、CAT、POD活力平均增加170％、130％和56％。在冬季下降,但仍远高于9月,在春季气温上升过程中酶活力上升。根能在组织结冰状况下生存与其具备完善的保护酶系统,能及时清除氧自由基抑制膜脂过氧化维持膜完整性有关,据降温过程中MDA含量和抗氧酶活力变化,可将根冷适应分为两个阶段,即第1阶段平均气温在0℃以上,抗氧酶活力增强,MDA增加阶段,第2阶段平均气温降至0℃以下,最低气温降到－15℃以下,抗氧酶活力下降,MDA无明显变化阶段。     

东北高寒地区麦田枯枝落叶分解的生态学特征的研究

秸秆还田和农家肥的投入是防止土壤退化和维持健康生态农业的主要前提条件。因此对农田枯枝落叶分解转化的规律及影响因素进行研究是非常重要的。枯枝落叶的物质转化过程与土壤环境的生物因素和非生物因素都密切相关。土壤动物是有机质分解 -腐殖化作用机制的主要环节。一方面 ,它对损耗有机质有直接影响 ;另一方面 ,它对微生物种群起一种真正的生物和能量的过滤作用[9] 。土壤动物对有机残体的机械粉碎作用使真正的“分解者”微生物和有机残体的接触面显著增大。同时有机残体经土壤动物消化道作用变得柔软湿润。也有利于土壤酶的作用。此外…     

不同修复措施对黄河源退化高寒草甸植物群落与土壤养分的影响

为了揭示退化高寒草甸逆向转变的驱动因子，通过野外调查和室内分析相结合的方法探究了黄河源不同修复措施（施有机肥F、免耕补播N、施有机肥+免耕补播FN）处理高寒草甸植物群落特征、土壤理化性质和两者相关性的变化规律，阐明不同修复措施对黄河源退化高寒草甸植物群落与土壤养分的影响。结果表明：免耕补播显著增加草甸物种丰富度指数（P<0.05）；施有机肥+免耕补播显著增加草甸植物盖度、总生物量、Shannon Wiener多样性指数和Pielous均匀度指数（P<0.05）。不同人工修复后草甸植物功能群地上、地下生物量变化趋势基本一致（除豆科）。和对照相比，莎草科，杂类草地上和地下生物量含量在N、FN处理分别降低83.04%、73.86%、30.43%、92.37%和96.51%、84.09%、85.68%、95.36%；禾本科地上和地下生物量含量在F、N和FN处理分别增加7.29%、23.45%、17.93%和6.04%、4.03%、10.52%；豆科地上生物量含量基本保持不变，地下生物量含量在F、N和FN处理分别降低24.43%、82.19%和42.61%。F显著增加土壤有机碳含量（P=0.033）；N显著降低土壤NO₃^--N含量（P=0.009）；FN显著降低土壤pH和增加土壤速效磷含量（P=0.024）；F和FN显著增加土壤含水量（P=0.000），N则显著降低土壤含水量（P=0.000）；F显著降低土壤容重（P=0.018）。相关性分析表明植物Shannon Wiener多样性和Pielous均匀度与土壤速效磷含量呈显著正相关（P=0.037；P=0.033），土壤有机碳和含水量与总生物量呈显著正相关（P=0.027；P=0.032），pH与盖度呈显著负相关（P=0.049）。冗余度分析结果表明土壤有机碳含量和含水量显著影响了植物群落结构特征，解释率分别为30.3%和19.7%。研究结果表明，因地制宜进行退化高寒草甸施有机肥+免耕补播修复措施，能够明显提高草地生产力，改善草甸植物群落及其土壤养分和水分环境。     

祁连山南麓高寒湿地生态系统呼吸季节、年际动态及影响因素

由于青藏高原高海拔、低温的特殊环境，使得生态系统呼吸(RE)对气候变化的响应极其敏感，然而对高寒湿地生态系统长时间尺度上的RE动态特征及驱动机制的研究相对薄弱。以青藏高原东北部高寒湿地为研究对象，分析了基于涡度相关系统观测的高寒湿地2004—2016年的CO₂通量排放动态及影响机制，对预测高寒湿地碳平衡对未来气候变化的响应具有重要意义。结果表明：高寒湿地在2004—2016年的月平均RE表现为单峰变化趋势，在8月达到峰值；年RE表现为逐年升高的趋势(P<0.05),年RE均值为(608.9±65.6) g C m^-2 a^-1;生长季RE约是非生长季RE的2.7倍，线性回归分析表明生长季RE(r~2=0.66,P=0.001)、非生长季RE(r~2=0.47,P=0.01)与全年RE呈极显著正相关。在月尺度上，分类回归树分析和线性回归分析表明土壤温度是月RE的最主要控制因素，暗示高寒湿地的土壤呼吸对整个生态系统的碳排放至关重要。在年际尺度上，生长季积温与生长季RE呈显著正相关(P<0.05),而生长季降水(PP...     

模拟根系分泌物输入对高寒退化草地土壤微生物残体的影响

微生物残体是稳定土壤碳库的重要来源，对退化生境碳的固持和积累具有重要意义。植物根系分泌物作为植物-土壤-微生物"交流"的媒介，是调控土壤微生物残体迁移转化的关键。因此，以极度退化草地土壤为对象，以氨基糖为标志物，模拟研究了不同氮浓度（低氮-LN：0.1 gN/kg；高氮-HN：0.2 gN/kg）和多样性（3种化合物、9种化合物）根系分泌物输入对土壤微生物残体的影响。结果表明：（1）根系分泌物输入可显著增加高寒退化草地土壤微生物残体含量，且主要由真菌残体贡献。其中高氮和低多样性处理增加最明显，微生物残体和真菌残体分别增加了101.14%，125.16%，而低氮和高多样性处理微生物残体和真菌残体仅增加了35.79%，33.51%。（2）根系分泌物的输入可增加土壤β-葡萄糖苷酶、土壤磷酸酶和过氧化物酶活性，促进微生物的生长，而降低β-N-乙酰氨基葡萄糖苷酶活性，减少微生物残体的分解。（3）回归分析结果显示，土壤微生物残体与土壤环境的C/N呈显著负相关，与微生物生物量C/N呈显著正相关。上述结果表明，在未来退化草地恢复中，可充分利用模拟根系分泌物输入的土壤固碳策略，即通过提高土壤氮的有效性，促进微生物的生长，加快代谢周转，进一步提高微生物残体含量。