新疆阿勒泰地区草地资源可持续管理分析

通过分析新疆阿勒泰地区草地资源的利用现状,草地类型的生产性能、生态服务价值和在区域发展中的主导功能,指出分类经营是该区草地资源可持续管理的有效途径。研究表明,阿勒泰地区的草地资源在空间上可划分为生态功能区(高寒草甸和草原、沼泽、山地荒漠草原、山地草原化荒漠和部分平原荒漠),经济功能区(山地草甸,低地草甸和草甸草原)和混合功能区(山地草原、平原荒漠草原和大部分平原荒漠),在时间上可采取不同的经营策略。生态功能区经营策略是禁牧和封育,经济功能区的经营策略是通过施肥、灌溉等手段,集约化管理,提高单位面积产值I混合功能区的经营策略是以草定畜,合理轮牧。     

新疆阿勒泰地区草地类型及植物多样性的研究

基于33个样地、99个样方的野外调查资料,分析了新疆阿勒泰地区草地群落的植物物种多样性特征。结果表明：草地群落间的植物物种丰富度指数、均匀度指数和多样性指数差异显著,丰富度由山地草原、经山地草甸、荒漠草原、草甸化草原、平原荒漠、高寒草甸到山地荒漠依次下降,均匀度指数由山地草原,经草甸化草原、荒漠草原、平原荒漠、山地草甸、高寒草甸,到山地荒漠依次下降,多样性指数从山地草原,经草甸化草原、荒漠草原、山地草甸、平原荒漠、高寒草甸,到山地荒漠呈下降趋势。在群落多样性梯度上,物种丰富度对多样性的贡献率要比均匀度的贡献率小。草地群落的物种丰富度、均匀度和多样性指数随海拔升高均表现为先上升,后下降,峰值出现在1800～2000m的山地草原,且变化趋势一致。     

人类工程活动对青藏高原北部多年冻土融化层及其环境的影响

人类工程活动对多年冻土环境的影响是评价人类工程活动对冻土生态系统影响的重要组成部分.以修建青藏公路时的工程干扰带与非干扰带为对比,研究了人类工程活动对多年冻土环境及其融化层的影响.结果表明,干扰带的融化层厚度比非干扰带要小,在非工程干扰带内,融化层厚度随海拔高度的升高,总体上呈下降趋势;而在工程干扰带内,融化层厚度随海拔高度的变化无规律可循.植被类型对冻土融化层厚度的影响表现为:草原＞灌丛＞草甸.干扰带和非干扰带的土壤含水量垂直分布格局主要受海拔高度的影响,在海拔接近时,受植被状况的影响.人类工程活动对地温的影响表现为干扰带温度低于非干扰带温度.     

高原鼠兔干扰对高寒草甸植物多样性与土壤养分间关系的影响

高原鼠兔干扰虽然能够改变高寒草甸植物多样性与土壤养分含量,但植物多样性与土壤养分间的关系对高原鼠兔干扰的响应尚不清晰。利用高原鼠兔有效洞口密度将高原鼠兔干扰程度划分为T_1(7个/625 m~2)、T_2(12个/625 m~2)、T_3(22个/625m~2)、T_4(38个/625 m~2)4个水平,运用RDA冗余分析法研究了高原鼠兔不同干扰程度下高寒草甸植物多样性与土壤养分间的关系。结果表明:随着高原鼠兔干扰水平的增加,优势种高山嵩草(Kobresia pygmaea)的重要值先增加后降低,而伴生种小花草玉梅(Anemone rivularis var.flore-minors)和莓叶委陵菜(Potentilla fragarioides)的重要值先降低后增加;当高原鼠兔干扰水平从T_1到T_2时植物多样性指数变化不显著,而高原鼠兔干扰程度超过T_2时则植物多样性指数具有降低趋势;土壤全氮和硝态氮含量随高原鼠兔干扰水平增加而降低,而土壤铵态氮含量则降低后增加,土壤有机碳和全磷先增加后降低;多样性指数与0—10cm土壤深度硝态氮、10—20cm土壤深度全钾间的相关性从T_1到T_3时为正相关,而到T_4时则变为负相关,而与0—10cm土壤深度全氮的相关性则表现T_1到T_3时为负相关,T_4时为正相关,与铵态氮间相关性只有T_1时为负相关,这说明高原鼠兔干扰改变了植物多样性与土壤养分间的关系,其变化阈值介于T_2和T_3。     

青藏高原多年冻土区不同草地生态系统恢复能力评价

草地生态系统恢复能力是评价人类工程活动对青藏高原多年冻土生态系统影响的重要组分.分析了不同草地生态系统干扰带和非干扰带群落特征、植物多样性、草地初级生产力和经济类群,综合评价了青藏高原多年冻土区地上植被在受工程活动干扰后的综合恢复能力.结果表明:经过近20多年的自然恢复,青藏苔草草原、紫花针茅草原、扇穗茅草原、高山嵩草草甸、矮蒿草草甸和藏蒿草沼泽化草甸6种草地的盖度和物种组成均有一定程度的恢复,且草原群落的恢复程度好于草甸群落,但干扰群落仍低于未干扰群落;紫花针茅草原分布区物种多样性恢复好于其他草地类型分布区;干扰带由最初的地上植物生物量全部为0恢复到148.8～489.6 g·m^-2,其中藏嵩草沼泽化草甸干扰带恢复最好,生物量达489.6 g·m^-2;除藏嵩草恢复群落的饲用植物类群组成相对稳定外,干扰后的其他5种草地类型饲用价值降低.高寒草原生态系统的植被综合恢复能力显著高于草甸生态系统.     

阿勒泰地区雪灾遥感监测模型与评价方法

利用我国新疆阿勒泰地区1996～1997年两次雪灾期间的NOAA卫星数据及地面气象台站观测资料,建立了积雪深度遥感反演模型;利用线性混合光谱分解原理,研究了基于像元的积雪覆盖率及积雪空间分类算法;提出评价积雪对草地畜牧业危害程度的两种基于格网数据结构的定量化指数.结果表明,通过积雪深度反演模型和线性混合光谱分解方法可计算基于像元的积雪深度和覆盖率,提高积雪分类的精度.建立的基于格网单元的积雪危害指数模型可系统地表达积雪区的雪情、草情、畜情和气象因子的空间分布状况,综合反映积雪对草地畜牧业的危害程度.     

高原鼠兔干扰对高寒草甸β多样性的影响

β多样性反映生物群落沿某一环境梯度的物种周转速率, 该研究尝试采用β多样性揭示植物群落随小型啮齿草食动物干扰梯度变化的生态过程。该研究利用野外随机样地的采集数据, 分析了高原鼠兔(Ochotona curzoniae)不同干扰强度下Whittaker指数的变化特征, 并利用群落二元丰富度的方差分解法, 确定了单个物种(SCBD)和单个干扰位点(LCBD)对β多样性的贡献。主要结果: 随高原鼠兔干扰强度增加, 植物群落内物种周转速率呈先增加后降低的趋势; 占据位点数居中的物种对区域内的β多样性贡献较大, 其中冰草(Agropyron cristatum)、臭蒿(Artemisia hedinii)、小花草玉梅(Anemone rivularis var. flore-minore)等单个物种对整个区域内β多样性的贡献最为突出; 整个区域内干扰位点T₀ (高原鼠兔干扰强度为0)对区域β多样性贡献值最大, LCBD值和该位点的群落丰富度呈显著负相关关系, 但与高原鼠兔干扰强度无显著关联。说明重点保护LCBD值高的干扰位点所在的高寒草甸, 以及SCBD值较高的冰草、臭蒿、小花草玉梅, 对保护高原鼠兔存在时高寒草甸植物群落多样性具有重要意义。     

高原鼠兔有效洞穴密度对高山嵩草群落及其主要种群空间分布特征的影响

高原鼠兔(Ochotona curzoniae)有效洞穴密度变化会引发高山嵩草(Kobresia pygmaea)草甸植物群落及其种群分布格局发生变化。采用野外调查法研究了高原鼠兔有效洞穴密度对高山嵩草群落特征及其主要种群分布格局的影响。结果表明:随高原鼠兔有效洞穴密度增加,高山嵩草草甸植物群落的优势种没发生明显变化,部分伴生种发生更替;高度、盖度、多样性指数和均匀度指数呈现降低态势;地上生物量和丰富度指数变化不明显;高山嵩草和矮火绒草(Leontopodium nanum)种群的盖度、密度以及生物量均呈现降低态势,而达乌里秦艽(Gentiana dahurica)和小花草玉梅(Anemone rivularis var.flore-minors)种群的盖度、密度和生物量呈增加趋势。高山嵩草和矮火绒草的种群分布格局从8个/625m2和14个/625m2的聚集分布分别变为34个/625m2时的均匀分布和随机分布,达乌里秦艽和小花草玉梅种群从8个/625m2和14个/625m2的随机分布变为23个/625m2和34个/625m2时的聚集分布,这说明高原鼠兔有效洞穴密度变化改变了高山嵩草群落的特征和主要植物种群的空间分布格局,而对应群落特征和种群分布格局改变的有效洞穴密度为14个/625m2和23个/625m2。     

青藏高原筑路取土迹地恢复植物群落与土壤的碳氮磷化学计量特征

恢复筑路取土迹地植物群落是青藏高原退化高寒草地恢复的重要组分,而生态化学计量是揭示退化草地自然恢复过程中土壤和植物间养分互作的重要方法。通过调查青藏公路筑路取土迹地自然恢复群落和天然群落内植物和土壤C、N、P的含量及其比值,研究了恢复群落和天然群落的C、N、P生态化学计量特征。结果表明:经历18a自然恢复后,不同地点筑路取土迹地均已逐步实现植物群落的定居,但其恢复程度存在明显差异。恢复群落植物叶片N含量高于天然群落,导致其叶片C∶N较低,表明恢复群落植物的N利用效率较低,N含量较高的模式主要原因可能是豆科植物比例较高和土壤有效N的供应较充足所致。恢复样地在0—10 cm和10—20 cm的土层内的有机碳(SOC)都显著低于天然样地,恢复样地土壤全氮(STN)仍一定程度上低于天然样地但含量较接近,恢复样地在10—20 cm土层中土壤全磷(STP)含量较高,这说明恢复群落尽管在土壤恢复方面并未达到天然群落的水平,但已得到了明显改善,土壤肥力正发生着正向的演替。叶片N含量与土壤STN相关性不显著,叶片P含量与土壤STP含量显著地正相关,表明植物叶片P含量在一定程度上受到土壤环境中全磷的影响。综合N∶P判定阈值和叶片土壤养分相关分析结果表明研究地区草地植被主要受到P元素的限制,且工程迹地草地恢复群落比天然群落容易受到P元素的限制。     

青藏高原北部多年冻土退化过程中生态系统的变化特征

多年冻土的发育是青藏高原冻土区生态系统稳定的基础,而多年冻土退化效应是目前青藏高原研究的热点。研究了青藏高原北部多年冻土退化过程中生态系统的变化特征。结果表明:在多年冻土退化的过程中,土壤温度逐渐升高,土壤含水量下降,有机质含量降低,植被类型表现为从沼泽化草甸演替为典型草甸,草原化草甸,最终成为沙化草地,群落植物组成从湿生或中湿生逐渐向中生、中旱生乃至旱生转变,草层高度变矮,植被盖度下降,α和β多样性均表现为先增加后减小,在草原化草甸阶段达到最大;草地植物生物量和载畜能力总体表现为降低趋势,但在典型草甸和草原化草甸之间差异不显著。植被经济类群的变化趋势表现为优良的莎草科和禾本科牧草比例下降,而毒杂草比例显著增加,牧草品质下降,饲用价值降低。