退化高寒草原土壤有机碳时空变化及其与土壤物理性质的关系

利用网格采样法研究了藏北退化高寒草原土壤有机碳变化及与土壤物理性质的关系.结果表明：0～10和11～20 cm土层有机碳含量、有机碳密度及其土层差异均为：轻度退化草地＞正常草地＞中度退化草地＞严重退化草地;有机碳含量、有机碳密度年变化速率则呈相反趋势,且表层土壤有机碳变幅均明显高于其下层土壤.正常草地、轻度退化草地0～10 cm土层有机碳年累积量为0.018和0.003 g·kg.^-1,分别为11～20 cm土层年累积量的6.0和2.0倍;中度、严重退化草地0～10 cm土层年损失量达0.150和0.231 g·kg^-1,分别为11～20 cm土层年损失量的2.3和2.2倍.中度、严重退化草地有机碳年损失总量为正常草地和轻度退化草地年累积总量的38倍,有机碳年损失总量达7.87×10⁵ t C,且具有较大的潜在退化态势.土壤有机碳与5.0～1.0、1.0～0.5和0.5～0.25 mm团聚体含量,土壤有机碳与土壤容重、土壤含水量间均呈极显著或显著正相关.     

硒胁迫下普氏原羚的采食对策

通过对青海湖湖东地区土壤和牧草矿物质元素含量的分析,发现该区严重缺硒.然而,生存于湖东地区的普氏原羚却不见缺硒表症,普氏原羚在长期的进化过程中适应了缺硒环境.提出假说:普氏原羚应对硒胁迫的主要对策是选择采食高硒植物, 在湖东地区,牧草硒含量是影响普氏原羚选择食物的主要因素.得出结论:在湖东地区,芨芨草是普氏原羚的基本食物,同时是主要的高硒植物.普氏原羚应对硒胁迫的主要对策是选择芨芨草草地作为采食地,增加高硒植物芨芨草在食物中的比例.也不是嗜食或喜食高硒植物.     

青藏高原高寒灌丛非生长季节CO2通量特征

利用2003年和2004年涡度相关系统通量观测资料,对青藏高原高寒灌丛非生长季节CO2通量特征及其主要影响因子进行了分析。(1)从净生态系统CO2交换(NEE)日变化特征看,除13:00~19:00时有较小的CO2净释放以外,其余时段NEE均很小;(2)高寒灌丛非生长季月份间NEE差异明显,4月和10月是CO2净释放量较大,1月和12月CO2净释放量较小;(3)相对温带草原(高杆草大草原)草地类型,低温抑制下的青藏高原高寒灌丛生态系统非生长季节日平均CO2释放率较低;(4)高寒灌丛非生长季NEE日变化模式与5 cm土壤温度变化呈显著正相关,土壤温度是影响非生长季节青藏高原高寒灌丛NEE变化的主导气候因子,同时NEE变化还受降水的影响。     

道路及道路施工对若尔盖高寒湿地小型兽类及鸟类生境利用的影响

为考察道路和道路施工对若尔盖高寒泥炭湿地野生动物的影响,我们在穿过若尔盖湿地的2条道路两侧,对距道路不同距离的小型兽类和鸟类分布进行了调查,其中小型兽类调查深度距离公路800m,鸟类调查深度距离公路400m。施工中的国道213线路两侧黑唇鼠兔(Ochotonacurzoniae)洞穴高密度区域离道路更远,在道路两侧400m处达到峰值,极显著高于距离道路10m处的密度;而在正常运营中的省道209线两侧,其洞穴密度在200m处达到最高值,与其他距离的洞穴密度没有显著性差异。无论在国道213线还是省道209线,道路对高原鼢鼠(Myospalaxbaileyi)洞穴分布的影响均未达到显著性水平。在正常运营的省道209线两侧,高原鼢鼠土堆密度最高区域为距离道路100m处;而施工的道路两侧高原鼢鼠土堆密度最高区域则出现在距离道路10m处,第二高峰出现在距离道路400m处。雀形目和隼形目鸟类的分布均呈现距离道路越远密度越高的趋势,但是只有距离道路400m处雀形目鸟类的密度显著高于50m与200m处;距离道路不同距离的样线中隼形目鸟类密度和物种丰富度没有显著性差异。由此可以看出,施工中的道路对黑唇鼠兔的影响区域比正常运营的道路更宽,其公路效应域达到400m,400m的调查深度对鸟类尤其是隼形目鸟类来说可能还略有不足。但是,根据此深度的调查可以确定施工中的国道213线雀形目和隼形目鸟类的公路效应域宽度大于400m。     

取样尺度对亚高寒草甸物种多样性与生产力关系的影响

植物物种多样性与生产力之间的关系是群落生态学的一个热点问题, 目前仍存在着很多争议。为探究自然群落中二者之间的关系, 对青藏高原亚高寒草甸3个样地的自然植物群落分别进行了不同取样面积的抽样调查。结果显示, 取样样地和取样尺度均对物种丰富度有显著影响, 取样样地而非取样尺度对群落地上生物量有显著性影响。在某一时刻对某一样地进行取样, 其单位面积生产力并不因取样面积的增加而提高, 而是保持恒定的, 尽管物种数随取样面积的增加而有明显增多。物种多样性与生产力之间的回归关系因样地与取样尺度不同而不同, 有U型、单峰型、正线性相关和无相关性, 其中无相关性出现的最多。据此推测, 亚高寒草甸群落物种多样性与生产力之间不存在某种确定性关系, 或者说, 亚高寒草甸物种多样性和生产力之间不存在必然的因果联系。     

Exploring the community assembly of subalpine meadow communities based on functional traits and community phylogeny

Aims The community assembly has been a prominent issue in community ecology. This work was intended to explore the mechanisms of the species coexistence and biodiversity in communities. Our objective was to explore the mechanisms of community assembly in subalpine meadow plant communities along slope gradients in Gannan Tibetan Autonomous Prefecture, Gansu Province, Northwest China.Methods We selected five slope-oriented plots to construct a super-tree representing the species pool. We surveyed the leaf functional traits and soil environmental factors in different slopes. Then we tested the phylogenetic signal of leaf dry matter content (LDMC), specific leaf area (SLA), leaf nitrogen content (LNC) and leaf phosphorus content (LPC).Important findings The changes of slope aspect had significant influence on soil water content (SWC) and soil nutrient content. Most of the plants leaf functional traits had significant difference along different slope aspects. The LDMC was higher in south and southwest slope than north slope, while SLA, LNC and LPC were relatively high in north and northwest slope. The LPC showed feeble phylogenetic signal, while LDMC, SLA, LNC did not have a significant phylogenetic signal. With changes in the slope aspect from south to north, community phylogenetic structure shifted from over-dispersion to clustered dispersion. In south and southwest slope, habitat filtering was the driving force for community assembly. Interspecific competition was the main driving factor for community assembly in north and northwest slope aspects. But in west slope, two indices showed contrary consequence. This means the process of community assembly in west slope was more complicated and its phylogenetic index may be the result of several mechanisms working together.     

基于功能性状及系统发育的亚高寒草甸群落构建北大核心CSCD

为了解甘南藏族自治州亚高寒草甸植物群落在坡向梯度上的构建机制,该文选取5个坡向的样地,构建了植物群落系统发育树,测定了各坡向土壤环境因子和植物叶片的功能性状,检验了叶片功能性状的系统发育信号。结果表明:坡向变化对土壤含水量、土壤养分含量影响显著。大部分植物的叶片特征在不同坡向的差异显著,叶片干物质含量在南坡、西南坡较高,比叶面积和叶片氮、磷含量在北坡和西北坡较高。叶片的磷含量具有微弱的系统发育信号,而叶片干物质含量、比叶面积、叶片的氮含量均没表现出显著的系统发育信号。从南坡到北坡,群落的系统发育结构由发散到聚集。生境过滤作用是南坡、西南坡群落构建的驱动因素,种间竞争是北坡和西北坡群落构建的主要驱动力。西坡系统发育指数相反,其构建机制比较复杂,可能是几种机制共同作用的结果。     

高寒草甸不同生境粗喙薹草补偿生长研究

补偿生长反映了植物的耐牧性, 受采食和土壤养分资源获得性的共同影响。但何种条件易于引起植物发生超补偿是长期以来争论的问题。通过一项野外调查试验, 研究了高寒矮嵩草(Kobresia humilis)草甸3种生境(I. 畜圈, 富养, 放牧; II. 牧道, 低养, 放牧; III. 封育草地, 低养, 不放牧)中粗喙薹草(Carex scabrirostris)的补偿生长模式与机制, 以及采食率、土壤养分和水分因子对补偿生长的相对贡献。粗喙薹草补偿生长量和分株盖度、密度及高度在生境I显著高于生境II和生境III, 在生境I和生境II均发生超补偿生长, 在生境III为低补偿。分株生物量对生长器官的分配在生境I和生境II相同, 并都高于生境II; 生物量对储藏器官的分配在生境II最高, 生境III次之, 生境I最低。储藏分配与生长分配和克隆繁殖分配间, 生长分配与有性繁殖分配间均存在负偶联(trade-offs)关系。对补偿生长贡献最大的因子是相对生长率和6月份土壤有机质含量, 其次是8月份土壤氮素营养和采食率。研究结果表明, 粗喙薹草的补偿生长和生物量分配具有可塑性, 并决定着补偿生长模式随生境条件而变化。不论在富养环境或低养环境, 储藏分配高的粗喙薹草都容易发生超补偿, 富养生境条件能降低采食的负面效应, 增加植物的耐牧性。     

高寒草甸植被细根生产和周转的比较研究

植物根系是陆地生态系统重要的碳汇和养分库,细根周转过程是陆地生态系统地下部分碳氮循环的核心环节,在陆地生态系统如何响应全球变化中起着关键作用。在全球变化敏感地区之一的青藏高原,对该地区的主要植被类型矮嵩草草甸同时采用根钻法、内生长袋法和微根管法3种观测方法研究细根生产和周转速率,并探讨了极差法、积分法、矩阵法和Kaplan-Meier法等数据处理方法对计算值的影响。研究结果显示:在估算细根净初级生产力时,根钻法宜采用积分法,内生长袋法宜选用矩阵法;由此进一步以最大细根生物量为基础,根钻法和内生长袋法估测的细根年周转速率分别为0.36 a-1和0.52 a-1,内生长袋法的估算结果是根钻法的1.44倍。对于微根管法,将其观测得到的细根长度转换为单位面积的生物量值后,采用积分法计算出细根周转速率为0.84 a-1,远高于传统方法的估算结果;若采用Kaplan-Meier生存分析方法,则计算出的细根周转速率更高达3.41 a-1。     

新疆天山高寒草原不同放牧管理下的CO_2,CH_4和N_2O通量特征

以中国科学院新疆巴音布鲁克草原生态站为依托,于2010年5月—2011年10月利用静态箱-气相色谱法对短期禁牧(2005年围封)、长期禁牧(1984年围封)和自由放牧(冬季放牧)3种草地的CO2、CH4、N2O气体通量进行了野外连续试验研究。结果表明:新疆天山高寒草原对CO2,CH4和N2O通量表现出明显的季节排放特点。在植物的生长季(5—10月),新疆天山高寒短期禁牧、长期禁牧和自由放牧草原的CO2通量平均值分别为:(89.8±49.3)、(52.8±28.7)、(57.0±30.7)mg·m-2·h-1,CH4通量平均值分别为:(-66.3±21.3)、(-104.5±32.8)、(-103.0±39.0)μg·m-2·h-1,N2O通量平均值分别为:(21.2±11.8)、(13.6±6.9)、(13.2±6.2)μg·m-2·h-1;短期禁牧草原与长期禁牧和自由放牧草原CH4平均通量具有显著性差异(P0.05),但CO2和N2O差异不显著(P0.05)。在植物的非生长季(11月—翌年4月),新疆天山高寒短期禁牧、长期禁牧以及自由放牧草原的3种温室气体的通量较低且差异均不显著。