坡向和海拔对高寒草甸山体土壤水热和植物分布格局的定量分解

为明晰坡向和海拔对山体土壤水热和植物分布格局的影响,以青藏高原东北缘山体高寒草甸为研究对象,利用回归分析、典型相关分析(CCA)排序和方差分解等方法,对阶地与同一山体不同坡向和海拔的189个样方内土壤温湿度和植物分布进行分析和定量分解.结果表明: 阴坡物种丰富度最高,阶地最低.随海拔升高,阴坡和山脊物种丰富度先增加后降低,而阳坡物种丰富度呈线性增加.阳坡土壤温度最高,不同坡向0～20 cm土层土壤温度随海拔升高基本不变;阴坡土壤湿度最高,不同坡向0～30 cm土层土壤湿度随海拔升高而增加.方差分解表明,在0～30 cm土层中,坡向和海拔共解释土壤温度变化的100%,土壤湿度变化的51.8%.坡向单独解释土壤温度变化的72.2%,贡献率最高;海拔单独解释土壤湿度变化的51.8%,贡献率最高.大多数植物倾向分布于中等海拔的阴坡与山脊之间.阴坡以莎草科为主,阳坡以禾本科为主,山脊为过渡地带.莎草科、禾本科和豆科主要分布于低海拔区.坡向和海拔共解释了山地植物多度变化的28.6%,坡向单独解释19.9%,贡献率最高.在山地高寒草甸生态系统,综合考虑小尺度地形造成的土壤及植物分布格局差异的基础上,在进行生产与生态恢复的分区管理时,应优先考虑坡向造成的土壤和植物差异.     

一种地下啮齿动物土丘数量和分布调查的新方法

地下啮齿动物挖掘形成的土丘数量变化以及分布是其生态学研究的重要内容之一。传统的土丘数量和分布调查方法是计数法和填图法,存在工作量较大和误差较高等缺点。实时动态控制系统技术(RTK)是一种高精度的GPS测量方法,能够在野外实时得到厘米级的定位精度。本文以甘肃省天祝县抓喜秀龙乡高原鼢鼠(Eospalax baileyi)分布区为调查区域,利用RTK技术实现了高原鼢鼠土丘数量和分布情况调查,并结合Arc GIS软件实现了土丘数量及其相对种群密度变化的统计分析。RTK技术在研究其土丘空间分布特征、相对种群密度(以土丘数量代表)以及草地危害评估等方面具有很好的效果。此方法不仅可用于地下啮齿动物土丘数量和分布调查,还可用于地上啮齿动物洞口数量和分布的调查。     

放牧干扰下高寒草甸物种和生活型丰富度与地上及地下生物量的关系

明晰放牧干扰下高寒草甸植物丰富度与生物量的相关关系,为草地植物不同生长时期生物量的预测提供依据。设置6个放牧强度样地,连续3a放牧,2014年进行3个季节(6月、8月、10月)的植物丰富度和地上、地下生物量调查,对比分析放牧干扰下物种和生活型丰富度(生活型的种类)分别与地上、地下生物量的相关关系。结果表明:(1)物种和生活型丰富度与地上生物量均受放牧强度的显著影响,物种丰富度仅在8月与放牧强度显著负相关,生活型丰富度在10月随放牧强度单峰变化,地上生物量在不同季节均与放牧强度显著负相关,而地下生物量与放牧强度无关。(2)物种丰富度与地上和地下生物量均受季节的显著影响,物种丰富度和地上生物量仅在低强度放牧区随季节呈单峰变化,地下生物量在中等强度放牧区随季节呈单峰变化;生活型丰富度与季节无关。(3)放牧干扰前物种和生活型丰富度与地上和地下生物量均显著正相关。3a放牧后仅在8月,物种丰富度只与地上生物量显著正相关,生活型丰富度与地上和地下生物量均显著正相关。(4)对于不同放牧强度,物种丰富度仅在低强度放牧区与地上生物量显著正相关,而生活型丰富度在所有放牧强度区均与地上生物量显著正相关。综上所述,放牧干扰扰乱了高寒草甸丰富度与生物量之间的关系,尤其影响了物种丰富度与地下生物量之间的相关关系。生活型丰富度与地上生物量之间的显著关系不受放牧强度干扰,使生活型丰富度在预测生物量方面表现出优势。     

地下啮齿动物扩散研究的现状、挑战及展望

地下啮齿动物由于其独特的栖息环境,在农田、森林和草原生态系统中占有重要的位置。地下啮齿动物繁殖、选择栖息地以及危害环境与其扩散密切相关。扩散是动物扩大分布区域,进行基因交流和促进生物进化的重要机制。研究地下啮齿动物扩散对控制危害和保护生物多样性有着重要意义。但是,地下啮齿动物栖息于地下,对研究扩散增加了难度。本文根据目前国内外已有的部分地下啮齿动物扩散研究,评述了发生扩散的原因,扩散的群体,扩散的时间以及扩散的方式等内容,并展望了新技术和新方法对研究地下啮齿动物扩散的可能性,以期为研究高原鼢鼠扩散提供理论参考和技术借鉴。     

高寒草原植物功能群组成对退化程度的响应

高寒草原作为青藏高原区主要的草地类型,在全球碳、氮循环、生物多样性维护、水土保持、畜牧业发展等方面发挥着重要的作用。在青海省果洛州玛多县高寒草原选取5块不同退化程度的样地,调查植物功能群组成和土壤理化性质,并采用多元排序法分析不同退化程度下植物功能群组成与土壤因子的关系,以期明确高寒草原功能群组成对草原退化的响应。结果表明:(1)禾本科功能群丰富度和重要值均随退化程度增加呈先增后降趋势,盖度表现为降低趋势;杂类草功能群的丰富度、盖度和重要值均随退化程度增加呈先增加后降低的趋势。而杂类草功能群的相对重要值随退化程度增加而增加。(2)土壤有机质含量随土层深度的增加而降低;随退化程度加剧,土壤有机质和全氮呈降低的趋势。(3)随退化程度加剧,0—30 cm各土层深度的容重均增加,土壤通气孔隙度降低。(4)各功能群重要值与土壤通气孔隙度呈正相关关系,与土壤容重呈负相关关系;通过冗余分析,草地退化首先影响土壤物理属性进而影响草地功能群组成。     

基于地形因素的高寒草甸土壤温湿度和物种多样性与初级生产力关系研究

山地是高寒草甸的主要分布区,地形变化引起了土壤温湿度和物种的差异性分布,进而影响到草地生态系统生产功能。为明晰高寒草甸山地环境因子(土壤温湿度)和物种多样性(丰富度、多度、均匀度、优势度)与初级生产力的关系,本研究以青藏高原东北缘马牙雪山支脉的高寒草甸山体为研究对象,选择阶地、阴坡、山脊和阳坡与3个海拔梯度段,调查了189个样方的植物群落组成和土壤温湿度。采用线性回归法分析土壤温湿度和物种多样性与初级生产力之间的关系。结果表明:(1)以山地高寒草甸整体为研究单元,初级生产力只随物种多度的增加而显著增加(R~2=0.07 P=0.01)。(2)坡向影响初级生产力的因素不同,阴坡初级生产力与物种丰富度正线性相关;山脊初级生产力与土壤湿度正线性相关,也随物种丰富度增加而显著增加;阳坡初级生产力与物种多度正线性相关;阶地初级生产力随均匀度增加而显著增加,随优势度增加而显著降低。(3)只有低海拔区(2860-2910 m)初级生产力随物种多度和丰富度的增加而显著增加。综上所述,山地高寒草甸土壤温湿度和物种多样性与初级生产力关系受坡向比海拔的影响更大,且物种多样性对初级生产力的影响大于土壤温湿度。建议山地高寒草甸生态系统生产和生态管理过程中要重点考虑坡向对植物多样性和初级生产力的影响。     

祁连山东段高原鼢鼠采食洞道气体研究

研究高原鼢鼠（Myospalax baileyi）洞道气体环境对了解其低氧适应机制具有重要作用。本试验在祁连山东段高寒草甸利用土壤原位气体测定仪,对高原鼢鼠采食活动洞道、非活动洞道、地表空气及无洞道土壤内的温度、氧气、二氧化碳、甲烷含量进行了连续12个月的监测。通过One-Way ANOVA检验、重复测量方差分析以及Pearson相关性分析发现,（1）高原鼢鼠活动洞道氧气含量,除10月、11月与非活动洞道无显著性差异外（P>0.05）,均显著小于非活动洞道、地表空气和无洞道土壤（P<0.05）;活动洞道二氧化碳含量,除7月、8月份与非活动洞道无显著性差异外（P>0.05）,均显著大于非活动洞道、地表空气和无洞道土壤（P<0.05）;活动洞道内甲烷含量各月均显著高于地表空气甲烷含量（P<0.05）,与非活动洞道、无洞道土壤的月季差异各异。（2）高原鼢鼠活动洞道内氧气含量的最小值和二氧化碳的最大值均出现在5月和9月,其它处理下氧气最小值和二氧化碳最大值均出现在6-8月;4个处理下甲烷含量最小值在1月与12月出现,最大值出现在5月和9月。（3）月份、处理以及月份和处理间的交互作用均对氧气、二氧化碳、甲烷含量有显著影响（P<0.05）。可见,高原鼢鼠生存在低氧、高二氧化碳和较高甲烷含量的环境中,且洞道内部的气体环境会受季节和高原鼢鼠活动的影响。