拉萨河流域植物群落的数量分类与排序

青藏高原植物群落空间分异格局是异质生境条件下物种性状、种间相互作用等生态学过程共同作用的结果,对其分析有助于深入理解群落形成与环境因子之间的关系。基于拉萨河流域自然植被样带调查,采用双向指示种分析(TWINSPAN)和典范对应分析(CCA)等方法,探讨了群落的结构组成及影响其结构分异的主导环境因子。结果表明:(1) TWINSPAN数量分类将拉萨河流域草地系统划分成12个群系类型,即圆叶合头菊+唐古拉翠雀花群系;紫花针茅群系;青藏臺草群系;雪层杜鹃+鲜卑花-西藏嵩草群系;高山嵩草群系;小叶金露梅群系;硬叶柳+杯腺柳群系;水栒子+拱枝绣线菊-高山嵩草群系;绢毛蔷薇-冷蒿+白草群系;大果圆柏-垂穗披碱草群系;铺地柏-藏橐吾+高原荨麻群系;醉鱼草+砂生槐群系。12种群系类型包含了较多的植被类型,包括高寒灌丛草甸、高寒灌丛草原、稀树草原、高寒草甸和高寒草原等。(2) CCA排序表明:影响拉萨河流域植物群系分布的主要环境因子是年均温度、海拔和经度和纬度,其次是年均降雨量。(3) TWINSPAN分类与CCA排序结合反映了群系分布格局变异与环境因子之间的关系,可为拉萨河流域草地的保护和可持续利用,以及相关的植被群落研究提供参考。     

气候变化情景下西藏入侵植物印加孔雀草的潜在分布预测

入侵植物通常由于具有较强的适应性而能够快速繁殖扩散,影响本土物种的生长繁殖,进而威胁到当地生态安全、景观格局和农业生产等。西藏生态环境非常脆弱,一旦发生恶性物种大面积入侵,生态后果不堪设想。为了探究入侵植物印加孔雀草(Tagetes minuta L.)对西藏东南生态安全的影响趋势,基于野外实地调查数据,采用最大熵(MaxEnt)模型,应用R语言平台对模型和数据进行优化筛选,探讨影响其地理分布的主要环境因子,并模拟预测了当代及2种气候变化情景(RCP 4.5、RCP 8.5)下,其在西藏的潜在适生区分布情况。结果表明：(1)训练数据集和测试数据集的受试者工作特征曲线下的面积(AUC) 均为0.997,模拟效果较好;底层土壤酸碱度、最暖季降水量、土壤有效含水量、最暖月最高温度为影响印加孔雀草分布的主导环境因子,贡献率总和超过90%。(2)加查县、朗县是印加孔雀草分布密集区域,米林县、林芝市区、察隅县、墨脱县等地为入侵高风险地区。(3)中短期(2050年)内印加孔雀草适生面积增加明显,2070年时面积则会减少;印加孔雀草适生区在藏东南地区进一步向东北区域扩张,分布质心由当前的墨脱县域向波密县域转移。总体而言,印加孔雀草分布受土壤环境、温度和降水影响较大,气候变化将使其向西藏东部、南部扩张。研究结果对于西藏自治区制定植物入侵防控管理办法具有重要参考价值。     

短期围封对西藏北部高寒草甸土壤线虫群落的影响

为了解放牧对高寒草甸的影响,以及围封对高寒草甸的恢复作用,2013年5月、8月、10月,分别对藏北短期围封高寒草甸和自由放牧高寒草甸不同深度土层的土壤线虫群落及土壤理化性质等进行了调查。调查结果表明,3a围封提高了土壤全氮、磷、钾及土壤有机质含量,土壤保水能力也明显提高;围封使土壤线虫个体密度下降,但物种多样性和丰富度却提高了;围封使土壤线虫群落中的植食性线虫所占比重呈下降趋势,食真菌线虫比重加大。短期围封有利于高寒草甸生态系统的正向演替,使之向更稳定的方向发展,同时,土壤线虫数量对土壤理化性质变化有明显的响应,通过土壤线虫群落的群落特征可以反映放牧干扰及围封对高寒草甸生态系统的影响。     

西藏高原濒危植物西藏巨柏光合作用日进程

研究采用目前先进的光合作用测定系统L i-Cor-6400测定濒危物种西藏巨柏的光合作用,自然环境条件下的西藏巨柏光合日进程表现为单峰型曲线,在12:00时左右达到最高峰,其光合作用不存在“午休现象”。在12:00时,西藏巨柏的气孔限制值和水分饱和亏缺分别达到最大值,此时的水分利用效率较高,在9:00时,西藏巨柏获得一天中最大的表观量子效率,水分利用效率达到最大值。其蒸腾速率在13:00时最大,这个时间并不与光合速率最大值同步,这说明在西藏特殊的气候环境条件下,影响光合速率的因素很多。在光合速率的日进程中,高光合速率值(大于4.00μm o lCO2/(m2.s))持续时间在5h左右,这使得西藏巨柏的光合作用产物得以有效积累,也为西藏巨柏在半干旱环境中的生长创造了有利条件。     

气候变暖抑制西藏拉萨河大果圆柏树木生长

西藏拉萨河作为雅鲁藏布江最大的支流,近几十年气温已显著上升,将可能从不同的程度上影响流域内植被的生长动态。以拉萨河流域主要分布的树种—大果圆柏(Sabina tibetica)为研究对象,采用树木年轮学的方法对大果圆柏进行了年轮采样和处理,建立了树木年表,探讨了大果圆柏过去的生长动态特征,并用相关分析、偏相关分析和滑动相关分析的方法分析了不同气候因子与树木年轮宽度指数的关系。研究结果表明,大果圆柏树木年轮宽度指数与前一年6—10月和当年3—7月的降水、相对湿度和帕默尔干旱指数(PDSI)呈显著的正相关关系,而与前一年6—9月和当年3—8月的平均温度和平均最高温度以及当年5—7月的平均最低温度均呈显著的负相关关系,表明了气候变暖引起的干旱胁迫是导致近几十年来大果圆柏树木径向生长下降的主要原因。在未来气候变暖背景下,拉萨河大果圆柏林将可能出现生长下降,甚至死亡的现象,将潜在驱动区域森林减少。     

拉萨河源头麦地卡湿地景观格局及功能动态分析

在全球变化的大背景下,如何保护好高原湿地显得非常迫切。为了有效保护拉萨河源头,采用遥感影像解译和模型评估方法,分析拉萨河源头麦地卡湿地的土地利用格局现状特征和服务功能变化,结果表明:麦地卡湿地保护区湿地面积减少5825hm2,湿地面积减少以沼泽湿地为主,草地面积增加5727 hm2,未利用地面积仅增加98.5 hm2;近30年来因气温和地表温度升高明显,暖干化的气候变化趋势导致湿地面积萎缩,天然牧草地面积显著增加;调节服务是麦地卡湿地保护区主要的生态服务功能,占总服务价值的70%,湿地面积尤其是沼泽湿地面积的萎缩是麦地卡湿地保护区生态服务功能减弱的主要原因。     

藏北高原草地群落的数量分类与排序

采用TWINSPAN数量分类和DCA、CCA排序的方法,对藏北高原草地29个样点进行统计分析。结果显示:(1)TWINSPAN数量分类将藏北高寒草地群落划分成10种类型。(2)样点DCA排序第一轴基本反映了水分环境梯度,第二轴基本反映了热量梯度。(3)TWINSPAN分类所划分的各群落在DCA排序图上都有各自的分布范围和界限,说明DCA排序能较好的反应各优势群落与其环境资源之间的关系。(4)样点CCA排序表明,影响群落分布的首要环境因子是水分因子(年均降水量)和空间因子(经度),其次是热量因子(年均温度),CCA排序进一步阐明了群落分布决定于水分和温度等环境因子,并间接验证了TWINSPAN的分类结果。(5)物种CCA排序和TWINSPAN分类结果表明:植物群落中物种的分布格局与植物群落类型的分布格局存在一定的相似性。     

西藏色季拉山林线冷杉种群结构与动态

急尖长苞冷杉(Abies georgei var.smithii)是西藏东南部地区高山林线森林群落的主要建群树种,主要分布在色季拉山海拔3600～4400m区域,并成为阴坡高山林线的优势树种。通过对色季拉山林线群落交错区域的定位调查,分析了急尖长苞冷杉的个体生长、种群结构与动态以及林线特征。分析结果表明:(1)西藏色季拉山海拔4320m处为森林郁闭上限,该区域存在两种类型的高山林线,阳坡为渐变型林线,林线树种为方枝柏(Sabina saltuaria);阴坡为急变型林线,林线树种为急尖长苞冷杉。阳坡与阴坡林线分布海拔上限分别为4570m和4390m,阳坡高于阴坡180m;阳坡与阴坡林线群落交错区垂直宽度分别为250m和70m,阳坡比阴坡宽180m。(2)阴坡海拔3700～3800m属急尖长苞冷杉分布的最适范围,种群径级结构表现为典型的反"J"型,种群密度约380株/hm2;种群年龄结构表现为"金字塔"型,属于扩展型种群。(3)静态生命表和种群存活曲线反映了急尖长苞冷杉种群在形成初期的20a和生长发育的60～160a分别经历了强烈的环境筛选和竞争自疏,以及后期与环境变化相关的死亡波动,200a左右为急尖长苞冷杉的生理寿命,种群后期基本稳定,400a左右为极限寿命。     

色季拉山区高山寒带种子植物区系研究

通过对西藏色季拉山高山寒带进行实地野外调查,鉴定统计得到种子植物285种,分属于33科103属,其中双子叶植物有26科、77属、236种,裸子植物有1科、1属、4种,中国特有植物125种。对该区域种子植物区系从科、属、种三级水平统计分析,初步探讨了其植物区系的性质和基本特点。地理成分简单,但特有现象明显,在种类上缺乏古老、原始的类型;从科、属和种的分布类型统计分析,基本上都是温带成分,反映出典型的温带区系特征和区系的年青性,因而具有高寒区系的显著特色。在区系成分中存在较多中国-喜马拉雅成分,表明了该区系具有明显的高原及高山植物区系的特色。     

羌塘高原高寒草地生态系统生产力动态

基于实测气象数据和遥感数据,分析了藏北地区气候变化趋势,并采用植被 气候综合模型和CASA模型模拟分析了藏北草地潜在和现实净第一性生产力(NPP)的动态变化和空间格局.结果表明：1955—2004年间,羌塘高原年平均气温上升了1.37 ℃,降水量增加了63 mm,中、东部区域的气候趋于暖湿化,西部区域趋于暖干化,目前气候变化尚未引起草地退化.草地潜在NPP平均值为东部 > 中部 > 西部.1982—2004年,由于水热条件的变化,中部区域的潜在NPP增加值最高,达0.55 t·hm^-2·a¹,东部和西部分别为0.51和0.21 t·hm^-2·a^-1;东、中、西部现实NPP增量分别为-0.19、-0.03 和0.20 t·hm^-2·a^-1.超载过牧是东、中部草地退化的主要原因,中部是草地保护恢复工程的最佳实施区域.