大(狂鸟)雏鸟的生长、发育及其每日能量摄入的测定

大(狂鸟)(Buteo hemilasius)是青藏高原上常见的一种居留性猛禽,在高寒草甸生态系统食物网络结构中占有重要位置。目前,关于它的生物学特性研究甚少。张坦心(1965)仅对大(狂鸟)体的摄食量作过试验。但对雏鸟的生长发育及能量需求方面的研究还未见报道。由于大鸳营巢地点的险峻,自然状态下生长资料的获得是十分困难的。因此,作者于1980年6月将一窝(一卵二雏)(狂鸟)雏从营巢地点移到科学院青海西北高寒草甸生态系统定位站实验室中,在人工饲养条件下,测定它们的生长、发育及其生长过程中每日能量摄入(DEI:Daily Energy Intake)其结果报道如下。     

青海省海北地区高寒草甸雀形目鸟类的繁殖生产力

通过对高寒草甸１０种雀形目鸟类繁殖生产力研究表明,高寒草甸鸟类的繁殖生产与鸟类栖息地所处的地理环境、营巢类型和繁殖方式密切相关。其中繁殖季节长度和窝卵数是影响高寒草甸鸟类繁殖生产力的两个最重要的因子（Ｐ〈０．０５）。鸟类平均繁殖生产力为２．８０（只／对．年）。     

高寒草甸几种雀形目鸟类的卵反射率分析

于2010~2013年的繁殖季节,在中国科学院海北高寒草甸生态系统定位站收集了9种青藏高原常见雀形目鸟类的卵,分别进行了反射率测量。测量光谱范围为可见光(400~750 nm)和短波近红外(750~1050 nm)。卵在两个波段光谱的反射率分别是0.066和0.123,二者差异极显著。在可见光范围内,除赭红尾鸲Phoenicurus ochruros的波峰在绿色光范围内,其他物种都在黄色光范围内;在短波近红外范围内,反射率明显分为3个组,以角百灵和小云雀的地面开放巢较高,黄嘴朱顶雀和黄腹柳莺的灌丛巢较低,其他种居中;开放巢及封闭巢的卵反射率在可见光范围无显著差异,但在短波近红外范围有显著差异。我们认为,在青藏高原高寒草甸生态系统中,植被郁闭度低,地面营巢环境不利于巢与卵的遮阳,造成营开放度高的地面巢的鸟卵近红外反射率相对较高,而灌丛巢和封闭巢的雀形目鸟类鸟卵相对较低,但对可见光谱的卵反射率各物种差异不显著。     

角百灵和小云雀的孵化行为

鸟类的个体发育是在双亲、雏鸟及巢组成的一种特殊环境中完成的,稳定的热环境是它们完成孵化和雏鸟生长发育的必要条件(White et al., 1974; Purdue, 1976; Ellis, 1982; Haftorn, 1983; Morton et al., 1985; Schnace et al., 1991; Vatnick et al., 1998; 张晓爱等,1995).因此亲鸟的伴巢行为及时间花费在保证繁殖成功中起重要作用.伴巢行为是指亲鸟在繁殖期间,为筑巢、防御、抱卵、孵雏及递食而出现在巢中或附近的所有行为(Oppenhaim, 1972).亲鸟拌巢的时间分配与巢环境有密切关系,已有大量的报道(如Purdue, 1976; Ellis,1982; Schnace et al., 1991;张晓爱等, 1995). 张晓爱等(1995)比较了高寒草甸地区的地面、灌丛及洞穴3种不同营巢类型亲鸟的伴巢时间分配模式,但是对亲缘关系较近,营巢生境相同鸟类之间的伴巢时间分配模式,以及坐巢行为与巢环境之间关系没有报道,国外对这方面的报道也甚少.本项研究选择高寒草甸的两种百灵科鸟:角百灵(Eremophila alpestris)和小云雀(Alauda gulgula)作为研究对象来比较亲鸟在孵化期坐巢行为与巢址微环境的关系,对研究鸟类繁殖行为与环境关系及从生活史进化角度研究相似种的共存机制提供理论依据.     

营巢类型、巢捕食和窝卵数对高寒草甸雀形目雏鸟生长期的影响

根据1998—2001年高寒草甸10种雀形目鸟类的窝卵数、雏期和巢捕食数据,以Logistic方程拟合雏鸟生长过程,并计算出有关生长率参数;根据营巢类型将10种雀形目鸟划分为开放或半开放类群(GOB)和全封闭穴居类群(HCB)两类,将把雏鸟的生长过程划分为3个生长期(缓增期、快增期和渐增期)。3个生长期占雏期的比例因营巢类型而异,GOB类群快增期>渐增期>缓增期;HCB类群渐增期>快增期>缓增期。分析营巢类型、巢捕食和窝卵数与各生长期之间的关系,结果表明3个生长期的体重积累占离巢时体重的比例因巢型不同而有显著差异;营巢类型和巢捕食显著影响各生长期占雏期的比例和体重积累占离巢时体重的比例;窝卵数影响快增期和渐增期长度,而不影响缓增期长度。快增期体重积累与渐增期的生长率不相关,但与渐增期长度显著相关。因此,前期的能量积累不影响后期生长率,而影响后期生长的长度。该结果进一步印证在晚成鸟中不存在补偿性生长。     

紫蓬山区三种鹭繁殖生物学研究

作者报道了１９９６年４～７月紫蓬山区的池鹭,白鹭和夜鹭的繁殖行为和雏鸟的食性及生长,结果表明：巢前期三种鹭取食地点远离巢区;求偶方式主要有婚飞,显示饰羽,求偶喂食和象征性营巢行为;获得巢材的方式不同,异步产卵,异步孵化;雏出孵前,白鹭和夜鹭的迅速加固和扩大巢的行为,育雏期,取食大小随雏鸟日龄增大而增大,取食距离随雏期延长而缩短,三者雏鸟重增长的数学模型分别为：ｗ＝２０５．１ｅ＾－（０．０６５ｅ）＾     

青藏高原区退化高寒草甸植被和土壤特征

高寒草甸约占青藏高原草地的46.7%,是我国草地生态系统重要的组成部分。近年来,在气候变化和人为活动的影响下,高寒草甸生态系统退化严重,植被和土壤均呈现出不同的退化趋势。在大空间尺度上表现为草地覆盖度下降,杂草类植被增加,土壤退化甚至沙化;在微观尺度上,退化高寒草甸的土壤粒径、土壤微生物和土壤酶也发生改变。本研究从高寒草甸物种多样性、植物群落结构、植被生物量、土壤物理性质、土壤微生物、土壤酶和土壤养分等方面,分析了高寒草甸生态系统退化过程中植被和土壤的变化特征,提出当前研究中存在的一些不确定性和有待深入研究的问题,为全面了解高寒草甸的退化机制和规律、有效干预高寒草甸生态系统和恢复生态功能提供科学依据。     

高寒草甸植物群落功能多样性对不同生长期干旱的响应机制

植物对干旱胁迫的响应表现为各功能性状的差异化表达。全球气候变化下,青藏高原地区降水格局发生改变,高寒草甸群落功能性状及功能多样性在不同生长期干旱事件下的响应机制对加深高寒草甸适应气候变化认知具有重要意义。以藏北高寒草甸为研究对象,设置截雨棚模拟生长季前期（ED）、中期（MD）和非生长季时期（ND）干旱事件,通过观测群落物种功能性状,分析高寒草甸群落功能多样性对不同生长期干旱的响应机制。结果表明：（1）叶片功能性状对干旱存在差异响应,表现为叶片小而厚且寿命长,同化速率降低,并受氮元素限制加剧;（2）生长季前期干旱对高寒草甸群落功能性状的影响最强,生长季中期干旱次之,非生长季干旱的影响最弱;（3）生长季干旱处理显著改变了群落的功能多样性,ED处理下功能分散度指数（FDiv）和功能分异度指数（FDis）显著降低（P<0.05）,而Rao二次熵指数（RaoQ）显著升高（P<0.05）,MD处理下功能均匀度指数（FEve）显著降低（P<0.05）;（4）相关性分析得出,群落功能性状与功能多样性对干旱的响应之间存在着联系。本研究发现高寒草甸植物功能性状与群落功能多样性对生长季前期和中期干旱存在差异化响应,指示着高寒草甸植物群落在响应不同时期干旱时可能采取不同的生存策略,即对生长季前期干旱采用耐旱策略、对生长季中期干旱采用避旱策略。探讨了高寒草甸植物群落功能多样性对不同生长时期干旱胁迫的响应机制,为预测未来季节性干旱事件对青藏高原高寒草甸植物功能性状、群落特征和功能多样性的影响提供科学依据。     

不同幅度的实验增温对藏北高寒草甸净生态系统碳交换的影响

全球气候变暖将对陆地生态系统(尤其是高寒草甸生态系统)碳循环产生深远影响。该研究依托中国科学院地理科学与资源研究所藏北高原草地生态系统研究站(那曲站), 设置不同增温幅度实验, 模拟未来2 ℃增温和4 ℃增温的情景, 探究不同增温幅度对青藏高原高寒草甸净生态系统碳交换(NEE)的影响。研究结果显示: 1)在2015年生长季(6-9月), 不增温和2 ℃增温处理下NEE小于0, 总体表现为碳汇, 而4 ℃增温处理下NEE大于0, 总体表现为碳源; 2)在生长季的6月、8月及整个生长季, 与不增温相比, 4 ℃增温处理显著提高了NEE, 而2 ℃增温处理没有显著改变NEE; 7月, 2 ℃和4 ℃增温处理均显著提高了NEE; 3)在半干旱的高寒草甸生态系统, 土壤水分是决定NEE的关键因素, 增温通过降低土壤水分而导致高寒草甸生态系统碳汇能力下降。该研究可为青藏高原高寒草甸生态系统应对未来气候变化提供基础数据和理论依据。     

草毡寒冻雏形土CO2释放特征

研究了植物生长季节海北高寒草甸生态系统高寒嵩草草甸覆被下草毡寒冻雏形土的CO2释放速率。其结果表明CO     

The relative controls of temperature and soil moisture on the start of carbon flux phenology and net ecosystem production in two alpine meadows on the Qinghai-Tibetan Plateau

在温带和寒冷地区,春季植被物候的变化普遍受温度影响。然而,在寒冷地区的干旱/半干旱生态系统中,温度对物候的影响仍难以捉摸,因为土壤水分状况有调节物候的重要作用。利用生长度日(growing degree day, GDD)和生长季节指数(growing season index, GSI)模型,对最低温度(minimum daily temperature, T_min)与土壤水分(daily soil moisture, SM)进行耦合,探索热量需求和水文气候交互作用对青藏高原(QTP)两个不同降水状况的高寒草甸生态系统碳吸收期开始日期(start of carbon uptake period, SCUP)和净生态系统初级生产力(net ecosystem productivity, NEP)的影响。其中,一种是水分限制的高寒草原草甸生态系统,另一种是温度限制的高寒灌丛草甸生态系统。GDD模型和GSI模型与SCUP明显相关联：在湿润的高寒灌丛草甸生态系统中,SCUP对生长季前GDD和GSI的变化同样敏感;而在半干旱高寒草原草甸生态系统中,与GDD相比,SCUP对生长季前GSI的变化更敏感。这些不同模式表明,限制SCUP的气候因子由温度和水分有效性的平衡来决定。在湿润的高寒草甸生态系统中,在不受干旱胁迫的情况下,较高的SCUP温度敏感性可以最大化热效益,正如观察到的SCUPs与GDD模型模拟具有较高的线性相关系数(R²)和AIC。而在半干旱的草原化草甸中,较高的SCUP水分敏感性可以最大化水分效益,正如观测到的SCUPs与GSI模型模拟具有较高的R²和AIC。此外,虽然在高寒灌丛草甸生态系统中SCUPs由GDD决定,但两个高寒草甸生态系统NEP均受累积GSI控制。本研究重点强调湿润和半干旱高寒草甸生态系统水文气候交互作用对春季碳通量物候和植被生产力的影响;揭示半干旱地区高寒草甸生态系统物候和碳平衡模型中应该包括温度和水分条件。这些结果对改善植被物候模型具有重要意义,从而加深我们对将来植被物候、生产力和气候变化相互作用的理解。     

青藏高原纳木错高寒草甸生态系统碳交换对多梯度增水的响应

高寒草甸是青藏高原的主要草地类型, 对青藏高原生态系统碳收支具有重要的调节作用。目前, 有关高寒草甸生态系统碳交换对气候变化的响应所知甚少, 尤其是降水变化会如何影响高寒草甸碳交换过程的相关研究非常匮乏。该文作者于2013和2014年的生长季(5-9月)在青藏高原纳木错地区高寒草甸进行多梯度人工增水实验, 设置对照和5个水分添加梯度, 分别增加0%、20%、40%、60%、80%和100%的降水, 以研究高寒草甸生态系统在不同降水量条件下的碳交换变化。增水处理后, 各处理梯度之间的土壤温度没有显著差异, 而土壤含水量在不同增水处理后出现显著变化, 相对于对照, 增水幅度越大, 对应的土壤含水量越高。综合2013和2014年的观测结果, 高寒草甸生态系统整体表现为碳吸收, 在20%增水处理中, 净生态系统碳交换(NEE)达到最大值, 随着模拟的降水梯度进一步增加, NEE逐渐下降; 增水处理对生态系统呼吸(ER)无显著影响; 总生态系统生产力(GEP)的变化趋势与NEE一致, 即随着增水梯度增大, GEP先增加, 并在增水20%处理达到最大值, 随后GEP开始降低。研究表明, 在高寒草甸生态系统, 水分是影响GEP和NEE的重要因素, 对ER影响较弱; 未来适度的增水(20%-40%)能促进高寒草甸生态系统对碳的吸收。     

生长季放牧对高寒草甸传粉网络的影响

植物-传粉者相互作用面临人类活动的威胁。在青藏高原地区,放牧是一项主要的人类活动干扰,过度放牧导致高寒草甸植被严重退化。然而在该区域放牧如何影响植物-传粉者相互作用网络还不得而知。在青藏高原东部的高寒草甸选取了两个研究样点,每个样点包括一块禁牧样地（生长季禁牧）和放牧样地（全年放牧）。在2016年至2018年每年的生长季（7月和8月）进行了连续3年观测,共构建16个传粉网络。结果发现,在研究区域的高寒草甸生态系统中,传粉者群落的物种组成以双翅目昆虫为主。放牧后双翅目、鳞翅目以及鞘翅目传粉者的种类数减少,但膜翅目传粉者的种类数未受到放牧的影响。放牧干扰显著降低了群落中植物、传粉者以及它们之间相互作用的多样性,但对传粉网络的嵌套性和特化程度（H₂''）没有显著影响,说明网络的稳定性和恢复力没有受到放牧的影响。探讨了放牧对传粉网络的影响,发现区域放牧强度过大,降低了传粉昆虫和传粉网络的多样性。未来需要进一步深入研究高寒草甸生态系统中放牧强度对传粉网络的影响模式,以期为合理的放牧制度模式提供理论依据。     

Responses of ecosystem carbon exchange to multi-level water addition in an alpine meadow in Namtso of Qinghai-Xizang Plateau,China

高寒草甸是青藏高原的主要草地类型, 对青藏高原生态系统碳收支具有重要的调节作用。目前, 有关高寒草甸生态系统碳交换对气候变化的响应所知甚少, 尤其是降水变化会如何影响高寒草甸碳交换过程的相关研究非常匮乏。该文作者于2013和2014年的生长季(5-9月)在青藏高原纳木错地区高寒草甸进行多梯度人工增水实验, 设置对照和5个水分添加梯度, 分别增加0%、20%、40%、60%、80%和100%的降水, 以研究高寒草甸生态系统在不同降水量条件下的碳交换变化。增水处理后, 各处理梯度之间的土壤温度没有显著差异, 而土壤含水量在不同增水处理后出现显著变化, 相对于对照, 增水幅度越大, 对应的土壤含水量越高。综合2013和2014年的观测结果, 高寒草甸生态系统整体表现为碳吸收, 在20%增水处理中, 净生态系统碳交换(NEE)达到最大值, 随着模拟的降水梯度进一步增加, NEE逐渐下降; 增水处理对生态系统呼吸(ER)无显著影响; 总生态系统生产力(GEP)的变化趋势与NEE一致, 即随着增水梯度增大, GEP先增加, 并在增水20%处理达到最大值, 随后GEP开始降低。研究表明, 在高寒草甸生态系统, 水分是影响GEP和NEE的重要因素, 对ER影响较弱; 未来适度的增水(20%-40%)能促进高寒草甸生态系统对碳的吸收。     

不同降水梯度下草地生态系统地表能量交换

通过对不同降水梯度下的蒙古中部针茅草原(KBU)、内蒙古羊草草原(NM)、海北高寒灌丛草甸(HB)和当雄高寒草甸草原(DX)4个草地生态系统的能量通量连续4-5 a的测定,分析了影响青藏高原和蒙古高原草地生态系统生长季中地表能量交换的主要因素。研究表明:相对于KBU、NM和DX,HB高寒灌丛草甸NDVI(0.58)和土壤含水量(28.3%)最大,因而地表短波反射率(αk)最低(0.12),从而获得了最大的净辐射(Rn)。KBU、NM和DX 3个草地生态系统生长季中αk随着植被的生长而降低,在生长季末期,随着植被的凋落而增加;HB的αk季节变化趋势与其它生态系统相反。从蒙古高原(KBU和NM)到青藏高原(HB和DX),随着降水量的增加,波文比(β)逐渐减小(2.25-0.53),即生态系统与大气的能量交换从显热(H)占主导转变为潜热(LE)占主导。植被状况对草地生态系统与大气之间能量交换的季节动态有重要的调控作用,在NDVI较低的时候,4个生态系统H/Rn都大于LE/Rn,LE/Rn随着NDVI的增加而增加,而H/Rn呈现出与LE/Rn相反的季节变化趋势。     

牦牛种群的能量流动态及其在系统能量流中的地位和作用

继作者(1984)初步探讨了高寒草甸生态系统中牦牛种群的能流动态以后,本文深入探讨了牦牛种群的能流动态及其在生态系统能流过程中的地位和作用。从测定牦牛的日摄入能、消化能着手,估算了由于瘤胃微生物发酵而产生的甲烷能量损失和代谢能,研究了高寒草甸生态系统中,每公顷面积上通过绿色植被和牦牛种群的能量流密度之物候期动态。比较了次级营养层上3种优势草食动物的种群密度、现存生物量以及每公斤体重、每公斤代谢体重的物质和能量消耗,分析了牦牛种群在高寒草甸生态系统中的地位和作用。     

中国草地生态系统模拟增温实验的综合比较

近年来,全球增温对陆地生态系统的影响成为科学家研究的热点之一。草地生态系统是最重要的陆地生态系统之一,故研究草地生态系统对增温的响应尤为重要。本文通过对近10年国内外研究文献的回顾,论述了陆地生态系统增温实验的发展及其在中国草地生态系统的应用,从植物种群、群落、土壤、草地生态功能及动物等方面综合分析了增温对我国高寒草甸、亚高山草甸、羊草草甸、荒漠草原等不同草地类型的影响。结果表明,短期增温有利于草甸区禾本科植物的生长;在植物的不同生长时期增温对地上生物量的重要性存在差异;增温会改变植物的整体物候,显著降低羊草草甸土壤湿度;适度增温可以增加土壤微生物生物量碳、氮,促进高寒草甸土壤碳、磷循环。在此基础上,提出了将来应着重研究的几个科学问题。     

土壤-牧草氮素供需状况变化对高寒草甸植被演替与草地退化的影响

在中国科学院海北高寒草甸生态系统定位站 ,选取处于不同退化阶段的具有典型代表意义的草甸草场为研究对象 ,通过对其土壤氮素矿化补给能力、牧草对氮素的需求量的研究 ,探讨土壤 牧草氮素供需状况变化对高寒草甸植被演替与草地退化的影响。结果表明 ,在牧草生长季 5～ 8月 ,高寒草甸土壤的氮素矿化补给量为 15 86 g·m-2 ,而随着高寒草甸退化程度的加重 ,植物群落中优势种群由禾草演替为禾草 苔草 嵩草、嵩草至杂类草 ,其牧草生长需要的总氮量分别为 2 2 86、2 4 87、37 3、14 96g·m-2 ,只有在杂类草草甸阶段 ,其牧草生长对氮素的需求才与其土壤氮素供求相适配 ,可见养分是高寒草甸植被演替与草场退化的重要驱动因子之一。     

攀雀繁殖生态的研究

攀雀的一般繁殖生物学及营巢过程,欧洲曾有过记述(Merkel,1935;Kortner,1981),但较少涉及生态学。我们根据所获的65巢攀雀,对其营巢程序及巢中112枚卵和118只雏进行了观察与研究。本文报道攀雀的繁殖习性、种群关系、分布密度以及雏鸟的生长、孵化率、繁殖率、食性等。     

水分和温度对若尔盖湿地和草甸土壤碳矿化的影响

土壤碳矿化及其温度和水分敏感性是研究生态系统碳循环的重要指标。本文以若尔盖高寒湿地和草甸为对象,在不同水分（70%,100%,130%饱和含水量（SSM））和温度（5,10,15,20,25℃）培养下定期测定土壤碳矿化速率（或土壤微生物呼吸速率）,探讨水分和温度对高寒湿地和草甸土壤碳矿化的影响,为揭示未来暖干化对若尔盖地区碳贮存及其碳汇功能的潜在影响提供科学依据。实验结果表明：增温显著促进了高寒湿地和草甸土壤碳矿化,而水分过高会抑制土壤碳矿化;此外,高寒湿地土壤碳矿化速率高于高寒草甸。土壤水分和草地类型对土壤碳矿化温度敏感性（Q10）的影响比较复杂。高寒草甸Q10随水分升高而显著升高,培养7天时的Q10变化趋势为70% SSM（1.21）< 100% SSM（1.76）< 130% SSM（2.80）,培养56天的Q10从1.17上升为4.53。高寒湿地的Q10在培养7天差异不显著,但整个56天培养期内Q10随水分升高而显著增加。在评估暖干化对若尔盖地区碳贮量和碳汇功能的影响时,应更加重视高寒草甸和高寒湿地Q10对水分和温度变化的不同响应。