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。     

高寒草甸植被退化过程中生物土壤结皮演变特征

对生物土壤结皮(BSCs)在青藏高原的分布和作用还知之甚少,为了解其在高寒草甸退化过程中的演变特征,以高寒草甸为对象,研究其退化和人工重建对BSCs生长和分布影响。结果表明:随草甸退化,植被盖度不断降低,苔藓类结皮在禾草嵩草草甸和6年人工草地出现频度最高,随植被退化出现频度降低,"黑土滩"阶段最低(43.6%);黑斑、菌斑和地衣都是在矮嵩草阶段形成,在小嵩草草甸裂缝期或者剥蚀期出现频度最高,在禾草嵩草群落、6年人工草地及黑土滩均未出现;相关分析表明,苔藓类结皮出现频率与植被盖度呈极显著相关(P0.01),而与黑斑和地衣出现频率呈负相关,菌斑与地衣出现频度呈显著相关(P0.05)。BSCs在高寒草甸广泛分布,不同演替阶段,其分布和物种组成存在较大差别。植被生长和表土稳定性状况导致了BSCs的异质性分布格局。     

青海省大柴旦盆地植被

大柴旦盆地属于茺漠植被区域。在盆地中,从洪积平原到湖积平原依次发育着矮半灌木、灌木砾漠,矮半灌木沙漠,禾草、杂类草盐生草甸,芦苇(Phragmites communis)盐沼泽。周围山地自低而高依次发育着矮半灌木,灌木低山石漠,小叶金露梅(Dasiphora parvifolia)亚高山灌丛,紫花针茅(Stipa purpurea)高寒草原和矮嵩草(Kobresia humilis)高寒草甸,高山稀疏植被。由于地形封闭,这里残存了在柴达木盆地其它地区已消失的一些植被类型,有些植物种远离其主分布区达500km以上。盆地海拔基准高达海拔3500m,加上山地的屏蔽作用向上逐渐减弱,致使气温的垂直递减率较大,在垂直带谱中缺失山地草原和针叶林等中山带植被。此外,盆地中湖积平原富积硼酸盐,使盐生草甸中的优势种之一盐角草(Salicornia herbacea)发生变态,这是本区植被中出现的一个有重要科学意义的指示植物现象。     

高寒草毡层基本属性与固碳能力沿水分和海拔梯度的变化

高寒草毡层是高原寒区自然植被下形成的松软而坚韧且耐搬运的表土层,认识其生态功能是促进草牧业生产休养保护和工程施工主动利用的前提。通过对青藏高原东部若尔盖高原植被的广泛调查,在布设沼泽、退化沼泽、沼泽化草甸、湿草甸、干草甸和退化草甸水分梯度群落样地,以及亚高山草甸、亚高山灌丛草甸、高山灌丛草甸和高山草甸海拔梯度群落样地的基础上,通过对不同类型群落样地草毡层容重、土壤颗粒组成和土壤有机碳(SOC)含量的测定分析,比较了水分和海拔梯度下草毡层固碳能力。结果表明,草毡层厚度平均为30cm,沼泽湿地草毡层容重最小,SOC含量在300g/kg以上;退化草甸容重最高,SOC含量显著下降。不同群落草毡层SOC密度在10—24kg C/m~2之间,随着土壤水分有效性的降低而降低;高山灌丛草甸草毡层SOC密度比草甸高15%。研究得出,保持草毡层稳定的质量含水量阈值为30%,SOC含量阈值为30g/kg;高寒植被草毡层在沼泽到草甸的退化演替中,容重、紧实度变大,有机碳含量减少,碳密度和碳储量下降;灌丛草甸的固碳能力大于草甸,但灌丛草甸的生产功能降低;保持可持续发展的草地生产能力,维护固碳生态功能,需要防止草毡层退化,抑制草甸向灌丛草甸演替。     

祁连山中段高寒草甸草毡表层发育程度的空间分异及环境影响因子

高寒草甸植被下的草毡表层能够发挥水土保持、水源涵养等生态环境效益,是高寒草甸植被生态功能发挥的核心,认识草毡表层发育程度的空间分异及环境影响因子有利于深入理解高寒草甸在高原生态系统中的作用。本研究以祁连山中段高寒草甸分布区为研究区,依据根系体积并结合草毡层厚度以及土壤容重,将草毡表层划分为弱发育、中等发育以及强发育草毡。分析了不同发育程度草毡的地形、植被、气候等环境特征,并采用支持向量机模型对其分布进行了空间制图。结果表明:祁连山中段发育程度较高的草毡表层趋向于分布在水分条件较好的低海拔、缓坡,低坡位以及北向坡的位置,以嵩草属植物为主,中等以上发育程度的草毡地表植被及水分条件都较好;发育程度较高的草毡表层年均温较高,各发育程度草毡表层降水量差异不显著。空间分布结果整体与现有的高寒草甸植被类型分布具有高度的一致性,但空间分辨率更为详细,并且实现了不同发育程度草毡表层的空间细分。     

关于中国草場的分类原则及其主要类型特征

近年来,草場的生产管理和科学研究,已从各方面进行了不少工作,积累了宝貴的生产經驗和一定的科学研究資料。工作的进展,提出了草場分类的要求,以求进一步的发展和提高。草場分类是认识的表現,也是认识现实草場的科学方法,可以表示一定的科学研究水平。分类是工作发展的阶段总結,不能是长期不变的,但也不是无依据的強行概括。过去积累的工作;要求我們細心地分析,深入地討論。分类的目的不同,分类的方法可以有几种。可以考虑生产实践的目的而采用經济分     

山西植物功能型划分及其空间格局

随着全球气候变化的加剧,作为沟通陆地生态系统与气候变化的桥梁,植物功能型(Plant Functional Types,PFTs)越来越受到生态学家的关注。PFTs不仅是简化生态系统复杂性的有效工具,而且可将植物的生理生态过程、生物物理特征及物候变化等引入到动态植被模型中,研究气候变化下的植被反应及其反馈机制。为了在区域尺度上研究气候变化和植被反应,基于"生态-外貌"原则,依据植物特征(如生长型、叶的性状)及其对水分、温度的需求,结合区域的气候与地理条件,对山西植被进行植物功能型的划分,并在此基础上对其空间格局进行分析。结果表明:(1)山西植被可划分为19类植物功能型(其中包括4类栽培作物功能型),分别是:寒温性常绿针叶林、温性常绿针叶林、寒温性落叶针叶林、温性落叶阔叶林、高寒落叶灌丛、温性落叶灌丛、多年生禾草草原、多年生禾草草丛、多年生禾草草甸、多年生莎草草甸、多年生杂类草草原、多年生杂类草草丛、多年生杂类草草甸。1年生杂类草草甸、多年生豆科草原、果树、一年一熟栽培作物、一年二熟栽培作物和二年三熟栽培作物。植物功能型的划分和分布与山西植被区划有较好的一致性,基本反映了植物固有特征及其对水热条件的需求。(2)农作物在山西占有较大比重,占植被类型面积的53.15%,森林类型以温性常绿针叶林和温性落叶阔叶林为主,灌丛类型以温性落叶灌丛为主,草本类型中多年生禾草草丛占较大比例,占草本类型面积的50.98%。(3)由于水热条件及地理条件的差异,植物功能型(不考虑栽培作物)在各区域表现出较大差异,如多年生杂类草草原主要分布于北部地区,在南部并不存在这种植物功能型;森林类型的功能型主要分布于中、南部地区,且结构复杂、类型多样。(4)除栽培作物表现出较好的整体性和连通性,其他植物功能型均表现出不同程度的破碎化和离散化。(5)山西植物功能型整体上表现出较高的多样性,其中中部地区比其他地区的多样性和破碎化程度高,斑块类型更加趋向于离散的小斑块状,北部地区则以一年一熟栽培作物占明显优势,表现出较强的优势度,而南部地区并没有表现出很强的破碎度或优势度。     

青海湖湖盆南部的植被与海拔梯度

研究地区主要植被类型有三类,即温性草原、高寒灌丛和高寒草甸。温性草原主要分布于研究地区东段湖滨平原上;高寒灌丛分布于山地一定海拔范围内（３４００－３８００ｍ）：高寒草甸主要分布于海拔３８００－４２００ｍ之间,群落中优势种的重要值沿海拔梯度呈“钟型”或近似“钟形”变化趋势,即优势 沿海拔梯度分布上有一最适区,但不同种群其最适区彼此分离;而优势种在其分布区边缘则常常相叠,表明群落之间并无明显界限,这与     

四川省植被分区和农林牧业合理布局（摘要）

四川省位于我国西南部,在全国植被区划中属于亚热带常绿阔叶林区域。但全省地势东南低、西北高,呈由东向西北逐渐抬升的倾斜面,导致水分、热量随地势抬升而递减的变化。与此相适应,四川植被从东南至西北,随海拔升高,依次出现常绿阔叶林、亚高山针叶林、高山灌丛和草甸。根据这种垂直变化的规律,把四川省分成三个地带,即川东与川西南常绿阔叶林地带、川西高山山原峡谷针叶林地带、川西高原灌丛、草甸地带,带下又分亚地带和地区。四川的这三个植被地带,代表着各自不同的自然环境,因此,在农、林、牧的布局上,也应有所区别。     

青藏高原高寒草甸生态系统碳增汇潜力

为了揭示青藏高原高寒草甸生态系统植被变化对碳储量的影响,以原生矮嵩草草甸、退化草甸、人工草地以及农田为研究对象,对比分析了该4种不同土地格局下生态系统的有机碳现状.以原生矮嵩草草甸土壤碳储量为基准对不同类型高寒生态系统的碳增汇潜力进行了估算.结果表明:不同类型生态系统的碳储量和碳增汇潜力有很大差异,在0-40cm土层中,(1)原生草甸碳储量最高,达到17098 g C/m2,退化草甸、人工草地和农田的有机碳汇增加潜力分别为:5637、3823、1567 g C/m2.(2)对于退化草甸和人工草地,土壤有机碳含量和密度明显低于原生草甸和农田.(3)地下生物量碳储量主要集中在0-20cm,且原生草甸地下生物量的碳储量比其他3个植被类型高3.6-5倍.总体上,青藏高原草地生态系统存在巨大的碳增汇潜力.     

青海海北地区高山嵩草草甸植物群落生物量动脉及能量分配

对青海海北地区高山草甸主要植物群落小嵩草草甸,矮嵩草草甸,藏嵩草沼经草甸地下生物量动态和能量分配的研究结果表明,不同植物群落年地上净生产量及其年示动态和主要植物类群生物量季节动态具有明显的差异,其生物量季节动态可由如下模型表示：Ｗｉ＝Ｋｉ（１＋ｅｘｐ（Ａｉ－Ｂｉｔ）植物群落地上,地下生物量的垂直分布呈典型的金字塔和倒金字塔模式。     

22年来西北不同类型植被NDVI变化与气候因子的关系

 为了研究气候变化对西北地区不同类型植被的影响,利用NASA GIMMS 1982～2003年逐月归一化植被指数（Normalized difference vegetation index, NDVI）数据集和西北地区138个气象站点同期的气温和降水资料,计算了各站22年月平均气温和降水与NDVI的相关系数。同时, 选西北 地区森林、草原、绿洲和雨养农业4类有代表性的植被类型为研究区,对各类植被NDVI与气温和降水的相关关系进行分析。研究结果表明：除无 植被的戈壁沙漠地区外,西北地区NDVI与气温和降水均有较好的相关性。除祁连山中部地区外,西北地区NDVI与气温的相关系数大于降水。天 山、阿尔泰山和秦岭的NDVI与气温相关系数最高,而青海东北部NDVI与降水相关系数最高。西北地区各种类型植被对气候变化反映敏感。其敏 感度因植被类型不同和同类植被所处的地理位置不同而有差异;纬度较高的新疆林区与温度相关性最高,高寒草甸次之。在植被生长最旺盛的 夏季（6～8月）,22年来西北地区各林区的NDVI均呈下降趋势。其中西北东部林区下降趋势显著,与这些地区的降水减少和气温增加有关。草 原区植被以上升趋势为主,高寒草甸和盐生草甸上升趋势最为显著,气温升高是这些地区植被生长加速的原因 之一。西北绿洲是NDVI增加极为 显著的地区,以新疆绿洲NDVI上升趋势最大。气候变暖是近年绿洲NDVI增加的主要驱动力之一,绿洲面积扩大、种植结构调整和种植品种变化 等人为因素对绿洲NDVI增加的作用不可忽视,这种作用在新疆表现的尤为突出。雨养农业区NDVI年际 间波动较大,各区域间变化不太一致。 NDVI的波动与降水变化有很好的正相关,与气温变化有很好的负相关,近年来西北东部气温升高和降水的减少是雨养农业区NDVI下降的原因, 农业措施的实施也改变了植被生长对气候条件的依赖性。     

松嫩碱化草甸土壤种子库格局、动态研究进展

草地退化是全球干旱和半干旱草地生态系统的共同特征,由于土壤种子库在植被恢复和生物多样性维持等方面的重要作用,已成为研究热点。作为重要的脆弱生态系统,松嫩碱化草甸在人类活动和全球变化影响下发生了明显退化。松嫩碱化草甸土壤种子库研究始于20世纪90年代,主要集中在对虎尾草群落、星星草群落、碱蓬群落、羊草群落等不同演替阶段土壤种子库物种种类、密度、季节变化研究;该地区土壤种子库的物种数目随着恢复演替由初级向高级阶段而呈现逐渐增加的趋势,但物种数目均相对较少,且多以1年生为主。另外对种子雨和某些物种种子散布动态也有零星报道,主要是从群落水平进行的研究,种子雨的空间异质性表现在其组成和大小因群落而异。今后需要加强对松嫩碱化草甸土壤种子库格局与关键生境要素的耦合特征、种子库分布格局的形成机制等研究,研究方法上,引入稳定同位素标记和分子遗传学等研究方法和手段,开展持久种子库的长期定位监测研究,为盐碱地植被恢复提供理论依据。     

高山草甸土壤过氧化氢酶活性的研究

土壤过氧化氢酶活性与土壤呼吸作用强度和土壤微生物的生命活动相关,它在一定程度上反映了土壤微生物学过程的强度。本文系作者于1986年8月在青海省海北高寒草甸生态系统定位站,对4种植被类型土壤的过氧化氢酶活性进行研究的初步结果。研究方法1.土壤样品的采集样品采自海北高寒草甸生态系统定位站,植被类型分别为:矮嵩草(Kobresis humilis)草甸,金露梅(Dasiphora fruticosa)灌丛,垂     

新疆北塔山植被的初步研究

本文对位于中蒙边境的北塔山地区的植被类型进行了初步的研究,并在此基础上对该地区的植被与相邻地区的植被从水平地带规律性、垂直地带规律性和植物区系成分上进行了对比分析,发现北塔山的植被无论在类型上还是在区系上都具有明显的过渡性和干旱性的特征。其植被垂直带结构为荒漠、山地荒漠草原、山地灌丛草原、山地草原和嵩草高山草甸。此外还对北塔山植被的特点及草场资源利用进行了探讨。对本区的研究,有助于人们对准噶尔盆地东端的北塔山区(很少有人进行科学考察的地区)的植被有所了解,同时对该地区的草场资源的利用和野生动物的保护,均有其重要的意义。     

高寒草甸不同植被土壤微生物数量及微生物生物量的特征

用稀释平板法和氯仿熏蒸法研究了藏嵩草草甸、小嵩草草甸、矮嵩草草甸、禾草草甸、杂类草草甸及金露梅灌丛土壤的微生物数量、生物量及有机质的变化特征.结果表明:0～40 cm土层细菌和放线菌数量、微生物生物量碳和土壤有机质含量均以藏嵩草草甸最高,其微生物生物量及土壤有机质显著高于其它5种植被;真菌数量以金露梅灌丛最高;由表层到深层,随着土壤深度的增加以上各项指标均呈下降趋势.通径分析表明:土壤各生物环境因子之间存在着不同程度的相关性;土壤微生物数量、生物量及土壤有机质含量均与土壤水分含量存在显著的相关关系,说明土壤水分是调节高寒草甸生态系统土壤微生物代谢及物质转化的关键因子.     

青海省东部地区的自然植被

青海省东部地区地处青藏高原和黄土高原的交汇地带。该地区受青藏高原和黄土高原的影响,自然植被与青藏高原上的高寒植被和黄土高原上的植被类型均有一定联系,从而形成该区较为复杂的植被类型。据考察,该地区的主要植被类型包括荒漠草原、草原、森林、灌丛、高寒灌丛和高寒草甸,并在该地区形成明显的垂直分布。在海拔较低的河谷低山分布着与黄土高原相连的植被类型;而海拔较高的山地则分布与青藏高原相连的高寒植被,形成有一定过渡性而又独具特色的植被景观。我们认为,该地区是青藏高原和黄土高原的过渡地带。     

青藏高原两种植被类型净初级生产力与气候因素的关系及周转值分析

基于2008—2016年青海海北站9年净初级生产力及气候因子监测数据,分析了青藏高原高寒小嵩草草甸和高寒金露梅灌丛两种植被净初级生产力年际动态,并探讨了气候因子对其影响及其不同土层深度根系周转值特征。结果表明:(1)年际尺度上,小嵩草草甸地上净初级生产力表现为显著增加趋势,增幅为7.02 g m~(-2) a~(-1),而金露梅灌丛地上净初级生产力相对较为稳定;对于其地下净初级生产力和总生产力,小嵩草草甸和金露梅灌丛均表现为增加趋势(P0.05),9年间小嵩草草甸地上、地下和总净初级生产力平均值分别为(217.55±9.95)、(1882.75±161.33) g m~(-2) a~(-1)和(2100.30±163.38) g m~(-2) a~(-1),金露梅灌丛地上、地下和总净初级生产力9年间平均值分别为(256.27±11.4)、(1614.31±173.03) g m~(-2) a~(-1)和(1870.58±177.93) g m~(-2) a~(-1)。(2)不同植被类型地上净初级生产力对气候因素响应不同,金露梅灌丛地上净初级生产力主要受温度影响,而温度对小嵩草草甸地上净初级生产力无显著影响。此外,降水不是限制高寒生态系统草地地上净初级生产力主要因子,相比于降水影响,高寒生态系统地上净初级生产力更受温度调控。(3)年均温和年降水对金露梅灌丛和小嵩草草甸地下净初级生产力均无显著影响(P0.05),表明高寒生态系统,其地下生产力受外界气候条件变化影响微弱,是一个稳定的碳库。(4)两种植被类型其根系周转值均随着土壤深度的增加呈逐渐增加趋势,且高寒灌丛根系周转值明显高于高寒草甸根系周转值。研究表明,在全球气候变暖背景下将会增加金露梅灌丛地上净初级生产力,而对小嵩草草甸地上净初级生产力无显著影响。     

基于Landsat影像研究全球气候变化对武夷山国家公园垂直带谱上各植被群落的影响

全球气候变暖对全球植被的影响巨大,主要表现在植被群落往高海拔和高纬度的迁移。研究垂直分带上的植被群落的迁移有助于理解植被群落对气候变化的响应机制。而垂直植被带谱上的植被分类是研究垂直分带上植物群落迁移的基础,特别是常绿阔叶林的垂直植被带谱上的植被分类在研究上是一个难点。因此,本研究基于Landsat影像,通过主成分分析的方法,提取出影响分类的主要波段,融合不同季节的波段数据及DEM数据,并根据结果进行监督分类的方法,对1986—2018年武夷山垂直带谱上的各个植被群落进行准确的分类和监测,并结合期间的气候变化探讨影响植被变化的主要原因。主要的研究成果显示:利用经过主成分分析的数据来分类山体植被类型的方法具有一定的可行性,可以较好的分类出草甸,竹林,针叶林,针阔混交林和常绿阔叶林,总体分类精度为93.3%, Kappa系数为0.91; 1986—2018年期间,武夷山地区气候变暖明显,针阔混交林和常绿阔叶林的面积受气候变暖的影响呈增加趋势,针叶林及草甸面积呈减少趋势,植被的迁移和面积变化受气温的影响较大,尤其是针阔混交林对气候变化响应最为明显;针阔混交林的分布海拔上限有所上升,草甸和针叶...     

锡林河河漫滩草甸群落的结构与生产力及其排序

 锡林河河漫滩主要草甸群落的植物组成、群落构成规律、地上植物量、群落间生态关系的研究表明：1)踏头草甸以中间型荸荠(Eleocharis intersita)、无脉苔草(Carex enervis)、巨序剪股颖(Agrostis gigantea)和湿中生杂类草共同建群,其地上植物量为445.64gDM·m-2,是该区草原群落的2—4倍;密花凤毛菊(Saussurea acuminata)杂类草草甸的地上植物量为3584.50gFM·m-2(鲜重);马蔺(Iris lactea)杂类草草甸的地上现存量为1444.02gFM·m-2(鲜重)。2)与该区草原群落相比,草甸群落或没有单种建群植物,或单种建群植物的作用不很突出。说明了草甸优越的生境可满足多种植物共同充分生长。3)河漫滩不同草甸群落的排序表明：在积水生境中沼泽植被的外围、较为湿润的地段上分布着以莎草科植物为主的莎草(苔草)草甸;中度湿润的地段分布着以禾本科植物为主的禾草草甸;而相对较干的地段分布着以双子叶植物为主的杂类草草甸。