通过长江源区典型阴坡、滩地和阳坡生境下高寒草地植被和土壤理化特征定量分析,研究了坡向对高寒草地植被和土壤特征的影响,为退化高寒草地的恢复提供理论和实践依据。结果表明,草地地上总生物量呈滩地>阴坡>阳坡趋势,3个土层土壤含水量呈阴坡>滩地>阳坡趋势,pH呈阴坡<滩地<阳坡趋势。0-10cm土壤有机碳阳坡显著高于阴坡(P阴坡>阳坡,速效磷为滩地>阳坡>阴坡。0-10cm土壤C∶N阳坡显著高于阴坡和滩地,阴坡、滩地间差异不显著(P>0.05);0-10cm土壤N∶P阴坡显著高于阳坡。由此可知,高寒草地植被(地上生物量)和土壤特性(含水量、pH、总氮、速效钾和速效磷)在阴坡-滩地-阳坡生境呈明显差异,是其对不同生境的适应性表现。

为了探究草地退化对高寒草甸植物和土壤碳(C)、氮(N)、磷(P)化学计量特征及植物群落内稳性的影响，以长江源多年冻土区未退化、中度退化和严重退化高寒草甸为研究对象，测定了不同退化程度高寒草甸植物群落叶片和土壤C、N、P含量，分析了其化学计量比及植物群落内稳性特征，以期为科学调控退化高寒草甸植物修复进程提供依据。结果表明：1)随着退化程度加剧，植物群落叶片C和N含量呈现先降低后增加趋势，土壤C和N含量呈现降低趋势，叶片P含量呈增加趋势，土壤P含量呈现先降低后增加趋势。2)未退化和严重退化阶段植物群落叶片N:P均大于16，植物群落倾向于受P限制；中度退化阶段植物群落叶片N:P小于14，植物群落倾向于受N限制。3)同一退化程度高寒草甸优势种间N:P也有较大差异，意味着不同物种可能受到不同营养元素的限制。4)植物群落叶片N和N:P表现出稳态型，P表现出绝对稳态型。本研究结果表明，未退化和严重退化阶段植物倾向于受P限制，中度退化阶段植物倾向于受N限制；在多年冻土区高寒草甸植物群落中，叶片N和P均具有较强的内稳性。

以三江源地区高寒草地退化坡面为研究对象,从草地类型、鼠害和自然因素如水蚀、风蚀、冻融作用这一角度上探讨发生在不同退化程度上土壤有机碳的变化特征,对明晰高寒地区退化草地的碳变化机理和全球气候响应具有重要意义。结果表明:同一侵蚀环境条件和退化程度下,以小嵩草、矮嵩草为优势种高寒草甸比以紫花针茅为优势种的高寒草原土壤有机碳蓄存能力高。轻度退化程度受水蚀影响的高寒草甸曲麻河乡QMH1坡面土壤有机碳平均含量是相距3.5 km高寒草原曲麻河乡QMH2坡面的2.2倍(P<0.01);轻度退化程度受风蚀影响的高寒草甸五道梁WDL坡面土壤有机碳平均含量是高寒草原不冻泉BDQ坡面土壤有机碳含量的3.8倍(P<0....

围栏禁牧是高寒草地恢复的重要技术手段之一,但学术界对适宜的围栏年限还存在较大争议。本研究以青藏高原腹地的高寒草甸草地为研究对象,比较分析了退化高寒草甸自由放牧、围封5年、围封7年和围封11年后植物多样性、生物量和土壤理化性质的变化。结果表明:1)相比自由放牧草地,不同年限围封显著提高了退化高寒草甸植物物种丰富度、多样性指数、盖度和地上生物量(P0.05)。围封5年的地上生物量最高,且与围封11年存在显著差异(P<0.05)。2)围封降低了退化高寒草甸土壤容重,显著增加了土壤有机质含量(P0.05)。3)总

微生物在土壤生态系统的碳循环和养分流动中发挥着重要作用，但是目前对微生物活动在高寒草地退化和恢复期间的响应知之甚少。因此，为明确草地退化与人工恢复如何影响土壤资源获取酶活性和微生物养分限制，我们在三江源区选取了不同的退化程度（未退化、轻度退化、中度退化和重度退化）和恢复年限（3、8、13和19年）的高寒草地，采集0-10 cm的土壤样品，探究资源获取酶活性及其化学计量的响应，并对微生物养分限制状况进行评估。研究结果显示，伴随退化程度加深，碳、氮、磷获取酶活性均显著降低（P<0.05）；随着恢复年限增加，碳获取酶活性显著减小，而氮、磷获取酶活性呈现先减小后增加的趋势，且均在恢复13年降至最小值（P<0.05）。酶化学计量分析表明，草地退化使微生物碳限制显著加剧（P<0.05）；在人工恢复措施介入后，微生物碳限制呈现先增大后减小的趋势，而微生物氮限制则显著增加（P<0.05）。方差分解分析与Spearman相关分析表明，资源获取酶活性受土壤全量养分、速效养分以及微生物量的共同影响，微生物养分限制则受到土壤全量养分与微生物量的影响。本研究揭示了高寒草地退化会加剧微生物碳限制，恢复初期施肥、补播等措施会减缓养分限制，但是之后的围栏封育措施会让微生物陷入相对严苛的养分限制，需要更长的恢复时间才能得到缓解，因此针对长期围栏封育的恢复草地，适当的养分输入更 有利于高寒草地生态系统的恢复与可持续发展。

休牧是西藏主要放牧管理和草地保护的措施之一,目的是通过自然力的作用使退化草地的植被与土壤得到恢复,维持较高的多样性和生物量。本研究以西藏中部高寒草原和高寒草甸为研究对象,通过野外调查和室内试验分析,研究自由放牧和休牧对高寒草原和高寒草甸植物物种多样性、总生物量、地上地下生物量权衡以及土壤理化性质的影响,对比自由放牧和休牧对高寒草原和高寒草甸植被与土壤特征影响的差异。结果表明:在高寒草原与高寒草甸,休牧6～8年虽一定程度降低了植物群落的Simpson指数、Pielou指数、Shannon-Wiener指数,增加了植被总生物量,但变化均未达到显著水平(P> 0.05)。休牧6～8年提高了地上和地下生物量权衡值,并促使植物更多地向地上部分生长,且在高寒草甸的作用效果更为明显。另外,休牧和自由放牧对高寒草甸以及高寒草原草地土壤机械组成、土壤微团聚体、土壤营养元素影响没有显著差异。综合分析发现,休牧对西藏高寒草地的植被恢复尚未产生明显的效果,表现为休牧对群落生物多样性、植被生物量和土壤理化性质影响均未达显著水平,因此,对西藏休牧的实施效果还有待于今后进一步的观测和研究。

高寒草地是青藏高原生态系统的重要组成部分,草地退化严重影响区域可持续发展。目前,不同草地退化的演替过程中,土壤属性与植被特征的变化机理尚未理清。本研究以青藏高原为研究对象,整合分析(meta-analysis)不同退化梯度草地的植被群落、生产力及土壤属性特征。结果表明:不同退化梯度下,植被地上和地下生物量均降低,土壤特征均呈恶化趋势。尤其是在重度退化草地中,地上生物量、地下生物量、物种丰富度和物种均匀度较未退化草地分别显著降低了42.44%、60.64%、21.08%和8.36%,土壤含水量、有机碳、全氮和全磷同样较未退化草地分别显著下降了33.57%、45.75%、22.70%和11.23%,而土壤容重显著上升了12.12%(P<0.05)。就效应比而言,植被生物量与土壤主要性质(有机碳、全氮和全磷)均呈显著正相关关系,表明草地退化过程中植被生产力与土壤性质互相影响,相较氮和磷含量,碳含量的流失非常严重。研究结果可为青藏高原地区受损草地的修复提供科学依据。

植被物候是生态系统对气候变化反馈的重要感应器,研究青藏高原高寒草地植被物候变化对揭示高寒生态系统对全球气候变化的响应机制具有重要的科学意义。本研究选取2001–2015年MODIS植被指数(vegetation index,VI)16 d最大值合成产品MOD13A1,以TIMESAT 3.2平台为基础,采用阈值法提取青藏高原高寒草地植被物候期,包括返青期(start of growth season, SOG)、枯黄期(end of growth season, EOG)和生长季长度(length of growth season,LOG),分析青藏高原高寒草地2001–2015年植被物候时空变化及其驱动力。结果表明,1)随着水热条件的差异,青藏高原由东南向西北,返青期逐渐推迟,从儒略日第110天推迟到第170天;枯黄期逐渐提前,从儒略日第300天提前到第260天;生长季长度逐渐缩短,由170 d逐渐缩短为100 d。不同草地类型的物候期表现出明显的差异。2)青藏高原高寒草地植被物候年际变化中返青期呈提前趋势,枯黄期也呈提前趋势,整体上,生长季长度呈增长趋势。3)海拔是影响青藏高原高寒草地类型物候空间分布异质性的主要因素。在3 500 m以下,植被物候随海拔变化的波动较大,没有明显的规律;在3 500–5 000 m,物候与海拔的关系密切,随着海拔升高,不同草地类型的返青期逐渐推迟,枯黄期逐渐提前,生长期长度也逐渐缩短。

分别在高寒矿区渣山阳坡、山顶平地和阴坡,以常见恢复植物老芒麦(Elymus sibiricus)、小花碱茅(Puccinellia tenuiflora)和冷地早熟禾(Poa crymophila)为研究对象,通过测定植物繁殖体、叶片和茎秆的生物量及氮磷含量,分析渣山坡向变化对恢复植物生物量繁殖分配和养分繁殖分配的影响。结果表明:从渣山阳坡、平地到阴坡,恢复植物生物量繁殖分配和氮、磷繁殖分配均逐渐降低,且不同物种的下降幅度不一致,表现为在阳坡和平地上老芒麦和冷地早熟禾的生物量和氮繁殖分配比例显著高于小花碱茅,而在阴坡上小花碱茅更高;随着繁殖体氮含量以及地上生物量的增加,生物量和氮繁殖分配显著升高;磷繁殖分配随繁殖体磷含量的增加而升高;植物个体大小与生物量和养分繁殖分配显著正相关。未来高寒矿区渣山恢复中,需根据渣山坡向差异以及恢复植物繁殖分配权衡选择适宜恢复物种,以提升恢复效果。

坡向作为主要地形因子，影响植物的生长和光合特征。本研究以果洛州达日县两种坡向(阴坡、阳坡)、3种栽培植物[青海草地早熟禾(Poa pratensis ‘Qinghai’)、垂穗披碱草(Elymus nutans)和发草(Deschampsia cespitosa)]为对象，监测分析不同坡向不同植物的生长及光合特征，筛选出不同植物适宜的生境，为三江源区“黑土山”植被修复提供科学依据。结果显示：1)发草生长特性(株高、叶长、茎粗、叶面积和地上生物量)为阴坡显著高于阳坡(P <0.05)，垂穗披碱草的比叶面积、地下生物量为阳坡显著高于阴坡(P <0.05)，青海草地早熟禾的所有生长指标在坡向间无显著差异(P> 0.05)。2)青海草地早熟禾的蒸腾速率(T_r)、气孔导度(G_s)为阳坡显著高于阴坡(P <0.05)；垂穗披碱草的胞间CO_2浓度(C_i)为阴坡显著高于阳坡(P <0.05)；发草的C_i、G_s为阳坡显著高于阴坡(P <0.05)。研究结果表明，发草适宜在阴坡生长，阳坡生境利于青海草地早熟禾光合作用，垂穗披碱草在阳坡种植有利于其生长。

施肥是退化高寒草地恢复和防治的重要措施，为明确氮磷肥配施微生物菌肥对退化高寒草甸的修复效果以及施用菌肥后化肥减量的可行性，筛选祁连山高寒草甸恢复的适宜施肥方案，在东祁连山典型中度退化高寒草甸设置不施肥的对照（Control）、单施氮磷复合肥600 kg·hm~(-2)（PM）、单施菌肥75 kg·hm~(-2)（BM）、氮磷复合肥600 kg·hm~(-2)＋菌肥75 kg·hm~(-2)（PⅠBM）、氮磷复合肥450 kg·hm~(-2)＋菌肥75 kg·hm~(-2)（PⅡBM）、氮磷复合肥300 kg·hm~(-2)＋菌肥75 kg·hm~(-2)（PⅢBM）6个施肥处理，每个处理3个重复，共18个小区。采用田间小区试验方法，对不同施肥处理的植物群落特征及土壤理化性质进行了研究，结果表明，相比Control处理，PM、PⅠBM、PⅡBM、PⅢBM处理的植被生物量鲜重均显著提高（P<0.05），但PⅠBM、PⅡBM和PⅢBM均低于PM处理，施肥后豆科、莎草科、禾本科植物优势度有明显增加，BM、PM、PⅠBM、PⅡBM、PⅢBM处理下原生植被矮生嵩草（Kobresia humilis）优势度较Control分别增长了46.97%、0.18%、54.74%、10.05%、61.19%。相比Control，所有施肥处理植被多样性指数和丰富度数均有所增加，但PM与3个氮磷肥配施菌肥处理差异不显著。PⅡBM处理下0～10 cm土层中土壤有效氮含量显著高于Control和其他处理（P<0.05），有效氮含量为38.32 mg·kg~(-1)，有效磷含量为68.34 mg·kg~(-1)，BM处理的土壤有机质含量最高，为151.60 g·kg~(-1)，其次为PⅡBM处理，为148.25 g·kg~(-1)，显著高于Control和其他施肥处理（P<0.05）。5～20 cm土层，BM和PⅢBM处理的紧实度较低。综上所述，施用氮磷肥以及氮磷肥配施菌肥对退化高寒草甸植被均有明显的恢复作用，并且单施氮磷肥的效果优于氮磷肥配施菌肥，但氮磷肥配施菌肥处理明显提高了高寒草甸土壤的主要养分含量，降低了土壤的紧实度，氮磷复合肥450 kg·hm~(-2)+菌肥75 kg·hm~(-2)处理的作用最为明显。

【目的】探索三江源区高寒草甸草地植被-土壤系统生物量和土壤养分的动态变化，以利于草地适应性管理和开展草地生态修复相关工作。【方法】以中度退化高寒草甸为研究对象，于2020—2022年的7、8和9月持续观测高寒草甸植被生物量（地上生物量和根系生物量）、植被（地上部和根系）和土壤（0～15和15～30 cm）全氮、铵态氮、硝态氮、速效氮、有机碳、全磷和全钾含量。植被生物量、植被养分和土壤养分在不同月份间的动态变化用单因素方差分析（One-way ANOVA）进行比较。【结果】不同月份间植被生物量存在显著的递增趋势（2021年除外）(P<0.05,下同),整体表现为9月最大，地上生物量最大值分别为74.58和72.80 g/m²,根系生物量最大值分别为39.82和57.32 g/m²。植被（地上部和根系）和土壤（0～15和15～30 cm）养分含量存在显著的月际动态，具体表现为8月达到最大值。植被生物量与植被地上部和根系的全氮含量显著相关，与土壤0～15和15～30 cm土层的全氮含量呈显著正相关。【结论】高寒草甸植被（地上部和根系）养分与土壤（0～15和15～30 cm土层）养分在8月达到峰值。研究结果可为高寒草甸养分管理领域学者凝练科学问题提供参考。

【目的】探索三江源区高寒草甸草地植被-土壤系统生物量和土壤养分的动态变化，以利于草地适应性管理和开展草地生态修复相关工作。【方法】以中度退化高寒草甸为研究对象，于2020—2022年的7、8和9月持续观测高寒草甸植被生物量（地上生物量和根系生物量）、植被（地上部和根系）和土壤（0～15和15～30 cm）全氮、铵态氮、硝态氮、速效氮、有机碳、全磷和全钾含量。植被生物量、植被养分和土壤养分在不同月份间的动态变化用单因素方差分析（One-way ANOVA）进行比较。【结果】不同月份间植被生物量存在显著的递增趋势（2021年除外）（P＜0.05），整体表现为9月最大，地上生物量最大值分别为74.58和72.80 g/m~(2)，根系生物量最大值分别为39.82 和57.32 g/m~(2)。植被（地上部和根系）和土壤（0～15和15～30 cm）养分含量存在显著的月际动态（P＜0.05），具体表现为8月有最大值。植被生物量与植被地上部和根系的全氮含量显著相关，与土壤0～15和15～30 cm土层的全氮含量呈显著正相关（P＜0.05）。【结论】高寒草甸植被（地上部和根系）养分与土壤（0～15和15～30 cm土层）养分在8月达到峰值。研究结果可为高寒草甸养分管理领域学者凝练科学问题提供参考。

在天山北坡山地草甸设立不同放牧强度试验区，研究围栏禁牧(CK)、轻度放牧(LG)和重度放牧(HG)对植被特征(植物物种组成、生物量及多样性)和土壤理化性质的影响，以期为山地草甸的可持续利用提供科学依据。结果表明：天山北坡山地草甸群落高度、盖度、物种丰富度和多样性指数随着放牧强度的增加显著降低(P <0.05)，土壤全磷和全钾变化不显著；冗余分析结果显示，土壤含水量、容重、有机碳、全氮和全磷与植被特征因子显著相关，土壤容重、有机碳和全磷是影响群落植被特征的主要驱动因子。由此可知，放牧对山地草甸植被特征和土壤养分含量有着重要影响，重度放牧会加剧草地植被和土壤的退化。

识别多年冻土区坡面土壤水分迁移过程是认识寒区产汇流过程的关键。同位素技术可在不破坏土壤原始结构情况下，最大限度获取水文过程信息。基于长江源多年冻土流域活动层融化期(融化深度100 cm左右)采集的典型坡面土壤水、地下水、降水和河水样品，分析不同水体的稳定同位素特征，探索土壤水分迁移规律。结果表明：研究区土壤水δ~(18)O为-14.58‰～-1.58‰,均值为-8.25‰;δD为-103.88‰～-14.99‰,均值为-59.94‰;土壤水、河水和地下水同位素点均分布于局地大气降水线附近，表明降水为上述水体的主要来源；蒸发线的斜率和截距均小于局地大气降水线，其中地下水线(GWLE)的斜率最低，且地下水呈重稳定同位素富集现象，说明地下水受蒸发和混合效应的影响，在迁移转换过程中经历了一定程度的蒸发；根系层结构的复杂性使其土壤水的同位素值变幅最大，也存在重稳定同位素富集现象，其较低的氘盈余(d-excess)表明根系层经历了强烈的蒸发分馏过程；研究期除河水外其他水体随时间变幅较大；降水对于土壤水同位素的影响较小，而地下水和20～50 cm土壤水对河水的贡献占主导地位。本研究对于认识寒区产汇流过程具有积极意义，也为寒区径流过程模拟及预测提供参考依据。