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[期刊] 草业科学
[作者]
冉洪伍 范继辉 黄菁
为深入认知藏北高寒草地土壤冻融循环过程,依托申扎高寒草原与湿地生态系统观测试验站,开展了高寒草地土壤剖面水热变化过程监测,基于2015–2016年数据,对藏北高寒草地冻融循环过程中温度、含水率变化特征进行了分析,并探讨了冻融过程与气温、降水的关系。结果表明,土壤剖面各土层温度和含水率均呈准周期性变化,且变化幅度随深度增加而降低;11月初至次年4月底是藏北高寒草地土壤的冻结期,可分为初冻期(11月)、稳定冻结期(12月至2月上旬)、消融前期(2月中旬至3月下旬)和消融后期(3月下旬至4月中旬)4个阶段;观测期土壤冻结的最大深度在160 cm左右;冻结深度上下限和积温呈现出显著的相关关系,含水率和温度变化相互影响,水分在土壤热量传递时有着重要作用。研究结果可为进一步理解冻融水热耦合作用及生态系统对冻融的响应提供理论支持。
关键词：
高寒草地 冻融过程 水热变化 藏北高原
[期刊] 草业科学
[作者]
马书琴 鲁旭阳
土壤有机质(Soil organic matter, SOM)是草地生态系统的重要碳库,但由于SOM形成的复杂性,长期以来对SOM化学组成特征的研究存在一定挑战性。本研究基于热裂解气相色谱–质谱联用(Pyrolysis-gas chromatography/mass spectrometry, Py-GC/MS)的方法,从SOM化学组成的角度分析了其对藏北高寒草甸和高寒草原两种高寒草地土壤CO_2排放的影响。研究结果显示:1)含氮化合物是两种高寒草地SOM化学组成中重要成分,分别占总SOM的38.0%和52.5%;2)多糖类和萜烯类在两种高寒草地SOM中差异性达到显著水平(P <0.05)。综上可知,高寒草地SOM化学组成直接关系着土壤微生物的数量和CO_2的排放过程,SOM的化学成分和化学组成可以在一定程度上直接用于预测土壤CO_2的排放特征。
[期刊] 草业科学
[作者]
郭晨睿 杨敬坡 李少伟 牛犇 马娇林 武建双
围栏封育是退化草地生态恢复的常见措施之一。土壤矿质元素含量影响植物个体生长发育和群落结构功能演替。为评价围栏封育对高寒草原土壤矿质元素和植物群落特征的影响，本研究于2010–2013年夏季对班戈县北拉镇和普保镇2块样地(围栏内外)进行植物和土壤采样，测定群落水平植物物种多样性、地上生物量以及表层土壤Ca、Cu、Fe、Mg、Mn和Zn含量。结果显示：1) 5～8年围栏封育只显著降低了北拉镇样地土壤Ca、Mg和Cu含量(P 0.05)。2)围栏封育只显著提高了普保镇样地地上生物量(P 0.05)。3)方差分析结果显示，仅土壤Mg含量与地上生物量显著相关(P 0.05)。综上所述，短期围栏封育对高寒草原土壤矿质元素和植物群落的恢复的影响有限。
[期刊] 草业科学
[作者]
黄文洁 曾桐瑶 黄晓东
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。
关键词：
物候 时空变化 气候变化 青藏高原
[期刊] 草业科学
[作者]
冯云飞 李猛 李少伟 邸迎伟 沈振西 张宪洲 余成群 严俊 席永士 武建双
针对退化草地进行禁牧封育是现行草原生态保护奖励补助政策的重要举措之一,科学地评估禁牧成效并探究其对气候的响应机制对于未来禁牧工程布局优化具有重要意义。本研究以西藏那曲和阿里两地市2 413块禁牧地为对象,计算草原生态保护补助奖励政策实施前(2000–2009年)和政策实施后(2010–2017年)禁牧草地归一化植被指数(normalized difference vegetation index, NDVI)均值差(ΔMean_(NDVI))和趋势差(ΔTrend_(NDVI))来评价禁牧有效性,并结合两个时段内生长季温度和降水的均值差和趋势差探讨气候变化对高寒草地禁牧效果的影响。研究发现:(1)前后两个时段禁牧有效ΔMean_(NDVI)> 0和ΔTrend_(NDVI)> 0地块比例分别为67.3%和40.5%,禁牧出现负面影响,ΔMean_(NDVI)
[期刊] 草业科学
[作者]
孙维 齐虎啸 付刚
植被降水利用效率(PUE)是量化陆地生态系统碳水耦合机制的一个关键指标，然而气候变暖如何影响青藏高原高寒草地生态系统的植被降水利用效率仍不清楚。2010年在藏北高原3个海拔(4 313、4 513和4 693 m)上布设了增温试验平台，采用开顶式增温箱模拟气候变暖。利用农业多光谱相机获得了2014–2015年和2017–2018年植被的归一化植被指数(NDVI)和土壤调节植被指数(SAVI)，并利用观测的NDVI计算了地上生物量(AGB)。利用微气候观测系统对土壤温度、土壤湿度、空气温度和相对湿度进行了观测，并计算了饱和水汽压差。结果表明：试验增温极显著(P 0.05)。试验增温显著(P 0.05)。试验增温没有显著改变海拔4 513和4 693 m的植被降水利用效率。总体而言，试验增温增加了3个海拔间的植被降水利用效率的差异。因此，藏北高寒草地生态系统的植被降水利用效率的温度敏感性随着海拔和观测年份的变化而变化；且气候变暖重构了藏北高原高寒草地生态系统的植被降水利用效率的海拔分布格局，即气候变暖增强了藏北不同海拔的高寒草地生态系统的植被降水利用效率的异质性。
[期刊] 草业科学
[作者]
詹天宇 侯阁 刘苗 孙建 付顺
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。
[期刊] 草业科学
[作者]
王学霞 高清竹 干珠扎布 胡国铮 栗文瀚
为揭示增温对高寒草甸土壤线虫群落的影响,利用OTC模拟短期和长期增温对藏北高寒草甸土壤线虫群落进行比较研究。结果表明,短期和长期增温改变了土壤线虫的群落组成,增加了双垫刃属(Ditylenchus)和丽突属(Acrobeles)丰度。长期增温导致食真菌类线虫丰度显著增加,但各处理间食细菌类线虫、植物寄生类线虫、杂食/捕食类线虫丰度以及cp1-5类群的丰度和属数量无显著差异(P>0.05)。短期和长期增温均降低了土壤线虫的多样性和均匀度,其中2015年短期增温处理显著降低了其多样性。2015年和2016年短期和长期增温土壤显著降低了线虫数量,较对照分别降低了34.45%、32.09%和25.34%和22.66%。各处理样地间MI(Maturity index)、NCR(Nematode channel ratio)、PPI(Plant parasite index)和WI(Wasilewska index)指数无显著差异(P>0.05),且均表现出WI>1,NCR>0.5,表明增温对高寒草甸的健康状态影响不大,土壤有机质矿化途径主要由食细菌和真菌线虫参与。环境因素与土壤线虫数量冗余分析表明,植物总盖度、莎草科盖度、土壤温湿度、细菌和真菌数量对土壤线虫数量影响达到显著水平(P<0.05),增温通过改变植物、土壤理化性质和微生物数量等环境因子而影响高寒草甸土壤线虫群落组成。
关键词：
土壤线虫 群落结构 增温 高寒草甸
[期刊] 自然资源学报
[作者]
孙文义 邵全琴 刘纪远 肖桐
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....
[期刊] 草业科学
[作者]
谈笑 陈莉 龙玲 王明明 李春鸣
通过野外调查和种子萌发法分析了天祝地区高寒草甸珠芽蓼(Polygonum viviparum)草地土壤种子库季节动态和空间分布特征。结果表明,在返青期取样的种子库中,平均单位体积(长1.0 m×宽1.0 m×高0.1 m)有种子3 479粒,在枯黄期取样的种子库中,有种子3 871粒,在枯黄期取样的种子库总体数量多于在返青期取样的种子库数量,但差异不显著(P> 0.05);无论是返青期还是枯黄期,土壤种子密度在0–5 cm土层均高于5–10 cm土层,且二者差异显著(P 0.05);土壤种子库物种丰富度、辛普森多样性指数、香农指数、均匀度指数均为返青期样品高于枯黄期样品,除了物种丰富度两者之间差异达到显著水平(P 0.05);返青期样品由地面芽植物、地下芽植物和一年生植物3种植物生活型构成,枯黄期样品由地面芽植物和地下芽植物2种植物生活型构成;珠芽蓼草地土壤种子库与地上植被的物种组成相似性较低,返青期样品的Jaccard相似性指数和S?renson相似性指数低于枯黄期样品。
[期刊] 西南农业学报
[作者]
字洪标 阿的鲁骥 马力 胡雷 陈焱 杨有芳 王长庭
为了更好地保护和利用青藏高原高寒草地生态系统功能,了解高寒草甸不同草地类型生态系统结构与功能及生态过程的差异性,本研究对海北站小嵩草(Kobresia pygmaea)草甸、杂类草草甸、矮嵩草(K.humilis)草甸、藏嵩草(K.tibetica)沼泽化草甸植物群落的根土比、土壤容重和土壤养分状况进行了比较研究。结果表明,不同植被类型高寒草甸根土比均随着土层深度增加而显著降低,且藏嵩草沼泽化草甸根土比最高(P<0.05);土壤容重随着土层深度而增加,其中藏嵩草草甸显著低于其他草甸(P<0.05);土壤养
关键词：
高寒草甸 根土比 植被类型 土壤养分
[期刊] 西北农林科技大学学报(自然科学版)
[作者]
王宏辉 孙磊 赵玉红 赵改红 李龙 魏学红
【目的】探讨西藏那曲不同高寒退化草地土壤种子库存量、可萌发种子数量和种子萌发的生理生态特征,为西藏高寒退化草地植被恢复、生产力提高及生态保护提供参考。【方法】采用典型取样法,在那曲退化草地试验区按照植被盖度高低选取轻度、中度、重度和极重度4种不同退化程度的样地,在每个样地内采用样线法选取4块样方,于每个月的第1天在样方内采取10cm×10cm×10cm的土样(包括地上的枯枝落叶),采用土样浸泡、溶解、过筛方法分离种子,对其进行鉴定并计数,通过室内萌发试验测定土壤种子库中可萌发的种子数量;用不同质量分数的GA3(0.10%,0.05%和0.02%)、KNO3(0.20%)、H2SO4(60%,7...
关键词：
西藏那曲 高寒地区 退化草地 土壤种子库
[期刊] 中南林业科技大学学报
[作者]
刘倩 刘贤德 王立 赵维俊 马剑
【目的】对祁连山中段高寒草甸土壤水热进行研究，深入探讨该区域内气象要素对土壤水热的影响过程，进而为植被保护和恢复提供理论依据。【方法】以分布在祁连山中段的高寒草甸为研究对象，利用土壤温湿度自动监测系统，结合降水量、气温、风速、空气湿度等气候因素，采用回归分析法探究土壤水热特征与气象要素的耦合关系。【结果】1）降水量与气温具有明显的季节变化，夏、秋季波动明显，空气湿度与风速无明显季节变化；2）各层土壤的温湿度变化在观测时间段内趋势较为一致，浅层土壤温度随季节变化波动明显，浅层土壤变化幅度大于深层土壤；3）各层土壤温湿度耦合关系良好，深层土壤温湿度耦合关系优于浅层土壤；4）土壤温度与气温和降水量的相关性显著，与空气湿度的相关性不显著，与风速不存在显著相关关系；土壤湿度与气象要素的相关性与土壤温度类似；5)10～30 cm土层土壤温度与气温均显著相关，相关系数分别为0.824、0.789、0.744;10～30 cm土层土壤湿度与降水量显著相关，相关系数分别为0.296、0.325、0.329，土壤温度与气温的相关性优于土壤湿度与降水的相关性。【结论】1）研究区域内土壤温度、湿度的年内变化均存在明显的季节特征，两者的耦合关系良好；2）土壤温湿度均与气温及降水量有显著的相关性，与其他气象要素相关性不大；3）研究区内浅层土壤对气温的响应优于深层土壤，而深层土壤对降水量的响应优于浅层土壤。
关键词：
高寒草甸 土壤水热特征 气象要素 祁连山
[期刊] 草业科学
[作者]
赵锦梅 王彦辉 王紫 杨鹏
祁连山东段高寒草地土壤水文效应对该区域陆面水文过程、水文循环、石羊河水资源和生态环境维持等作用巨大。因此,深入开展高寒草地土壤水文效应研究对深入了解和认识高寒地区土壤水文过程和陆面水文过程有重要意义。为此,本研究以祁连山东段金强河河谷高寒草地为对象,分析了土壤含水量、持水特征、入渗速率和草地蒸散等土壤水文特征和变化规律。结果表明:河谷山地阳坡和河谷山地阴坡下部高寒草地田间持水量、毛管持水量和饱和持水量随土层加深先增大后减小,河谷水平阶地和山地阴坡上部高寒草地土壤持水量随土层加深逐渐增大;河谷0–30 cm土层高寒草地田间持水量和毛管持水量均为阴坡上部>阳坡下部>阴坡下部>阳坡上部>水平阶地,饱和持水量表现为阴坡上部>阳坡下部>阳坡上部>阴坡下部>水平阶地。高寒草地土壤初渗透率最小,渗透性随着渗透时间的增加土壤渗透速率不断增大,当渗透达到稳定状时土壤渗透速率最大。河谷高寒草地0–30 cm土层土壤含水量为阴坡下部>阴坡上部>阳坡下部>水平阶地>阳坡上部。河谷高寒草地在6月–9月的日均蒸散量为2.429 mm·d–1,蒸散总量为293.254 mm。可见,研究区河谷地形对高寒草地土壤水文特征有显著的影响,因此对祁连山东段高寒区水资源合理管理与利用过程中要综合考虑地形与土壤水文特征之间的关系。
关键词：
高寒草地 土壤水文特征 河谷 东祁连山
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