同寒草甸生态系统中轮牧实验的系统分析

采用高寒草甸放牧生态统的分室模型对高寒草甸生态系统轮牧实验进行系统分析。结果表明：１）轮牧并不一定能节约牧草，它可以在有限的草甸上控制绵羊生长速度或牧草消耗速度；使绵羊顺利地渡过冬春季。２）绵羊体重达到最大值的时间与放牧强度成反比。     

高寒草甸放牧生态系统的分室模型研究

本研究根据高寒草甸生态系统中草－畜能量流动态，采用Ｓｈｉｙｏｍｉ的分室模型方法，建立高寒草甸放牧生态系统的分室模型。做为定量分析高寒草甸生态系统放牧管理和进行最优控制研究的基础。系统模型由８个分室组成：地上生活部分、地下活根、地下死根、地上枯枝落叶Ⅰ（易分解部分）、地上枯枝叶Ⅱ（不易分解部分）、绵羊采食量、绵羊活重、粪便。８个分室之间的能量流用８个联立的常微分方程描述。     

不同放牧强度高寒草甸种群优势度的动态变化

对不同放牧强度下高寒草甸草本植物不同种群的优势度变化进行了试验观察。结果表明，放牧强度不同，优势度值大的植物种类也不同，且在不同处理之间和年际之间发生变化。随着放牧强度的降低，禾本科等优良牧草在优势度较大的植物种类中所占的比例逐渐增加；同种植物的优势度也随着放牧强度的加重或减轻而发生改变。     

高寒草甸演替趋势的研究

通过对高原草甸类为主的天然草地演替现状的调查分析,发现我省高寒草甸草地严重退化,演替呈逆向演替。其成因主要是日益不良的自然因素和人为的过度扰动,尤其鼠虫害、过度放牧和不合理的挖掘,对高寒草甸逆向演替作用十分显著。     

放牧对青藏高原东缘高寒草甸土壤酶活性及土壤养分的影响

对青藏高原四种不同放牧强度(围栏封育、轻牧、中牧和重牧)高寒草甸的土壤酶活性、土壤养分和植被群落特征进行了研究,探讨了不同放牧强度土壤酶活性和土壤养分及植被群落的相关性.结果表明:各样地土壤酶活性、士壤养分和植被群落特征有较大差异.土壤纤维素酶和淀粉酶活性与土壤有机质、速效氮质量分数及地上生物量变化一致,表现为围栏封育>轻牧>中牧>重牧,然而脲酶活性的变化趋势正好与之相反,表现为随着放牧强度的增加而增加.酸性磷酸酶活性和地下生物量变化一致,表现为轻牧>围栏封育>中牧>重牧.经分析,土壤酶活性和土壤养分密切相关,其中土壤淀粉酶和脲酶活性与土壤养分和植被特征的相关性最好,因此这两种酶活性可以作为评价青藏高原高寒草甸土壤质量的指标之一.     

青藏铁路工程对高寒草地生态系统的影响

分析了青藏铁路冻土区段高寒生态系统主要分布类型及其变化背景，利用对青藏公路工程的类比调查数据，研究了不同高寒生态系统对工程扰动的抗干扰能力和受损后的自然恢复能力，以及不同生态系统与冻土环境的相互关系。综合考虑干扰场地土壤环境，冻土条件以及不同生态系统对干扰的抵抗与恢复能力等要素，提出了评价青藏铁路对生态环境影响的综合干扰度方法和定量评价模型，基于未来不同气候演变情境及其与人类工程活动耦合下冻土环境变化及其对高寒生态系统的影响。结合青藏铁路施工方案，定量评价了青藏铁路工程对高寒生态系统的可能影响。结果表明：大部分严重干扰施工地带对高寒草甸草地只有中等程度影响，影响区高寒草地植被覆盖度将维持在50％以上，高寒草原区重工程扰动地带除了局部有明显影响外，大部分地区只有中等至轻度影响，而中度与轻度工程扰动区域，工程对高寒生态系统的影响轻微。     

高寒草甸3种牧草叶片性状对不同放牧模式的响应

以青海省贵南县高寒草甸为例,通过设置不同放牧模式的试验,研究了冷地早熟禾(Poa crymophila)、青海薹草(Carex qinghaiensis)和鹅绒委陵菜(Potentilla anserine)叶片结构性状和功能性状对放牧的响应。结果表明：重度放牧导致青海薹草叶片干物质含量显著下降,对冷地早熟禾和鹅绒委陵菜没有影响;放牧导致青海薹草和鹅绒委陵菜的比叶面积显著升高;放牧导致3种牧草叶片碳含量显著降低,氮含量和磷含量显著升高,碳氮比、碳磷比和氮磷比也整体呈显著下降趋势。叶片性状对放牧响应的可塑性不同,叶片磷含量可塑性较强,是敏感性状,而叶片碳含量可塑性系数最低,为惰性性状,叶片干物质含量和比叶面积的变异性最大。总之,3种牧草叶片性状对放牧的响应模式不同,且与放牧模式有关。叶片表型性状的非对称变化是性状之间权衡的结果,可能是对放牧活动的一种适应策略。     

青藏高原东部高寒草甸十字花科植物种子的休眠

实验以青藏高原东部高寒草甸19种十字花科植物种子作为材料,研究温度、生境、海拔对种子休眠的影响.结果表明:双果荠属休眠率最高,为97.3%;芝麻菜属休眠率最低且萌发开始时间和达到50%萌发率所需时间最短,均为2.6d.各温度下种子休眠率差异不明显,10℃下所有种子的平均休眠率略高,为64.9%;25℃下平均休眠率略低,为49.0%.温度对种子萌发时间影响极显著,相对高温下种子萌发开始时间和达到50%萌发率所需时间较短;海拔显著影响种子的休眠率,平均休眠率随海拔升高而增加,采自相对高海拔下的种子平均休眠率为低海拔下种子的7.1倍,但各海拔梯度下的萌发时间差异不显著;生境对种子平均休眠率的影响显著,采自滩地的物种休眠率相对较高、萌发开始时间和达到50%萌发率所需时间较长.     

高寒草甸能量动态系统模型的灵敏度分析

青藏高原上大面积的高寒草甸是中国植被的特点。高寒草甸放牧生态系统在我国自然生态系统中占有重要的位置。利用本文作者建立的高寒草甸放牧生态系统模拟模型，ＧＭＡＭＥ１，模拟了高寒草甸放牧生态系统夏秋草场在临界放牧压力下的２７０种轮牧制度；研究高寒草甸放牧生态系统的潜在生产力等。对高寒草甸能量动态系统模型（ＧＭＡＭＥ１）的灵敏度进行分析，输入扰动是通过在计算机程序里增加或降低２０％第１１天的各分室生物量值来进行。参数扰动是通过在模拟１００ｄ和１８２ｄ中变动２０％的温度和太阳辐射强度来进行的。结果表明：高寒草甸能量动态系统模型容易受放牧采食的影响，而不易受温度和太阳辐射强度的影响。     

青海海北高寒草甸植被多样性研究

本文对青藏高原高寒草甸和灌丛植被的分布、植物区系、生态特征进行了简要介绍,重点分析了青海海北地区高寒草甸植被类型、层片结构、生态型的多样性以及植物物种多样性、植物功能群多样性,旨在为高寒草甸生态系统的深入研究提供基础资料及科学依据.     

Modelling of Energy Flow, Rotational Grazing and Potential Productivity in an Alpine Meadow Grazing Ecosystem

An eight-compartment model of the energy dynamics of an alpine meadow-sheep grazing ecosystem was proposed based on SHIYOMI's system approach. The compartments were the above-ground plant portion, the underground live portion including roots, the underground dead portion including roots, the above-ground litter Ⅰ (degradable portion), the above-ground litter Ⅱ (undegradable portion), the sheep intake, the sheep liveweight, and the faeces. Energy flows between the eight compartments were described by eight simultaneous differential equations. All parameters in the model were determined from paddock experiments.The model was designed to provide a practical method for estimating the effects of the number of rotational grazing subplots, grazing period, and grazing pressure on the performance of grazing systems for perennial alpine meadow pasture. The model provides at least 28 different attributes for characterizing the performance of the grazing system. Analyses of 270 simulated rotational grazing systems of summer-autumn meadow pasture (grazing from 1st June to 30 October each year) provided an inference base to support two recommendations concerning management variables. First, with a three-paddock, 29-day grazing period and 30.14kJ·m-2·day-1 grazing pressure scheme, the system has the highest total grazing intake, 4250.44 kJ·m-2, during the grazing season. Secondly, with a three-paddock, 7-day grazing period and 28.89kJ·m-2·day-1 grazing pressure scheme, the accumulated graze is 4073.34kJ*m-2.The potential productivity of the alpine meadow under grazing is defined in this paper as the maximal dry biomass of herbage grazed by the grazing animals over the whole growing season. It has been analysed by applying optimal control theory to the model. The productivity is regarded as the objective function to be maximized through optimization of the time course of the grazing pressure, the control variable. The results show that: (1) under constant grazing pressure, the optimal grazing pressure is f16=25.90kJ·m-2·day-1 (f46=f56=0) with the highest accumulated intake of J(1)=3268.17kJ·m-2; and (2) the optimal grazing pressure is f16=25.94kJ·m-2·day-1 (f46≠0, f56≠0) with the maxial accumulated intake J(145)=3500.39kJ·m-2. Under variable grazing pressure, the dynamics of optimal grazing pressure is shown in Fig.6(a) and Eqs. (9)(11), while the potential productivity (the highest accumulated intake) is J(145)=8749.01kJ·m-2, 2.5 times the constant grazing pressure.     

青藏高原东部高寒草甸群落组分时间变化

文章通过青藏高原东部高寒草甸群落封育样方、施肥样方、放牧样方中群落组分种的随时间变化研究,以此,探讨高寒草甸不同生境中群落结构变化。结果表明:封育样方和放牧样方中返青后物种数逐渐增加,从花期到结实期物种数达到最高值,施肥样方中从返青到开花、结实期之间物种数增加不显著。在封育样方和放牧样方之间多样性变化差异不显著,样方之间群落相似性高;施肥样方中物种数、多样性和均匀度显著(P0.05)降低,群落相似性差异显著(P0.05)。在三个实验生境中从6月到8月初群落物种数、多样性、均匀度处于高峰期,到8月中旬后群落指数开始降低。     

青藏高原高寒草甸不同海拔梯度上增温和优势植物物种去除对生态系统碳通量的影响

在青藏高原高寒草甸的两个海拔梯度(3200 m 和 4000 m)上开展实验, 研究增温和优势植物物种去除对净生态系统CO₂交换量(NEE)、生态系统呼吸(ER)和生态系统总初级生产力(GEP)的影响。结果表明: 在2017年生长季, 两个海拔的GEP均高于ER, 表明这两个生态系统在生长季均表现为碳汇。低海拔(3200 m)的增温对生态系统C通量没有显著的作用, 原因可能是增温引起的水分限制。在较湿润的高海拔(4000 m)地区, 增温显著提高了生态系统C通量, 平均而言, 增温引起的GEP增加量(2.30 mg CO₂/(m²·s))高于ER (0.62 mg CO₂/(m²·s)), 导致NEE增加。两个海拔优势植物物种的去除对生态系统C通量均没有显著的作用, 原因可能是剩余物种的补偿作用, 因为去除处理对两个海拔的地上生物量(AGB)和地下生物量(BGB)的影响都不显著。增温和优势物种去除对两个海拔生态系统C通量没有显著的交互作用。研究结果揭示土壤湿度在调节高寒草甸生态系统C通量对气候变暖响应方面的重要性, 单一优势植物物种的去除可能不会对物种丰富的生态系统C通量产生较大的影响。     

甘南高寒草地资源保护及优化利用模式

分析了高寒草地资源的时空分布特征及其在环境条件影响下的阻滞增长动态,依据生态学中的K／2值原理组建草地资源保护性利用的模型。依据在甘草玛曲县草地的调查结果,分别对山地草原化草甸、山地草甸和沼泽草甸等草地资源,建立了相应的保护指标,提出了草地资源优化利用的放牧管理对策。     

高寒草甸“蘑菇圈”对土壤营养成分的影响

对“蘑菇圈”与圈外植物地上生物量，植物营养成分含量及土壤营养的测定结果表明：“蘑菇圈”上的全氮，速效氮，速效磷，速效钾和有机质的含量均明显高于对照（圈外）。     

川西北高寒草甸生长季土壤氮素动态

研究了川西北高寒草甸生长季土壤氮素变化特征,结果表明:研究区0～40 cm土层在整个生长期内,有机质含量均高于60 g.kg-1,全氮含量高于2.83 g.kg-1,养分含量丰富.浅丘山地草甸土壤氮素随季节变化呈现增加的趋势,植被覆盖变化(浅丘山地灌丛)或退化程度增加(丘前阶地草甸)使得土壤氮素随季节呈现出先减少后缓慢增加的变化,但影响主要表现在0～30 cm土层中,并且越往表层,差异越大.川西北高寒草甸土壤C/N值偏小(<25),利于氮的矿化养分释放.由于研究样地中灌丛的出现,虽然没有引起明显的"沃岛"现象,但加大土壤养分空间异质性的趋势.     

养分添加对青藏高原高寒草甸丛枝菌根真菌的影响

基于海北站的养分添加实验平台探讨养分输入对青藏高原高寒草甸丛枝菌根真菌(AMF)的影响。实验处理包括: 1) 对照; 2) 10 gN/(m²•a)的氮添加; 3) 5 gP/(m²•a)的磷添加; 4) 10 gK/(m²•a)的钾添加。利用醋酸墨水染色法定量分析各处理下植物根系的AMF侵染率。结果表明, 氮添加使总的AMF侵染率显著减少27%, 但对AMF的丛枝丰度和囊泡多度无显著影响; 磷添加和钾添加对AMF均无显著影响, 但是磷添加使AMF侵染率有降低趋势。可以得到, 不同养分添加对高寒草甸植物与AMF的共生关系具有不同影响, 由此可能会引起物种组成等一系列的变化, 影响生态系统结构和功能, 因此在评估养分添加效应时应该考虑其对AMF的影响。     

川西北高寒草甸土壤呼吸速率日变化及温度影响因子比较

根据远红外气体分析原理,采用Li-6400-09土壤呼吸室和Li-6400光合速率测定仪对川西北高寒草甸土壤呼吸速率日变化进行测定,并同步记录大气温度、0、5、10、15和20 cm地温,探讨温度对土壤呼吸速率的影响.结果表明,在选取的浅丘山地灌丛(US)、浅丘山地草甸(UM)、丘前阶地草甸(TM)3块样地中,土壤呼吸速率日变化均呈单峰型,日均呼吸速率是UM((5.34±0.339)μmol.m-2.s-1)>US((5.14±0.225)μmol.m-2.s-1)>TM((4.49±0.282)μmol.m-2.s-1),差异极显著(P<0.01).大气温度、0和5 cm地温与3块样地土壤呼吸速率相关性最强,以5 cm地温最突出;10 cm地温与呼吸速率相关性较好;15和20 cm地温与呼吸速率相关性很小.基于Q10值,土壤呼吸速率对5 cm地温的变化最敏感,各样地对温度的响应是UM>US>TM.     

草地资源退化与生态系统管理

目前我国西部地区草地资源退化十分严重，已成为我国生态环境的重大危机．分析了草地资源退化的原因，认为人类的不合理活动引起的草地资源退化是一个复杂的生态系统和经济社会相互耦合作用的过程，指出草地资源危机的最大问题是管理．同时根据生态系统管理理论的发展和草地生态系统动态研究的最新进展，指出适应性生态系统管理是解决草地资源保护同题的长远和根本之计．