高寒草甸植物多样性与营养的关系

以青藏高原典型高寒草甸为例，研究了施肥对植物群落生产力和物种多样性的影响。本文报道了这个实验的初步结果，就施肥对草地生产力和物种多样性的影响进行了分析，结果如下：(1)施肥提高生产力．施肥第1年和第2年，植物群落生产力显著增加；施肥第3年，生产力是施肥前的2倍多；(2)施肥使物种多样性降低，施肥第1年物种丰富度变化不显著；第2年施肥梯度上物种多样性差异显著；第3年最高施肥水平物种丰富度为对照的1／4；(3)施肥使草地质量提高．因为草地质量和生物量以及优良牧草比例直接相关，施肥使地上生物量明显增加，毒杂草比例降低，禾草比例增加，所以草地质量提高，说明施肥对改良草地有显著作用；(4)群落结构发生了明显的变化，施肥水平高时群落结构接近于生态位优先占领假说．随着施肥水平增加，各个物种重要值的最大值从0．107，0．183，0．585一直增加到0．775．不施肥时有10个物种地上生物量超过最大单种生物量的一半，最高施肥时只有一个。(5)对6个优势种进行的分析表明，只有垂穗鹅观草的生物量随着施肥水平的增加持续增加，其它物种都是减少的趋势，说明垂穗鹅观草的急剧增加可能是导致物种丰富度降低的原因。     

甘南高寒草甸物种多样性与生产力的关系

利用甘南高寒草甸植物群落丰富度、多样性、生产力的抽样调查资料,分析了不同空间范围内物种多样性与生产力的关系,探讨了其形成机制.结果显示:丰富度、Shannon-Wiener α多样性指数、Simpson α多样性指数与生产力之问的关系在合作分站和玛曲分站均呈显著正相关,在玛曲县欧拉乡为不相关;Pielou α均匀度指数与生产力的关系在玛曲分站呈显著正相关,在合作分站和玛曲县欧拉乡均为不相关;Whittakerβ多样性指数与生产力的关系在合作分站和玛曲分站均呈负相关,在玛曲县欧拉乡为不相关.综合三个地区的数据分析表明:随着空间范围的扩大,丰富度、三种α多样性指数与生产力趋向于正相关关系,Whittakerβ多样性指数与生产力趋向于负相关关系.如果要改善甘南高寒草甸草场质量、提高草场生产力,那么不仅要保护物种多样性,还要提高物种空间分布的均匀性、减少环境异质性.     

高寒草甸阳坡-阴坡梯度上环境因子特征及其与地上生物量和物种丰富度的关系

以甘南高寒草甸为对象,研究了坡向梯度上环境因子的变化特点及其与地上生物量和物种丰富度的关系.结果表明:0～20 cm与20～40 cm的土壤含水量均是自阳坡到阴坡呈递增的变化趋势,且20～40 cm土壤的含水量高于0～20 cm的;两层土壤的全磷质量分数和w(C):w(N)与含水量的变化相同,土壤全氮、有机质、速效磷及速效氮质量分数的变化均呈先减小后增大的趋势,偏阳坡最小.土壤养分质量分数均是0～20 cm的大于20～40 cm的,表现出表层土壤养分富集的现象,土壤pH值沿阳坡到阴坡呈递减趋势.地上生物量和物种丰富度的变化特点均为阴坡>偏阴坡>偏阳坡>阳坡,且地上生物量与物种丰富度显著正相关.同归分析表明:土壤含水量与土壤全磷,有机质质量分数是影响地上生物量和物种丰富度的主要因子,其中土壤含水量是关键限制性因子.     

不同施肥梯度对甘南退化高寒草甸生产力和物种多样性的影响

研究了不同磷酸氢二氨施肥梯度对甘南退化高寒草甸生产力和物种多样性的短期影响．实验结果表明：生产力随施肥梯度迅速提高，但施肥对生产力的作用不是简单的线性正相关，存在一个阈值(30g／m^2)，超过这个值，施肥的作用就不显著了；物种丰富度随着施肥先略微增加，然后降低，Shannon多样性指数、均匀度指数均随施肥增加而下降，但在施肥梯度30g／m^2和60g／m^2之间基本不变；施肥形成的生产力梯度和物种丰富度的关系近似线性降低．为了恢复退化草甸的生产力，同时维持较高的多样性，施入磷酸氢二氨30g／m^2是经济而合理的．     

青藏高原东缘高寒草甸群落物种间相互作用

实验以青藏高原东缘高寒草甸群落为研究对象,进行邻体去除实验处理.采用相对邻体效应指数值作为相互作用强度和方向的测量指标,通过将去除邻体植物的目标种的表现同对照的邻体植物保持完整的目标种的表现做比较,验证高寒草甸群落中物种间的相互作用是促进还是竞争,并进一步探讨了群落物种间的相互作用关系及其发生的内在机制.两年的实验结果显示:物种间相互作用在生物量、叶片数和繁殖率上表现为竞争,在株高和存活率上基本表现为促进.实验期间观测到正相互作用存在的证据,但负相互作用仍在高寒草甸群落物种间相互作用中占主导.研究结论表明:正相互作用的发生与干扰胁追梯度以及时空尺度的变化相关,并且是物种特异性、性状特异性和区域特异性的.不管是在极端恶劣的环境还是条件良好的环境中,竞争和促进有可能同时存在,促进之所以没有被普遍观测到,可能是因为被群落中更强的竞争作用掩盖了.因此,正负相互作用之间是一种权衡关系.     

亚高寒草甸实验群落物种丰富度与生物量稳定性关系研究

为揭示植物群落中物种丰富度与生物量稳定性之间的关系及机制,采用盆栽方法探究了物种丰富度、物种组成及施肥对群落生物量稳定性的效应.结果表明:施肥对群落生物量稳定性有显著影响,而物种丰富度、物种组成仅在施肥情况下对群落生物量稳定性有显著影响.群落生物量稳定性主要由物种的异步性决定.施肥通过提高特定物种组成群落中物种的异步性影响了物种组成对群落生物量稳定性的效应.物种组成部分嵌套于物种丰富度中,物种组成对群落生物量稳定性的作用高于物种丰富度.推测物种丰富度对群落生物量稳定性的效应由施肥影响特定物种组成群落中的物种异步性决定.     

土地利用变化对高寒草甸植物群落结构及物种多样性的影响

以原生高寒嵩草草甸封育系统为对照,研究了不同土地利用对植物群落结构和物种多样性的影响,检验了不同人工重建措施对植被的相对影响程度.研究结果表明:高寒嵩草草甸草地退化导致植被稀疏、覆盖度下降、群落物种组成减少、群落中各功能群的比例发生变化、物种多样性降低.退化草地封育自然恢复7年后,恢复最快的是一年生杂草,其次是禾草类;重度退化草地改建成人工草地7年后,禾本科植物仍然是群落中的优势类群,但原生植被中的优势功能群--莎草类在任何人工草地中没有出现;经相关分析表明,物种多样性指数与均匀度指数呈极显著正相关(P＜0.01),与物种丰富度呈显著正相关(P＜0.05).不同土地利用条件下,各群落之间种相似性系数的变化表明,退化草地经过多年的封育,或经松耙补播后逐步向原生植被方向演替;人工草地逐步向退化演替方向发展.     

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。     

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。     

高寒草甸群落结构对不同氮素添加的响应分析

为研究全球气候背景下氮沉降对高寒草甸物种组成、种内-种间关系,以及群落结构的影响,在青藏高原研究区开展不同氮素添加水平下的控制实验.设置对照(CK,0 g·m^-2、低氮(L-N,5 g·m^-2)、中氮(M-N,10 g·m^-2)和高氮(H-N,15 g·m^-2)4个氮素添加水平,探讨不同氮素添加水平下群落物种空间分布格局和物种多样性的关系.结果表明：随着氮素添加水平的增加,垂穗披碱草聚集程度出现逐渐增强的趋势,条叶银莲花聚集程度出现逐渐减少的趋势,垂穗披碱草的正相互作用逐渐增强,条叶银莲花的负相互作用逐渐增强.     

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.     

Stability of alpine meadow ecosystem on the Qinghai- Tibetan Plateau

THE QINGHAI-TIBETAN PLATEAU PLAYS AN IMPORTANT ROLE IN THE ATMOSPHERIC CIRCULATION AND REGIONAL MONSOON CLIMATE, WHICH HAS GREAT INFLUENCE ON THE REGIONAL AND GLOBAL CLIMATE. THUS, THE CHANGE OF THE QINGHAI-TIBETAN PLATEAU ECOSYSTEM IS EXPECTED TO AFFECT …     

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.     

Changes in plant community diversity and aboveground biomass along with altitude within an alpine meadow on the Three-River source region

The grassland is an important component of terrestrial ecosystems and plays a significant role in biodiversity and ecosystem functions.In the present study,the changes of plant species diversity and aboveground biomass productivity were examined along with the altitude in natural alpine grassland in the source region of three rivers on the Qinghai-Tibetan Plateau.Eleven experimental locations were selected with altitudes ranging from 3862 to 4450 m above sea level(a.s.l.).The results indicated that Kobresia pygmaea meadow,Kobresia humilis meadow and Salix cupularis shrub meadow had higher indices of diversity and aboveground biomass.The distribution of species diversity,richness and aboveground biomass showed similarly unimodal patterns across the altitude gradient with the highest indices appeared at mid-altitudes locations.The changing trend of species diversity,richness and evenness also showed significant unimodal patterns with total aboveground biomass,and the highest species diversity occurred at intermediate level of productivities.This research would provide a valuable reference for the protection of grassland biodiversity and maintaining of the grazing ecosystem function in the source region of the Three Rivers.     

青藏高原沼泽及高寒草甸生长期内CO2排放

采用静态箱-便携式红外色谱法对青藏高原风火山地区沼泽草甸和高寒草甸两类生态系统CO2排放通量进行了研究.结果表明:生长期内两类生态系统之间及同一生态系统内部不同的退化程度之间CO2排放通量均存在较大差异.其中:未退化沼泽草甸较高寒草甸CO2的排放通量同比高出65.1%～80.3%;中度退化沼泽草甸较高寒草甸CO2的排放通量同比高出22.1%～67.5%;然而,严重退化的高寒草甸比沼泽草甸CO2的排放通量反而高出14.3%～29.5%.对于同类型高寒草地,未退化沼泽草甸CO2的排放通量分别是中度退化和严重退化的1.12～1.69倍和1.41～3.86倍;严重退化高寒草甸CO2的排放通量分别是未退化和中度退化的1.11～1.78倍和1.04～1.79倍.     

Distribution characteristics of soil organic carbon of alpine meadow in the Eastern Qinghai-Tibet Plateau

A study on the distribution characteristics of soil organic carbon (SOC) in the alpine meadow in the Eastern Qinghai-Tibet Plateau has been carried out. The results indicate that the content of soil organic carbon (C _SOC) in the topsoil of terrace meadow (TM) ((67.16 ± 1.02) g·kg⁻¹) is more than that in the soil of upland meadow (UM) ((63.42 ± 0.65) g·kg⁻¹), while the C _SOC in upland shrubland (US) ((67.49 ± 0.83) g·kg⁻¹) is the most abundant in the scoreh stage (September). From May to September, the C _SOC in the topsoil of UM and US tends to descend, but that of TM tends to ascend. As for the distribution of the C _SOC and the density of SOC in the soil in the three sample areas, the data show that the deeper the soil, the lesser the content and density of SOC. The C _SOC in US is higher than that in TM and UM; the C _SOC in UM is the lowest at 0–10 cm soil depth. The density of SOC in US is always the lowest among UM, TM, and US at 0–40 cm depth, which shows that the storage of carbon in UM is more than that in US in the same range; the carbon pool capacity in UM is higher than that in US in the same range. Biography: ZHANG Wei (1979–), male, Lecturer, research direction: ecology of environment.     

幂指数方程拟合物种多度分布模型的研究

物种多度分布是物种多样性研究的重要方法之一,首次提出用幂指数方程来拟合物种多度分布模型,实例拟合结果表明,幂指函数应用于物种多度分布研究是理想的,从而丰富了物种多度分布模型理论。