称多县高寒草甸草地资源健康评价研究

放牧生态

放牧载畜量对青藏高寒草甸草地的影响 1引言 草地是自然生态系统中一种重要的可更新资源，是地球上历史演变过程中一定时期的自然产物，它是在漫长的地质历史时期中逐步形成的[1]。全球草地面积约为3.42×109hm2，占陆地面积的40%[2，3]。我国草地面积近4×108hm2，占全国陆地面积的40.7%[4]，其中78.3%分布在北方干旱、半干旱地区。草地不仅是重要的畜牧业生产基地，亦是维持生态平衡和生态安全的重要绿色屏障。随着生产力的发展，人口数量的增加，人类对草地的利用强度不断增加，加之长期不合理利用，草地退化愈来愈严重。我国90%的可利用天然草地发生不同程度的退化，其中覆盖度降低、沙化、盐渍化等中度以上明显退化的草地面积己占退化草地面积的50%。草地三化面积仍以每年200万公顷的速度扩展。退化、沙化的面积已占草原总面积的32%[5] ，而天然草地面积也以每年65-70万公顷的速率减少。伴随着草地退化，天然草地牧草产量不断下降，上一世纪90年代与60年代初相比，北方天然草地产草量下降30-50%，载畜能力降至原来的30-50%。天然草地的日益减少，牲畜数量的日益增加，终年用于放牧的天然草地还将进一步退化[6]。草地退化使草原生态环境日趋恶化，气候旱化，沙暴迭起，鼠虫害肆虐，黑白灾等生态危害日益加剧，己成为制约畜牧业及社会经济可持续发展的主要因素，对当地人民的生存和发展构成了严重的威胁。引起草地发生如此退化的原因很多，但不合理的放牧制度是草地退化的重要原因之一。不合理的放牧方式，通常破坏草地生态系统，造成草地的退化演替，进而影响草地土壤物质和养分的循环及家畜的生产性能[7]。在天然草原上自由放牧或者在一定地域上进行围栏放牧是我国牧区目前对草原利用的主要方式[8]。因此研究放牧制度对草地植被和土壤的影响，认识放牧影响下草地变化过程和机制，有利于采取合理的管理措施，防止草地退化，保证草地畜牧业的可持续发展[9]。 1.前言 草地生态系统中，牧草通过光合作用形成有机物质，同时通过酶的作用把太阳能转变为化学能，贮存于有机化合物中，是草地两性生产中的第一性初级生产。天然草地是草地畜牧业发展的物质基础，也是家畜赖以生存的立地条件。其初级生产量的高低直接决定了草场牲畜的负载能力，以及草地畜牧业生产的可持续发展状况。它的基本利用方式是放牧饲养，草地生产经营的好坏，一方面受着自然条件的制约，另一方面，人为利用也给草地生产带来很大的影响。长期以来，由于草地放牧利用不合理，导致草地严重退化，加之鼠虫的破坏作用，草地牧草产量下降，毒害草增多，植被盖度减小，出现许多裸地、凸斑地，草地旱化程度增大，家畜采食量减少，体重下降，给畜牧业生产带来严重危害。 放牧季节中每单位面积草地放牧家畜头数（即载畜量），对草地和家畜生产有着决定性意义。60年代初期就有人发现载畜量是影响家畜增重的重要因素。从家畜生产量来说，载畜量远比放牧方式重要、而轮牧则有利于提高草地的载畜能力，使草地与家畜生产都受益。随着载畜量的增大，家畜个体生产性能即行下降[1]。因此，确定合理的载畜量是关系到提高草地生产能力，发挥草地生产潜能，提高经济效益，保持草地生态平衡的一个重大课题。本文试就这一问题作一探讨。 [1] 皮南林等.不同放牧强度对高寒草甸草场的影响.青海畜牧兽医杂志,1990,(3):15-17. 研究表明，适度放牧能够增加牧草产量[5,6]，有利于草地植物多样性增加[7-10]，但过牧等不合理的草地利用能够减少植被覆盖度和物种多样性[9,11]，改变物种和群落组成[12,13]。对高寒矮嵩草草甸植被的影响研究证明，随着放牧强度的提高，禾草、莎草科植物的生物量不断下降，而杂类草的生物量显著增高[14-17]，草群结构趋向于简单化[13]，过度放牧是导致高寒草地

对青海高寒草地生态系统的认识

对青海高寒草地生态系统的认识 1.高寒草地系统的生态环境 青海省位于青藏高原的东北部,约占青藏高原总面积的1/3。地理坐标东经89°35′~103°04′、北纬31°39′~39°19′。境内地势高峻,海拔在3 000 m以上的地区占80%以上,几条主要的山系均在4 000~6 000 m,构成了上千公里东西走向的长廊,山脉之间有复杂多样的地貌。全省除东部河湟谷地和柴达木盆地有少量种植业外,其余地区皆经营畜牧业,是我国重要的畜牧业基地之一。按照全国气候区划分,青海草地属青藏高寒区的3个气候带,主体是高原亚寒带,其次是高原温带和高原寒带,与气候带对应的草地分别是高寒草甸草地类、高寒草原草地类和高寒荒漠草地类。气候特点:温度低、温差大、降水少、日照长、风大、沙尘暴多,冷季长而干寒、暖季短而凉爽。年均温1.37℃,≥0℃积温为1 771.68℃;年均降水量为365.7 mm ,集中在6-8月,水热同步,有利于草地动、植物的生长繁衍;年均日照时间2 770.43 h,日照百分率为63.25%;大风、沙尘暴多分布在春季的2-4月,各地长短不一,大风一般为28~104 d,沙尘暴为13~19 d。青海土壤种类较多,有22个土类、53个亚类、161个土种。主要土种由高到低分别为高山寒漠土、高山草甸土、山地草甸土、高山草原土、栗钙土、黑钙土等。在生产上起决定作用的是高山草甸土和山地草甸土,约占天然草地的70%。其他是栗钙土和黑钙土,占天然草地和饲料地的20%左右。 2.高寒草地系统的植被 根据草地资源调查结果,青海草地共划分为9个草地类(7个亚

类),28个草地组,173个草地型。以草甸草地类为主体,占草地总面积的68.22%;其次是干草原草地类,占草地总面积的23.43% ;此外还有7.34%的荒漠草地类和0.79%的附带草地类。青海省常见的牧草为79科398属1 491种;重要牧草有16科72属285种。按各种牧草在地植被群落中的多度、盖度、生长量、适口性、营成分以及对动物生产的作用综合评价,可分为大经济类群。依次为禾本科、莎草科、菊科、豆科、藜科、杂类草。青海草地牧草的能量90%~95%来源于太阳能,经多年测量计算,全省每年平产鲜牧草941.47亿kg,即每年可提供可消化白17.1亿kg,无氮浸出物、脂肪等其它可消化养物质137.3亿kg。

模拟增温和添加氮素对高寒草甸草地生产力影响的初步研究

第２３卷Ｖ０１．２３第２期 Ｎｏ．２ 草地学报 ＡＣＴＡＡＧＲＥＳＴＩＡＳＩＮＩＣＡ ２０１５年３月 Ｍａｒ．２０１５ 模拟增温和添加氮素对高寒草甸草地 生产力影响的初步研究 郭红玉１’２，德科加１’弘，芦光新Ｈ，王伟２ （Ｉ．青海大学，青海西宁８１００１６；２．青海省畜牧兽医科学院，青海西宁８１００１６） 摘要：为探索高寒草地植被对模拟增温和添加氮素的响应机制，通过在野外对高寒草甸进行模拟增温和硝态氮、铵态氮的氮素添加试验，研究模拟增温和添加氮素对高寒草地群落物种组成、生产力及土壤水含量的影响。结果表明：增温和添加氮素可显著增加植物地上总生物量、优良牧草地上生物量和植被平均高度（Ｐ＜ｏ．０５）。增温处理能增加植物种类，且有利于杂类草生物量的增加；对几种主要植物来说，增温施氮互作下植株高度高于其他处理，土壤ｏ～１５和１５～３０ｃｍ水分均先减少后增加，且都为不增温不施肥处理最高。可见增温施氮互作处理能够促进植被的生长，但不利于土壤水分的增加。 关键词：高寒草甸；模拟增温；施氮；群落特征；土壤水分 中图分类号：Ｑ９４８．１５７文献标识码：Ａ文章编号：１００７—０４３５（２０１５）０２—０３２２—０６ ＴｈｅＩｍｐａｃｔｓｏｆＳｉｍｕｌａｔｉｖｅＷａｒｍｉｎｇａｎｄＡｄｄｉｎｇＮｉｔｒｏｇｅｎｏｎｔｈｅ ＧｒａｓｓｌａｎｄＰｒｏｄｕｃｔｉｖｉｔｙｏｆＡｌｐｉｎｅＭｅａｄｏｗ ＧＵＯＨｏｎｇ—ｙｕｌ”，ＤＥＫｅ－ｊｉａｌ＇２＊，ＬＵＧｕａｎｇ—ｘｉｎｌ＊，ＷＡＮＧＷｅｉ２ （１．ＱｉｎｇｈａｉＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｘｉｎｉｎｇ，ＱｉｎｇｈａｉＰｒｏｖｉｎｃｅ８１００１６，Ｃｈｉｎａ； ２．ＱｉｎｇｈａｉＡｃａｄｅｍｙｏｆＡｎｉｍａｌａｎｄＶｅｔｅｒｉｎａｒｙＳｃｉｅｎｃｅ，Ｘｉｎｉｎｇ，ＱｉｎｇｈａｉＰｒｏｖｉｎｃｅ８１００１６，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｏｅｘｐｌｏｒｅｔｈｅｒｅｓｐｏｎｓｅｍｅｃｈａｎｉｓｍｏｆｔｈｅａｌｐｉｎｅｍｅａｄｏｗｖｅｇｅｔａｔｉｏｎｔｏｓｉｍｕｌａｔｉｖｅｗａｒｍｉｎｇａｎｄａｄｄｉｎｇｎｉｔｒｏｇｅｎ，ｔｈｅｉｎｆｌｕｅｎｃｅｓｏｆｓｉｍｕｌａｔｉｖｅｗａｒｍｉｎｇａｎｄａｄｄｉｎｇｎｉｔｒｏｇｅｎｏｎｔｈｅｃｏｍｍｕｎｉｔｙｓｐｅｃｉｅｓｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎ，ｐｒｏｄｕｃ—ｔｉｖｉｔｙ，ａｎｄｓｏｉｌｗａｔｅｒｃｏｎｔｅｎｔｏｆａｌｐｉｎｅｍｅａｄｏｗｗｅｒｅｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｅｄｕｎｄｅｒｆｉｅｌｄｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ．Ｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｅｄｔｈａｔｗａｒｍｉｎｇａｎｄａｄｄｉｎｇｎｉｔｒｏｇｅｎｃｏｕｌｄｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｌｙｉｎｃｒｅａｓｅｔｈｅｔｏｔａｌａｂｏｖｅｇｒｏｕｎｄｂｉｏｍａｓｓｏｆｐｌａｎｔ，ｔｈｅａｂｏｖｅｇｒｏｕｎｄｂｉｏｍａｓｓｏｆｆｉｎｅｐａｓｔｕｒｅｓａｎｄｔｈｅａｖｅｒａｇｅｈｅｉｇｈｔｏｆｖｅｇｅｔａｔｉｏｎ（Ｐ＜Ｏ．０５）．Ｗａｒｍｉｎｇｔｒｅａｔｍｅｎｔｗａｓｂｅｎｅｆｉｃｉａｌｔｏｔｈｅｉｎｃｒｅａｓｅｓｏｆｐｌａｎｔｓｐｅｃｉｅｓａｎｄｗｅｅｄｂｉｏｍａｓｓ．Ｆｏｒｓｅｖｅｒａｌｍａｉｎｐｌａｎｔｓ，ｔｈｅｐｌａｎｔｈｅｉｇｈｔｏｆｂｏｔｈｗａｒｍｉｎｇａｎｄａｄｄｉｎｇ ｎｉｔｒｏｇｅｎｔｒｅａｔｍｅｎｔｗａｓｈｉｇｈｅｒｔｈａｎｏｔｈｅｒｔｒｅａｔｍｅｎｔｓ．Ｓｏｉｌｍｏｉｓｔｕｒｅｄｅｃｒｅａｓｅｄｆｉｒｓｔ，ａｎｄｔｈｅｎｉｎｃｒｅａｓｅｄｕｎｄｅｒｂｏｔｈ０～１５ａｎｄ１５～３０ｃｍ．Ｔｈｅｓｏｌｌｍｏｉｓｔｕｒｅｃｏｎｔｅｎｔｏｆｗｉｔｈｏｕｔｗａｒｍｉｎｇａｎｄｎｏｎ－ｎｉｔｒｏｇｅｎａｄｄｉｔｉｏｎｔｒｅａｔｍｅｎｔｒｅａｃｈｅｄ ｔｈｅｈｉｇｈｅｓｔｐｒｅｄｉｃｔｉｎｇｔｈａｔｂｏｔｈｗａｒｍｉｎｇａｎｄａｄｄｉｎｇｎｉｔｒｏｇｅｎｔｒｅａｔｍｅｎｔｃｏｕｌｄｐｒｏｍｏｔｅｔｈｅｇｒｏｗｔｈｏｆｖｅｇｅｔａｔｉｏｎ，ｂｕｔｎｏｔｃｏｎｄｕｃｉｖｅｔｏｔｈｅｉｎｃｒｅａｓｅｏｆｓｏｌｌｍｏｉｓｔｕｒｅｃｏｎｔｅｎｔ． Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：Ａｌｐｉｎｅｍｅａｄｏｗ；Ｓｉｍｕｌａｔｉｖｅｗａｒｍｉｎｇ；Ｎｉｔｒｏｇｅｎａｄｄｉｔｉｏｎ；Ｃｏｍｍｕｎｉｔｙｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ；Ｓｏｉｌｍｏｉｓｔｕｒｅ 温室效应和全球气候变化问题已成为世界各国政府和公众的广泛关注的焦点。近５０年来中国年平均气温的升高主要以北方为主，其中东北北部、内蒙古以及西部盆地已上升了４℃以上［１］，而且由于人类活动干扰，大气氮沉降速度也在增加，全球每年氮沉降到各类生态系统的活性Ｎ已高达４３．４７Ｔｇ?Ｎ?ａ叫［２１，气候变暖和大气氮沉降已经得到了社会各界的普遍关注。温度升高对植物的影响可分直接影响和问接影响口’４］。直接影响指温度升高将改变植物的光合特性，影响植物的生长，从而改变植物的物候特征［５。８１；间接影响指改变植物的土壤特性，从而影响生物量的生产及分配、群落的结构和生物的多样 收稿日期：２０１４—０４—２１；修回日期：２０１４—０７—０２ 基金项目：农业部公益性行业（农业）科研专项（２０１２０３００７）；国家自然科学基金“青藏高原草地耐低温纤维素分解真菌多样性研究” （４１２６１０６４）；国家自然科学基金“三江源区退化草地‘黑土滩’植物功能群时空动态与模拟模型”（４１１６１０８４）；青海大学综合实力提升工程建设项目“高原生态修复国际合作创新团队”（４０５６０５０６０１）资助 作者简介：郭红玉（１９８９），女，陕西延安人，硕士研究生，研究方向为高原牧草遗传育种资源研究与利用；＊通信作者Ａｕｔｈｏｒｆｏｒｃｏｒｒｅ—ｓｐｏｎｄｅｎｃｅ，Ｅ—ｍａｉｌ：ｋｊｄｅ５１２＠ａｌｉｙｕｎ．ｃｏｒｎ，Ｅ—ｍａｉｌ：ｌｕｑｘ７４＠ｑｑ．ｃｏｒｎ

高寒草地植被适应性变化与进化

高寒草地植被适应性变化与进化 和玉吉 (西南大学动物科技学院，重庆400716) 摘要：草地植物在进化过程中，不断与周围环境进行选择与被选择的作用，为了适应周围环境，形成许多外在形态和内在生理上的适应策略，最终导致草地生态系统在组成、结构、过程和功能等方面发生量和质的变化。本文主要简述了草地生态系统在进化演变中受到的各种环境因素与生物因素驱动力以及在这些因素的影响下草地植被发生的适应性变化，并从生态学的角度讨论了草地退化的本质，认为草地退化与植被进化有时是并存的。 关键词：进化群落环境因子生物因子 Adaptation and Evolution of Alpine Grassland He yuji (College of animal science and technology Southwest University, Chongqing 400716) Abstract:Natural selection and survival of the fittest in the process of evolution, Grassland plants form a number of external morphology and internal physiological adaptation strategy, eventually, composition structure, process and function of grassland ecosystem changed to adapt to the surrounding environment. This paper mainly describes the grassland ecosystem’s adaptive changes and t he driving force including environmental factors and biological factors, as well as, the nature of grassland degradation was discussed in the Angle of ecology. And it is suggested that vegetation evolution is being at the time grassland degradation. Abstract：evolution Community environment factor, biological factor evolution 1 我国草地现状 我们国草地资源主要包括北方草原、南方草山草坡、沿海滩涂、湿地和农区天然草地等。我国拥有草地资源3.92亿公顷，占国土面积的41.14％，仅次于澳大利亚，是世界第二草原大国。天然草地经过长时间的进化演替，已经达到演替顶级状态，植物群落稳定、植物种类多，类型结构复杂，但在人为因素，自然因素，社会因素的影响下，部分草地生态系统开始发生严重变化，甚至有些草地已沙漠化。近几年来，草地退化尤为受重视，并将草地退化定义为由于自然因素和人为因素导致草原的植物组成和土壤性质变劣，产草量下降，载畜量减少甚至不宜放牧的变化过程[1]。而从生态系统演化的角度看，草地退化是指草地由比较稳定的正常状态向着不稳定的方向演替的各个过程或演替阶段[2]。 所有的植物群落适应于一定的自然环境，均有一定的空间位置，但是每个群落都会受外界环境影响，因而群落又都是一个动态系统。而对于单个物种来说，植物遇到多变的气候环境或者土壤环境，会自主地调整行为，启动不同的基因，产生不同的生理生化代谢系统，以适应环境的变化来确保自身物种生存与繁衍，这就是植物的生态适应性。因此，在某种程度上草地植被的适应性进化与草地退化时并存的。 2 草地植被进化的驱动力 草地生态系统是陆地生态系统的一种重要群落类型，各种环境因子和生物因子对草地生态系统的结构和动态都起着重要作用，以下主要讲述在各环境因素及生物因素下草地植被所发生的适应性进化。 2.1 环境因子 自然作用是“塑造”生态系统的基本牵引力，它们决定着草地发生演替的方向，它们的作用一般来说是长期的、缓慢的[2]。然而，当这些作用力发生剧烈波动或变化时，就会切断或破坏生态过程的某一链节，扰乱生态系统的固有“秩序”[3]。植物在进化过程中，不断与周围环境进行选择与被选择的作用，最终形成许多外在形态和内在生理上的适应策略。因此，正受重视的全球变暖问题及青藏高原正升高的海拔尤为受重视。 2.1.1 全球变暖

青藏高原高寒草原生态系统土壤碳磷比的分布特征_王建林

青藏高原高寒草原生态系统土壤碳磷比的分布特征 王建林１，钟志明２＊，王忠红１，余成群２，沈振西２，张宪洲２，胡兴祥１，大次卓嘎１ （１．西藏农牧学院植物科学学院，西藏林芝８６００００；２．中国科学院地理科学与资源研究所，北京１００１０１ ）摘要：利用６７个样点数据，研究了青藏高原高寒草原土壤碳磷比的分布特征。结果表明，１）土壤碳磷比的平均值为２４．４５，变化幅度为１．０５～１７７．６９。在水平方向上，土壤碳磷比呈现出西北高东南低的总体态势和斑块状交错分布的格局，高值区主要集中在藏北高原腹地和喜马拉雅北麓湖盆区，不同草地型和不同自然地带土壤磷含量差异显著；２）１９个草地型不同土层（０～１０ｃｍ，１０～２０ｃｍ，２０～３０ｃｍ，３０～４０ｃｍ）碳磷比的平均值分别为２６．１５，３３．５９，３０．３３和２２．７６，表土层（１０～２０ｃｍ）与底土层（３０～４０ｃｍ）碳磷比差异显著。土壤剖面自上而下，碳磷比可分为低－高－低－高型、低－高－低型、高－低－高－低型、高－低－高型和由高到低型等５个类型；３） 土壤碳磷比与植被盖度、植被高度、２０～３０ｃｍ土壤容重、１０～２０ｃｍ土壤含水量、３０～４０ｃｍ土壤含水量、ＨＣＯ３ － 含量呈显著正相关关系，而与≥１０℃年积温、年均相对湿度、１０～２０ｃｍ地下生物量、０～１０ｃｍ土壤容重、０～１０ｃｍ土壤含水量、 速效钾、有机质、总有机碳、水解性碳含量呈显著负相关关系。关键词：青藏高原；高寒草原；土壤；碳磷比；分布特征 中图分类号：Ｓ８１２．２９ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００４－５７５９（２０１４）０２－０００９－１１ＤＯＩ：１０．１１６８６／ｃｙ ｘｂ２０１４０２０２ 土壤有机碳和磷素是土壤养分的重要组成部分 ［１］ ，也是植物生长发育的必需元素［ ２－ ４］。土壤碳磷比通常被认为是土壤磷素矿化能力的标志［ ５－ ６］。一方面，土壤碳磷比的高低对植物生长发育具有重要影响。如果碳磷比较低，则有利于微生物在有机质分解过程中的养分释放，促进土壤中有效磷的增加；反之，碳磷比较高，则会出现微生物在分解有机质的过程中存在磷受限，从而与植物存在对土壤无机磷的竞争，不利于植物的生长及ＮＰＰ的增加。另一方面，ＮＰＰ的大小以及植物组织中的碳磷比又直接决定了植物体死亡以后枯落物分解进入土壤的量和速率， 对生态系统碳素和磷素的平衡具有重要影响。近年来，生态化学计量学的发展为解决上述问题提供了有力的工具，它主要强调活有机体主要组成元素（特别是Ｃ、Ｐ） 的关系。应用化学计量学方法，研究碳磷比的区域分布规律已经成为近年来的研究热点［ ５］。青藏高原是地球上最大最高的高原，平均海拔在４０００ｍ以上，东西跨３１个经度，南北跨１３个纬度， 面积约占全国陆地总面积２６．８％［６－８］ ， 被誉为地球的“第三极”。高原地势高耸、空气稀薄、太阳辐射强，对亚洲甚至北半球的现代大气环流、气候和碳平衡等均产生了重要影响，也使得高原植被和土壤对气候变化极为敏感，因此它被称为全球变化的敏感区。正是这种独特的地理环境，使得青藏高原高寒草原生态系统在全球变化研究中占有特殊地位， 从而也为研究不同地理气候条件下的生态系统结构和功能提供了天然“实验室”。所以该地区一直是全球地学、 生态学界等关注的热点地区。近年来，围绕青藏高原在土壤碳储量［９］、土壤温室气体排放［１０］、土壤有机质周转［１１］以及土壤氮循环［１２］ 等方 面开展了大量的研究工作，但是目前很少有涉及整个高原面上跨不同植被带（不同自然地带）高寒草原生态系统土壤碳磷比分布的研究报道。为此，本研究试图通过对青藏高原不同植被下高寒草原生态系统土壤碳磷比的研究，以期揭示不同植被－土壤（不同自然地带）内高寒草原土壤碳磷比的空间分布特征，为理解青藏高原对气候变化响应的区域差异提供科学依据。１　材料与方法 第２３卷　第２期Ｖｏｌ．２３，Ｎｏ．２草　业　学　报 ＡＣＴＡ　ＰＲＡＴＡＣＵＬＴＵＲＡＥ　ＳＩＮＩＣＡ ９－１９ ２０１４年４月 ＊收稿日期：２０１３－０４－２６；改回日期：２０１３－０８－ ２９基金项目：国家自然科学基金资助项目（Ｎｏ．４１０６１００８）和国家科技支撑资助项目（Ｎｏ．２０１１ＢＡＤ１７Ｂ０５－４）资助。作者简介：王建林（１９６９－），男，甘肃临洮人，教授。Ｅ－ｍａｉｌ：ｘｚｗａｎｇｊ ｌ＠１２６．ｃｏｍ＊通讯作者。Ｅ－ｍａｉｌ：ｚｈｏｎｇｚｍ＠ｉｇ ｓｎｒｒ．ａｃ．ｃｎ

高寒草甸草原地表径流的若干特征分析

高寒草甸草原地表径流的若干特征分析 朱宝文1 ,常有奎2 ,马晓虹 2 (1.青海省刚察县气象局,青海刚察812300;2.青海省海北州气象局,青海海北810200) 摘要 [目的]揭示高寒草甸草原降水特性、土壤水分对草地地表径流和水土流失的影响。[方法]利用高寒牧区海北牧业气象试验站2005年9月~2007年10月观测的天然草地地表径流与大气降水、土壤水分及植被覆盖资料,分析了该地表径流的特征。[结果]高寒草甸草原年平均径流系数为0.18%,各季地表径流夏季>秋季>春季,分别占年总径流量的57.3%、36.0%和6.7%,冬季无地表径流;年水土流失量主要由几次大降水造成;地表径流量与降雨量呈明显的线性正相关关系,与30min 最大雨强表现出指数函数关系,与0~20cm 表层的土壤水分呈现显著的正相关关系。[结论]为高寒草甸草原水旱灾害的综合防治和实现水资源的可持续利用提供科学依据。关键词 地表径流;降水;水土流失;草甸草原 中图分类号 S 812.1 文献标识码 A 文章编号 0517-6611(2008)13-05588-03 Some Characteristic A nalysis o n Surface Runoff of Alpine Meadow Gr assland ZHU Bao 2w en et al (Haibei Meteo rolo g y E xperi ment S tatio n of Stockb reedi ng of Qin ghai Pro vi nce,Hai bei,Qin g hai 810200) Abstract [O bjectiv e]The aimwas to reveal the effect o f p recipi tatio n characteristics and s oil moi sture in al pine m ead o w g rassland on su rface runo ff and soil and w ater lo ss in g rassland.[M eth od]The feature o f the s urface ru no ff w as analyz ed b y u sing the d ata o f su rface run off in natural grassland and atmo 2s pheric preci pitatio n,s oil moi sture and v egetatio n co v er,w hich w ere o bserv ed b y Haibei Meteo rol og y E xperi ment Statio n o f S tockb reedi ng o f al pi ne pastur 2in g area fro m Sep.2005to Oct.2007.[Res ult]T he an nual mean ru no ff coefficien t o f alpine meado w g rassland w as 0.18%,the su rface run off o f each seas on i n o rd er w as su mm er >au tum n >s prin g,acco unted fo r 57.3%,36.0%and 6.7%of annual to tal ru noff resp.,an d there w as n o surface runo ff in win ter.T he yearly soil andwater l oss vo lu me was mainly caused b y several large p recipitation,the v o lume of surface ru no ff sho w ed a o bvio usl y p ositiv e correlatio n w ith the rainfall,and exp onen tial fu nctio n with 30min o f maxi mu m rai n in tensity ,and a si gnifican tl y po si tiv e linearity co rrelati on with soil m oistu re i n 0~20cm s urface.[C onclusio n]The stu dy pro vi ded the scien tific basi s for i ntegrated co ntro l of flo od and d ro ug ht disasters in alpine meado w g rassland and fo r sustai nable u tilization of w ater resou rce. Key w ords Surface ru noff;Precipitatio n;Soil &w ater los s;M ead o w g rasslan d 基金项目 青海省气象局科研项目(2007002)。 作者简介 朱宝文(1976-),男,青海刚察人,工程师,从事农业与生 态气象研究。 收稿日期 2008202229 地表径流是陆地上重要的水文现象,集中反映了流域植被、土壤、气候和其他一些综合水文特征,是衡量植被保持水土、涵养水源、削减洪峰等效益的一个基本指标[1]。大气降水是产生地表径流的原动力,影响草地土壤储水量、地下水位变化[2] 。国内外科技工作者就大气降水产生的地表径流和水土流失,在不同的地区和下垫面背景下进行了研究和探索,但这些研究主要集中在森林生态系统和黄土丘陵区[1-8],对草地地表径流特征的研究尚不多见[9-10]。鉴于此,笔者利用2005~2007年青海湖北岸高寒草甸草原地表径流定位观测资料和相对应的降水数据,分析归纳了高寒草甸地表径流的若干特征,对评价高寒草地天然牧草对降雨的吸收利用能力,建立区域地表径流和水土流失预报方程,以便为高寒草甸草原水旱灾害的综合防治和实现水资源的可持续利用提供科学依据。1 材料与方法 1.1 试验地概况 试验地设在青海省海北牧业气象试验站野外研究基地,土壤类型为栗钙土。海拔3140.0m ,地理位置E 100b 51c ,N 36b 57c ,年平均气温0.5e ,年平均降雨量391.9m m,年蒸发量143 2.8m m,年日照时数2912.7h,平均无霜期48d 。该区地处欧亚大陆腹地,属典型的高原大陆性气候。 在试验区内设2个径流场,面积为2m @5m,坡度为20b ,坡向为西北)东南,径流场的两侧筑有隔离带,上部设有截水沟和较大的土埂,以防外界径流流入场内,将场内的径流汇集到混凝土砌成的积水池中的集水缸中。所建小区植被和土壤保持自然状态,下垫面为高寒草甸草原草场,植被高度为20~40c m,群落盖度为65%~95%。优势种牧草为 西北针茅(S tipa kr ylo vii ),常见的伴生草种有冷地早熟禾(Poa c rym o phila)、矮嵩草(Kob re sia hum ilis)、斜茎黄芪(A stragalus a dsu rge ns)、猪毛蒿(A rte m isia sc o pa ria)等,植被均匀[11]。1.2 试验方法 采用闭合小区的常规方法,用自记雨量计观测降雨量和降雨过程。降雨测量仪器安置在试验区东南方(水平距离100m)的气象观测场内,主要观测内容有:降雨量、降雨强度、降雨历时、地表径流量等。观测时间因降雨情况而异,大雨或连续降雨产生径流时用雨量筒观测集水缸内的水量,以径流深(m m)表示。 1.3 数据处理 对2005年8月~2007年10月所观测到的17次地表径流及相关降雨因子、下垫面性质等资料,利用Ex 2ce l 办公软件和SP S S 统计软件进行处理。 2 结果与分析 2.1 降雨特性分析 由表1可知,高寒草甸草原降雨年际变化较明显,2006年总降雨日数117d,降雨量422.0m m ,最大日降雨量为7月6日的14.8m m;2007年总降雨日数113d,降雨量455.9m m ,最大日降雨量为8月30日的32.1mm 。年际间不同降水强度的降雨日数和降雨量也有较大的差异。2.2 径流系数 地表径流形成与降雨(降水量、降雨历时、降雨强度)、植被状况(地被物、枯落物的持水量)以及土壤的物理性状(土壤前期含水量、孔隙度)等因子密切相关。地表径流系数等于径流量与降雨量的比值。2006、2007年径流量为0.92、0.47m m ,分别占大气降雨量的0.23%和0.12%,年平均径流系数为0.18%。说明高寒草甸草原天然草地植被蓄留水分和保持水土能力较强。年际间径流量差异大,2006年年径流量几乎是2007年的1倍。影响年径流量的因素是多方面的,除与年降雨量的大小有关外,主要是与全年中的降雨分配的均匀程度、频度,尤其是高雨量级的频度密切相关[9]。分析径流系数一年中的分配情况发现,高寒草甸草原地表径流主要发生在夏秋季,其中以夏季最多,占年总径流 安徽农业科学,Jo u rn al o f An hu i A gri.Sci.2008,36(13):5588-5590 责任编辑 郑丹丹 责任校对 马君叶

青藏高原退化高寒草地生态系统恢复和可持续发展探讨_武高林

青藏高原退化高寒草地生态系统恢复和可持续发展探讨＊ 武高林①　杜国祯② ①博士,②教授,兰州大学干旱与草地生态教育部重点实验室,兰州大学生命科学学院,兰州730000 ＊基金项目:国家自然科学重大研究计划西部专项项目(90202009) 关键词　青藏高原　高寒草地　退化　恢复　可持续发展 近年来,青藏高原草地生态环境安全引起人们的高度重视,但是其生态环境仍处于不断恶化的状态。本文分析了青藏高原高寒草地生态系统的草地退化现状、退化因素和改良技术研究等,并针对其现状和恢复目标,为高寒草地生态系统和草地畜牧业的可持续发展提出了一些建议:加强高寒草地生态系统的基础研究,建立综合的草地改良和恢复技术体系,加强草地生态系统的管理,建立合理的草地放牧制度体系,并建立高效的饲草供应人工草地,在退化草地上建立集约化的高效社区模式草地畜牧业体系,改变退化草地生态功能,是实现退化高寒草地生态恢复、生物多样性保护和经济可持续发展的最佳措施。 1青藏高原高寒草地生态系统退化现状青藏高原高寒草地是世界上海拔最高、面积最大、类型最为独特的草地生态系统,自古以来就是我国重要的牧区之一,是广大藏族同胞赖以生存的基础。其次,青藏高原是北半球气候的启动区和调节区,高寒草地生态系统是否稳定不仅对我国的东部和西南部的气候产生巨大的影响,而且也对北半球甚至全球的气候产生明显的影响。青藏高原是我国黄河、长江等主要水系的发源地,高寒草地在涵养水源、保持水土方面发挥着重要的生态作用。从某种意义上讲,它是黄河、长江等下游地区各民族生存与发展的根基。高寒草地植被也是“世界第三极”地区重要的碳库,对该地区生态系统的碳源-碳库的平衡起着一定调节作用。随着全球CO2浓度的提高和气候变化的影响,高寒草地固定碳源、影响气候变化的作用越来越引起人们的重视。由此可见,青藏高原的环境效应不仅直接塑造了中华民族辉煌的过去,也必将继续对中华民族未来的发展和千秋万代的根本利益产生深刻的影响。另外,作为青藏高原向黄土高原和内陆盆地的过渡,青藏高原东部的高寒草地生物资源异常丰富,蕴育着众多世界上独特的土著生物和种质资源。高寒草地是世界唯一的高寒生物种质资源库,其生物种类丰富,青藏高原已记录的真菌5000种,维管束植物12000种,脊椎动物约为1300种,昆虫4100种。但随着人类活动加剧以及对生物资源开发力度的加大,生物种质资源受到破坏,生物多样性降低。因此,该地区是我国生物多样性保护的关键地区之一。由于环境条件的恶化,资源短缺,使动植物失去生存环境,造成物种减少,生物多样性降低。高寒草地生态系统资源丰富,草质柔软、营养丰富,具有高蛋白、高脂肪、高碳水化合物以及纤维素含量低、热值含量高等特点,是发展高原草地畜牧业的物质基础。但是,由于长期忽视了对草地资源的科学管理,粗放经营,超载过牧,以及对草地资源不合理的开发利用,使人类生存最关键的生物多样性受到严重威胁,濒危动植物名录不断增加,许多珍稀动植物不断消失,草地植物群落结构发生变化,优良牧草丧失竞争和更新能力而逐渐减少,同时毒杂草比例增加,整个草场植被组成以家畜不喜食或有毒、有害的杂类草为优势。可以归结为两个方面:从结构上来看,要么形成黑土滩甚至沙化,要么恶性杂草的比例增加,降低草场质量;从功能上来看,生态系统生产力降低,生物多样性和生态系统功能的严重丧失。人类在从事社会活动过程中,其目的是促进经济的发展,但是在经济发展的现阶段,较多地运用经济尺度来衡量其活动价值,而在一定程度上忽略了生态尺度。草地生态破坏的经济损失是难以估量的。以青海省为例,生态破坏经济损失的18.3966亿元总值中,以草地生态破坏损失值最大,为9.7076亿元,占总损失值的52.76%[1]。掠夺式经营、过度放牧、鼠虫危害以及人类活动的干扰,使草地严重 · 159 ·

气候变化对青藏高原高寒草地生态系统草丛-地境界面微生物的影响研究进展

第２２卷第２期草地学报２０１４年３月Ｖ０１．２２Ｎｏ．２ＡＣＴＡＡＧＲＥＳＴＩＡ ＳＩＮＩＣＡＭａｒ．２０１４ｄｏｉ：１０．１１７３３／ｊ．ｉｓｓｎ．１００７—０４３５．２０１４．０２．００４ 气候变化对青藏高原高寒草地生态系统 草丛一地境界面微生物的影响研究进展 芦光新１，陈秀蓉孙，王军邦¨，吴楚４ （１．青海大学农牧学院，青海西宁８１００１６；２．甘肃农业大学草业学院，甘肃兰州７３００７０； ３．中国科学院地理科学与资源研究所，北京１０００９４；４．长江大学园艺园林学院，湖北荆州４３４０２５）摘要：由于自然因素或人类因素驱动，以ＣＯｚ浓度增加、气候变暖、大气氮沉降等为主要特征的生态效应对草地生态系统产生了复杂的影响。草丛一地境界面中草地植被和土壤环境对全球变化的响应十分敏感，土壤微生物与草地植被和土壤环境之间的关系密切，不同层面上微生物对全球变化的响应特征不同。气候变化的各个因素对土壤微生物有直接或间接的作用，且目前作用机制尚不明确。本文综述了全球变化因子，包括ＣＯ。浓度、气温及氮沉降等因素对草地土壤微生物影响的相关研究进展，在此基础上分析评述了全球变化对草地生态系统微生物多样性的影响及微生物的响应机制，并对未来研究需关注的问题和方向进行了探讨和展望。 关键词：全球变化；草地生态系统；微生物群落多样性；草丛一地境界面 中图分类号：Ｑ９４８文献标识码：Ａ文章编号：１００７—０４３５（２０１４）０２—０２３４～０９ ＲｅｓｅａｒｃｈＰｒｏｇｒｅｓｓｅｓｏｎｔｈｅＥｆｆｅｃｔｓｏｆＧｌｏｂａｌＣｈａｎｇｅｏｎｔｈｅＭｉｃｒｏｂｅｓｏｆＰｌａｎｔ—ｓｉｔｅＩｎｔｅｒｆａｃｅｉｎＡｌｐｉｎｅＧｒａｓｓｌａｎｄＥｃｏｓｙｓｔｅｍ ＬＵＧｕａｎｇ—ｘｉｎｌ，ＣＨＥＮＸｉｕ—ｒｏｎｇ弘，ＷＡＮＧＪｕｎ—ｂａｎｇ¨，ＷＵＣｈｕ４ （１．ＡｇｒｉｃｕｌｔｕｒｅａｎｄＡｎｉｍａｌＨｕｓｂａｎｄｒｙＣｏｌｌｅｇｅ，ＱｉｎｇｈａｉＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｘｉｎｉｎｇ，ＱｉｎｇｈａｉＰｒｏｖｉｎｃｅ８１００１６，Ｃｈｉｎａ； ２．ＰｒａｔａｃｕｈｕｒａｌＣｏｌｌｅｇｅ，ＧａｎｓｕＡｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｌａｎｚｈｏｕ，ＧａｎｓｕＰｒｏｖｉｎｃｅ７３００７０，Ｃｈｉｎａ： ３．ＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＧｅｏｇｒａｐｈｉｃＳｃｉｅｎｃｅｓａｎｄＮａｔｕｒｅＲｅｓｏｕｒｃｅｓＲｅｓｅａｒｃｈ，ＣＡＳ，Ｂｅｉｊｉｎｇ１００１０１，Ｃｈｉｎａ； ４．ＣｏｌｌｅｇｅｏｆＨｏｒｔｉｃｕｌｔｕｒｅａｎｄＧａｒｄｅｎｉｎｇ，ＹａｎｇｔｚｅＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｊｉｎｇｚｈｏｕ，ＨｕｂｅｉＰｒｏｖｉｎｃｅ４３４０２５，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅｅｆｆｅｃｔｓｏｆｇｌｏｂａｌｃｈａｎｇｅｓｏｎｇｒａｓｓｌａｎｄｅｃｏｓｙｓｔｅｍｓｈａｖｅｂｅｃｏｍｅａｆｏｃｕｓｏｆｇｒｅａｔｃｏｎｃｅｒｎｉｎｔｈｅｗｈｏｌｅｗｏｒｌｄｄｕｅｔｏｎａｔｕｒａｌｆａｃｔｏｒｓａｎｄｈｕｍａｎａｃｔｉｖｉｔｉｅｓ．Ｔｈｅｅｃｏｌｏｇｉｃａｌｅｆｆｅｃｔｓｏｆｇｌｏｂａｌｃｈａｎｇｅｓ。ｉｎ—ｅｌｕｄｉｎｇｅｌｅｖａｔｅｄＣ０２，ｗａｒｍｉｎｇ，ａｎｄｉｎｃｒｅａｓｅｄｎｉｔｒｏｇｅｎｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ，ｏｎｇｒａｓｓｌａｎｄｅｃｏｓｙｓｔｅｍｓａｒｅｃｏｍｐｌｅｘ． Ｔｈｅｒｅｓｐｏｎｓｅｓｏｆｔｈｅｇｒａｓｓｌａｎｄｖｅｇｅｔａｔｉｏｎａｎｄｓｏｉｌｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔｏｆｐｌａｎｔ—ｓｉｔｅｉｎｔｅｒｆａｃｅｔｏｇｌｏｂａｌｃｈａｎｇｅｓ ａｒｅｖｅｒｙ ｓｅｎｓｉｔｉｖｅ，ａｎｄｔｈｅｒｅｉＳａｃｌｏｓｅｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐｂｅｔｗｅｅｎｓｏｉｌｍｉｃｒｏｂｉａｌｃｏｍｍｕｎｉｔｉｅｓａｎｄｔｈｅｐｌａｎｔ—ｓｉｔｅｉｎｔｅｒ—ｆａｃｅｏｆｇｒａｓｓｌａｎｄｅｃｏｓｙｓｔｅｍ．Ｔｈｅｒｅｓｐｏｎｓｅｍｅｃｈａｎｉｓｍｓｏｆｍｉｃｒｏｏｒｇａｎｉｓｍｓｔｏｇｌｏｂａｌｃｈａｎｇｅｓｄｉｆｆｅｒｆｒｏｍｄｉｆｆｅｒｅｎｔｌｅｖｅｌｓ．Ｔｈｅｆａｃｔｏｒｓｏｆｃｌｉｍａｔｅｃｈａｎｇｅｓｈａｖｅｄｉｒｅｃｔｏｒｉｎｄｉｒｅｃｔｅｆｆｅｃｔｓｏｎｓｏｉｌｍｉｃｒｏｏｒｇａｎｉｓｍｓ．ｂｕｔｔｈｅｍｅｃｈａｎｉｓｍｓａｒｅｓｔｉｌｌｎｏｔｃｌｅａｒ．Ｔｈｅｅｆｆｅｃｔｓｏｆｇｌｏｂａｌｃｈａｎｇｅｓ，ｉｎｃｌｕｄｉｎｇｅｌｅｖａｔｅｄＣ０２，ｗａｒｍｉｎｇ，ａｎｄｉｎｃｒｅａｓｅｄｎｉｔｒｏｇｅｎｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ，ｏｎｔｈｅｓｏｉｌｍｉｃｒｏｂｉａｌｃｏｍｍｕｎｉｔｙｄｉｖｅｒｓｉｔｉｅｓｏｆｇｒａｓｓｌａｎｄｅｃｏｓｙｓｔｅｍｓａｎｄｔｈｅｒｅｓｐｏｎｓｅｍｅｃｈａｎｉｓｍｓｏｆｇｒａｓｓｌａｎｄｍｉｃｒｏｏｒｇａｎｉｓｍｓｔｏｇｌｏｂａｌｃｈａｎｇｅｓａｒｅｒｅｖｉｅｗｅｄｉｎｔｈｉｓｐａｐｅｒ．Ａｎｄｔｈｅｉｓ－ｓｕｅｓａｎｄｒｅｓｅａｒｃｈｔｒｅｎｄｓａｒｅｄｉｓｃｕｓｓｅｄ． Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：Ｇｌｏｂａｌｃｈａｎｇｅｓ；Ｇｒａｓｓｌａｎｄｅｃｏｓｙｓｔｅｍｓ；Ｍｉｃｒｏｂｉａｌｃｏｍｍｕｎｉｔｙｄｉｖｅｒｓｉｔｙ；Ｐｌａｎｔ—ｓｉｔｅｉｎｔｅｒｆａｃｅ 人类的生存依赖于地球环境及其资源的可持续利用和发展。但近年来，由于自然因素或人类因素驱动，以ＣＯ。浓度增加、气候变暖、大气氮沉降等为主要特征的生态效应对生态系统产生了复杂的影响，在全球范围逐步引发了地球环境的变化或与全球环境有重要关联的区域环境的变化¨２｜。草地是 收稿日期：２０１３－０６—２９；修回日期：２０１３一１１—１０ 基金项目：国家自然科学基金“青藏高原草地耐低温纤维素分解真菌多样性研究”（４１２６１０６４）；“退化高寒草甸碳吸收和释放对气候变化的响应对比研究”（３１２７０５２０）资助 作者简介：芦光新（１９７４一），男，青海湟中人，博士，教授，主要从事草地微生物多样性及功能利用研究，Ｅ—ｍａｉｌ：ｌｕｇｘ７４＠ｑｑ．ｃｏｍ；＊通信作者Ａｕｔｈｏｒｏｆｃｏｒｒｅｓｐｏｎｄｅｎｃｅ，Ｅ—ｍａｉｌ：ｊｂｗａｎｇ＠ｉｇｓｎｒｒ．ａｃ．ｃｎ；ｃｈｅｎｘｉｕｒｏｎｇ＠ｇｓａｕ．ｅｄｕ．ｃａ

高寒草甸不同类型草地土壤养分与物种多样性_生产力关系_王长庭

收稿日期：２００６－１１－０８ 基金项目：中国科学院“ 百人计划”项目，国家自然科学基金项目（３０３７１０２１）、（４０４７１１３３）和中国科学院野外台站基金项目资助作者简介：王长庭（１９６９－），男，青海湟源人，博士，畜牧师，主要从事植物生态、恢复生态学和反刍动物营养方面的研究。＊通讯作者：Ｅ－ｍａｉｌ：ｗｃｔ＠ｎｗｉｐｂ．ａｃ．ｃｎｏｒｗｃｈｔ６＠ｈｏｔｍａｉｌ．ｃｏｍ 高寒草甸不同类型草地土壤养分与物种多样性 ——— 生产力关系王长庭１，龙瑞军２，曹广民１，王启兰１，景增春１，施建军３ （１．中国科学院西北高原生物研究所，青海西宁８１０００８；２．兰州大学，甘肃兰州７３００７０； ３．青海省畜牧兽医科学院草原所，青海西宁８１０００３） 摘要：研究了高寒草甸不同类型草地土壤养分与多样性—生产力之间的关系，即物种多样性对生产力的效应如何 受到资源供给率等因素的影响。结果表明：以莎草类为优势种的藏嵩草沼泽化草甸群落其总生物量（包括地上和地下生物 量）最高（１３，１９６．９６±７１９．６９ｇｍ－２ ）、小嵩草草甸和金露梅灌丛群落为中等水平（２，８６９．５８±１４７．５２ｇｍ－２、２，６７２．９４± １２２．４９ｇｍ－２）、 矮嵩草草甸群落为最低（２，１５３．０８±１４１．９５ｇｍ－２ ）。在藏嵩草沼泽化草甸群落中，总生物量和物种丰富度呈显著负相关 （Ｐ＜０．０５）；地上生物量与土壤有机质、土壤含水量和群落盖度显著正相关（Ｐ＜０．０５）；地下生物量和土壤含水量显著正相关（Ｐ＜０．０５）。 在矮嵩草草甸、小嵩草草甸、金露梅灌丛群落中，地上生物量与土壤有机质和土壤总氮显著正相关（Ｐ＜０．０５）。 以上结果说明生物量的分布与土壤营养和水分变化相一致。在矮嵩草草甸、小嵩草草甸和金露梅灌丛中，多样性有随土壤养分的增加而增加的趋势；在藏嵩草沼泽化草甸中，则呈现负相关的关系。 关 键 词：高寒草甸；多样性；生产力；土壤养分 中图分类号：Ｓ１５８．３；Ｓ８１２．２ 文献标识码：Ａ 文章编号：０５６４－３９４５（２００８）０１－０００１－０８ 近年来，评价植物多样性对生态系统功能影响的实验研究越来越多［１，２］。很多实验研究都集中在植物多样性（物种丰富度）怎样变化而影响生产力。另外，也有许多实验报道土壤营养的很多方面对生产力的影响［３，４］及功能群多样性和组成对植物群落生产力的影响［５］。物种多样性导致生产力升高的实验结果引起人们极大的关注，很大程度上是因为这些结果与自然界中观察到的现象是相反的：自然界中高产的生态系统往往物种多样性低［６］。深入研究生物多样性动态、生态系统过程以及非生物因素的交互作用已经成为当前该领域面临的主要挑战［７］。Ｍｕｌｄｅｒｅｔａｌ［８］认为，高的植物多样性（物种丰富度）通过增加群落生物量，从而总氮含量随之增加；实验样地中豆科植物的含量对地上部分Ｎ ％有重要的影响，但对地上生物量的影响很小；植物多 样性通过增加生物量和减少地上部分Ｎ％而影响根部 氮的含量；在实验早期多样性高的群落，抽样效应对生物量和总氮含量有较大的影响。但是随着时间的推移这种作用减弱，而多样性的其他正效应变得很重要。由抽样效应［９，２，１０］引起的生物量随着多样性的增加而增加［１１－１３］的实验中，由于包括具有固氮作用的物种如豆科植物的可能性增加，豆科植物不仅通过固氮作用提供很多本身需要的氮，减低与其它物种的竞争，而且通过淋溶或分解作用为其它物种增加土壤中氮含量，因为增加多样性使生态位的互补性增加，生态 位互补作用导致比较大的总氮量提供给植物群落。 在生物多样性和生态系统功能的研究中，自然状态下的草地生态系统越来越受到关注，特别是自然状态下植物群落物种的组成及其生物量的变化。群落生态学试图解释当群落中能量和资源的供给贫乏时，物种丰富的群落怎样实现物种的共存？假如土壤营养限制植物的生长，那么某一植物群落土壤营养丰富是否会促进一个或几个植物种的生长，从而影响到植物群落的生产力？是否影响到群落物种丰富度（多样性的变化）？因此，怎样利用自然植被来恢复退化的生态系统，保护草地生物多样性，提高草地生态系统生产力，探讨高寒草甸不同草地类型其群落生产力—多样性的维持机制，了解植物群落生物量的变化如何受到土壤营养含量等因素的影响，从而更好地理解其结构和功能特征，需要我们进行大量的研究工作，为生物多样性的生态系统功能的理论研究提供实验证据。为此，我们在高寒草甸不同草地类型调查了土壤营养与多样性—生产力之间的关系，得出了一些初步的研究结果。 １研究地区与研究方法 １．１自然概况 本研究于２００２、２００３、２００４年８月在中国科学院 海北高寒草甸生态系统开放实验站进行。地处３７°２９′ ￣３７°４５′Ｎ，１０１°１２′￣１０１°３３′Ｅ，海拔３２００￣３２５０ｍ。年 Ｖｏｌ．３９，Ｎｏ．１Ｆｅｂ．，２００８ 土壤通报 ＣｈｉｎｅｓｅＪｏｕｒｎａｌｏｆＳｏｉｌＳｃｉｅｎｃｅ 第３９卷第１期２００８年２月