青藏高原典型高寒草地地上-地下的退化过程和禁牧恢复效果研究
发布时间：2021-11-27 01:12
由于高海拔和独特的高寒气候,青藏高原高寒生态系统非常敏感和脆弱。近年来,在气候变化和人类活动的影响下,高寒草地发生了不同程度的退化,严重影响牧民的生产和生活,威胁到我国甚至整个亚洲地区的生态安全。本文通过收集历史文献数据,并在红原高寒草甸和申扎高寒草原两个站点分别选取7个典型连续退化梯度草地进行实验观测,对红原站的7个退化梯度样带进行了1年的禁牧实验,同时研究了红原地区严重沙化的草地土壤和植被特征沿自然恢复时间序列的变化情况。分别从区域和站点两个尺度探索了青藏高原高寒草地退化和恢复演替过程,旨在为该地区草地利用、保护和适应性管理提供依据。主要研究结果如下:（1）区域尺度上,植物盖度、地上生物量、地下生物量、物种多样性、土壤水分、有机碳和全氮均随着退化程度的加深呈下降趋势,而土壤容重和p H则显著上升。不论高寒草原和高寒草甸,中度和重度退化程度的土壤水分、有机碳、全氮、全磷、植被盖度和地上生物量与近似未退化草地相比均显著下降,容重显著上升（P<0.05）,且退化程度越强,变化幅度越大。（2）站点尺度上,随着退化程度的加强,植物地上生物量、物种丰富度和多样性均明显降低,而杂草相对于禾...
【文章来源】：北京林业大学北京市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：152 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
毒杂草（狼毒）入侵退化的高寒草地Figure1.1Toxicweed(Stellerachamaejasme)invadesindegradedalpinegrasslands注：（A）：高寒草原的狼毒；（B）：典型草原的狼毒；（C）：围栏外的狼毒；（D）：狼毒的白色花冠；（E）：高寒草原的狼毒景观；（F）：无人机拍摄的荒漠草原狼毒景观格局
青藏高原典型高寒草地地上-地下的退化过程和禁牧恢复效果研究4西南部等草原均有分布，如图1.2所示。据统计，中国天然草地约有1300种毒杂草，影响面积达3.3×105hm2(ShiandWang,2004;Zhaoetal.,2010)。毒杂草扩散不仅导致可利用草场面积减少，而且会毒害甚至杀死家畜，为牧民造成经济损失，仅在中国，毒杂草每年造成的直接和间接经济损失就达数十亿元(Shi2001)，严重阻碍了畜牧业的健康发展(Braunetal.,2003;Zhaoetal.,2013)。图1.2狼毒的分布示意图Figure1.2DistributionofStellerachamaejasme注：本图的狼毒分布范围参考了相关历史文献记载(Zhangetal.,2010;Zhaoetal.,2010;刘英etal.,2004;邢福etal.,2002)。Note:ThedistributionofStellerachamaejasmeisrefeeredtopreviousliteratures(Zhangetal.,2010;Zhaoetal.,2010;刘英etal.,2004;邢福etal.,2002).草地退化除了导致植物群落结构的变化外，还对草地生产力产生直接影响。其中，植物地下生物量作为土壤有机质的主要来源，在陆地生态系统的碳氮循环中起着至关重要的作用(Mokanyetal.,2010;Sunetal.,2013a)，特别是在植物80%以上的碳都储存在根部的草地生态系统(Lietal.,2008d;Yangetal.,2009)。在青藏高原的高寒草地生态系统，植物的根茎比可以达到5.8之多(Yangetal.,2009)，植物地下生物量占草地总生产力的主要部分(Lietal.,2011b)。截至目前，青藏高原高寒草地被认为是一个“碳汇”系统(Katoet
1引言11壤中获取养分和水分(Sunetal.,2009)。在不利的生长条件下，杂草根际微生物通过优化养分供应和促进植物代谢来刺激植株增长和提高系统抗性(Cuietal.,2015;Huietal.,2018;Lehmannetal.,2011;LugtenbergandKamilova,2009)。也有研究证明，杂草植物的内生菌也使其对环境胁迫具有更高的耐受性(HydeandSoytong,2008;Jinetal.,2014;Sieber,2007)。图1.3杂草的适应性策略示意图Figure1.3Conceptualgraphoftheadaptivestrategiesofweeds注：黄、蓝和橘红色背景分别代表杂草对环境压力、来自其他植物的竞争压力和动物干扰的适应性策略。Note:Yellow,blue,andorangebackgroundsrepresentstrategiesforenvironmentalstress,competitionfromotherplants,andanimaldisturbance,respectively.生物量最优分配法则强调，植物通过在不同器官间合理分配光合作用产物，以最大限度地提高不同生境中的生长速度(Chapinetal.,1987)。遵循最优分配法则，杂草在干旱胁迫下会将更多的生物量分配给向水性根系(孙建等,2014)。其他研究表明，杂草植株大
【参考文献】：
期刊论文
[1]Degradation induces changes in the soil C:N:P stoichiometry of alpine steppe on the Tibetan Plateau[J]. ZHANG Zhen-chao,HOU Ge,LIU Miao,WEI Tian-xing,SUN Jian. Journal of Mountain Science. 2019(10)
[2]青藏高原高寒草地生态系统的适应性管理[J]. 孙建,张振超,董世魁. 草业科学. 2019(04)
[3]青藏高原不同退化梯度高寒草地植被与土壤属性分异特征[J]. 詹天宇,侯阁,刘苗,孙建,付顺. 草业科学. 2019(04)
[4]若尔盖地区沙化草地土壤酶协同和抑制效应[J]. 王毅,刘碧颖,刘苗,孙建,曾涛. 草业科学. 2019(04)
[5]基于群落结构及土壤理化性质对围封7年青藏高原东南缘高山草地的综合评价[J]. 周天阳,高景,王金牛,孙建,徐波,薛晶月,贺俊东,谢雨,吴彦. 草业学报. 2018(12)
[6]黄土高原草地次生演替过程中微生物群落对植物群落的响应[J]. 白丽,范席德,王洁莹,赵发珠,薛科社. 生态环境学报. 2018(10)
[7]退化高寒草地土壤养分、酶活性及生态化学计量特征[J]. 李海云,张建贵,姚拓,杨晓玫,高亚敏,李昌宁,李琦,冯影. 水土保持学报. 2018(05)
[8]不同亚高山草甸群落类型的土壤入渗特征及影响因素[J]. 宋爱云,董林水,刘世荣,刘京涛. 水土保持研究. 2018(03)
[9]高寒草地健康定量评价及生产——生态功能提升技术集成与示范[J]. 董全民,周华坤,施建军,董世魁,尚占环,汪新川,尚永成,赵之重,李世雄,王彦龙. 青海科技. 2018(01)
[10]退化高寒草甸土壤微生物及酶活性特征[J]. 尹亚丽,王玉琴,鲍根生,王宏生,李世雄,宋梅玲,邵宝莲,温玉存. 应用生态学报. 2017(12)
硕士论文
[1]青藏高原高寒草甸冻融退化过程中群落及化学计量特征的研究[D]. 周杰.兰州大学 2013
本文编号：3521297
【文章来源】：北京林业大学北京市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：152 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
毒杂草（狼毒）入侵退化的高寒草地Figure1.1Toxicweed(Stellerachamaejasme)invadesindegradedalpinegrasslands注：（A）：高寒草原的狼毒；（B）：典型草原的狼毒；（C）：围栏外的狼毒；（D）：狼毒的白色花冠；（E）：高寒草原的狼毒景观；（F）：无人机拍摄的荒漠草原狼毒景观格局
青藏高原典型高寒草地地上-地下的退化过程和禁牧恢复效果研究4西南部等草原均有分布，如图1.2所示。据统计，中国天然草地约有1300种毒杂草，影响面积达3.3×105hm2(ShiandWang,2004;Zhaoetal.,2010)。毒杂草扩散不仅导致可利用草场面积减少，而且会毒害甚至杀死家畜，为牧民造成经济损失，仅在中国，毒杂草每年造成的直接和间接经济损失就达数十亿元(Shi2001)，严重阻碍了畜牧业的健康发展(Braunetal.,2003;Zhaoetal.,2013)。图1.2狼毒的分布示意图Figure1.2DistributionofStellerachamaejasme注：本图的狼毒分布范围参考了相关历史文献记载(Zhangetal.,2010;Zhaoetal.,2010;刘英etal.,2004;邢福etal.,2002)。Note:ThedistributionofStellerachamaejasmeisrefeeredtopreviousliteratures(Zhangetal.,2010;Zhaoetal.,2010;刘英etal.,2004;邢福etal.,2002).草地退化除了导致植物群落结构的变化外，还对草地生产力产生直接影响。其中，植物地下生物量作为土壤有机质的主要来源，在陆地生态系统的碳氮循环中起着至关重要的作用(Mokanyetal.,2010;Sunetal.,2013a)，特别是在植物80%以上的碳都储存在根部的草地生态系统(Lietal.,2008d;Yangetal.,2009)。在青藏高原的高寒草地生态系统，植物的根茎比可以达到5.8之多(Yangetal.,2009)，植物地下生物量占草地总生产力的主要部分(Lietal.,2011b)。截至目前，青藏高原高寒草地被认为是一个“碳汇”系统(Katoet
1引言11壤中获取养分和水分(Sunetal.,2009)。在不利的生长条件下，杂草根际微生物通过优化养分供应和促进植物代谢来刺激植株增长和提高系统抗性(Cuietal.,2015;Huietal.,2018;Lehmannetal.,2011;LugtenbergandKamilova,2009)。也有研究证明，杂草植物的内生菌也使其对环境胁迫具有更高的耐受性(HydeandSoytong,2008;Jinetal.,2014;Sieber,2007)。图1.3杂草的适应性策略示意图Figure1.3Conceptualgraphoftheadaptivestrategiesofweeds注：黄、蓝和橘红色背景分别代表杂草对环境压力、来自其他植物的竞争压力和动物干扰的适应性策略。Note:Yellow,blue,andorangebackgroundsrepresentstrategiesforenvironmentalstress,competitionfromotherplants,andanimaldisturbance,respectively.生物量最优分配法则强调，植物通过在不同器官间合理分配光合作用产物，以最大限度地提高不同生境中的生长速度(Chapinetal.,1987)。遵循最优分配法则，杂草在干旱胁迫下会将更多的生物量分配给向水性根系(孙建等,2014)。其他研究表明，杂草植株大
【参考文献】：
期刊论文
[1]Degradation induces changes in the soil C:N:P stoichiometry of alpine steppe on the Tibetan Plateau[J]. ZHANG Zhen-chao,HOU Ge,LIU Miao,WEI Tian-xing,SUN Jian. Journal of Mountain Science. 2019(10)
[2]青藏高原高寒草地生态系统的适应性管理[J]. 孙建,张振超,董世魁. 草业科学. 2019(04)
[3]青藏高原不同退化梯度高寒草地植被与土壤属性分异特征[J]. 詹天宇,侯阁,刘苗,孙建,付顺. 草业科学. 2019(04)
[4]若尔盖地区沙化草地土壤酶协同和抑制效应[J]. 王毅,刘碧颖,刘苗,孙建,曾涛. 草业科学. 2019(04)
[5]基于群落结构及土壤理化性质对围封7年青藏高原东南缘高山草地的综合评价[J]. 周天阳,高景,王金牛,孙建,徐波,薛晶月,贺俊东,谢雨,吴彦. 草业学报. 2018(12)
[6]黄土高原草地次生演替过程中微生物群落对植物群落的响应[J]. 白丽,范席德,王洁莹,赵发珠,薛科社. 生态环境学报. 2018(10)
[7]退化高寒草地土壤养分、酶活性及生态化学计量特征[J]. 李海云,张建贵,姚拓,杨晓玫,高亚敏,李昌宁,李琦,冯影. 水土保持学报. 2018(05)
[8]不同亚高山草甸群落类型的土壤入渗特征及影响因素[J]. 宋爱云,董林水,刘世荣,刘京涛. 水土保持研究. 2018(03)
[9]高寒草地健康定量评价及生产——生态功能提升技术集成与示范[J]. 董全民,周华坤,施建军,董世魁,尚占环,汪新川,尚永成,赵之重,李世雄,王彦龙. 青海科技. 2018(01)
[10]退化高寒草甸土壤微生物及酶活性特征[J]. 尹亚丽,王玉琴,鲍根生,王宏生,李世雄,宋梅玲,邵宝莲,温玉存. 应用生态学报. 2017(12)
硕士论文
[1]青藏高原高寒草甸冻融退化过程中群落及化学计量特征的研究[D]. 周杰.兰州大学 2013
本文编号：3521297
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