川西北高寒沙化草地土壤有机碳和氮素特征
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
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
中国土壤微生物生态学研究进展汇总
第1章绪论 由来土壤微生物因其数量庞大、种类繁多而被称为丰富的生物资源库。土壤微生物包括蓝细菌、细菌、放线菌等原核微生物，还有真菌、蓝藻除外的藻类真核生物，地衣以及原生动物等，是一种形体微小，结构较简单的生物。广泛活跃于土壤中，土壤微生物对生物地球化学循环贡献着不可估量的力量，在土壤形成、有机质代谢、污染物降解、植物养分循环转化等过程中具有不可替代的作用，同时也是评价该地土壤肥力的重要指标之一，因此，对土壤微生物的生态学研究，有着非常深远的意义［1 －3］。
第2章草地土壤微生物生态研究概况 草地土壤微生物是土壤有机复合体以及草地生态系统的重要组成部分［4］。通过对土壤中微生物的活动和分布进行详细研究，可以了解对微生物特性、分布、功能等的影响的因素有哪些，同时可以知晓微生物对植物生长发育、土壤肥力以及土壤中能量流动与物质循环的影响和作用。 气候变化与季节更替对草地土壤微生物的数量与分布具有一定影响。微生物总生物量在春夏季节较高，秋季较低，冬季最少。不同类群的微生物量有各自不同的特点，但是随季节变化的总体趋势与上述相似。杨成德等［5］对东祁连山高寒草本草地土壤微生物量及酶的季节动态研究中发现，土壤微生物量碳随季节变化呈先升高后降低再升高的趋势，其中7月达到最大值，9月下降到最小值，但土壤微生物量氮、磷的季节变化与土壤微生物量碳有所不同，土壤酶活性也呈现季节性变化。金风霞等［6］在对不同种植年限苜蓿地土壤环境效应的研究中指出，各种植年限苜蓿草地土壤微生物群落以细菌占优势，而真菌的变化规律不明显，随着种植年限的变化，细菌和放线菌的数量呈现逐年递增的趋势。高雪峰等［7］研究了草原土壤微生物受放牧影响后的季节变化规律，研究结果表明，土壤中的细菌数量最低，从3月份开始逐渐增加，8月份达到最高值，8月到10月降低; 真菌数量3月份最高，5月份最低，而5月8月呈增加趋势，8月到10呈降低趋势; 放线菌数量5月份最少，5月到10月逐渐增加，10月份最高，之后又逐渐降低; 三大微生物类群的季节变化趋势不一致。任佐华等［8］研究了青藏高原腹地中，三江源自然保护区中的高寒草原土壤，分析了土壤微生物受气候变化的影响，结果表明，该区域微生物数量细菌最多，放线菌的数量次之，真菌的数量较少; 并且发现主要功能微生物菌群数量从多到少依次为氨化细菌、好气性固氮菌、硝化细菌、亚硝化细菌; 所研究区域的微生物生物量碳、氮含量差异显著; 对三江源地区高寒草原的土壤微生物活性影响明显的因素是温度的升高。
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 ·
农业生态系统碳循环研究2013
农业生态系统碳循环研究 摘要：在人们对温室效应理解不断加深的同时，全球碳循环的研究也随着技术的进步不断深入。与人类生产生活关系最密切的是陆地生态系统碳循环研究，而农业生态系统碳循环研究是其中最为重要的一部分。经过国内外研究者的努力，已对农业生态系统碳源/汇效益、碳循环影响因素、模拟模型、碳通量及农业生态系统对全球变暖的响应等诸多研究内容取得极为重要的成果。但在一些问题上尚存在不小争议，对一些过程尚不能清楚认识，对一些因素尚不能准确联系。 关键词：农业生态系统；碳循环；低碳农业； 近百年来，全球变暖已成为不争事实，温度的上升对整个地球环境和人类生产生活产生了巨大的影响，产生了一系列严重的和不可逆转的后果：草原和荒漠面积增加，森林面积减少；热带扩展，副热带、暖热带和寒带缩小，寒温带略有增加；农业的种植决策、品种布局和品种改良、土地利用、农业投入和技术改进等受到影响；加剧了目前日趋紧张的水资源问题；改变了区域降水、蒸发分布状况；引发环境问题，增加了对人类及其生存环境的压力[1]。 随着全球气候变化研究的不断深入，对全球气候变暖形成原因的理解也产生了一些分歧：一部分人认为人类改造自然的活动是全球气候变暖的主要原因；另一部分人认为全球气候变暖是气候周期性变化的结果，太阳活动和火山活动是变化的主要原因，而人类活动不是决定性原因。但不论全球气候变暖的主要原因是什么，人类活动对整个地球系统产生的巨大影响不容忽视，人类活动排放出以CO2为主的温室气体引起了全球碳循环的变化，而这一变化又进一步影响到全球气候的变化，产生不利于人类生存及发展的变化。碳循环研究在此种局势下显示出极为重要的意义。 根据Falkowski研究结果表明，陆地生态系统蓄积了总量大约为2 000 Gt(1Gt=1×1015g)的碳[2]。尽管相较于岩石圈＞60 000 000Gt和海洋38 400Gt的碳量，陆地生态系统蓄积的碳量十分微弱，但是人类主要的生产生活空间位于陆地上，人类的行为最直接的影响陆地生态系统，且产生的影响最大，使得这部分碳储量的变化体现出非同一般的可变性和极为显著的重要性。土壤碳库是温室气体重要的释放源，也是重要的吸收汇[3]。正因为人类活动的强烈影响，可以说全球碳循环中最大不确定性主要来自陆地生态系统。陆地生态系统碳循环过程可以解释为：植物通过光合作用将大气中的CO2吸收存于植物体内，形成有机化合物并固定起来，而后一部分有机物在植物的呼吸作用和土壤及枯枝落叶层中有机质腐烂过程中返回大气。这样的一个循环过程就形成了大气-陆地植被-土壤-大气整个陆地生态系统的碳循环[4]。 在人类活动中，农业生产对陆地生态系统起了巨大的影响，农业生产不仅改变了原有的土地利用方式，改变了原有植被种类，甚至改变了土壤类型，并因这些改变对原有碳循环产生了极为重要的影响。1850-1990年期间，土地利用变化造成的CO2排放量约为124Gt，而其中贡献最大的是农业的扩张。在农业活动中，耕地所造成的总净通量约占68％，牧草占13％，迁移农业占4％。人类活动已经强烈改变了原有的全球碳循环模式[5]。 1. 农业生态系统碳源？碳汇？ 农业生态系统是碳汇还是碳源，这是首先需要回答的问题。 农业生态既可以是碳汇，也可以是碳源。农业碳排放主要源于农业废弃物、肠道发酵、粪便管理、农业能源利用、稻田以及生物燃烧。而农业生态系统的碳主要固定在作物和土壤中。农田生态系统中，农田管理措施、土壤性质是影响土壤有机碳固定、转化及释放的主要因素，同时还受土地利用方式、植物品种、气候变化等多种因素影响[3]。不同的农业生态系统因自身特点呈现出不同的碳通量，同一农业系统因管理方式或利用方式不同，甚至可以
放牧对青藏高原高寒草地的影响
放牧对青藏高原高寒草地的影响放牧是家畜在草地的一种牧食行为，是使人工管护下的草食动物在放牧地上采食牧草并将其转化成畜产品的一种生产方式。而放牧家畜通过采食、践踏和排泄对草地产生影响，这些因素影响草地牧草的产量、品质和植物学组成，反之，这些因素又受草地牧草属性的影。 青藏高原是我国主要畜牧业基地，天然草地约115亿hm2 ，约占我国草地面积的30 %。其中，高寒草甸草场约0.7亿hm2，约占青藏高原草地面积的49%。草地资源丰富，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，由于长期对草地资源不合理的开发利用，超载过牧使生物多样性受到严重威胁，草地植物群落结构发生变化，优良牧草因丧失竞争和更新能力而逐渐减少，毒杂草比例增加，致使草地退化严重，据不完全统计，青藏高原约有0.45×108hm2退化草地，约占青藏高原草地总面积的1/3，其中严重退化的次生裸地——“黑土滩”，约占退化草地面积的16.5%，这已经威胁到当地的生态环境、生物多样性保护和畜牧业经济的发展。 一、放牧对草地微生物、植物生物量的影响 （一）土壤微生物 土壤微生物量碳作为土壤有机碳库中最活跃的部分，是土壤有机质和养分转化与循环的动力。微生物量碳库的任何变化，都会对土壤碳、氮、磷等的植物有效性及陆地生态系统的物质循环产生深刻的影响。土壤微生物量碳对环境变化极敏感，能够较早地指示生态系统的功能变化，可作为土壤质量和土壤总有机质变化的早期预测指标。土地利用状况明显影响了土壤微生物量碳和有机碳的含量与分布，与未放牧样地相比，放牧样地的微生物量碳氮均有明显升高，地下线虫种群也发生明显变化，放牧对维持土壤营养物质的周转和生态系统的稳定有不可或缺的作用，而过度放牧不仅使土壤养分输出增加、土壤肥力下降，还会使整个草地生态系统的功能消失殆尽。畜禽肥料的投入比化肥更能促进微生
青藏高原高寒草地畜牧业面临的困境及对策讨论
青藏高原高寒草地畜牧业面临的困境及对策讨论 陆仲 (中国农业科学院兰州畜牧与兽药研究所研究员) 1、高寒草地的基本概况 分布于青藏高原的高寒草地，以其鲜明的自然、经济与社会人文特色在我国以及世界的草地畜牧业领域和草地生态系统中占有极重要的地位。 我国高寒草地面积之大居各种类型草地之首，可利用草场面积达1.059亿公顷，其中：西藏0.57亿公顷，青海0.38亿公顷，川西北0.073亿公顷，甘南0.036亿公顷，占全国北方草原区2.2亿公顷可利用草地面积的48.2%。 高寒草地的分布高度在海拔3000米以上，牦牛放牧高度最高可达6200米，创造了放牧高度的世界之最。 高寒草地具有高原大陆性气候的特点：寒冷干燥，长冬无夏，仅有冷暖季之分，绝大多地区年均温在0℃以下，古有“五月解冻，八月草黄”之说。由于受气温垂直递减率的影响，气温比同纬度的东部地区低10-18℃，绝大部分地区7月平均温度低于10℃，大于0℃的年积温小于2000℃，大于10℃的积温多在500℃以下，持续期不多于2个月。太阳辐射强，日照时间长，昼夜温差大，不少学者将青藏高原列为地球南北极之后的世界第三极，颇有道理。 高寒草地水源充沛，降水不均。大河纵横湖泊遍布，年均泾流总量6500亿立方米，占全国河川泾流总量的23%，相当亚洲全部泾流量的3.8%，全区降水不均，年降水量100nn-1000mm以上不等，但就牧区而言，降水偏少。 高寒草原区土壤发育年轻，植被稀疏由于高原面上气候干寒，土体中微生物活动程度低弱，有机质分解缓慢。畜牧业集中区的土壤类型即大陆性荒漠土——草原土、草甸土系统普遍表现质地粗松，土层浅薄，砾砂化严重。生长在各类高寒草原上的植被均受到气候条件的抑制，植株大多矮小，干物质产量低，植被覆盖度差，有机质积累明显减少。高山草甸植被覆盖度较高，但腐殖化程度低，形成明显的草根层。未开发的河滩阶地、堆积扇风蚀沙化严重。 高寒草地寒旱生草本植物占有优势，总盖度约达70%，植物种类较少，每平方米草种不超过15种，禾本科植物在高寒草地植被组成中占据最重要地位，是高寒草地放牧家畜的主要牧草来源。 在这1.059亿公顷的高寒草地上，每年生产近2亿吨的可食牧草，由1300万头牦牛，5000万只绵羊和其他一些草食家畜转化成近30万吨牛、羊肉，2万吨羊毛和近40万吨的鲜奶及奶制品。是近200万牧民世代繁衍生息赖以生活生产的家园。 2、高寒草地生态系统的重要性 青藏高原面积占全国的26%，草原面积占全国的33.2%，是我国最大的草地畜牧业生产基地。青藏高原高寒草地，由于其所处的地理位置及地形地貌的特殊性，极为丰富的草业资源，以及强烈民族特色，所以在全国的生态、经济、社会发展方面都具有十分重要的意义。 2.1 高寒草地生态系统的经济功能
青藏高原高寒草地生态系统碳氮储量
附件2 论文中英文摘要格式 作者姓名：杨元合 论文题目：青藏高原高寒草地生态系统碳氮储量 作者简介：杨元合，男，1981年08月出生，2003年09月师从于北京大学方精云教授，于2008年07月获博士学位。 中文摘要 准确了解物种多样性与生产力的关系将有助于认识生物多样性的维持机制；准确揭示生物量的大小及其控制因素、阐明其地下与地上分配关系，将有助于预测陆地生态系统对全球变化的响应；准确估算土壤有机碳库、揭示其分布格局及其动态变化将有助于预测陆地生态系统与气候变化之间的反馈关系。但是，目前草地生态系统中关于物种多样性与生产力关系及其形成机制、生物量大小及其分配格局、土壤有机碳库分布及其动态变化等方面的研究主要集中在温带地区，而来自高寒草地的研究相对较少。因此，尚不清楚高寒草地中物种多样性与生产力之间的关系及其形成机制，也不清楚高寒草地生物量的控制因素及其地上-地下分配机制，更不清楚高寒草地土壤有机碳库的时空变化特征。 青藏高原是地球上最高、最大的高原。高寒草地是高原分布最为广泛的植被类型，受人为活动影响相对较少，这些为开展相关生态学研究提供了理想的天然场所。我们于2001-2004年间在青藏高原高寒草地调查了135处样地，共计675个1 × 1 m2的群落样方和405个土壤剖面。此外，我们还于2005年补充调查了29处样地的根系生物量垂直分布特征。利用这些野外调查的群落资料、生物量数据和土壤碳/氮等理化属性以及全国第二次土壤普查资料、遥感(MODIS-EVI、A VHRR-NDVI) 和气候信息等数据，借助II类回归(Reduced Major Axis, RMA)、一般线性模型(General Linear Model, GLM) 等经典统计方法和克立格(kriging) 插值等地统计学手段，研究了青藏高原高寒草地物种丰富度与地上生物量的关系、生物量的大小及其分配机制以及土壤有机碳库的空间分布及其动态变化特征。主要结果如下： (1) 水分是影响高寒草地群落空间分布的主导因素，也是影响高寒草地物种丰富度空间分布的重要因素。高寒草地物种丰富度与其地上生物量呈正相关；而且这种正相关关系不随草地类型而变化。高寒草地物种丰富度和地上生物量沿着水分梯度的共变可能是出现两者之间正相关关系的原因。 (2) 基于实测生物量资料与遥感信息相结合的方法，估算了高寒草地的地上、地下和总生物量，分别为68.8, 366.0 和434.8 g m-2。它们呈现自研究区东南向西北递减的空间分布格局。此外，高寒草地中约有90%的根系分布在表层30 cm，而高寒草甸的根系分布较高寒草原更加集中于土壤表层(96% vs. 86%)。 (3) 高寒草地地上生物量随着生长季温度的增加并未表现出显著变化趋势(r2 = 0.01, P > 0.05)，但地上生物量与生长季温度的关系沿着降水梯度而变化。在干旱地区，与生长季温度