青藏高原區(qū)退化高寒草甸植被和土壤特征
發(fā)布時(shí)間：2021-03-08 16:49
高寒草甸約占青藏高原草地的46.7%,是我國草地生態(tài)系統(tǒng)重要的組成部分。近年來,在氣候變化和人為活動(dòng)的影響下,高寒草甸生態(tài)系統(tǒng)退化嚴(yán)重,植被和土壤均呈現(xiàn)出不同的退化趨勢(shì)。在大空間尺度上表現(xiàn)為草地覆蓋度下降,雜草類植被增加,土壤退化甚至沙化;在微觀尺度上,退化高寒草甸的土壤粒徑、土壤微生物和土壤酶也發(fā)生改變。本研究從高寒草甸物種多樣性、植物群落結(jié)構(gòu)、植被生物量、土壤物理性質(zhì)、土壤微生物、土壤酶和土壤養(yǎng)分等方面,分析了高寒草甸生態(tài)系統(tǒng)退化過程中植被和土壤的變化特征,提出當(dāng)前研究中存在的一些不確定性和有待深入研究的問題,為全面了解高寒草甸的退化機(jī)制和規(guī)律、有效干預(yù)高寒草甸生態(tài)系統(tǒng)和恢復(fù)生態(tài)功能提供科學(xué)依據(jù)。
【文章來源】：應(yīng)用生態(tài)學(xué)報(bào). 2020,31(06)北大核心
【文章頁數(shù)】：10 頁
【部分圖文】：
高寒草甸植被退化與土壤退化的演替關(guān)系
高寒草甸生物量在不同退化階段存在顯著差異,是分析不同退化程度下草甸植被變化的重要指標(biāo)。對(duì)甘肅瑪曲縣退化草甸的研究表明,隨高寒草甸退化演替,地上生物量呈先增加后減少趨勢(shì)[4,23-24,26];另有研究表明,地上生物量隨草甸退化程度加劇而減小,以上兩種不同下降趨勢(shì)主要與研究區(qū)草甸群落的組成及過度放牧有關(guān)[3,22] 。此外,不同植被類型的地上生物量隨退化演替存在差異,禾本科、莎草科植物的地上生物量隨退化程度加劇呈減少趨勢(shì),在未退化階段最高,在極度退化階段最低[25] ,而狼毒、黃帚橐吾等以及其他毒雜草地上生物量呈先增加后減少的趨勢(shì)(圖1)。這表明隨高寒草甸的退化,優(yōu)質(zhì)牧草的地上生物量和重要值下降[7],毒雜草逐步演變成群落的優(yōu)勢(shì)種[27],且毒草的地上生物量隨草甸退化進(jìn)一步加劇而顯著減少,高寒草甸總地上生物量也到達(dá)最低值。高寒草甸地下生物量隨草甸退化主要呈下降趨勢(shì)[23,24-26],地下生物量占總生物量的80%以上,顯著大于地上生物量;由地下、地上生物量隨草甸退化下降的幅度可知,地下生物量對(duì)高寒草甸退化程度的響應(yīng)比地上生物量更敏感[22,25,27];地下生物量則隨著深度的增加顯著減少,且各土層地下生物量均隨退化程度加劇而減少[4](圖1)。這是由于在退化演替過程中,如狼毒、黃帚橐吾和紫花棘豆等毒雜草入侵及持續(xù)放牧活動(dòng)導(dǎo)致地表植被覆蓋度不斷下降,再加上隨退化加劇土壤逐漸貧瘠化,地下根系顯著減少,地下生物量呈負(fù)積累[24]。綜上所述,高寒草甸地上、地下生物量均隨著退化程度的加劇呈顯著下降趨勢(shì),不同退化程度生物量特征變化因受到自然因素或者人為干擾的影響而存在差異。故在判斷草地生態(tài)變化質(zhì)量時(shí),不能單純依靠地表覆蓋度和生物量的大小。2 退化演替過程中高寒草甸土壤變化特征
土壤退化是草地退化的核心問題[9],可揭示退化高寒草甸土壤特征的演變過程、規(guī)律,能準(zhǔn)確了解草地生態(tài)系統(tǒng)實(shí)質(zhì)的受損程度[9,26]。在青藏高原退化草甸的研究中發(fā)現(xiàn),高寒草甸退化過程中,土壤黏粒、粉粒含量逐漸降低,分別從2.7%、17.1%降至1.8%、7.8%,而各砂粒含量則逐漸增加,退化高寒草甸土壤呈現(xiàn)粗質(zhì)化趨勢(shì)[28] (圖2)。土壤粒徑的改變使得土壤水分含量和土壤容重發(fā)生變化[29-30],同一退化程度下,隨土壤層次的加深土壤容重呈增加趨勢(shì),土壤水分隨土壤層的加深而顯著降低[28,30];不同退化程度下,由于在退化演替中過度放牧和土壤不斷沙化等因素的影響,極度退化草甸的地表植被及地下根系顯著減少[24,29-32],土壤容重隨草甸退化加劇呈增加趨勢(shì),極度退化樣地土壤容重顯著高于未退化樣地,且表層土壤容重及表層含水量更易受高寒草地退化的影響[27]。此外,隨高寒草甸退化程度加劇,土壤總孔隙度隨退化加劇呈下降趨勢(shì)。土壤總孔隙度的改變對(duì)土壤的緊實(shí)度和通透性造成影響,通常表現(xiàn)為重度退化草甸的表土層通透性變差[27,32],影響土壤水源涵養(yǎng)的能力,導(dǎo)致土壤含水量下降。因此,土壤退化表現(xiàn)為土壤粗粒化趨勢(shì),土壤容重增加,孔隙度降低,土壤的持水能力減弱,影響了土壤養(yǎng)分的積累,土壤表層失去了植被的保護(hù),加劇了風(fēng)蝕、水蝕和土壤凍融過程,進(jìn)一步加快了退化演替進(jìn)程。2.2 土壤微生物的變化
本文編號(hào)：3071341
【文章來源】：應(yīng)用生態(tài)學(xué)報(bào). 2020,31(06)北大核心
【文章頁數(shù)】：10 頁
【部分圖文】：
高寒草甸植被退化與土壤退化的演替關(guān)系
高寒草甸生物量在不同退化階段存在顯著差異,是分析不同退化程度下草甸植被變化的重要指標(biāo)。對(duì)甘肅瑪曲縣退化草甸的研究表明,隨高寒草甸退化演替,地上生物量呈先增加后減少趨勢(shì)[4,23-24,26];另有研究表明,地上生物量隨草甸退化程度加劇而減小,以上兩種不同下降趨勢(shì)主要與研究區(qū)草甸群落的組成及過度放牧有關(guān)[3,22] 。此外,不同植被類型的地上生物量隨退化演替存在差異,禾本科、莎草科植物的地上生物量隨退化程度加劇呈減少趨勢(shì),在未退化階段最高,在極度退化階段最低[25] ,而狼毒、黃帚橐吾等以及其他毒雜草地上生物量呈先增加后減少的趨勢(shì)(圖1)。這表明隨高寒草甸的退化,優(yōu)質(zhì)牧草的地上生物量和重要值下降[7],毒雜草逐步演變成群落的優(yōu)勢(shì)種[27],且毒草的地上生物量隨草甸退化進(jìn)一步加劇而顯著減少,高寒草甸總地上生物量也到達(dá)最低值。高寒草甸地下生物量隨草甸退化主要呈下降趨勢(shì)[23,24-26],地下生物量占總生物量的80%以上,顯著大于地上生物量;由地下、地上生物量隨草甸退化下降的幅度可知,地下生物量對(duì)高寒草甸退化程度的響應(yīng)比地上生物量更敏感[22,25,27];地下生物量則隨著深度的增加顯著減少,且各土層地下生物量均隨退化程度加劇而減少[4](圖1)。這是由于在退化演替過程中,如狼毒、黃帚橐吾和紫花棘豆等毒雜草入侵及持續(xù)放牧活動(dòng)導(dǎo)致地表植被覆蓋度不斷下降,再加上隨退化加劇土壤逐漸貧瘠化,地下根系顯著減少,地下生物量呈負(fù)積累[24]。綜上所述,高寒草甸地上、地下生物量均隨著退化程度的加劇呈顯著下降趨勢(shì),不同退化程度生物量特征變化因受到自然因素或者人為干擾的影響而存在差異。故在判斷草地生態(tài)變化質(zhì)量時(shí),不能單純依靠地表覆蓋度和生物量的大小。2 退化演替過程中高寒草甸土壤變化特征
土壤退化是草地退化的核心問題[9],可揭示退化高寒草甸土壤特征的演變過程、規(guī)律,能準(zhǔn)確了解草地生態(tài)系統(tǒng)實(shí)質(zhì)的受損程度[9,26]。在青藏高原退化草甸的研究中發(fā)現(xiàn),高寒草甸退化過程中,土壤黏粒、粉粒含量逐漸降低,分別從2.7%、17.1%降至1.8%、7.8%,而各砂粒含量則逐漸增加,退化高寒草甸土壤呈現(xiàn)粗質(zhì)化趨勢(shì)[28] (圖2)。土壤粒徑的改變使得土壤水分含量和土壤容重發(fā)生變化[29-30],同一退化程度下,隨土壤層次的加深土壤容重呈增加趨勢(shì),土壤水分隨土壤層的加深而顯著降低[28,30];不同退化程度下,由于在退化演替中過度放牧和土壤不斷沙化等因素的影響,極度退化草甸的地表植被及地下根系顯著減少[24,29-32],土壤容重隨草甸退化加劇呈增加趨勢(shì),極度退化樣地土壤容重顯著高于未退化樣地,且表層土壤容重及表層含水量更易受高寒草地退化的影響[27]。此外,隨高寒草甸退化程度加劇,土壤總孔隙度隨退化加劇呈下降趨勢(shì)。土壤總孔隙度的改變對(duì)土壤的緊實(shí)度和通透性造成影響,通常表現(xiàn)為重度退化草甸的表土層通透性變差[27,32],影響土壤水源涵養(yǎng)的能力,導(dǎo)致土壤含水量下降。因此,土壤退化表現(xiàn)為土壤粗粒化趨勢(shì),土壤容重增加,孔隙度降低,土壤的持水能力減弱,影響了土壤養(yǎng)分的積累,土壤表層失去了植被的保護(hù),加劇了風(fēng)蝕、水蝕和土壤凍融過程,進(jìn)一步加快了退化演替進(jìn)程。2.2 土壤微生物的變化
本文編號(hào)：3071341
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