青藏高原典型高寒草地地上-地下的退化過程和禁牧恢復(fù)效果研究
發(fā)布時(shí)間:2021-11-27 01:12
由于高海拔和獨(dú)特的高寒氣候,青藏高原高寒生態(tài)系統(tǒng)非常敏感和脆弱。近年來,在氣候變化和人類活動(dòng)的影響下,高寒草地發(fā)生了不同程度的退化,嚴(yán)重影響牧民的生產(chǎn)和生活,威脅到我國(guó)甚至整個(gè)亞洲地區(qū)的生態(tài)安全。本文通過收集歷史文獻(xiàn)數(shù)據(jù),并在紅原高寒草甸和申扎高寒草原兩個(gè)站點(diǎn)分別選取7個(gè)典型連續(xù)退化梯度草地進(jìn)行實(shí)驗(yàn)觀測(cè),對(duì)紅原站的7個(gè)退化梯度樣帶進(jìn)行了1年的禁牧實(shí)驗(yàn),同時(shí)研究了紅原地區(qū)嚴(yán)重沙化的草地土壤和植被特征沿自然恢復(fù)時(shí)間序列的變化情況。分別從區(qū)域和站點(diǎn)兩個(gè)尺度探索了青藏高原高寒草地退化和恢復(fù)演替過程,旨在為該地區(qū)草地利用、保護(hù)和適應(yīng)性管理提供依據(jù)。主要研究結(jié)果如下:(1)區(qū)域尺度上,植物蓋度、地上生物量、地下生物量、物種多樣性、土壤水分、有機(jī)碳和全氮均隨著退化程度的加深呈下降趨勢(shì),而土壤容重和p H則顯著上升。不論高寒草原和高寒草甸,中度和重度退化程度的土壤水分、有機(jī)碳、全氮、全磷、植被蓋度和地上生物量與近似未退化草地相比均顯著下降,容重顯著上升(P<0.05),且退化程度越強(qiáng),變化幅度越大。(2)站點(diǎn)尺度上,隨著退化程度的加強(qiáng),植物地上生物量、物種豐富度和多樣性均明顯降低,而雜草相對(duì)于禾...
【文章來源】:北京林業(yè)大學(xué)北京市 211工程院校 教育部直屬院校
【文章頁(yè)數(shù)】:152 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:博士
【部分圖文】:
毒雜草(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):圍欄外的狼毒;(D):狼毒的白色花冠;(E):高寒草原的狼毒景觀;(F):無人機(jī)拍攝的荒漠草原狼毒景觀格局
青藏高原典型高寒草地地上-地下的退化過程和禁牧恢復(fù)效果研究4西南部等草原均有分布,如圖1.2所示。據(jù)統(tǒng)計(jì),中國(guó)天然草地約有1300種毒雜草,影響面積達(dá)3.3×105hm2(ShiandWang,2004;Zhaoetal.,2010)。毒雜草擴(kuò)散不僅導(dǎo)致可利用草場(chǎng)面積減少,而且會(huì)毒害甚至殺死家畜,為牧民造成經(jīng)濟(jì)損失,僅在中國(guó),毒雜草每年造成的直接和間接經(jīng)濟(jì)損失就達(dá)數(shù)十億元(Shi2001),嚴(yán)重阻礙了畜牧業(yè)的健康發(fā)展(Braunetal.,2003;Zhaoetal.,2013)。圖1.2狼毒的分布示意圖Figure1.2DistributionofStellerachamaejasme注:本圖的狼毒分布范圍參考了相關(guān)歷史文獻(xiàn)記載(Zhangetal.,2010;Zhaoetal.,2010;劉英etal.,2004;邢福etal.,2002)。Note:ThedistributionofStellerachamaejasmeisrefeeredtopreviousliteratures(Zhangetal.,2010;Zhaoetal.,2010;劉英etal.,2004;邢福etal.,2002).草地退化除了導(dǎo)致植物群落結(jié)構(gòu)的變化外,還對(duì)草地生產(chǎn)力產(chǎn)生直接影響。其中,植物地下生物量作為土壤有機(jī)質(zhì)的主要來源,在陸地生態(tài)系統(tǒng)的碳氮循環(huán)中起著至關(guān)重要的作用(Mokanyetal.,2010;Sunetal.,2013a),特別是在植物80%以上的碳都儲(chǔ)存在根部的草地生態(tài)系統(tǒng)(Lietal.,2008d;Yangetal.,2009)。在青藏高原的高寒草地生態(tài)系統(tǒng),植物的根莖比可以達(dá)到5.8之多(Yangetal.,2009),植物地下生物量占草地總生產(chǎn)力的主要部分(Lietal.,2011b)。截至目前,青藏高原高寒草地被認(rèn)為是一個(gè)“碳匯”系統(tǒng)(Katoet
1引言11壤中獲取養(yǎng)分和水分(Sunetal.,2009)。在不利的生長(zhǎng)條件下,雜草根際微生物通過優(yōu)化養(yǎng)分供應(yīng)和促進(jìn)植物代謝來刺激植株增長(zhǎng)和提高系統(tǒng)抗性(Cuietal.,2015;Huietal.,2018;Lehmannetal.,2011;LugtenbergandKamilova,2009)。也有研究證明,雜草植物的內(nèi)生菌也使其對(duì)環(huán)境脅迫具有更高的耐受性(HydeandSoytong,2008;Jinetal.,2014;Sieber,2007)。圖1.3雜草的適應(yīng)性策略示意圖Figure1.3Conceptualgraphoftheadaptivestrategiesofweeds注:黃、藍(lán)和橘紅色背景分別代表雜草對(duì)環(huán)境壓力、來自其他植物的競(jìng)爭(zhēng)壓力和動(dòng)物干擾的適應(yīng)性策略。Note:Yellow,blue,andorangebackgroundsrepresentstrategiesforenvironmentalstress,competitionfromotherplants,andanimaldisturbance,respectively.生物量最優(yōu)分配法則強(qiáng)調(diào),植物通過在不同器官間合理分配光合作用產(chǎn)物,以最大限度地提高不同生境中的生長(zhǎng)速度(Chapinetal.,1987)。遵循最優(yōu)分配法則,雜草在干旱脅迫下會(huì)將更多的生物量分配給向水性根系(孫建等,2014)。其他研究表明,雜草植株大
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[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態(tài)系統(tǒng)的適應(yīng)性管理[J]. 孫建,張振超,董世魁. 草業(yè)科學(xué). 2019(04)
[3]青藏高原不同退化梯度高寒草地植被與土壤屬性分異特征[J]. 詹天宇,侯閣,劉苗,孫建,付順. 草業(yè)科學(xué). 2019(04)
[4]若爾蓋地區(qū)沙化草地土壤酶協(xié)同和抑制效應(yīng)[J]. 王毅,劉碧穎,劉苗,孫建,曾濤. 草業(yè)科學(xué). 2019(04)
[5]基于群落結(jié)構(gòu)及土壤理化性質(zhì)對(duì)圍封7年青藏高原東南緣高山草地的綜合評(píng)價(jià)[J]. 周天陽(yáng),高景,王金牛,孫建,徐波,薛晶月,賀俊東,謝雨,吳彥. 草業(yè)學(xué)報(bào). 2018(12)
[6]黃土高原草地次生演替過程中微生物群落對(duì)植物群落的響應(yīng)[J]. 白麗,范席德,王潔瑩,趙發(fā)珠,薛科社. 生態(tài)環(huán)境學(xué)報(bào). 2018(10)
[7]退化高寒草地土壤養(yǎng)分、酶活性及生態(tài)化學(xué)計(jì)量特征[J]. 李海云,張建貴,姚拓,楊曉玫,高亞敏,李昌寧,李琦,馮影. 水土保持學(xué)報(bào). 2018(05)
[8]不同亞高山草甸群落類型的土壤入滲特征及影響因素[J]. 宋愛云,董林水,劉世榮,劉京濤. 水土保持研究. 2018(03)
[9]高寒草地健康定量評(píng)價(jià)及生產(chǎn)——生態(tài)功能提升技術(shù)集成與示范[J]. 董全民,周華坤,施建軍,董世魁,尚占環(huán),汪新川,尚永成,趙之重,李世雄,王彥龍. 青?萍. 2018(01)
[10]退化高寒草甸土壤微生物及酶活性特征[J]. 尹亞麗,王玉琴,鮑根生,王宏生,李世雄,宋梅玲,邵寶蓮,溫玉存. 應(yīng)用生態(tài)學(xué)報(bào). 2017(12)
碩士論文
[1]青藏高原高寒草甸凍融退化過程中群落及化學(xué)計(jì)量特征的研究[D]. 周杰.蘭州大學(xué) 2013
本文編號(hào):3521297
【文章來源】:北京林業(yè)大學(xué)北京市 211工程院校 教育部直屬院校
【文章頁(yè)數(shù)】:152 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:博士
【部分圖文】:
毒雜草(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):圍欄外的狼毒;(D):狼毒的白色花冠;(E):高寒草原的狼毒景觀;(F):無人機(jī)拍攝的荒漠草原狼毒景觀格局
青藏高原典型高寒草地地上-地下的退化過程和禁牧恢復(fù)效果研究4西南部等草原均有分布,如圖1.2所示。據(jù)統(tǒng)計(jì),中國(guó)天然草地約有1300種毒雜草,影響面積達(dá)3.3×105hm2(ShiandWang,2004;Zhaoetal.,2010)。毒雜草擴(kuò)散不僅導(dǎo)致可利用草場(chǎng)面積減少,而且會(huì)毒害甚至殺死家畜,為牧民造成經(jīng)濟(jì)損失,僅在中國(guó),毒雜草每年造成的直接和間接經(jīng)濟(jì)損失就達(dá)數(shù)十億元(Shi2001),嚴(yán)重阻礙了畜牧業(yè)的健康發(fā)展(Braunetal.,2003;Zhaoetal.,2013)。圖1.2狼毒的分布示意圖Figure1.2DistributionofStellerachamaejasme注:本圖的狼毒分布范圍參考了相關(guān)歷史文獻(xiàn)記載(Zhangetal.,2010;Zhaoetal.,2010;劉英etal.,2004;邢福etal.,2002)。Note:ThedistributionofStellerachamaejasmeisrefeeredtopreviousliteratures(Zhangetal.,2010;Zhaoetal.,2010;劉英etal.,2004;邢福etal.,2002).草地退化除了導(dǎo)致植物群落結(jié)構(gòu)的變化外,還對(duì)草地生產(chǎn)力產(chǎn)生直接影響。其中,植物地下生物量作為土壤有機(jī)質(zhì)的主要來源,在陸地生態(tài)系統(tǒng)的碳氮循環(huán)中起著至關(guān)重要的作用(Mokanyetal.,2010;Sunetal.,2013a),特別是在植物80%以上的碳都儲(chǔ)存在根部的草地生態(tài)系統(tǒng)(Lietal.,2008d;Yangetal.,2009)。在青藏高原的高寒草地生態(tài)系統(tǒng),植物的根莖比可以達(dá)到5.8之多(Yangetal.,2009),植物地下生物量占草地總生產(chǎn)力的主要部分(Lietal.,2011b)。截至目前,青藏高原高寒草地被認(rèn)為是一個(gè)“碳匯”系統(tǒng)(Katoet
1引言11壤中獲取養(yǎng)分和水分(Sunetal.,2009)。在不利的生長(zhǎng)條件下,雜草根際微生物通過優(yōu)化養(yǎng)分供應(yīng)和促進(jìn)植物代謝來刺激植株增長(zhǎng)和提高系統(tǒng)抗性(Cuietal.,2015;Huietal.,2018;Lehmannetal.,2011;LugtenbergandKamilova,2009)。也有研究證明,雜草植物的內(nèi)生菌也使其對(duì)環(huán)境脅迫具有更高的耐受性(HydeandSoytong,2008;Jinetal.,2014;Sieber,2007)。圖1.3雜草的適應(yīng)性策略示意圖Figure1.3Conceptualgraphoftheadaptivestrategiesofweeds注:黃、藍(lán)和橘紅色背景分別代表雜草對(duì)環(huán)境壓力、來自其他植物的競(jìng)爭(zhēng)壓力和動(dòng)物干擾的適應(yīng)性策略。Note:Yellow,blue,andorangebackgroundsrepresentstrategiesforenvironmentalstress,competitionfromotherplants,andanimaldisturbance,respectively.生物量最優(yōu)分配法則強(qiáng)調(diào),植物通過在不同器官間合理分配光合作用產(chǎn)物,以最大限度地提高不同生境中的生長(zhǎng)速度(Chapinetal.,1987)。遵循最優(yōu)分配法則,雜草在干旱脅迫下會(huì)將更多的生物量分配給向水性根系(孫建等,2014)。其他研究表明,雜草植株大
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[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態(tài)系統(tǒng)的適應(yīng)性管理[J]. 孫建,張振超,董世魁. 草業(yè)科學(xué). 2019(04)
[3]青藏高原不同退化梯度高寒草地植被與土壤屬性分異特征[J]. 詹天宇,侯閣,劉苗,孫建,付順. 草業(yè)科學(xué). 2019(04)
[4]若爾蓋地區(qū)沙化草地土壤酶協(xié)同和抑制效應(yīng)[J]. 王毅,劉碧穎,劉苗,孫建,曾濤. 草業(yè)科學(xué). 2019(04)
[5]基于群落結(jié)構(gòu)及土壤理化性質(zhì)對(duì)圍封7年青藏高原東南緣高山草地的綜合評(píng)價(jià)[J]. 周天陽(yáng),高景,王金牛,孫建,徐波,薛晶月,賀俊東,謝雨,吳彥. 草業(yè)學(xué)報(bào). 2018(12)
[6]黃土高原草地次生演替過程中微生物群落對(duì)植物群落的響應(yīng)[J]. 白麗,范席德,王潔瑩,趙發(fā)珠,薛科社. 生態(tài)環(huán)境學(xué)報(bào). 2018(10)
[7]退化高寒草地土壤養(yǎng)分、酶活性及生態(tài)化學(xué)計(jì)量特征[J]. 李海云,張建貴,姚拓,楊曉玫,高亞敏,李昌寧,李琦,馮影. 水土保持學(xué)報(bào). 2018(05)
[8]不同亞高山草甸群落類型的土壤入滲特征及影響因素[J]. 宋愛云,董林水,劉世榮,劉京濤. 水土保持研究. 2018(03)
[9]高寒草地健康定量評(píng)價(jià)及生產(chǎn)——生態(tài)功能提升技術(shù)集成與示范[J]. 董全民,周華坤,施建軍,董世魁,尚占環(huán),汪新川,尚永成,趙之重,李世雄,王彥龍. 青?萍. 2018(01)
[10]退化高寒草甸土壤微生物及酶活性特征[J]. 尹亞麗,王玉琴,鮑根生,王宏生,李世雄,宋梅玲,邵寶蓮,溫玉存. 應(yīng)用生態(tài)學(xué)報(bào). 2017(12)
碩士論文
[1]青藏高原高寒草甸凍融退化過程中群落及化學(xué)計(jì)量特征的研究[D]. 周杰.蘭州大學(xué) 2013
本文編號(hào):3521297
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