藏北高山嵩草草甸植被和多样性在沙漠化过程中的变化

为确定沙漠化对高山嵩草草甸植被组成、结构和物种多样性的影响,了解高寒区草甸沙漠化的原因,选择西藏那曲安多县南部沙漠化严重区域为调查区,按照沙漠化的不同程度设置样地,系统调查了轻度、中度、重度和极重度沙化草甸的植被变化,结果表明：中度、重度和极重度沙化区的植被与轻度沙化草甸有显著的差异;在中度和重度沙化区,高寒草甸的建群种高山嵩草已被家畜不喜食或更具抗性的植物种所取代,而在极重度沙化的流动沙丘上无植被生长;从过牧的退化草甸到半流动、流动沙丘,植物种多样性呈显著的降低趋势。轻度沙化草甸物种数、个体密度和丰富度指数最多;中度沙化草甸的Shannon\|Wiener指数和均匀度指数最大,而优势度指数最小;在沙化过程中,高寒草甸的植被盖度显著下降,地上生物量也在下降,虽然轻度、中度和重度沙化草地的地上生物量显著高于极重度沙化区,但前者之间却无显著差异。地下根系生物量也呈显著下降的趋势。过牧是造成高山嵩草草甸沙化的主要原因。     

藏北高山嵩草草旬植被和多样性在沙漠化过程中的变化

为确定沙漠化对高山嵩草草甸植被组成、结构和物种多样性的影响，了解高寒区草甸沙漠化的原因，选择西藏那曲安多县南部沙漠化严重区域为调查区，按照沙漠化的不同程度设置样地，系统调查了轻度、中度、重度和极重度沙化草甸的植被变化，结果表明：中度、重度和极重度沙化区的植被与轻度沙化草甸有显著的差异；在中度和重度沙化区，高寒草甸的建群种高山嵩草已被家畜不喜食或更具抗性的植物种所取代，而在极重度沙化的流动沙丘上无植被生长；从过牧的退化草甸到半流动、流动沙丘，植物种多样性呈显著的降低趋势。轻度沙化草甸物种数、个体密度和丰富度指数最多；中度沙化草甸的Shannon-Wiener指数和均匀度指数最大，而优势度指数最小；在沙化过程中，高寒草甸的植被盖度显著下降，地上生物量也在下降，虽然轻度、中度和重度沙化草地的地上生物量显著高于极重度沙化区，但前者之间却无显著差异。地下根系生物量也呈显著下降的趋势。过牧是造成高山嵩草草甸沙化的主要原因。     

毒杂草型退化草地植被群落特征的研究

在以狼毒(Stellera chamaeJasme L)侵入为主要特征的退化草地上，按狼毒盖度将草地划分为5个类组：Ⅰ类组(狼毒分盖度0419％)、Ⅱ类组(狼毒分盖度20％～39％)、Ⅲ类组(狼毒分盖度40％～59％)、Ⅳ类组(狼毒分盖度60％～79％)、V类组(狼毒分盖度80％～95％)。对各类组天然草地退化过程中植被的组成、作用及植物群落的动态变化规律进行了研究，结果表明，以针茅和扁穗冰草为优势种的山地草原，植被群落具有相对的稳定性。但是由于放牧强度的加大，改变了群落中植物间竞争格局，狼毒凭借对不良环境的适应能力以及植物间的竞争能力，个体数量及其在群落中的作用加强。伴随着狼毒分盖度的增加，针茅和扁穗冰草的地上生物量、密度、盖度和重要值明显下降，狼毒的相对值呈上升趋势。草地植物群落的Shannon-Wiener多样性指数和Pielou均匀度指数随狼毒生物量的增加呈现出由低到高，再到低的变化趋势，Simpson优势度指数则呈现出相反的变化趋势；植物群落主要种的优势地位发生了明显的变化，狼毒由伴生种成为优势种，天然草原退化成狼毒为优势种的植被类型。     

基于植被盖度和高度的不同退化程度高寒草地地上生物量估算

由于气候变化和不合理的人类活动,20世纪80年代以来青藏高原高寒草地发生严重退化。地上生物量是评价草地退化的直观指标。通常采用植被盖度和高度来估算草地地上生物量,但草地退化后,植被盖度和高度与地上生物量之间的关系是否会发生变化目前还不清楚,这影响着退化草地生物量估算的精度。通过多元回归分析研究了青藏高原中部和东北部高寒草甸、高寒草原在不同退化程度下植被盖度和高度与地上生物量的关系。结果表明：（1）高寒草甸与高寒草原地上生物量整体上及不同退化阶段都没有显著差异（P>0.05）。（2）随着退化程度的加剧植被盖度和高度对地上生物量的影响也发生改变,体现在未退化阶段地上生物量主要受植被高度影响,退化后主要受植被盖度影响。（3）无论是高寒草甸还是高寒草原分退化程度的回归模型估算结果都较不分退化程度模型估算的生物量更接近实测值。我们建议在退化高寒草地研究中采用盖度和高度估算生物量时,根据退化阶段采用不同的估算模型。     

流沙河流域不同土地退化程度下植物分布特征

根据野外植物调查的分析数据，对流沙河流域干旱河谷不同土地退化程度下植物分布特征进行了研究。结果表明，调查样方中分布的植物共33科57属60种。禾本科（Gramlneae）、菊科（Compositae）、蔷薇科（Rosogetle）、豆科（Legumlnosae）、漆树科（anaeardiaceae）、松科（Pinaceae）、十字花科（cn伽）、桑科（Moraceae）以及马桑科（Corlarlaceae）等9科植物共34种，占所有样方物种数的56．67％，其中早生植物占79．41％，体现了干旱河谷植被的特征。方差分析结果表明，不同土地退化程度之间的物种丰富度差异不显著，但呈现对照（无明显退化）〉重度退化〉中度退化〉轻度退化的趋势；而生物量和盖度均存在极显著差异，其均值均以对照最高，重度退化下最低。人为干扰和海拔通过人为活动强度或气候差异影响不同土地退化程度下的物种丰富度、生物量以及盖度。     

藏北地区草地退化的时空分布特征

根据草地退化国家标准和藏北地区草地退化实际情况以及遥感数据特征,选择草地植被盖度为草地退化的遥感监测指标,建立藏北地区草地退化遥感监测和评价指标体系,并对藏北地区近24年的草地退化进行遥感监测和评价。结果表明：藏北地区草地退化现状 (2004年) 十分严重,重度和极重度退化草地面积分别占草地总面积的8.0%和1.7%,区域草地退化指数 (GDI) 为1.86,接近中度退化等级;其中藏北地区冰川与雪山及其周围等气候变化较为敏感区域和交通要道沿线等人类活动较为频繁区域的草地退化相对严重;从1981年到2004年的近24年以来,藏北地区及其各个区域草地退化较为严重,其草地退化等级分布比例和草地退化指数年际波动较大,草地退化等级在轻度退化至重度退化等级之间波动;近几年藏北全地区总体草地退化情况及中部、东部和北部地区的草地退化具有更加严重的趋势,而西部地区草地退化状况则略有减缓趋势。     

西藏自治区拉萨河流域湿地脆弱性评价与成因分析

构建了基于"敏感性—人为脆弱性"的脆弱性评价指标体系,运用ArcGIS的空间叠加分析和脆弱性评价模型,开展拉萨河流域湿地脆弱性评价,并运用障碍度计算方法,分析了影响脆弱性的主要因素。研究结果表明,拉萨河流域湿地脆弱性范围为0.115 3~0.742 7,可分为轻度脆弱、中度脆弱和重度脆弱3个等级,其中,中度脆弱面积最大,占湿地总面积的59.59%,集中分布在河谷区和高山盆地区,主要类型为藏北嵩草(Kobresia lit?tledalei)沼泽化草甸、杂类草湿草甸和河流;其次是轻度脆弱湿地,占湿地总面积的38.25%,主要分布于河源区的嘉黎县;重度脆弱湿地仅占2.16%,分布在河源区的那曲县和河谷区的桑日县。轻度和重度脆弱湿地的类型都以藏北嵩草沼泽化草甸、河流和湖泊为主。影响湿地脆弱性的主要因素有9个,其重要性从高到低依次为年降水量、污染源、牲畜密度、人均牧业产值、植被盖度、人均耕地面积、污水排放量、猪的密度和高程,其中,年降水量、放牧和植被盖度是普遍存在的最重要的影响因素。降低湿地脆弱性的关键在于保障水源供给、控制污染和限制过度放牧。     

科尔沁沙地草地植被对围封和放牧的响应

研究了科尔沁沙地疏林草地、针茅草原和草甸植被盖度、地上和地下生物量、物种多样性对围封和放牧的响应。结果表明：（1）围封与放牧草地的优势植物不同,围封草地植物群落优势植物为多年生禾本科植物,放牧草地中一年生植物和小半灌木优势明显。（2）围封和放牧草地的植物盖度、凋落物量、地上生物量和物种丰富度存在明显差异（P<0.05）;围封显著提高了植被盖度和地上生物量,由疏林草地、针茅草原到草甸,植物盖度和地上生物量逐渐增加,而3种草地植被凋落物量大小顺序为针茅草原> 疏林草地> 草甸;放牧条件下植物盖度、凋落物量和物种丰富度差异不显著（P>0.05）。（3）3种草地之间的地下生物量无显著差异（P>0.05）,但围封与放牧之间、不同土壤层次之间地下生物量存在明显差异（P<0.05）;围封显著提高草地的地下生物量（P<0.05）;草地地下生物量随着土壤深度表现出下降趋势（P<0.05）。长期放牧增加了草地一年生植物和小半灌木植物的优势,消除了不同草地之间植被盖度和物种丰富度的差异;而围封能提高草地多年生禾本科植物的优势、增加其物种丰富度,对于草地质量和植物多样性的恢复和保育具有积极作用。     

渭河咸阳城区段南岸河滩植物群落多样性

2017年5月至2018年5月,采用典型样方法,在渭河咸阳城区段南岸的几乎未被人类活动干扰的天然河滩、开垦区周围河滩和分布在二者之间受人类活动干扰较少的河滩(过渡带河滩)中,分别设置了30个典型样方,调查和观测植物群落的多度、盖度、优势种和植物群落中物种的数量、植株的高度等。研究结果表明,天然河滩、过渡带河滩和开垦区周围河滩的植物群落优势种组成差异较大,其物种丰富度分别为39种、62种和83种;开垦种植区周围河滩、过渡带河滩、天然河滩植物群落的α多样性依次减小;天然河滩与过渡带河滩植物群落之间共有植物较多;过渡带河滩植物群落处于退化早期;开垦种植区周围河滩植物群落处于演替期,部分水生、湿生植物消失,一些旱生、中生植物出现。     

放牧强度对科尔沁沙地沙质草地植被的影响

为了研究科尔沁沙地沙质草地在不同放牧强度下植被特征的变化规律,比较了围封、中度放牧、重度放牧3种条件下的植被盖度、群落组成、物种多样性、地上/地下生物量和凋落物量等植被特征的变化特征。结果表明:(1)围封、中度放牧和重度放牧沙质草地的优势植物均为一年生植物,但围封和中度放牧中多年生禾本科植物优势度高于重度放牧,重度放牧沙质草地一年生植物所占优势度最大;(2)放牧强度对沙质草地植被盖度、地上生物量及凋落物量有显著影响。随着放牧强度的增加,植被盖度、地上生物量和凋落物量均降低;(3)围封、中度放牧和重度放牧沙质草地物种丰富度及多样性差异均不显著;(4)放牧强度和土壤深度及其交互作用均能影响地下生物量。随着放牧强度的增加,总的地下根系生物量减小。而重度放牧草地中, 3个土壤深度间地下根系生物量差异不显著。放牧改变了沙质草地植物群落的组成、极大降低了植被盖度和生产力;尤其是重度放牧急剧增加了一年生植物的优势、且对浅层根分布的减少影响最大。     

青海乱海子高寒湿地植物群落结构对土壤水分变化的响应

以青海省乱海子高寒湿地为研究区,沿湿地土壤水分梯度,设置了7处采样地,采集了0~20 cm深度的土壤样品和植物样品,研究了2014年8月中旬的植物群落结构特征空间分布特征,尤其注重高寒湿地中特有的冻胀丘形成对植物群落结构和生物量的影响。研究结果表明,(1)沼泽化草甸0~20 cm深度土壤含水量为122.7%~280.7%,1号~6号采样地土壤含水量都显著高于距乱海子湖泊最远的7号采样地,冻胀丘0~20 cm深度的土壤含水量为160.4%~203.4%,2号~6号采样地冻胀丘0~20 cm深度土壤含水量无明显差异,冻胀丘上土壤含水量显著低于其周边的沼泽化草甸;(2)在乱海子湿地中,共记录了40种维管束植物,其中,有莎草科植物7种,禾本科植物7种,其它双子叶植物26种,以莎草科植物占绝对优势,尤其在沼泽化草甸中,除了7号采样地,莎草科植物的重要值都大于97%;(3)冻胀丘上的物种丰富度、Pielou均匀度和Shannon-Wiener物种多样性指数都高于其周围的沼泽化草甸,尤其是物种丰富度,冻胀丘上的平均物种丰富度为11.8种,而其周围的沼泽化草甸的平均物种丰富度仅为6.57种,随着土壤水分含量减少,冻胀丘植物群落的Shannon-Wiener物种多样性指数变化很小,沼泽化草甸的则波动变化;(4)随着土壤水分含量的减少,冻胀丘和沼泽化草甸植物群落的地上部分生物量增大,冻胀丘植物群落根系生物量波动增加,而沼泽化草甸的则波动减小。     

内蒙古阿鲁科尔沁旗草地退化时空分布特征分析

本文以位于大兴安岭中山山地向科尔沁沙地过渡带的阿鲁科尔沁旗为研究对象,以1990年、2000年和2014年三期遥感影像数据为基础、结合阿鲁科尔沁旗统计年鉴、气象气候等资料,借助ENVI5.1和ARCGIS10.2软件,对阿鲁科尔沁旗草地退化现状特征、时空变化规律进行了研究,研究表明:2014年阿鲁科尔沁旗草地退化指数(GDI)为2.99,属于中度退化等级,研究区各个乡镇(苏木)草地退化指数(GDI)值在2.65~3.3之间,区域之间有一定的差异性,但整体上均处于中度退化的状态。草地退化状况空间分布特征为,南部和中南部地区草地退化较为严重,主要以中度退化草地为主,伴有重度退化草地;中部和中北部地势偏高的林牧区草地退化状况相对较轻,主要以轻度退化草地与中度退化草地相间分布,草地整体状况相对较好;最北端基本形成了无明显退化草地、轻度退化草地和中度退化草地相间分布的格局。     

我国北方半干旱牧区天然打草场退化分级（英文）

半干旱牧区天然打草场是北方牧区产量最高的草场,但由于长期连续打草,没有休闲机会,目前天然打草场普遍存在严重的退化,极大限制了天然打草场牧草的产量和质量,同时,我国天然打草场退化的空间分布及其退化程度的本底数据一直不清,主要原因之一与没有形成全国统一的、规范的评价标准有关。基于上述问题,本文采用层次分析法针对北方(温性草甸草原、温性草原、山地草甸、低地草甸为主)的草原区开展天然打草场退化评价指标的筛选与精度验证,研究明确了能够快速反映天然打草场退化的7项指标(平均高度、地上生物量、盖度、中型禾草比例、凋落物量、退化指示植物比例及裸斑、盐碱斑占地面比例),采用5级级差法划定了各项指标的阈值范围,即平均高度25–80 cm,地上生物量480–2500 kg ha~(-1),盖度26%–98%,中型禾草比例10%–50%,凋落物量100–400kg ha~(-1),退化指示植物比例0–11%,裸斑、盐碱斑占地面比例0–14%。研究结果有效解决了天然打草场退化分级评价的技术瓶颈,为天然打草场退化的科学评价提供理论依据,也对天然打草场可持续利用及畜牧业生产提供了重要技术支撑。     

郑州黄河湿地自然保护区植物物种多样性对人类活动的响应

基于2009年的遥感图像和野外调查,采用人类活动压力指数对郑州黄河湿地自然保护区的人类干扰程度进行了评估,并分析了湿地群落植物物种多样性对人类活动压力的响应。结果表明,该区的人类活动压力较大,在严重的人类活动影响下,郑州黄河湿地自然保护区已成为典型的河岸湿地生态系统退化区域,植物物种数下降,各生境间物种差异增大,其中城镇化压力是导致群落多样性变化的主因。     

高寒草甸草地退化对土壤水热性质的影响及其环境效应

青藏高原高寒草甸草地的大面积退化,将改变浅层土壤的水热性质,影响地表水热交换,甚至导致区域生态环境的变化。本文通过系统分析典型原生高寒草甸与中度退化高寒草甸的植物群落特征、地上地下生物量和土壤理化特征的差异,研究高寒草甸草地退化对土壤水热性质的影响及其环境效应。结果表明:随着高寒草甸草地退化,植被覆盖度显著降低(p<0.01),适应旱生、深根系的杂草侵入适应湿润生境、浅根系的以莎草科植物为主的原生植被,生物多样性显著增加(p<0.01);草毡表层(0～10 cm)地下生物量显著减少(p<0.01),30～50 cm地下生物量显著增加(p<0.01)。草毡表层变薄降低了土壤容重的垂向异质性,使表层土壤容重显著增加(p<0.01),土壤颗粒显著变粗(p<0.01)。受浅层土壤有机质降低和土壤容重增加的影响,中度退化高寒草甸土壤的持水量和饱和导水率降低,土壤导热率升高。高寒草甸草地植被退化,土壤持水量、饱和导水率降低和导热率增加将加速地表水热交换,对高寒草甸草地退化和下伏多年冻土消融都可能是正反馈。     

施氮对高寒草甸草原植物群落和土壤养分的影响

于2013-2014年在青藏高原东缘测定了不同梯度施氮后植物群落特征、牧草营养和土壤质量的变化,并分析了施氮后的经济效益。结果表明:(1)施氮显著增加了各功能群植物的高度和禾本科功能群植物盖度,而对莎草科和豆科植物盖度无显著影响;施氮显著增加了禾本科、莎草科、豆科和植物群落生物量,降低了杂类草盖度和生物量,其中施肥量为30.86～38.58 g·m^-2时效果最为显著。(2)施氮显著增加了0～20 cm土层根系生物量;施氮当年显著增加了根冠比,施氮第2年根冠比无显著变化。(3)施氮不同程度降低了高寒草甸草原植物群落多样性,其中,施肥量在30.86～38.58 g·m^-2时最低。(4)施氮不同程度地提高了禾本科、莎草科和杂类草植物的粗蛋白含量,降低了各功能群植物纤维含量;施氮不同程度提高了高寒草甸草原土壤养分和有机碳含量,其中在施肥量为30.86～38.58 g·m^-2时最高。(5)施氮当年和第二年净收益均在施肥量为30.86 g·m^-2时最大,分别为1 860元·hm^-2和878元·hm^-2。施氮缓解了青藏高原东缘高寒草甸草原植物生长的营养限制,提高了可食牧草产量,30.86～38.58 g·m^-2可作为该区最佳施氮水平。     

毛乌素沙地沙丘活化过程中油蒿(Artemisia ordosica)根系特征

根系是植物的重要营养器官,轻微的环境变化也会引起根系的变化。采用时空代替法,在毛乌素沙地选取固定沙丘、轻度活化沙丘、中度活化沙丘、重度活化沙丘上的油蒿(Artemisia ordosica)植株,采用全根分层挖掘的方法调查根系生态特征。结果表明:油蒿表现出深根性轴根植物的特点,不同活化程度沙丘油蒿根系生物量均以粗根最大\,中粗根次之\,细根最小,但沙丘的活化显著弱化了油蒿的轴根特征;在沙丘活化的初期(固定沙丘、轻度活化沙丘)油蒿根系垂直方向分布较深(平均200 cm),水平方向分布范围较小,侧根数量较多,随着沙丘活化程度的增加,油蒿根系分布浅层化,侧根数量减少但水平方向分布范围增加,根幅增大,油蒿有向须根植物演变的趋势;从固定沙丘到重度活化沙丘,由于植被盖度的降低,风沙活动的加剧,沙埋的发生导致油蒿地下总生物量不断增加,根冠比也呈增加趋势。生境的改变,导致油蒿根系的分配格局发生改变,最终适应沙丘活化后的土壤水分条件以及相应的生态环境的改变。     

纳帕海湿地草本植物群落演替与水文情势关系

均匀布点开展纳帕海湿地区植物群落调查,应用DCA排序分析植物群落演替特征及其主控因子,利用Shannon-Wiener等物种多样性指数分析群落演替过程中的物种多样性变化态势;利用多期Landsat TM/ETM+影像解译获取多年平均的湿地区淹水频率空间分异特征;均匀布点采集并测定分层土样重量含水率,生成植物调查同期湿地区分层土壤含水量空间分异特征;将样方DCA第一排序轴与样方物种多样性指数进行关联分析。结果表明:本次调查记录到湿地区植物物种130种,隶属36科88属;湿地区的湿-中生植物群落占绝大多数,中生群落和严重破坏地次生群落分布较广,典型水生植物群落分布生境狭窄,可分为水生植物群落、湿-中生植物群落、中生植物群落和严重破坏地植物群落4个演替阶段;水文情势分异及变化和强干扰是纳帕海湿地植被生态演替的主控因子;现状演替态势下,湿地区的湿-中生植物物种、与人为干扰或退化有关的伴生植物物种会趋向增加,湿地进一步退化;调控水文情势和减轻家畜翻拱的强干扰破坏是实现纳帕海湿地植被生态修复的重要途径。     

荒漠草原不同退化阶段土壤微生物、土壤养分及酶活性的研究

 对我国荒漠草原生态系统不同退化阶段土壤微生物数量、微生物生物量、土壤养分及土壤酶活性进行研究。结果表明,随着草原退化程度加剧,土壤微生物数量、微生物生物量、土壤养分及土壤酶活性均表现出不同程度的变化。其中,土壤微生物数量、生物量和土壤酶活性随退化程度的加剧而有递减的趋势,各项值在总体上呈现出轻度退化>中度退化>重度退化;土壤养分中除了土壤钾含量无明显的规律性变化外, 其他含量表现出轻度退化>中度退化>重度退化的趋势;研究认为,荒漠草原的退化明显影响到土壤微生物的数量、生物量、土壤养分及土壤酶活性,土壤微生物对草原退化有响应。同时,相关性研究表明,土壤微生物数量、土壤养分和土壤生物活性之间呈较好的相关关系,这些指标可作为评价土壤肥力的有效指标。     

基于NDVI的西藏自治区草地退化评价模型

本文选择草地退化三个主要的表征因子草地盖度、牧草生物量和牧草植株高度来反映草地“量”的退化程度,并运用因子分析的方法算出各个表征因子的权重,加权求和得出草地综合评价指数。最后根据NDVI与草地综合评价指数建立草地退化评价模型,为草地退化的遥感宏观评价提供了一种新方法。