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贫困与脆弱生态环境的耦合关系研究——基于青藏高原高寒农业区14个县(市)的分析

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青海科技 2024年第1期31卷 34-40页

作者：郭婧周华坤青海省社会科学院生态文明研究所西宁810000 中国科学院西北高原生物研究所西宁810008 青海省寒区恢复生态学重点实验室西宁810008

文章以青藏高原高寒农业区14个县(市)为研究对象,构建了经济贫困与生态环境评价指标体系,分析了研究区经济贫困与脆弱生态环境的耦合关系。结果表明:(1)青藏高原高寒农业区脆弱生态环境和贫困耦合协调度整体呈上升状态,受政策调整等因... 详细信息

文章以青藏高原高寒农业区14个县(市)为研究对象,构建了经济贫困与生态环境评价指标体系,分析了研究区经济贫困与脆弱生态环境的耦合关系。结果表明:(1)青藏高原高寒农业区脆弱生态环境和贫困耦合协调度整体呈上升状态,受政策调整等因素的影响呈现失调衰退贫困轻度滞后、失调衰退生态环境轻度滞后、过度调和贫困轻度滞后、过度调和生态环境轻度滞后四个不同阶段。(2)2011-2018年青藏高原高寒农业区的生态环境-贫困耦合协调度D从0.312 0增加到0.642 9,协调类型从失调衰退类转化为协调发展类。研究结果可为青藏高原区域经济发展与可持续发展提供参考。

关键词：经济贫困脆弱生态环境耦合

外源ABA对干旱胁迫下红豆草种子萌发及其幼苗生理生化特性的影响

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中国生态农业学报(中英文) 2024年

作者：马晓兰王文颖周华坤李文婧李蛟李阳邱庆辉殷恒霞青海大学省部共建三江源生态与高原农牧业国家重点实验室青海大学生态环境工程学院青海师范大学生命科学学院中国科学院西北高原生物研究所青海省寒区恢复生态学重点实验室

干旱是影响高寒地区牧草种植和生产力的主要环境胁迫之一，而植物激素脱落酸（Abscisic acid， ABA）在调控植物生长发育及应对环境胁迫中具有重要作用。本研究对高寒牧草红豆草（Onobrychis viciifolia）种子进行不同浓度的ABA浸种处... 详细信息

干旱是影响高寒地区牧草种植和生产力的主要环境胁迫之一，而植物激素脱落酸（Abscisic acid， ABA）在调控植物生长发育及应对环境胁迫中具有重要作用。本研究对高寒牧草红豆草（Onobrychis viciifolia）种子进行不同浓度的ABA浸种处理，室内10% PEG模拟干旱胁迫，通过检测和分析红豆草种子萌发指标和早期幼苗生长生理特性，探究外源ABA浸种对干旱条件下红豆草种子萌发和早期幼苗生长发育的影响。结果表明，干旱胁迫显著抑制了红豆草种子发芽率、发芽势、发芽指数和活力指数，而相较于干旱处理组，低浓度ABA (5 mg·L-1和10 mg·L-1)浸种预处理则能够提高这些萌发特性。此外， 10 mg·L-1ABA浸种能明显促进红豆草早期幼苗的主根长度和根冠比，提高干旱胁迫下幼苗的抗氧化酶活性及渗透调节物质的含量，并减轻干旱胁迫对细胞氧化损伤的程度。然而，较高浓度ABA (>20 mg·L-1)浸种则对于干旱胁迫下红豆草种子萌发和幼苗生长没有影响。本研究得出结论，适宜浓度的ABA浸种能够提高干旱胁迫下红豆草种子的萌发特性，且能有效减轻干旱对早期幼苗的氧化损伤程度，这一结果为干旱地区优质牧草种植推广奠定了理论基础。

关键词：红豆草干旱胁迫脱落酸种子萌发幼苗生长

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青藏高原高寒草地食草家畜的碳收支研究

生态学报 2024年

作者：欧阳熙煌王军邦赵亮王文颖张振华周华坤赵新全中国科学院地理科学与资源研究所生态系统网络观测与模拟重点实验室生态系统大数据与模拟中心中国科学院大学中国科学院西北高原生物研究所青海三江源草地生态系统国家野外科学观测研究站青海师范大学生命科学学院中国科学院西北高原生物研究所青海海北高寒草地生态系统国家野外科学观测研究站中国科学院西北高原生物研究所青海省寒区恢复生态学重点实验室青海大学省部共建三江源生态与高原农牧业国家重点实验室

高寒草地生态系统是青藏高原地区主体生态类型，支撑着当地牧民的生活和生产，同时也发挥着维持区域生态安全的重要作用。食草家畜是草地系统和人类社会紧密耦合的重要元素，其碳收支动态成为草地生态系统碳循环中的重要过程之一，但目... 详细信息

高寒草地生态系统是青藏高原地区主体生态类型，支撑着当地牧民的生活和生产，同时也发挥着维持区域生态安全的重要作用。食草家畜是草地系统和人类社会紧密耦合的重要元素，其碳收支动态成为草地生态系统碳循环中的重要过程之一，但目前对食草家畜的碳收支及其动态并没有得到很好的量化。利用县级统计年鉴数据量化了青藏高原2000—2020年期间的食草家畜碳收支及去向，并与基于卫星遥感的净初级生产力（Net primary productivity, NPP）和可利用产草量（Available grass yield,GYA）进行了对比分析，得到如下结论：（1） 2000—2020年期间，青藏高原草地NPP总量和GYA总量分别为（153.88±17.96） Tg C/a和（26.40±3.19） Tg C/a，食草家畜碳摄入量（Intake carbon,ITC）为（31.08±0.98） Tg C/a（占GYA总量的118%）。（2）青藏高原草地NPP、GYA、ITC均呈现显著增加趋势，但ITC占GYA的比值呈现显著下降趋势，并且这一比值在空间上存在异质性。（3）食草家畜摄入碳量中有13.24 Tg C/a（约占ITC的43%）通过粪尿排泄排出，12.35 Tg C/a通过呼吸产热排出，0.96 Tg C/a以CH4形式排出，固存在家畜体内的碳是4.53 Tg C/a，而以畜产品向人类社会输出的碳是0.384 Tg C/a。本研究从动物代谢生理层面量化了青藏高原食草家畜碳收支及其时空动态，对草牧业管理、草地碳增汇及全球变化生态学具有重要意义。

关键词：食草家畜动物碳代谢模型碳摄入量畜产品可利用产草量

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甘青地区碳减排潜力分析及绿色发展路径探讨

环境科学 2024年

作者：刘莉娜高峰曲建升赵培庆尹常亮周华坤王宝张中华中国科学院兰州分院中国科学院西北高原生物研究所中国科学院成都文献情报中心中国科学院西北生态环境资源研究院

甘青地区能源资源富集、生态环境脆弱，面临着绿色低碳转型与经济高质量协调发展问题.立足甘青地区实际，深入分析其碳排放特征，构建碳排放与人口、经济、能源和政策之间的系统动力学模型，明晰碳排放各要素之间的关系，据此探讨未来... 详细信息

甘青地区能源资源富集、生态环境脆弱，面临着绿色低碳转型与经济高质量协调发展问题.立足甘青地区实际，深入分析其碳排放特征，构建碳排放与人口、经济、能源和政策之间的系统动力学模型，明晰碳排放各要素之间的关系，据此探讨未来绿色发展路径.结果显示：①近年来甘青地区碳排放总量及人均碳排放量均呈现不断上升趋势，从能源结构看，煤炭消费是最主要排放源，从部门贡献看，工业部门贡献最大.②与基准情景相比，到2030年，优化与强化情景下甘肃碳排放可分别降低14%和25%，同期青海碳排放分别降低26%和38%.③与优化情景相比，到2030年，在结构强化、规模强化、技术强化和意识强化情景下，甘肃碳排放可分别降低5.39%、3.53%、2.74%和0.74%，同期青海碳排放分别降低7.43%、5.67%、2.89%和0.26%.④根据甘青地区资源禀赋，强化政策引领推动绿色低碳发展、加快产业转型升级助力高质量发展、推动生态保护与减污增汇协同发展等政策措施有助于推进地区实现“双碳”愿景.

关键词：甘青地区碳排放减排潜力绿色发展系统动力学

苔藓结皮短期添加对青藏高原人工草地植被和土壤的影响

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草地学报 2024年第5期32卷 1348-1358页

作者：马录花孟宪超王贵强马子峰李以康周华坤宋明华中国科学院西北高原生物研究所青海省寒区恢复生态学重点实验室青海西宁810008 中国科学院大学北京100049 中国科学院地理科学与资源研究所北京100101

为揭示苔藓结皮短期添加对人工草地植被和土壤的影响,本研究以不同禾草组合处理的人工草地为研究对象,分析了苔藓结皮短期添加后人工草地植被和土壤的变化特征和相关关系,发现苔藓结皮短期添加显著提高群落地上生物量和高度(P<0.05),随... 详细信息

为揭示苔藓结皮短期添加对人工草地植被和土壤的影响,本研究以不同禾草组合处理的人工草地为研究对象,分析了苔藓结皮短期添加后人工草地植被和土壤的变化特征和相关关系,发现苔藓结皮短期添加显著提高群落地上生物量和高度(P<0.05),随着苔藓结皮添加量增加群落地上生物量也增加并且在SFXF组合中最高;土壤全磷、全氮、含水量随着苔藓结皮添加量增加而增加,pH呈相反趋势,苔藓结皮A1添加处理对速效养分的影响比A2明显,土壤蔗糖酶活性随着苔藓结皮添加量增加而提高;相关效应分析结果表明,地上生物量、有效磷和多酚氧化酶在SFXF组合中苔藓结皮添加简单效应显著(P<0.05),相关关系结果表明,添加苔藓结皮可以提高土壤养分含量和酶活性影响植被群落。因此,短期添加苔藓结皮对青藏高原“黑土滩”的恢复和治理中起着重要作用。

关键词：苔藓结皮人工草地土壤养分酶活性

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青海高寒草甸马勃蘑菇圈增温作用的影响研究

草地学报 2024年第3期32卷 812-817页

作者：曹铭王文颖徐进周华坤刘艳方德却拉姆杨玉青青海师范大学地理科学学院青海西宁810008 青海师范大学生命科学学院青海西宁810008 青海省青藏高原药用动植物资源重点实验室青海西宁810016 山西农业大学园艺学院山西太古030801 中国科学院西北高原生物研究所青海西宁810008

蘑菇圈是广泛存在于草地和森林的大型真菌子实体环状群落。有些蘑菇圈如马勃蘑菇圈会显著促进周围植物生长,其蘑菇圈真菌促进植物生长的机理一直是一个热点科学问题。本研究选取青海海北高寒草甸马勃蘑菇圈,从2023年6月15日至7月15日,... 详细信息

蘑菇圈是广泛存在于草地和森林的大型真菌子实体环状群落。有些蘑菇圈如马勃蘑菇圈会显著促进周围植物生长,其蘑菇圈真菌促进植物生长的机理一直是一个热点科学问题。本研究选取青海海北高寒草甸马勃蘑菇圈,从2023年6月15日至7月15日,对蘑菇圈土壤温度进行连续监测,使用红外热成像仪对蘑菇圈子实体进行拍照,同时测定了土壤理化性质与酶活性,检验蘑菇圈真菌生长对土壤温度和土壤酶活的影响及其相互关系。结果表明:蘑菇圈圈上土壤温度变化与圈内、圈外有明显差异,在当日23时后至次日凌晨5时,蘑菇圈上土壤温度高于圈外与圈内0.3℃~1.6℃,红外影像显示蘑菇圈真菌子实体温度显著高于环境温度4℃。蘑菇圈圈上速效养分含量显著高于圈内圈外(P<0.05)。蘑菇圈土壤脲酶、酸性磷酸酶、蔗糖酶、过氧化氢酶活性显著高于圈内和圈外。因此马勃蘑菇圈真菌的生长增加了土壤环境温度、提高土壤酶活,通过增加土壤速效养分促进了蘑菇圈上植物的生长。

关键词：蘑菇圈高寒草甸土壤增温土壤酶活

青藏高原草地生态系统演化过程、可持续发展瓶颈及应对分析

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草业科学 2024年第8期41卷 1865-1882页

作者：林丽孙睿藻郭小伟李茜李以康曹广民周华坤兰玉婷中国科学院西北高原生物研究所青海省寒区恢复生态学重点实验室青海西宁810008 中国地质调查局西宁自然资源综合调查中心青海西宁810000 中国气象局河南省农业气象保障与应用技术重点开放实验室河南郑州450003 河南省气象服务中心河南郑州450003

青藏高原面积巨大,自然条件恶劣,生态环境脆弱,具有生态、生产和生活的三生服务功能。自20世纪80年代以来,在气候变化、人口激增、市场冲击和经营管理模式改变等多种因素影响下,青藏高原草地生产服务功能逐渐被弱化,“人-地”矛盾凸显,... 详细信息

青藏高原面积巨大,自然条件恶劣,生态环境脆弱,具有生态、生产和生活的三生服务功能。自20世纪80年代以来,在气候变化、人口激增、市场冲击和经营管理模式改变等多种因素影响下,青藏高原草地生产服务功能逐渐被弱化,“人-地”矛盾凸显,如何实现青藏高原草地生态系统的可持续发展成为“关系人民福祉、关乎民族未来的大计”。基于此,本文梳理了青藏高原生态系统演化历史、植被演化过程及不同历史时期人类活动及区域经济-资源发展模式特征,发现:1)在大的时空间尺度下,青藏高原植被演替的主控因子为气候变化和剧烈的地质变迁,在小的时空尺度下,导致相同地理和气候单元植被特征分异的原因是放牧强度的分异,而草地过度放牧的原因同家庭牧场的管理、草地生态价值的可评估性、人口与生产力发展适配度等关系密切。2)规模化放牧在青藏高原区域具有数千年历史,并形成了人-草-畜协同演化的互利共生关系,青藏高原草地生态系统可持续发展需要在汲取当地传统知识和文化精华的基础之上,扩大草地生产的层次性,引入或研发以生产和生态效益共赢为目的的科学技术,完善和延伸草地生产产业链,完善高原生态系统生态价值评估体系,调动牧场管理者草地健康保护的主观能动性,完成草地健康监管奖惩制度,以生产力、管理和文化为调节手段提高青藏高原区域农牧业现代化和商品化程度,实现青藏高原草地生态系统资源可持续利用发展及区域生态文明建设。

关键词：青藏高原生态系统服务功能可持续发展生态文明牧区管理退化草地

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气候变化通过调控青藏高原高寒草原植物生育期影响地上生物量积累

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应用生态学报 2024年第5期35卷 1260-1268页

作者：杨聪颖丁颖马扶林周华坤王晓丽张强刘小伟木塔力甫·吾布力郭梁西北农林科技大学草业与草原学院陕西杨凌712100 青海省海北牧业气象试验站青海海北810200 中国科学院西北高原生物研究所青海省寒区恢复生态学重点实验室西宁810008 中国科学院高原生物适应与进化重点实验室西宁810008 青海大学省部共建三江源生态与高原农牧业国家重点实验室/三江源区高寒草地生态教育部重点实验室西宁810016 青海大学畜牧兽医科学院西宁810016 西北农林科技大学水土保持科学与工程学院陕西杨凌712100 中国科学院-水利部水土保持研究所陕西杨凌712100

气候变化显著影响青藏高原高寒草原植物生物量及物候发生时间,且物候期的变化与植物营养生长期和生殖生长期长度紧密关联,可进一步影响植物生物量的积累。本研究基于1997—2020年青藏高原高寒草原植物生物量和物候定点观测及相应气候资... 详细信息

气候变化显著影响青藏高原高寒草原植物生物量及物候发生时间,且物候期的变化与植物营养生长期和生殖生长期长度紧密关联,可进一步影响植物生物量的积累。本研究基于1997—2020年青藏高原高寒草原植物生物量和物候定点观测及相应气候资料,应用简单线性回归及分段结构方程模型等统计方法,探究了研究区气候年际变化特征,不同植物生物量、物候期变化趋势,以及生物量与物候及气候因子的关联性。结果表明:1997—2020年间,研究区年均温和年降水量均呈显著上升趋势,呈现出明显“暖湿化”趋势;研究区优势种西北针茅的地上生物量及其在群落总生物量中的占比显著下降,而次优势种矮嵩草的生物量及其在群落总生物量中的占比则显著增加,表明矮嵩草在该高寒草原群落中的优势度日益升高;研究区暖湿化气候通过显著延长矮嵩草的生殖生长期提高了其地上生物量;年均温和年降水量通过显著缩短西北针茅的营养生长期进而降低其地上生物量的积累。总之,气候暖湿化通过调控物候期变化显著影响了植物地上生物量积累,物种间响应的差异性导致高寒草原植物组成发生了较大变化,研究区呈现出高寒草原向高寒草甸转变的趋势,亟待深入研究。

关键词：高寒草原暖湿化地上生物量物候矮嵩草西北针茅

高寒草地四种植物叶片化学计量学特征及其对坡度的响应

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草地学报 2024年第1期32卷 121-129页

作者：鄯仁欠姐姚步青李永晓马丽萍雷雨田马忠武王芳萍郭玉朋周华坤青海大学生态环境工程学院青海西宁810016 中国科学院西北高原生物研究所青海省寒区恢复学重点实验室青海西宁810008 青海省交通规划设计研究院有限公司青海西宁810002 青海民族大学生态环境与资源学院青海西宁810000

本研究以高寒草甸和高寒灌丛共有物种黑褐苔草(Carex atrofusca Schkuhr Riedgr.)、黄花棘豆(Oxytropis ochrocephala Bunge.)、冷地早熟禾(Poa crymophila Keng.)、乳白香青(Anaphalis lactea Maxim.)为研究对象,比较分析四种植物叶片碳(Carbon, C)、氮(Nitrogen, N)、磷(Phosphorus, P)含量差异及其随坡度变化的变化趋势。结果表明:高寒草甸植物叶片C,N含量、C/N比值种间差异显著,高寒灌丛植物叶片N,P含量,C/N,C/P,N/P比值种间差异显著;高寒灌丛乳白香青叶片C/N,C/P比值和黄花棘豆叶片C/P,N/P比值显著高于高寒草甸;随着坡度增大,两种草地类型所有植物叶片C含量和N/P比值均无显著变化趋势;高寒草甸黑褐苔草和黄花棘豆叶片N含量显著减少,C/N比值显著增大;高寒灌丛乳白香青叶片P含量显著减少,C/P比值显著增大。两种草地类型植物叶片化学计量特征对坡度的响应差异说明了植物适应环境策略的多样化。

关键词：高寒草地坡度植物化学计量学环境适应策略