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青藏高原高寒草甸退化演替进程中植被斑块特征

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草地学报 2022年第11期30卷 3113-3118页

作者：霍佳娟朱珏妃宋明华李以康徐兴良周华坤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北京100101 中国科学院大学北京100049 中国科学院西北高原生物研究所青海西宁810008

为揭示斑块属性及各属性之间的关系、优势植物组成对高寒草甸退化进程的指示作用,本研究在青海省果洛州玛沁县选取轻度、中度、重度、侵蚀4个退化阶段的高寒草甸,以斑块为单元开展样带尺度调查。结果表明:沿退化进程极大斑块和大斑块的... 详细信息

为揭示斑块属性及各属性之间的关系、优势植物组成对高寒草甸退化进程的指示作用,本研究在青海省果洛州玛沁县选取轻度、中度、重度、侵蚀4个退化阶段的高寒草甸,以斑块为单元开展样带尺度调查。结果表明:沿退化进程极大斑块和大斑块的相对面积、数量在侵蚀阶段显著下降,中等面积斑块和小斑块相对面积和数量在重度退化和侵蚀阶段显著增加。斑块组成中中等面积斑块变化最显著。嵩草和杂类草混合生长斑块面积随退化进程显著下降,杂类草优势斑块面积增加,并且只有杂类草优势斑块的周长和数量随退化进程显著增加。总斑块周长-面积比沿退化进程显著增加。其中,杂类草占优势的斑块周长-面积比呈先下降后增加趋势。综上,中等面积植被斑块的空间分布、莎草向杂类草占优势的斑块类型的转变,以及斑块周长-面积比可作为高寒草甸向黑土滩转变的指示指标。

关键词：退化进程斑块大小斑块类型周长-面积比高寒草甸

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祁连山东段退化草地优势种抗牧性响应

干旱区资源与环境 2011年第5期25卷 218-222页

作者：林丽曹广民赵成章龙瑞军李以康张法伟梁东营王溪中国科学院西北高原生物研究所西宁810001 西北师范大学兰州730070 兰州大学兰州730000

采用样带及样点调查法对祁连山南北两麓甘肃臭草(Melica przewalskyi)型、阿尔泰狗哇花(Heteropappus altaicus)型、小嵩草(Kobresia pygmaca)型草地及其原生植被的优势种群抗牧性特征进行研究,发现:过度放牧干扰了原生群落优势种的生... 详细信息

采用样带及样点调查法对祁连山南北两麓甘肃臭草(Melica przewalskyi)型、阿尔泰狗哇花(Heteropappus altaicus)型、小嵩草(Kobresia pygmaca)型草地及其原生植被的优势种群抗牧性特征进行研究,发现:过度放牧干扰了原生群落优势种的生长生殖特征,使得原优势种的株丛数(分蘖数),每株丛(分蘖)分枝数,分枝数均有不同程度的下降;退化后新优势种的上述指标则有不同程度的增加;退化草地功能群内部其他种群生长生殖特性具有一定的提高,但通常不能抵消该功能群总体的退化趋势。同一类型草地退化后的偏途演替可能有多种方向,这取决于新优势种在原生群落中的地位、对牧压的抗干扰能力,生长特性等。放牧干扰导致草地退化是通过改变植物群落地上地下生物量比例、生殖生长和营养生长比例等方式实现,因此退化草地一方面增加草地畜牧业无法利用的植物类群,另一方面降低了草地自我维持机制,使得草地处于亚健康状态。

关键词：优势种抗牧性退化草地生存策略祁连山

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藏药迷果芹的研究综述

时珍国医国药 2015年第1期26卷 193-195页

作者：皮立韩发邓黎赵晓辉李以康王晓虹中国科学院西北高原生物研究所青海西宁810008 中国科学院西北高原生物研究所湖州高原生物资源产业化创新中心浙江湖州313000 中国科学院高原生物适应与进化重点实验室青海西宁810008 中国科学院大学北京100049

从藏药迷果芹的营养成分、化学成分、药理作用研究、人工栽培和产品开发等方面综述了迷果芹的研究发展现状,并提出了藏药迷果芹开发的方向,为其进一步开发和利用提供依据。

关键词：藏药迷果芹化学成分药理作用人工种植

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高寒草甸植被层对于草地甲烷通量的影响

水土保持研究 2015年第1期22卷 146-152页

作者：郭小伟杜岩功李以康张法伟林丽刘淑丽欧阳经政曹广民中国科学院西北高原生物研究所西宁810001 中国科学院大学北京100049

土壤对大气甲烷的汇是草地的一项重要生态功能,关于草地的温室气体通量已有大量研究,但鲜见关于植被层对于草地甲烷通量影响的报道。通过设置完整高寒草甸(IHC)、去除地上生物量草地(RAB)和裸地(RBB)三个处理,利用静态箱法来研究植被层... 详细信息

土壤对大气甲烷的汇是草地的一项重要生态功能,关于草地的温室气体通量已有大量研究,但鲜见关于植被层对于草地甲烷通量影响的报道。通过设置完整高寒草甸(IHC)、去除地上生物量草地(RAB)和裸地(RBB)三个处理,利用静态箱法来研究植被层对于草地甲烷通量的影响,结果显示在观测期间草地的平均甲烷氧化速率由高到低依次为:裸地[(52.2±18.9)μg/(m2·h)]>去除地上生物量草地[(32.3±14.7)μg/(m2·h)]>完整草地[(27.9±10.6)μg/(m2·h)],三者之间差异达到显著水平(P<0.05)。根据三种处理计算出的草地根系和草地地上部分生物量2003—2004年的甲烷通量分别为(23.5±18.3)μg/(m2·h)和(7.4±11.5)μg/(m2·h),二者甲烷通量均为正值说明植物地上部分和草地根系都起到了促进甲烷排放的功能。在2003年、2004年、2005年、2006年RBB生长季平均甲烷通量分别为(-67.7±20.6)μg/(m2·h),(-60.7±18.5)μg/(m2·h),(-58.3±16.3)μg/(m2·h)和(-48.9±22.6)μg/(m2·h),表现为逐年降低的规律,但是IHC处理和RAB处理生长季甲烷平均通量的年季差异不显著,且没有明显的规律。在三年的原位观测期间,三种处理甲烷通量与土壤5cm温度、土壤湿度相关性也达到显著水平(P<0.05)。

关键词：青藏高原高寒草甸甲烷通量植被层

青海湖芨芨草干草原浅层土壤温度和导温率的基本特征

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中国农业气象 2012年第1期33卷 66-70页

作者：张法伟郭竹筠林丽李以康曹广民陈桂琛中国科学院西北高原生物研究所西宁810001 河南省义马市实验中学三门峡472300

通过解析芨芨草(Achnatherum splendens)干草原原生植被生长季中期5、10、20、40、60和80cm 6个土层连续监测的土壤温度资料,探讨其生长季土壤温度和土壤导温率的基本特征。结果表明:芨芨草干草原表层(<20cm)土壤温度日变化明显,遵循正... 详细信息

通过解析芨芨草(Achnatherum splendens)干草原原生植被生长季中期5、10、20、40、60和80cm 6个土层连续监测的土壤温度资料,探讨其生长季土壤温度和土壤导温率的基本特征。结果表明:芨芨草干草原表层(<20cm)土壤温度日变化明显,遵循正弦波动规律;20-40cm为正弦波动和线性振荡的过渡层,40cm以下无显著日变化。土壤温度日变化振幅(A)和相位(φ)随土壤深度(z)增加分别呈现几何级数衰减(A=4.60e-6.74z,R2=0.93)和线性延迟(φ=6.14z+7.67,R2=0.95)模式;表层土壤温度对脉冲式降水表现为渐变式响应并出现同温层;典型晴天下土壤导温率(κ)随土壤深度增加而指数升高(κ=2×10-7e4.21z,R2=0.92),34.7cm土层的土壤温度日变化与5.0cm反相,而土壤温度日变化恒温层为86.0-102.0cm土层。

关键词：土壤温度振幅谐波法振幅法相位法

青藏高原季节冻土区土壤冻融过程水热耦合特征

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冰川冻土 2020年第2期42卷 390-398页

作者：戴黎聪柯浔张法伟杜岩功李以康郭小伟李茜林丽曹广民中国科学院西北高原生物研究所青海西宁810008 中国科学院大学北京100049

青藏高原被誉为"中华水塔",其广泛分布的多年冻土和季节冻土在保证我国水资源安全上具有重要的地位。基于2015年7月-2016年6月青海海北站季节冻土的水热监测数据(土壤含水量为未冻水含量),分析了冻结深度的季节变化和冻融过程水热运移... 详细信息

青藏高原被誉为"中华水塔",其广泛分布的多年冻土和季节冻土在保证我国水资源安全上具有重要的地位。基于2015年7月-2016年6月青海海北站季节冻土的水热监测数据(土壤含水量为未冻水含量),分析了冻结深度的季节变化和冻融过程水热运移特征。结果表明:各土层土壤温度与土壤水分含量变化均表现为"U"型。土壤温度变化规律与日平均气温基本一致,但滞后于日平均气温的变化,滞后时间取决于土层深度。与多年冻土冻融规律不同,海北站季节冻土表现为单向冻结、双向融化特征,冻融过程大致可划分为三个阶段:冻结初期、冻结稳定期和融化期。同时,季节冻土消融速率大于冻结速率,且融化过程中以浅层土壤融化为主。在冻结过程中,土壤水分沿上、下两个方向分别向冻结锋面迁移,各土层土壤含水量迅速下降。而在融化过程中,各土层土壤含水量逐渐增加,且在浅层土壤形成一个土壤水分的高值区。土壤冻融过程中未冻水含量与各土层土壤温度具有较好的相关关系,且浅层土壤拟合效果优于深层土壤。本研究对揭示高原关键水文过程以及寒区水热耦合模型构建具有重要意义。

关键词：季节冻土季节变化冻融过程土壤温度土壤水分青藏高原

放牧高寒嵩草草地不同演替阶段土壤酶活性及养分演变特征

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应用生态学报 2019年第7期30卷 2267-2274页

作者：李茜孙亚男林丽李以康杜岩功郭小伟杨永胜曹广民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/高原生物适应与进化重点实验室

以高寒草地演替序列禾草-矮嵩草群落、矮嵩草群落、加厚期小嵩草群落、开裂期小嵩草群落和杂类草-黑土型次生裸地为对象,研究多稳态放牧高寒草地土壤酶活性演变及其与养分的关联性.结果表明:随退化演替推进,植被盖度和地上生物量依次降... 详细信息

以高寒草地演替序列禾草-矮嵩草群落、矮嵩草群落、加厚期小嵩草群落、开裂期小嵩草群落和杂类草-黑土型次生裸地为对象,研究多稳态放牧高寒草地土壤酶活性演变及其与养分的关联性.结果表明:随退化演替推进,植被盖度和地上生物量依次降低,而地下生物量在加厚期和开裂期小嵩草群落达到高峰.土壤蔗糖酶、脲酶、纤维素酶、碱性磷酸酶和芳基硫酸酯酶活性在土壤表层(0~10 cm)高于亚表层(10~20 cm),而几丁质酶相反;纤维素酶、碱性磷酸酶和芳基硫酸酯酶在禾草-矮嵩草群落最高,杂类草-黑土型次生裸地最低,加厚期小嵩草群落略有升高;几丁质酶在中间3个阶段均显示较高活性;脲酶和蔗糖酶在后期杂类草-黑土型次生裸地阶段明显升高.土壤水分、铵态氮、碱解氮、全氮、全碳和有机碳随退化演替依次递减,但硝态氮和速效磷在后期两阶段回升.除几丁质酶外,其他酶均与速效磷、铵态氮、碱解氮、全碳和有机碳呈正相关,与pH呈负相关;纤维素酶、碱性磷酸酶和芳基硫酸酯酶还与土壤水分和全氮呈正相关;影响土壤酶活性的主控因子为速效磷和铵态氮.高寒草地土壤酶受放牧退化演替影响呈现不同演变趋势,酶活性与土壤养分存在相互协同作用,但重度退化的极端环境也可能会激发与氮、碳养分转化相关的土壤酶活性.

关键词：高寒草地放牧胁迫植被演替酶活性土壤养分

长期生态学研究和试验示范为高寒草地的适应性管理提供理论与技术支撑

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中国科学院院刊 2018年第10期33卷 1115-1126页

作者：曹广民林丽张法伟李以康杜岩功郭小伟李茜钱大文樊博中国科学院西北高原生物研究所海北高寒草甸生态系统定位站西宁810001

传统理论认为,青藏高原极端的气候环境造就了区域生态系统敏感性、脆弱性的潜质,使之成为世界性的生态系统管理、维系与修复的难题。20世纪70年代,中国科学院西北高原生物研究所建立了海北高寒草甸生态系统定位站。长期生态系统构件监... 详细信息

传统理论认为,青藏高原极端的气候环境造就了区域生态系统敏感性、脆弱性的潜质,使之成为世界性的生态系统管理、维系与修复的难题。20世纪70年代,中国科学院西北高原生物研究所建立了海北高寒草甸生态系统定位站。长期生态系统构件监测研究揭示了青藏高原高寒草地对气候变化响应的生物学机制;探明了放牧干扰下高寒草地退化的演替过程;明晰了高寒草地稳定性维持的生物学机制;提出了基于生态过程学的高寒草地适应性管理模式;开启了高寒草地生态水文学过程探索。该定位站引领了高寒草地应用生态学理论基础研究,为区域的可持续发展提供了技术支撑。

关键词：高寒草地长期演变稳定性维持适应性管理功能提升

不同演替状态下高寒嵩草草甸植物功能群分异特征

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甘肃农业大学学报 2020年第1期55卷 136-144,152页

作者：周春丽林丽朋措吉李以康曹广民中国科学院西北高原生物研究所青海西宁810008 中国科学院大学北京100049

【目的】探讨高寒嵩草草甸植物功能群对放牧干扰的响应与适应,揭示不同放牧强度下高寒嵩草草甸植物的演替过程和趋势,为优化高寒嵩草草甸放牧方案提供科学依据.【方法】以高寒嵩草草甸退化演替过程中的关键状态,即禾草-矮嵩草草甸状态(A... 详细信息

【目的】探讨高寒嵩草草甸植物功能群对放牧干扰的响应与适应,揭示不同放牧强度下高寒嵩草草甸植物的演替过程和趋势,为优化高寒嵩草草甸放牧方案提供科学依据.【方法】以高寒嵩草草甸退化演替过程中的关键状态,即禾草-矮嵩草草甸状态(A)、小嵩草草甸草毡表层加厚状态(B)和小嵩草草甸草毡表层开裂状态(C)为研究对象,采用空间尺度代替时间尺度的方法进行研究.【结果】随着放牧强度的增加,样地总地上生物量呈"V"字形变化,其值在341.91±13.93间波动.其中,莎草科植物呈现波动性降低趋势;杂类草呈现波动性增高趋势;豆科和禾本科植物表现为先降低后增高的趋势;随着放牧干扰强度的增大,植物群落的生存环境发生恶化,K对策植物在群落中的比例降低,而R对策植物比例升高;草甸的退化演替伴随着地表等景观特征的协同演变,具有一定的沃岛效应.【结论】高寒嵩草草甸具有一定的自组织能力,不同演替状态下其植物功能群的生活型、群落结构与功能特征、地表特征以及草地生产力等存在较大差异,这种差异对于缓冲草地的退化和维持系统的相对稳定具有重要意义.

关键词：放牧干扰群落数量特征系统稳定性