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三江源区高寒草地植物多样性与土壤因子的耦合关系

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甘肃农业大学学报 2022年第2期57卷 125-136页

作者：杨冲王文颖周华坤毛旭锋马华清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 中国科学院西北高原生物研究所青海西宁810008

【目的】探究三江源区4类高寒草地植物多样性特征及其影响因素,揭示植物多样性与土壤因子间的耦合协调关系.【方法】测定分析了植物群落以及土壤理化性质特征,并利用灰色关联度模型分析3个植物多样性指标与12个土壤因子间的耦合协调状况... 详细信息

【目的】探究三江源区4类高寒草地植物多样性特征及其影响因素,揭示植物多样性与土壤因子间的耦合协调关系.【方法】测定分析了植物群落以及土壤理化性质特征,并利用灰色关联度模型分析3个植物多样性指标与12个土壤因子间的耦合协调状况.【结果】研究区共有植物15科34属47种,以禾本科、菊科、莎草科、毛茛科、龙胆科为主;Shannon-Weaver指数变化范围为1.15~2.82,Simpson指数变化范围为0.63~0.92,Pielou均匀度指数变化范围为0.71~0.88;Shannon-Weaver指数、Simpson指数和Pielou均匀度指数与土壤因子的关联度分别为0.825、0.817、0.818;高寒草原、高寒草甸、沼泽草甸和人工草地植物多样性与土壤因子耦合协调度分别为0.167、0.683、0.762、0.599。【结论】三江源区高寒草地植物种类简单,植物群落多样性指数较低,与土壤因子关联度较强,植物多样性与土壤因子耦合协调度整体上处于较低水平。

关键词：三江源区高寒草地植物多样性灰色关联耦合协调

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退化草地生态恢复研究案例综合分析：年限、效果和方法

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生态学报 2017年第24期37卷 8148-8160页

作者：尚占环董世魁周华坤董全民龙瑞军兰州大学生命科学学院草地农业生态系统国家重点实验室兰州730000 北京师范大学环境学院北京100875 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 青海大学畜牧兽医科学院西宁810016

草地生态系统退化严重影响着全球生态安全、草原区域居民生计和草原文化多样性的发展。退化草地恢复工作依赖于对有效研究案例的借鉴,不同研究年限的案例对生态恢复实践的目标、恢复方案的制定有不同借鉴和参考作用,而获得有指导价值的... 详细信息

草地生态系统退化严重影响着全球生态安全、草原区域居民生计和草原文化多样性的发展。退化草地恢复工作依赖于对有效研究案例的借鉴,不同研究年限的案例对生态恢复实践的目标、恢复方案的制定有不同借鉴和参考作用,而获得有指导价值的研究案例通常是长期开展的研究工作。在调查国内外149个退化草地生态恢复案例基础上,该文综合分析了退化草地生态恢复的研究年限分布、恢复目标、恢复方法,效果及长期研究数据获取方法等,主要有以下几方面总结。(1)年限小于10a的案例数量较多,且更侧重于连续性研究;较长时间研究更多依赖于以前研究案例重访性研究。(2)相对而言,较长期的研究结果可靠性更高,其恢复技术的说服性更强,对于生产力的研究一般比生态功能研究的案例年限短些。(3)在退化草地生态恢复中,恢复目标排在前三位的分别是生物多样性,植被覆盖度和土壤碳库。(4)在调查的研究案例中关于动物群落的研究非常少。(5)退化草地恢复方法中应用最多是人工播种,围栏封育,放牧应用。(6)跨度时间较长的研究工作大多采用案例重访的方式,获取和以前可对比的数据资料。最后,建议特别应该重视案例重访方法的应用,尽可能更多的开展实地性数据获取再进行大数据综合,这样更可靠。

关键词：退化草地生态恢复研究年限恢复效果案例重访 '分散协作-方法统一’

退化程度对玛沁高寒草甸植物群落及土壤持水能力的影响

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草业科学 2022年第2期39卷 235-246页

作者：张宇恒张莉张秀娟杨永胜王军邦徐兴良黄煜茹赵求东李英年周华坤长江大学园艺园林学院湖北荆州434025 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810001 中国科学院高原生物适应与进化重点实验室青海西宁810001 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 中国科学院西北生态环境资源研究院甘肃兰州730000

为探讨退化程度对三江源高寒草甸植物群落演替及水源涵养能力的影响,本研究选取青藏高原三江源玛沁不同退化程度高寒草甸样地,通过野外监测及室内试验相结合的方法,分析不同退化程度对三江源高寒草甸植物群落盖度、高度、物种数、生物... 详细信息

为探讨退化程度对三江源高寒草甸植物群落演替及水源涵养能力的影响,本研究选取青藏高原三江源玛沁不同退化程度高寒草甸样地,通过野外监测及室内试验相结合的方法,分析不同退化程度对三江源高寒草甸植物群落盖度、高度、物种数、生物量及土壤容重、饱和导水率和持水能力的影响。结果表明:1)高寒草甸不断退化过程中,玛沁高寒草甸植物平均高度和盖度分别显著降低了41.1%和58.5%(P<0.05),植被物种数、丰富度、多样性指数、均匀度指数逐步降低,优势度指数以轻度退化样地最高(0.18)。2)地上、地下生物量及总生物量均随退化程度的加剧显著减少(P<0.05),与原生植被样地相比,重度退化样地地上、地下及总生物量分别下降了49.8%、71.1%和70.0%;随着土壤深度的增加,退化程度对地下生物量的影响逐步降低。3)退化程度对高寒草甸土壤持水能力与饱和导水率的影响程度随土壤深度的增加而减弱,其对表层(0−5 cm)土壤持水能力和饱和导水率的影响最明显,与原生植被相比,重度退化高寒草甸0−5 cm土壤饱和持水量、田间持水量、毛管持水量及饱和导水率分别下降了41.7%、42.9%、41.4%和84.4%,随着退化程度的增加,高寒草甸0−5 cm土层的土壤容重显著增加(P<0.05)。综上所述,随着退化程度加剧,高寒草甸植被群落的物种丰富度、多样性、均匀度及优势度随之降低;同时,退化程度对高寒草甸土壤持水能力的影响主要集中在0−5 cm土层,高寒草甸地表草毡层是保持该区域水源涵养功能的关键所在。

关键词：草毡层土壤饱和导水率物种多样性植物群落生物量水源涵养土壤容重

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高寒沼泽化草甸植物群落对放牧的响应

青海科技 2022年第6期29卷 46-51,114页

作者：孙冉李宏林黎与马丽张中华周华坤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生态环境工程学院西宁810016 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 青海省海南州林业站共和813000

为探究不同放牧方式对高寒沼泽化草甸植物群落的影响,本研究在青藏高原东部高寒沼泽化草甸选择三块土壤、植被状态较为一致的样地,设置全年放牧(AG)、生长季禁牧(WG)和全年禁牧(NG)三个处理,测定了群落物种丰富度、生产力、植物功能性... 详细信息

为探究不同放牧方式对高寒沼泽化草甸植物群落的影响,本研究在青藏高原东部高寒沼泽化草甸选择三块土壤、植被状态较为一致的样地,设置全年放牧(AG)、生长季禁牧(WG)和全年禁牧(NG)三个处理,测定了群落物种丰富度、生产力、植物功能性状以及土壤全氮、全磷和速效氮含量等植被和土壤指标。结果表明:(1)放牧显著增加了沼泽化草甸植物群落的物种丰富度,降低了群落地上生物量,在全年放牧条件下物种丰富度最高;(2)放牧显著增加了群落水平的比叶面积,降低了高度(P<0.05),而对群落的叶片干物质含量则没有显著影响;(3)随着放牧持续时间的增加,高寒沼泽化草甸土壤全氮、全磷和速效氮含量明显降低。放牧活动可以提高高寒沼泽化草甸植物群落的物种多样性,但是降低了其土壤养分含量,因此需要通过制定合理的放牧制度以实现对沼泽化草甸的保护和可持续利用。

关键词：高寒沼泽化草甸放牧方式物种丰富度植物群落

祁连山南麓高寒禾草-矮嵩草草甸土壤水源涵养功能的特征

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水土保持研究 2022年第3期29卷 135-141,146页

作者：李红琴王卓权张法伟仪律北郭小伟李以康林丽曹广民李英年周华坤洛阳师范学院生命科学学院河南洛阳471934 中国科学院三江源国家公园研究院西宁810001 中国科学院西北高原生物研究所高原生物适应与进化重点实验室西宁810001 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810001 青海省林业和草原局林业碳汇服务中心西宁810008

青藏高原被誉为“中华水塔”,高寒草甸是主要植被类型但其水源涵养功能有待准确量化。以祁连山南麓高寒禾草-矮嵩草草甸为研究对象,通过分析2014—2018年的植被生长季(6—9月)土壤体积含水量的长期观测数据,探讨了土壤有效水源涵养量(... 详细信息

青藏高原被誉为“中华水塔”,高寒草甸是主要植被类型但其水源涵养功能有待准确量化。以祁连山南麓高寒禾草-矮嵩草草甸为研究对象,通过分析2014—2018年的植被生长季(6—9月)土壤体积含水量的长期观测数据,探讨了土壤有效水源涵养量(土壤现实持水量与最小持水量之差)和水文调节功能(有效水源涵养量的时间变化速率)的变化特征及其环境调控机制。结果表明:高寒草甸0—100 cm年均土壤有效水源涵养量为(44.3±8.7)mm(平均值±标准差,下同),呈现出双峰型的季节趋势,最高峰和次高峰分别为6月下旬的(57.8±14.4)mm和9月中旬的(59.2±15.7)mm。浅层(0—20 cm)、中层(20—60 cm)和深层(60—100 cm)土壤有效水源涵养量占比分别为53.1%,34.9%和12.0%,土壤有效含水源涵养量随土层深度增加表现为对数衰减(R^(2)=0.82,p<0.001)。增强回归树的结果表明土壤有效水源涵养量的季节变化主要受控于土壤温度,尤其是5 cm土壤温度,二者呈现出显著负相关。不同深度的年均土壤有效水源涵养量和土壤黏粒比例显著负相关(R^(2)=0.99,p=0.004)。根系区(0—40 cm)年均土壤吸湿速率和脱湿速率分别为(0.21±0.02)mm/h和(0.22±0.02)mm/h,t检验的结果表明除了0—5 cm之外,根系区土壤脱湿速率显著大于吸湿速率。分析表明土壤温度是土壤吸湿和脱湿速率的显著环境驱动因子。因此,土壤温度是高寒禾草-矮嵩草草甸土壤有效水源涵养量和水文调节功能的主要影响因素,维持土壤的低温是高寒草甸水源涵养功能保育和提升的重要基础。

关键词：禾草-矮嵩草草甸土壤有效水源涵养量土壤吸湿速率土壤脱湿速率增强回归树

基于熵权灰色关联法的高寒贫困山区生态脆弱性分析——以青海省海东市为例

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水土保持通报 2019年第3期39卷 191-199页

作者：郭婧魏珍任君周华坤师燕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 青海省社会科学院生态环境研究所青海西宁810000 青海省社会科学院经济研究所青海西宁810000 青海大学研究生院青海西宁810016 中国科学院大学北京100049 西宁市城乡规划设计研究院青海西宁810006

[目的]对青海省海东市6个区县的生态脆弱性进行定量研究,为缓解高寒贫困山区贫困状态、提高生态环境保护意识提供参考,为国家深入实施精准扶贫工作提供依据。[方法]选择经济发展状况、社会发展状况和自然生态环境状况3个评价维度构建高... 详细信息

[目的]对青海省海东市6个区县的生态脆弱性进行定量研究,为缓解高寒贫困山区贫困状态、提高生态环境保护意识提供参考,为国家深入实施精准扶贫工作提供依据。[方法]选择经济发展状况、社会发展状况和自然生态环境状况3个评价维度构建高寒贫困山区生态脆弱性评价指标体系,运用熵权灰色关联法,对其进行定量分析与评价。[结果]互助县生态脆弱度为0.8501,属微度脆弱等级,平安区生态脆弱度为0.7128,属轻度脆弱等级,循化县生态脆弱度为0.5573,属于中度脆弱等级,乐都、民和及化隆3区县生态脆弱度均小于0.45,属于重度脆弱等级。青海省海东市高寒贫困山区生态脆弱性评价指标的综合关联度从高到低的顺序依次为:互助县>平安区>循化县>化隆县>乐都区>民和县。[结论]自然生态环境状况和资源禀赋严重制约经济社会发展的同时,对生态脆弱性也有显著的影响。

关键词：熵权灰色关联法高寒贫困山区生态脆弱性

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湟水国家湿地公园湿地价值及其辐射格局研究

生态学报 2022年第2期42卷 569-580页

作者：张艳春毛旭锋魏晓燕张志法唐文家周华坤马建海尹心安佟玲玲青海师范大学地理科学学院高原科学与可持续发展研究院西宁810008 青海省自然地理与环境过程重点实验室青藏高原地表过程与生态保育教育部重点实验室西宁810008 青海师范大学经济与管理学院西宁810008 湟水国家湿地公园管理服务中心西宁810008 青海省生态环境厅生态环境监测中心西宁810008 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 青海省林业与草原局西宁810008 北京师范大学环境学院北京100875

评估湿地价值量并分析价值的空间分布情况,对湿地保护管理和区域规划利用具有重要的指导意义。以青海西宁湟水湿地公园为研究区,构建一套适合高原城市湿地的生态系统服务评价体系,采用功能价值法和断裂点模型法,分析公园的湿地价值及其... 详细信息

评估湿地价值量并分析价值的空间分布情况,对湿地保护管理和区域规划利用具有重要的指导意义。以青海西宁湟水湿地公园为研究区,构建一套适合高原城市湿地的生态系统服务评价体系,采用功能价值法和断裂点模型法,分析公园的湿地价值及其辐射格局特征。结果表明:(1)2020年湟水国家湿地公园的15项生态系统服务的总价值为6.18亿元,四大服务价值量按照价值高低排序依次为文化服务、调节服务、支持服务和供给服务;(2)5个评价区中,湟水主河道的价值最高,其次为北川湿地和海湖湿地,最后是火烧沟公园和宁湖湿地;(3)5大湿地区生态系统服务的辐射范围由大到小依次为:宁湖湿地>北川湿地>湟水主河道>海湖湿地>火烧沟公园;对湿地服务辐射范围叠加处理后,形成1个核心区和5个次核心区域;(4)湟水国家湿地公园的生态系统服务存在空间溢出情况,湟水主河道的生态系统服务向周边湿地公园溢出,其他四个湿地区之间生态系统服务存在相互溢出和叠加的现象。

关键词：生态系统服务价值分布辐射格局湟水国家湿地公园

三江源区生态环境退化、恢复治理及其可持续发展

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中国科学院院刊 2005年第6期20卷 471-476页

作者：赵新全周华坤西北高原生物研究所西宁810001

本文介绍了三江源地区生态系统退化现状,科学分析了脆弱生态区生态退化的原因及生态过程,提出了三江源区退化生态系统的植被恢复配套技术和有效途径,探讨了区域经济、社会、资源、生态环境相互协调和相互促进的发展道路。

关键词：三江源区生态退化综合治理可持续发展

气候变化对青藏高原植被生态系统的影响研究进展

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干旱气象 2022年第6期40卷 1068-1080页

作者：曹晓云周秉荣周华坤乔斌颜玉倩赵彤陈奇赵慧芳于红妍青海省气象科学研究所青海西宁810001 青海省防灾减灾重点实验室青海西宁810001 青海省气象局科技与预报处青海西宁810001 中国科学院西北高原生物研究所青海省高寒区恢复生态学重点实验室青海西宁810001 祁连山国家公园青海服务保障中心青海西宁810001

近几十年来青藏高原整体气温升高、降水增多,受气候变化影响高原植被发生了显著变化。本文梳理总结了高原气候变化状况及其对植被覆盖度与归一化植被指数(normalized difference vegetation index,NDVI)、物候期、净初级生产力(net prim... 详细信息

近几十年来青藏高原整体气温升高、降水增多,受气候变化影响高原植被发生了显著变化。本文梳理总结了高原气候变化状况及其对植被覆盖度与归一化植被指数(normalized difference vegetation index,NDVI)、物候期、净初级生产力(net primary productivity,NPP)、生物量碳库、多样性等影响的研究进展,并进行了讨论与展望。主要结论如下:(1)近60 a来,高原气温整体呈显著升高趋势,平均每10 a升高约0.37℃,年降水量整体呈增多趋势,平均每10 a增加约10.40 mm,东南部呈暖干化、西北部呈暖湿化趋势;(2)在整体改善背景下,高原植被覆盖度与NDVI存在局部退化态势,改善的面积占比为67.7%~75.0%,主要分布在中东部地区;(3)整体上,高原植被物候呈返青期提前、枯黄期推后、生育期延长的趋势,但2000年后返青期提前则存在较大争议;(4)高原植被NPP整体呈显著增加趋势,但2000年后增速有所减缓,显著增加的区域主要分布在祁连山南部地区及念青唐古拉山北部高寒草甸区,而藏北高原、西藏“一江两河”和三江源中西部地区则呈下降趋势;(5)高原植被生物量碳库整体呈增加趋势,表现为碳汇,且具有明显的空间异质性,高寒草甸草原增加显著,其他草地类型增幅较小,部分地区有所下降;(6)高原植物多样性发生了显著变化,尽管研究结果不尽相同,但气候变化显著影响了高寒草地植物群落物种组成和多样性的事实毋庸置疑。建议未来应加强数据组网观测对比和多尺度效应研究、深化内在机理研究和多因子综合量化分析、强化共享机制、提高应对气候变化的能力,以期促进高原生态保护和高质量发展。

关键词：青藏高原气候变化植被影响研究进展