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青藏高原高寒灌木金露梅扩张态势分析

草业科学 2024年

作者：安栩立张振华杨建平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青海大学农牧学院中国科学院大学

分析扩张灌木物种气候生态位特征与地理分布格局，可为制定有效管理和提早预防草地灌丛化政策提供参考依据。本研究利用金露梅（Potentilla fruticosa）分布点数据和相应的气候因子数据，结合生态位分析和物种分布模型，分析了金露梅气... 详细信息

分析扩张灌木物种气候生态位特征与地理分布格局，可为制定有效管理和提早预防草地灌丛化政策提供参考依据。本研究利用金露梅（Potentilla fruticosa）分布点数据和相应的气候因子数据，结合生态位分析和物种分布模型，分析了金露梅气候生态位的地带分布特征，以及金露梅在青藏高原的潜在分布格局及主要的限制因子。结果表明：不同纬度梯度、海拔梯度金露梅的气候生态位部分重叠，金露梅在低海拔、低纬度地区，即Bio10（最暖季度平均温度）高的地区，气候生态位大且具有一定的扩张性；在高海拔、高纬度地区，即Bio10低的地区，其气候生态位小但呈较高的扩张性。等温性、最暖季（夏季6、7、8月）的平均温度和降雨量为限制金露梅扩张的主要气候因子。未来暖湿化气候背景下，青藏高原东部、南部为金露梅的潜在扩张区域，应防止其快速扩张。

关键词：青藏高原金露梅气候生态位潜在分布

青海海北金露梅灌丛草甸植物群落生产力时间稳性及其驱动因素（高寒生态研究生论坛）

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草业科学 2024年

作者：张兆煜李本措樊博司梦可安栩立张振华兰玉婷青海大学农牧学院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中国科学院大学

明确高寒金露梅灌丛草甸群落生产力时间稳定性的动态变化及驱动因素，对金露梅灌丛草甸生态系统功能维持以及适应性管理具有重要意义。本研究以青海海北祁连山南麓金露梅（Potentilla fruticosa）灌丛草甸植物群落为研究对象，重点分析... 详细信息

明确高寒金露梅灌丛草甸群落生产力时间稳定性的动态变化及驱动因素，对金露梅灌丛草甸生态系统功能维持以及适应性管理具有重要意义。本研究以青海海北祁连山南麓金露梅（Potentilla fruticosa）灌丛草甸植物群落为研究对象，重点分析了2020-2023年间高寒金露梅灌丛草甸植物群落生产力季节和年际动态变化，并探讨了物种多样性和土壤因子对植物群落稳定性的影响。结果表明：（1）季节尺度上，植物群落地上生产力呈现“单峰”曲线，在7月底达到峰值；年际尺度上，植物群落地上生产力和地下生产力在年际间差异显著（P草甸植物地上生产力时间稳定性之间存在显著正相关关系（P草甸植物地下生产力时间稳定性之间存在显著正相关关系（P所述，不同功能群植物、物种多样性以及土壤速效养分是影响金露梅灌丛草甸植物群落生产力时间稳定性的关键因素。

关键词：高寒草甸群落生产力时间稳定性物种多样性环境因子

高寒草地不同海拔土壤有机碳时空变化特征及驱动因素

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应用与环境生物学报 2024年

作者：李宇章魏瑶刘坤和丁明利何立乐胡宜刚张振华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大学中国科学院西北生态环境资源研究院

气候变化显著影响了土壤有机碳组分及微生物群落特性，从而改变了土壤碳库的积累和稳定。以空间代替时间的海拔梯度研究已被广泛用于高寒草地土壤碳库对气候变化的长期响应研究中。以高寒草地为研究对象，分析2009年-2022年间祁连山南麓... 详细信息

气候变化显著影响了土壤有机碳组分及微生物群落特性，从而改变了土壤碳库的积累和稳定。以空间代替时间的海拔梯度研究已被广泛用于高寒草地土壤碳库对气候变化的长期响应研究中。以高寒草地为研究对象，分析2009年-2022年间祁连山南麓3个海拔梯度下土壤有机碳含量时空差异以及不同深度土壤有机碳组分、微生物群落特性等。研究结果表明：（1）在时间尺度上，低、高海拔表层土壤（0-10 cm）有机碳含量呈现先增加后降低趋势，中海拔表层土壤有机碳含量无显著年际间差异，3个海拔亚表层土壤（20-30 cm）有机碳含量均无显著年际间差异。在空间尺度上，亚表层而非表层土壤有机碳含量随着海拔升高呈线性增加趋势；（2）表层和亚表层土壤的蜡质脂类、角质和软木脂，以及亚表层土壤的总微生物残体碳和真菌残体碳均随着海拔高度降低呈非线性减少趋势，微生物源碳组分（28.98%-38.42%）对土壤有机碳的贡献显著高于植物源碳组分（2.46%-4.96%）；（3）表层土壤有机碳含量随着木质素酚类、微生物源碳组分的增加而线性增加，但随着真菌生物量的增加而线性减少；亚表层土壤有机碳含量随着植物源和微生物源碳组分含量的增加而线性增加，但随着真菌与细菌生物量比值（F/B）以及革兰氏阳性细菌与革兰氏阴性细菌生物量比值（GP/GN）的增加而线性降低，而F/B和GP/GN均随着土壤碳氮比的增加而线性降低。综上所述，海拔高度增加引起的温度降低有利于亚表层土壤有机碳的积累。不同土壤有机碳分子组分随海拔高度变化呈非线性变化，其中微生物源碳组分在土壤有机碳的积累中占主导地位，且微生物群落组成在土壤有机碳及其分子组分的形成和稳定中具有关键作用。

关键词：高寒草地土壤有机碳植物源碳组分微生物源碳组分微生物群落特性

青海海北金露梅灌丛草甸植物群落生产力时间稳性及其驱动因素

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草业科学 2024年第8期41卷 1834-1844页

作者：张兆煜李本措樊博司梦可安栩立张振华兰玉婷青海大学农牧学院青海西宁810016 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西宁810001 中国科学院大学北京100049

明确高寒金露梅(Potentilla fruticosa)灌丛草甸群落生产力时间稳定性的动态变化及驱动因素,对金露梅灌丛草甸生态系统功能维持以及适应性管理具有重要意义。因此,本研究以青海海北祁连山南麓金露梅灌丛草甸植物群落为研究对象,重点分析... 详细信息

明确高寒金露梅(Potentilla fruticosa)灌丛草甸群落生产力时间稳定性的动态变化及驱动因素,对金露梅灌丛草甸生态系统功能维持以及适应性管理具有重要意义。因此,本研究以青海海北祁连山南麓金露梅灌丛草甸植物群落为研究对象,重点分析了2020-2023年间高寒金露梅灌丛草甸植物群落生产力季节和年际动态变化,并探讨了物种多样性和土壤因子对植物群落稳定性的影响。结果表明:1)季节尺度上,植物群落地上生产力呈现“单峰”曲线,在7月底达到峰值;年际尺度上禾本科与豆科的地上生物量在不同年份间无显著差异(P>0.05),而莎草科地上生物量在2022年达到最大值,杂类草地上生物量在2023年达到最大值;地下总生物量与0-10 cm、20-30 cm的生物量在年际间有明显变化。2)地上群落生产力时间稳定性和地下群落生产力时间稳定性没有显著差异,杂类草功能群生产力时间稳定性显著高于其他功能群(P0.05)。3)莎草类功能群生产力时间稳定性、Shannon-Wiener指数、Simpson指数以及土壤速效钾与金露梅灌丛草甸植物地上生产力时间稳定性之间存在显著正相关关系(P草甸植物地下生产力时间稳定性之间存在显著正相关关系(P所述,不同功能群植物、物种多样性以及土壤速效养分是影响金露梅灌丛草甸植物群落生产力时间稳定性的关键因素。

关键词：高寒草甸群落生产力时间稳定性物种多样性环境因子

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高寒嵩草草甸稳态特征及退化演替过程研究

生态学报 2024年

作者：林丽兰玉婷李本措司梦可樊博张法伟李以康曹广民李杰霞青海海北高寒草地生态系统国家野外科学观测研究站和中国科学院高原生物适应与进化重点实验室中国科学院西北高原生物研究所中国地质调查局西宁自然资源综合调查中心

系统构件因子对干扰响应与适应过程是明晰生态系统稳定性维持及稳态转化的基础和核心，对退化生态系统修复研究具有重要的理论指导意义。以高寒嵩草草甸退化演替模式序列为研究对象，探讨不同演替稳态植物群落数量特征、土壤养分特征、... 详细信息

系统构件因子对干扰响应与适应过程是明晰生态系统稳定性维持及稳态转化的基础和核心，对退化生态系统修复研究具有重要的理论指导意义。以高寒嵩草草甸退化演替模式序列为研究对象，探讨不同演替稳态植物群落数量特征、土壤养分特征、下垫面特征同退化演替的协同变化关系，研究发现：（1）高寒嵩草草甸退化演替过程中植物、土壤、下垫面特征对退化响应具有异步性，其中起负反馈效应的因子对系统特征稳定性的维持具有重要意义，是导致系统特征出现平台期的主要原因。（2）由于高寒嵩草草甸不同构件因子对退化响应的敏感性不同，导致高寒嵩草草甸随退化程度的加深，系统对退化响应敏感的因子逐渐被非敏感因子取代，进而造成系统稳态的转化和系统总体特征在整个退化演替中的阶梯性变化。因此，高寒嵩草草甸构件因子对退化干扰的异步性响应过程和负反馈效应维持了平台期系统特征的相对稳定，但在退化演替过程中，随着维持系统特征稳定的非敏感性因子逐渐被取代，系统将发生稳态转化。

关键词：高寒嵩草草甸生态系统稳定性退化演替状态转化

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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

未来气候情景下青藏高原高寒草原与高寒草甸优势种潜在适宜区分布预测

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生态学报 2024年

作者：李明王军邦张秀娟张溢王之嵘杨永胜长江大学园艺园林学院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西北高原生物研究所

研究青藏高原高寒草地优势种及草地类型的未来空间分布变化对草地经营管理具有重要意义。基于物种分布数据和主要环境因子，采用最大熵模型（MaxEnt）模拟并分析了高寒草地优势种在当前和未来（2041—2060, 2061—2080）不同气候情景（S... 详细信息

研究青藏高原高寒草地优势种及草地类型的未来空间分布变化对草地经营管理具有重要意义。基于物种分布数据和主要环境因子，采用最大熵模型（MaxEnt）模拟并分析了高寒草地优势种在当前和未来（2041—2060, 2061—2080）不同气候情景（SSP126、SSP245、SSP370、SSP585）下的潜在适宜区及其对气候变化的响应。结果表明：（1）MaxEnt对4类研究物种AUC值均>0.9，预测效果好。（2）早熟禾（Poa annua）类高寒草原主导环境因子是最冷季平均温度（bio11）；紫花针茅（Stipa purpurea）类高寒草原、高山嵩草（Carex parvula）类和矮生嵩草（Carex alatauensis）类高寒草甸主导环境因子是年降水量（bio12）。总体而言高寒草地优势种分布受年降水量（bio12）、海拔（Elev）、平均温度日较差（bio2）及降水量季节性变化（bio15）共同驱动。（3）未来气候情景下早熟禾类高寒草原丧失的部分区域会转化为紫花针茅类高寒草原与矮生嵩草类高寒草甸适宜区，高寒草原优势种适宜区质心向西南方向迁移，早熟禾类潜在适宜区在中期（2041—2060）的SSP370情景及远期（2061—2080）的SSP245情景下扩张，其他情景下皆丧失；紫花针茅类的潜在适宜区皆扩张且在SSP370情景下扩张面积达到最大；高寒草甸优势种的潜在适宜区多为扩张趋势且质心向南迁移，仅在SSP585情景下会丧失。本研究不仅可以为保护该地区物种多样性和当地畜牧业生产提供方法参考，也为维持地域生态系统平衡提供理论支持。

关键词：青藏高原高寒草地优势种最大熵模型(MaxEnt) 适宜区变化

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放牧显著降低中国草地生态系统土壤含水量

草业科学 2024年第1期41卷 59-66页

作者：王云英裴薇薇王新文焱斌杜岩功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

本研究利用Meta分析方法,对中国草地生态系统已开展的258个关于放牧对于中国草地生态系统土壤含水量的试验结果进行综合分析。结果表明:放牧对中国草地0-30 cm土壤含水量影响的平均效应值为-0.111,降低幅度约10.51%,达到0.01显著性检验... 详细信息

本研究利用Meta分析方法,对中国草地生态系统已开展的258个关于放牧对于中国草地生态系统土壤含水量的试验结果进行综合分析。结果表明:放牧对中国草地0-30 cm土壤含水量影响的平均效应值为-0.111,降低幅度约10.51%,达到0.01显著性检验水平。放牧对表层土壤0-10 cm土层影响影响最高,随着土层加深,平均效应值均呈现降低趋势,且放牧分别对草甸草原、典型草原和荒漠草原土壤含水量影响作用最强。温度、降水量、海拔和土壤容重4种环境因子贡献率最大。放牧分别可解释93.90%、87.66%、90.64%的对0-10、10-20和20-30 cm土层的效应值变异。全球增温可能会显著降低放牧草地土壤含水量,为了提升草地土壤含水量应采用轻度放牧制度。本研究为明晰放牧草地生态系统水分变化提供了理论基础。

关键词：植被类型放牧土层水分变化相对贡献率效应值 Meta分析

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水体沉积物对普通小球藻生长的影响模拟试验研究

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人民长江 2024年

作者：何立乐朱小雪张振华曲靖师范学院生物资源与食品工程学院云南高原生物资源保护与利用研究中心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适应与进化重点实验室

除了化学因素外，水体物理性质因素也能有效影响普通小球藻的生长。本文采用纯石英砂模拟水体沉积物，用正交实验法分析了扰动速率、固液比和沉积物粒径等三种水体因素对普通小球藻生长的物理效应。单因素方差分析结果表明扰动速率和固... 详细信息

除了化学因素外，水体物理性质因素也能有效影响普通小球藻的生长。本文采用纯石英砂模拟水体沉积物，用正交实验法分析了扰动速率、固液比和沉积物粒径等三种水体因素对普通小球藻生长的物理效应。单因素方差分析结果表明扰动速率和固液比在0.05水平上对普通小球藻生物量均具有显著性影响，扰动速率和粒径在0.05水平上对普通小球藻特定生长率均具有显著性影响。影响普通小球藻最大生物量的优势条件为100 r/min扰动速率、125 g/L固液比和10-20 M粒径，生物量浓度为8×106cell/mL，影响普通小球藻最小生物量的优势条件为150 r/min扰动速率、125 g/L固液比和30-40 M粒径，生物量浓度为2.4×106cell/mL。在一定的扰动速率下，粒径和固液比可能对特定生长率存在较强交互作用影响。另外，SEM显示较强的扰动速率能使普通小球藻外在形态椭圆化，并对生物量的增长产生影响。因此，研究认为可以试图通过改变水体扰动速率、固液比和沉积物粒径等水沉积物条件实现对普通小球藻生长的宏观调控。

关键词：普通小球藻物理因素正交实验生物量