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坡向和坡位对祁连山高寒灌丛植物群落多样性的影响

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草业学报 2025年第1期 17-28页

作者：王文虎王世林梁国玲李文曹文侠青海大学畜牧兽医科学院青海省畜牧兽医科学院青藏高原种质资源研究与利用实验室甘肃农业大学草业学院

明晰坡向和坡位对祁连山高寒灌丛植物群落多样性的影响过程及其路径系数，能够为祁连山地区高寒灌丛系统进行精准分区利用管理提供科学依据。本研究以祁连山地区山体不同坡向和坡位高寒灌丛为对象，对阴坡、半阴坡和半阳坡高寒灌丛植物... 详细信息

明晰坡向和坡位对祁连山高寒灌丛植物群落多样性的影响过程及其路径系数，能够为祁连山地区高寒灌丛系统进行精准分区利用管理提供科学依据。本研究以祁连山地区山体不同坡向和坡位高寒灌丛为对象，对阴坡、半阴坡和半阳坡高寒灌丛植物群落组成与结构、光照强度和土壤理化特征进行了系统研究，并采用分段式结构方程模型解析坡向和坡位对高寒灌丛植物群落多样性的影响过程及其路径系数。结果表明：草本和灌木的高度、盖度及地上、地下生物量均在下坡位最高（P多样性在阴坡最高、半阳坡最低（P多样性指数、丰富度指数、Pielou均匀度指数均随坡位的上升而呈降低趋势。光照强度和土壤物理化学性质均在下坡位显著高于上坡位。分段式结构方程模型分析表明，坡向和坡位主要通过影响光照强度和土壤有机质含量影响草本植物群落的多样性，而坡向和坡位主要通过影响光照强度、土壤含水量和土壤速效氮含量影响灌木植物群落的多样性。在山地小尺度地形条件下，坡向和坡位主要通过影响光照、水分、土壤有机质含量、土壤速效氮含量等因子进而影响植物群落多样性分布格局。因此，对山地高寒灌丛系统进行精准分区利用管理及退化草地生态恢复时，应考虑小尺度地形条件下坡向和坡位变化引起的植物群落微生境条件及植被分布格局异质性差异。

关键词：高寒灌丛植物多样性坡向坡位

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季节性雪被厚度对高山草甸4种优势晚花植物生物量分配的影响

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草业学报 2025年第2期 67-80页

作者：张宁王金牛罗栋梁张林徐波吴彦中国科学院成都生物研究所西藏生态安全屏障监测站网芒康生物多样性与生态站甘肃农业大学资源与环境学院中国科学院西北生态环境与资源研究院中国科学院青藏高原研究所阿坝师范学院教师教育学院

植物生物量在个体器官的分配表征了同化产物的形成及驱动机制，且不同器官间的协同生长受外界环境及植株内部因素的共同调控。季节性雪被在生长季较短的高寒生态系统中作为调控植物生长的关键环境因子之一。本研究通过分析青藏高原东缘... 详细信息

植物生物量在个体器官的分配表征了同化产物的形成及驱动机制，且不同器官间的协同生长受外界环境及植株内部因素的共同调控。季节性雪被在生长季较短的高寒生态系统中作为调控植物生长的关键环境因子之一。本研究通过分析青藏高原东缘岷江源区高寒草甸4种优势晚花植物（线叶龙胆、条叶垂头菊、高山韭和六叶龙胆）不同器官（根、茎、叶和花）生物量分配随雪被厚度的变化，探讨了不同物种在异质性雪被下的生物量权衡及生长策略。结果表明：1）雪被厚度显著影响物种株高及各器官生物量分配，条叶垂头菊在不同雪被厚度下均生长受限，偏向于地下生物量的积累（α=0.286,α=0.216,P生物量积累未能完全达到繁殖阈值，造成种群数量减少；较厚的雪被使得高山韭的花生物量、株高和总生物量增加（P生物量积累均为异速生长关系（α=0.208,α=0.262,P性。2）基于性状响应模型分析得出，不同雪被厚度下生态位的变化主要体现在茎叶的资源获取能力与花的繁殖作用。条叶垂头菊、高山韭和六叶龙胆的生态位主要与地上生物量分配、地下生物量分配及地下-地上生物量分配比显著相关；雪被厚度提高了可利用资源，高山韭繁殖阈值增加，线叶龙胆繁殖阈值降低，而六叶龙胆繁殖阈值则较稳定，说明繁殖阈值的变化受多因素调控，具有物种特异性。3）高山韭深雪部位面临种子成熟风险性，繁殖阈值的提高促进了对繁殖器官的绝对投入，是典型高山晚花自交植物生长策略的代表；而线叶龙胆为异交植物，在资源丰富的中雪部位降低繁殖阈值，属于花粉风险型策略。

关键词：岷江源区气候变化繁殖分配异速生长生长策略

1982—2009年基于卫星数据的北半球中高纬地区植被春季物候动态及其与气候的关系

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应用生态学报 2016年第9期27卷 2737-2746页

作者：丛楠沈妙根中国科学院青藏高原研究所高寒生态学与生物多样性重点实验室北京100101

深入认识北半球植被物候在全球变暖背景下的动态变化特征,对于评估和预测生态系统结构和功能对气候变化的响应有重要的指示作用.遥感技术是获取北半球植被春季物候的最重要方法,但是由于物候提取算法的差异,目前还存在较大的不确定性.... 详细信息

深入认识北半球植被物候在全球变暖背景下的动态变化特征,对于评估和预测生态系统结构和功能对气候变化的响应有重要的指示作用.遥感技术是获取北半球植被春季物候的最重要方法,但是由于物候提取算法的差异,目前还存在较大的不确定性.本文利用5种方法,基于卫星获取的归一化植被指数估算了北半球中高纬地区1982—2009年植被春季物候开始日期,分析了该日期的多年动态变化的时空特征,并探讨了气候变化对春季物候变化的影响.结果表明:研究区植被春季物候开始日期呈现提前趋势,研究期间提前(4.0±0.8)d,其中,欧亚大陆提前速率为(0.22±0.04)d·a^(-1),显著高于北美大陆的变化速率(0.03±0.02d·a^(-1));不同植被类型的变化趋势不同,5种方法都显示草地表现为显著提前趋势,而林地的提前趋势不显著.区域平均的植被春季物候开始日期的年际波动主要受春季温度的变化所驱动(r^2=0.61,P0.05).

关键词：植被春季物候气候变化时空分布特征卫星数据

西藏湖泊沉积物重金属元素特征及生态风险评估

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环境科学 2016年第2期37卷 490-498页

作者：郭泌汐刘勇勤张凡侯居峙张宏波中国科学院青藏高原研究所高寒生态学与生物多样性重点实验室北京100101 中国科学院青藏高原研究所青藏高原环境变化与地表过程重点实验室北京100101 中国科学院青藏高原地球科学卓越创新中心北京100101

为了探究青藏高原湖泊沉积物中重金属的来源以及对生态环境的危害,本文分析了青藏高原共18个湖泊的表层沉积物样品.微量元素Cu、Zn、Cd、Pb、Cr、Co、Ni、As含量采用电感耦合等离子质谱仪(ICP-MS,X-7series)测定,全氮全碳分析仪(Vario M... 详细信息

为了探究青藏高原湖泊沉积物中重金属的来源以及对生态环境的危害,本文分析了青藏高原共18个湖泊的表层沉积物样品.微量元素Cu、Zn、Cd、Pb、Cr、Co、Ni、As含量采用电感耦合等离子质谱仪(ICP-MS,X-7series)测定,全氮全碳分析仪(Vario Max CN,Elementar,Germany)测定了湖泊沉积物中的总碳氮含量.18个湖泊沉积物中Cu、Zn、Cd、Pb、Cr、Co、Ni、As这8种重金属平均含量分别为24.61、70.14、0.26、25.43、74.12、7.93、33.85、77.69 mg·kg-1.西藏湖泊沉积物中元素含量都要高于南极,但与人类活动频繁地区的湖泊沉积物重金属含量相比却较低,并且除了Cd、Ni和As之外都要低于西藏土壤背景值.运用Pearson相关性分析和主成分分析法分析了湖泊沉积物中重金属元素的来源,结果表明Cu、Zn、Cd、Pb、Co、Ni、As受流域内土壤及大气沉降影响较大,而Cr主要受人类活动的影响.用Hakanson潜在生态风险指数进行生态风险评估并聚类分析的结果显示只有普莫雍错、龙木错和班公错的综合生态污染程度低,其他湖泊生态系统均有不同程度的潜在生态风险,别若则错具有最强的生态风险.

关键词：青藏高原湖泊沉积物重金属相关性分析生态风险

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高山林线变化的更新受限机制研究进展

生态学报 2017年第9期37卷 2858-2868页

作者：沈维张林罗天祥中国科学院青藏高原研究所高寒生态与生物多样性重点实验室北京100101

全球林线位置对气候变暖的响应表现为上升、无变化或下降等截然不同趋势,表明影响林线位置及动态的因子十分复杂,除了较普遍认为的低温调控机制外,还存在其它控制林线位置变化的机制。林线向上迁移开始于种子向林线以上的传播及幼苗在... 详细信息

全球林线位置对气候变暖的响应表现为上升、无变化或下降等截然不同趋势,表明影响林线位置及动态的因子十分复杂,除了较普遍认为的低温调控机制外,还存在其它控制林线位置变化的机制。林线向上迁移开始于种子向林线以上的传播及幼苗在林线以上的定居,这些过程中的限制因子均会影响林线的位移,因此研究更新过程及其限制因子对理解高山林线对气候变化的响应具有重要的科学意义。主要从种子和幼苗两个关键阶段综述高山林线森林更新的研究进展。在种子阶段,夏季积温不足导致种子产量和活力下降,风速过低和浓密灌丛限制种子向林线以上传播,近地表的霜冻/水分胁迫和灌木释放的化感物质会阻碍种子在林线以上萌发。在幼苗阶段,除冬季低温外,生长季内较大的温度日振幅和偶然出现的冻害事件也是导致幼苗死亡的重要原因,而低温环境下的强烈光照引起的低温光抑制会显著降低生长季的光合作用;土壤低温、由土壤温度昼夜变化引起的冻举事件、夏季土壤干旱可能会导致幼苗光合作用下降和死亡率上升;积雪太浅会导致生长季早期幼苗水分供应的严重缺乏,但积雪太深会导致幼苗感染真菌的可能性增加;浓密的灌木和草本植物以及植食动物的啃食也会降低林线以上的幼苗存活率。气候变暖对林线幼苗定居的影响复杂且具有很大不确定性,需要进一步研究气候变暖导致的环境因子变化对林线更新各关键阶段的影响。未来气候变暖无疑会导致生长季起始日提前,结束日推迟,这很可能会增加生长季期间尤其是早期的低温冻害事件,对高山林线树种幼苗的存活具有重要影响。在未来研究中,需要找出定义生长季冻害事件的温度阈值,利用长期气象观测数据分析增温背景下生长季早期冻害事件特征的变化趋势,并进一步开展野外模拟增温实验以深刻理解林线树种的种子萌发和幼苗定居与生长季冻害事件的关系,加强对不同地区林线树种的繁殖策略研究,这将有助于人们进一步理解不同区域林线的形成机制并预测未来气候变化条件下林线的动态变化趋势。

关键词：气候变化生长季冻害事件种子萌发幼苗定居林线动态

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青藏高原草地生态系统对气候变化的响应

生态学杂志 2013年第6期32卷 1587-1595页

作者：王常顺孟凡栋李新娥姜丽丽白玲汪诗平中国科学院青藏高原研究所高寒生态学与生物多样性重点实验室北京100101 中国科学院大学北京100049 西藏大学拉萨850000

青藏高原高寒草地生态系统对气候变化高度敏感,其如何响应和反馈气候变化一直以来受到极大关注。本文系统综述了近5年来有关青藏高原草地生态系统在物候、生产力、碳循环等方面对气候变化的响应过程以及应对气候变化的适应性管理的最新... 详细信息

青藏高原高寒草地生态系统对气候变化高度敏感,其如何响应和反馈气候变化一直以来受到极大关注。本文系统综述了近5年来有关青藏高原草地生态系统在物候、生产力、碳循环等方面对气候变化的响应过程以及应对气候变化的适应性管理的最新研究成果,发现气候变化对高寒草地生态系统的诸多影响还存在很大的不确定性。多数研究结果表明,增温使高寒草甸的植被物候提前和初级生产力水平提高,而高寒草原有相反的影响趋势,说明不同地域、不同群落类型对不同季节温度变化的响应模式不同。而气候变化对物种多样性和碳循环有关过程的影响结果尚没有一致的结论,时空尺度和方法上的差异可能是导致不同结果的主要原因。因此,建议在增强时空异质性的响应与反馈研究的同时,更需要加强生态过程和机理的研究。

关键词：物候初级生产力植物多样性碳循环适应性管理青藏高原

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饮用水中隐孢子虫qPCR检测研究

环境科学学报 2018年第11期38卷 4243-4249页

作者：李春格李红岩李罗英于志勇杨敏孔维栋中国科学院生态环境研究中心中国科学院饮用水科学与技术实验室北京100085 中国科学院青藏高原研究所高寒生态学与生物多样性实验室北京100101

分子生物学的发展推动了分子技术在病原体检测诊断中的应用,建立成熟可靠的饮用水中隐孢子虫的分子检测方法也迫在眉睫.本研究直接提取饮用水浓缩液DNA,对隐孢子虫卵囊目的基因进行定量PCR(quantitative PCR,简称qPCR)检测,并对该体系... 详细信息

分子生物学的发展推动了分子技术在病原体检测诊断中的应用,建立成熟可靠的饮用水中隐孢子虫的分子检测方法也迫在眉睫.本研究直接提取饮用水浓缩液DNA,对隐孢子虫卵囊目的基因进行定量PCR(quantitative PCR,简称qPCR)检测,并对该体系进行了综合优化.本研究比较了不同冻融处理及不同DNA提取试剂盒对隐孢子虫卵囊DNA提取效果,结果显示,QIAamp DNA Mini kit配合冻融前处理(液氮/沸水5个循环)提取DNA含量较高,用这种方法可以提取到(4±1)个隐孢子虫卵囊DNA.本研究比较了隐孢子虫SYBR green染料法及Taqman探针法qPCR,结果显示,探针法和染料法均可以检测到10个18S rRNA基因拷贝(一个隐虫卵囊含有20个18S rRNA基因拷贝).采用该检测体系测定的去离子水和水源水中隐孢子虫的加标回收率分别达到了55%和46%;本研究提供了饮用水中隐孢子虫检测的一种可行性分子方法.

关键词：饮用水隐孢子虫定量PCR

反刍家畜及其排泄物对N2O和CH4排放的贡献

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生态学杂志 2011年第11期30卷 2604-2612页

作者：林巧燕布仁巴音汪诗平中国科学院西北高原生物研究所高原生物进化与适应重点实验室西宁810008 中国科学院研究生院北京100049 中国科学院青藏高原研究所高寒生态学和生物多样性实验室北京100085

了解反刍动物及其排泄物对温室气体的贡献以及主要影响因素对于认识全球气候变化及寻找减缓措施都具有重要的社会、经济和生态学意义。本文在综述了大量国内外相关文献的基础上,提出提高家畜营养水平和均衡营养,特别是在天然草原上增加... 详细信息

了解反刍动物及其排泄物对温室气体的贡献以及主要影响因素对于认识全球气候变化及寻找减缓措施都具有重要的社会、经济和生态学意义。本文在综述了大量国内外相关文献的基础上,提出提高家畜营养水平和均衡营养,特别是在天然草原上增加豆科牧草的比例,并通过在饲料中适量添加中链脂肪酸等添加剂,是提高家畜的生产性能、降低CH4排放量的有效措施。同时指出,由于在家畜排泄物处理和利用过程中,降低一种温室气体的排放可能会增加另一种气体的排放,因此,应该根据它们对大气增温潜值的差异,将各种处理下温室气体换算成CO2-C,从而进行比较分析,通过调整综合措施以达到二者总释放量的最低水平;同时还应该考虑到所产生的NH3和亚硝酸盐/硝酸盐对大气和环境的污染。因此,如何提高反刍家畜的饲养与营养、调整放牧管理制度、改善草原群落结构,从而在提高个体生产性能的基础上达到降低家畜总饲养量,最终实现草原生态保护、家畜生产和温室气体排放综合考虑的折衷管理方案,是今后所要解决的科学问题。任何减缓温室气体排放的措施都应该以整个生产系统为基础,从而综合评价所采取措施的有效性。

关键词：反刍家畜排泄物 N2O排放 CH4排放减排措施

青藏高原纳木错高寒草甸生态系统碳交换对多梯度增水的响应

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植物生态学报 2018年第3期42卷 397-405页

作者：耿晓东旭日刘永稳高寒生态学与生物多样性重点实验室中国科学院青藏高原研究所北京100101 中国科学院大学北京100049 中国科学院青藏高原地球科学卓越创新中心北京100101

高寒草甸是青藏高原的主要草地类型,对青藏高原生态系统碳收支具有重要的调节作用。目前,有关高寒草甸生态系统碳交换对气候变化的响应所知甚少,尤其是降水变化会如何影响高寒草甸碳交换过程的相关研究非常匮乏。该文作者于2013和2014... 详细信息

高寒草甸是青藏高原的主要草地类型,对青藏高原生态系统碳收支具有重要的调节作用。目前,有关高寒草甸生态系统碳交换对气候变化的响应所知甚少,尤其是降水变化会如何影响高寒草甸碳交换过程的相关研究非常匮乏。该文作者于2013和2014年的生长季(5–9月)在青藏高原纳木错地区高寒草甸进行多梯度人工增水实验,设置对照和5个水分添加梯度,分别增加0%、20%、40%、60%、80%和100%的降水,以研究高寒草甸生态系统在不同降水量条件下的碳交换变化。增水处理后,各处理梯度之间的土壤温度没有显著差异,而土壤含水量在不同增水处理后出现显著变化,相对于对照,增水幅度越大,对应的土壤含水量越高。综合2013和2014年的观测结果,高寒草甸生态系统整体表现为碳吸收,在20%增水处理中,净生态系统碳交换(NEE)达到最大值,随着模拟的降水梯度进一步增加,NEE逐渐下降;增水处理对生态系统呼吸(ER)无显著影响;总生态系统生产力(GEP)的变化趋势与NEE一致,即随着增水梯度增大,GEP先增加,并在增水20%处理达到最大值,随后GEP开始降低。研究表明,在高寒草甸生态系统,水分是影响GEP和NEE的重要因素,对ER影响较弱;未来适度的增水(20%–40%)能促进高寒草甸生态系统对碳的吸收。

关键词：碳交换增水高寒草甸青藏高原