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耿晓东
气候变化对青藏高原高寒草地生态系统草丛-地境界面微生物的影响研究进展
第２２卷第２期草地学报２０１４年３月Ｖ０１．２２Ｎｏ．２ＡＣＴＡＡＧＲＥＳＴＩＡ ＳＩＮＩＣＡＭａｒ．２０１４ｄｏｉ：１０．１１７３３／ｊ．ｉｓｓｎ．１００７—０４３５．２０１４．０２．００４ 气候变化对青藏高原高寒草地生态系统 草丛一地境界面微生物的影响研究进展 芦光新１，陈秀蓉孙，王军邦¨，吴楚４ （１．青海大学农牧学院，青海西宁８１００１６；２．甘肃农业大学草业学院，甘肃兰州７３００７０； ３．中国科学院地理科学与资源研究所，北京１０００９４；４．长江大学园艺园林学院，湖北荆州４３４０２５）摘要：由于自然因素或人类因素驱动，以ＣＯｚ浓度增加、气候变暖、大气氮沉降等为主要特征的生态效应对草地生态系统产生了复杂的影响。草丛一地境界面中草地植被和土壤环境对全球变化的响应十分敏感，土壤微生物与草地植被和土壤环境之间的关系密切，不同层面上微生物对全球变化的响应特征不同。气候变化的各个因素对土壤微生物有直接或间接的作用，且目前作用机制尚不明确。本文综述了全球变化因子，包括ＣＯ。浓度、气温及氮沉降等因素对草地土壤微生物影响的相关研究进展，在此基础上分析评述了全球变化对草地生态系统微生物多样性的影响及微生物的响应机制，并对未来研究需关注的问题和方向进行了探讨和展望。 关键词：全球变化；草地生态系统；微生物群落多样性；草丛一地境界面 中图分类号：Ｑ９４８文献标识码：Ａ文章编号：１００７—０４３５（２０１４）０２—０２３４～０９ ＲｅｓｅａｒｃｈＰｒｏｇｒｅｓｓｅｓｏｎｔｈｅＥｆｆｅｃｔｓｏｆＧｌｏｂａｌＣｈａｎｇｅｏｎｔｈｅＭｉｃｒｏｂｅｓｏｆＰｌａｎｔ—ｓｉｔｅＩｎｔｅｒｆａｃｅｉｎＡｌｐｉｎｅＧｒａｓｓｌａｎｄＥｃｏｓｙｓｔｅｍ ＬＵＧｕａｎｇ—ｘｉｎｌ，ＣＨＥＮＸｉｕ—ｒｏｎｇ弘，ＷＡＮＧＪｕｎ—ｂａｎｇ¨，ＷＵＣｈｕ４ （１．ＡｇｒｉｃｕｌｔｕｒｅａｎｄＡｎｉｍａｌＨｕｓｂａｎｄｒｙＣｏｌｌｅｇｅ，ＱｉｎｇｈａｉＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｘｉｎｉｎｇ，ＱｉｎｇｈａｉＰｒｏｖｉｎｃｅ８１００１６，Ｃｈｉｎａ； ２．ＰｒａｔａｃｕｈｕｒａｌＣｏｌｌｅｇｅ，ＧａｎｓｕＡｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｌａｎｚｈｏｕ，ＧａｎｓｕＰｒｏｖｉｎｃｅ７３００７０，Ｃｈｉｎａ： ３．ＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＧｅｏｇｒａｐｈｉｃＳｃｉｅｎｃｅｓａｎｄＮａｔｕｒｅＲｅｓｏｕｒｃｅｓＲｅｓｅａｒｃｈ，ＣＡＳ，Ｂｅｉｊｉｎｇ１００１０１，Ｃｈｉｎａ； ４．ＣｏｌｌｅｇｅｏｆＨｏｒｔｉｃｕｌｔｕｒｅａｎｄＧａｒｄｅｎｉｎｇ，ＹａｎｇｔｚｅＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｊｉｎｇｚｈｏｕ，ＨｕｂｅｉＰｒｏｖｉｎｃｅ４３４０２５，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅｅｆｆｅｃｔｓｏｆｇｌｏｂａｌｃｈａｎｇｅｓｏｎｇｒａｓｓｌａｎｄｅｃｏｓｙｓｔｅｍｓｈａｖｅｂｅｃｏｍｅａｆｏｃｕｓｏｆｇｒｅａｔｃｏｎｃｅｒｎｉｎｔｈｅｗｈｏｌｅｗｏｒｌｄｄｕｅｔｏｎａｔｕｒａｌｆａｃｔｏｒｓａｎｄｈｕｍａｎａｃｔｉｖｉｔｉｅｓ．Ｔｈｅｅｃｏｌｏｇｉｃａｌｅｆｆｅｃｔｓｏｆｇｌｏｂａｌｃｈａｎｇｅｓ。ｉｎ—ｅｌｕｄｉｎｇｅｌｅｖａｔｅｄＣ０２，ｗａｒｍｉｎｇ，ａｎｄｉｎｃｒｅａｓｅｄｎｉｔｒｏｇｅｎｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ，ｏｎｇｒａｓｓｌａｎｄｅｃｏｓｙｓｔｅｍｓａｒｅｃｏｍｐｌｅｘ． Ｔｈｅｒｅｓｐｏｎｓｅｓｏｆｔｈｅｇｒａｓｓｌａｎｄｖｅｇｅｔａｔｉｏｎａｎｄｓｏｉｌｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔｏｆｐｌａｎｔ—ｓｉｔｅｉｎｔｅｒｆａｃｅｔｏｇｌｏｂａｌｃｈａｎｇｅｓ ａｒｅｖｅｒｙ ｓｅｎｓｉｔｉｖｅ，ａｎｄｔｈｅｒｅｉＳａｃｌｏｓｅｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐｂｅｔｗｅｅｎｓｏｉｌｍｉｃｒｏｂｉａｌｃｏｍｍｕｎｉｔｉｅｓａｎｄｔｈｅｐｌａｎｔ—ｓｉｔｅｉｎｔｅｒ—ｆａｃｅｏｆｇｒａｓｓｌａｎｄｅｃｏｓｙｓｔｅｍ．Ｔｈｅｒｅｓｐｏｎｓｅｍｅｃｈａｎｉｓｍｓｏｆｍｉｃｒｏｏｒｇａｎｉｓｍｓｔｏｇｌｏｂａｌｃｈａｎｇｅｓｄｉｆｆｅｒｆｒｏｍｄｉｆｆｅｒｅｎｔｌｅｖｅｌｓ．Ｔｈｅｆａｃｔｏｒｓｏｆｃｌｉｍａｔｅｃｈａｎｇｅｓｈａｖｅｄｉｒｅｃｔｏｒｉｎｄｉｒｅｃｔｅｆｆｅｃｔｓｏｎｓｏｉｌｍｉｃｒｏｏｒｇａｎｉｓｍｓ．ｂｕｔｔｈｅｍｅｃｈａｎｉｓｍｓａｒｅｓｔｉｌｌｎｏｔｃｌｅａｒ．Ｔｈｅｅｆｆｅｃｔｓｏｆｇｌｏｂａｌｃｈａｎｇｅｓ，ｉｎｃｌｕｄｉｎｇｅｌｅｖａｔｅｄＣ０２，ｗａｒｍｉｎｇ，ａｎｄｉｎｃｒｅａｓｅｄｎｉｔｒｏｇｅｎｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ，ｏｎｔｈｅｓｏｉｌｍｉｃｒｏｂｉａｌｃｏｍｍｕｎｉｔｙｄｉｖｅｒｓｉｔｉｅｓｏｆｇｒａｓｓｌａｎｄｅｃｏｓｙｓｔｅｍｓａｎｄｔｈｅｒｅｓｐｏｎｓｅｍｅｃｈａｎｉｓｍｓｏｆｇｒａｓｓｌａｎｄｍｉｃｒｏｏｒｇａｎｉｓｍｓｔｏｇｌｏｂａｌｃｈａｎｇｅｓａｒｅｒｅｖｉｅｗｅｄｉｎｔｈｉｓｐａｐｅｒ．Ａｎｄｔｈｅｉｓ－ｓｕｅｓａｎｄｒｅｓｅａｒｃｈｔｒｅｎｄｓａｒｅｄｉｓｃｕｓｓｅｄ． Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：Ｇｌｏｂａｌｃｈａｎｇｅｓ；Ｇｒａｓｓｌａｎｄｅｃｏｓｙｓｔｅｍｓ；Ｍｉｃｒｏｂｉａｌｃｏｍｍｕｎｉｔｙｄｉｖｅｒｓｉｔｙ；Ｐｌａｎｔ—ｓｉｔｅｉｎｔｅｒｆａｃｅ 人类的生存依赖于地球环境及其资源的可持续利用和发展。但近年来，由于自然因素或人类因素驱动，以ＣＯ。浓度增加、气候变暖、大气氮沉降等为主要特征的生态效应对生态系统产生了复杂的影响，在全球范围逐步引发了地球环境的变化或与全球环境有重要关联的区域环境的变化¨２｜。草地是 收稿日期：２０１３－０６—２９；修回日期：２０１３一１１—１０ 基金项目：国家自然科学基金“青藏高原草地耐低温纤维素分解真菌多样性研究”（４１２６１０６４）；“退化高寒草甸碳吸收和释放对气候变化的响应对比研究”（３１２７０５２０）资助 作者简介：芦光新（１９７４一），男，青海湟中人，博士，教授，主要从事草地微生物多样性及功能利用研究，Ｅ—ｍａｉｌ：ｌｕｇｘ７４＠ｑｑ．ｃｏｍ；＊通信作者Ａｕｔｈｏｒｏｆｃｏｒｒｅｓｐｏｎｄｅｎｃｅ，Ｅ—ｍａｉｌ：ｊｂｗａｎｇ＠ｉｇｓｎｒｒ．ａｃ．ｃｎ；ｃｈｅｎｘｉｕｒｏｎｇ＠ｇｓａｕ．ｅｄｕ．ｃａ
对青海高寒草地生态系统的认识
对青海高寒草地生态系统的认识 1.高寒草地系统的生态环境 青海省位于青藏高原的东北部,约占青藏高原总面积的1/3。地理坐标东经89°35′~103°04′、北纬31°39′~39°19′。境内地势高峻,海拔在3 000 m以上的地区占80%以上,几条主要的山系均在4 000~6 000 m,构成了上千公里东西走向的长廊,山脉之间有复杂多样的地貌。全省除东部河湟谷地和柴达木盆地有少量种植业外,其余地区皆经营畜牧业,是我国重要的畜牧业基地之一。按照全国气候区划分,青海草地属青藏高寒区的3个气候带,主体是高原亚寒带,其次是高原温带和高原寒带,与气候带对应的草地分别是高寒草甸草地类、高寒草原草地类和高寒荒漠草地类。气候特点:温度低、温差大、降水少、日照长、风大、沙尘暴多,冷季长而干寒、暖季短而凉爽。年均温1.37℃,≥0℃积温为1 771.68℃;年均降水量为365.7 mm ,集中在6-8月,水热同步,有利于草地动、植物的生长繁衍;年均日照时间2 770.43 h,日照百分率为63.25%;大风、沙尘暴多分布在春季的2-4月,各地长短不一,大风一般为28~104 d,沙尘暴为13~19 d。青海土壤种类较多,有22个土类、53个亚类、161个土种。主要土种由高到低分别为高山寒漠土、高山草甸土、山地草甸土、高山草原土、栗钙土、黑钙土等。在生产上起决定作用的是高山草甸土和山地草甸土,约占天然草地的70%。其他是栗钙土和黑钙土,占天然草地和饲料地的20%左右。 2.高寒草地系统的植被 根据草地资源调查结果,青海草地共划分为9个草地类(7个亚
类),28个草地组,173个草地型。以草甸草地类为主体,占草地总面积的68.22%;其次是干草原草地类,占草地总面积的23.43% ;此外还有7.34%的荒漠草地类和0.79%的附带草地类。青海省常见的牧草为79科398属1 491种;重要牧草有16科72属285种。按各种牧草在地植被群落中的多度、盖度、生长量、适口性、营成分以及对动物生产的作用综合评价,可分为大经济类群。依次为禾本科、莎草科、菊科、豆科、藜科、杂类草。青海草地牧草的能量90%~95%来源于太阳能,经多年测量计算,全省每年平产鲜牧草941.47亿kg,即每年可提供可消化白17.1亿kg,无氮浸出物、脂肪等其它可消化养物质137.3亿kg。
高寒草甸
高寒草甸 1概述 高寒草甸(Alpine meadow)是亚洲中部高山及青藏高原隆起之后所引起的寒冷、湿润气候的产物，指以寒冷中生多年生草本植物为优势而形成的植物群落，主要分布在林线以上、高山冰雪带以下的高山带草地，耐寒的多年生植物形成了一类特殊的地带性植被类型。北自欧亚大陆和北美洲、冻原带，南至南极附近的岛屿上均有草甸出现。不过，典型的草甸在北半球的寒温带和温带分布特别广泛。草甸在中国主要散布于东北、内蒙古、新疆和青藏高原，类型多样，尤其是青藏高原上大面积的高寒草甸是中国植被的特点。高寒草甸在中国以密丛短根茎地下芽蒿草属（Kobresia）植物建成的群落为主，是青藏高原和高山寒冷中湿气候的产物，是典型的高原地带性和山地垂直地带性植被，主要分布在青藏高原东部和高原东南缘高山以及祁连山、天山和帕米尔等亚洲中部高山，向东延伸到秦岭主峰太白山和小五台山，海拔3200-5200m（王秀红，傅小锋，2004）。 2气候 气候因素是植物生长和发育至关重要的环境条件，同时对于植物群落的空间分布格局（水平分布和垂直分布格局）、种类组成、发育节律、层片结构和群落的生物生产量以及能量流动和物质循环起着重要作用。 气温是地区热量高低的表述，热量条件是植物生长和发育的基本因素。当光照、水分和养分条件基本满足时，温度往往成为植物种、种群、群落和生态系统生长、发育、结构、生物生产力以及能量流动和物质循
环的主要驱动因素。根据青海省和西藏自治区气象台（站）的气象资料可以看出，各地年平均气温的分布殊异（戴加洗，1990）。青藏高原上有三个相对温暖的地区，即柴达木盆地、青海东部的“河湟”谷地和西藏东南部雅鲁藏布江与三江谷地。位于青藏高原东南部的墨脱和察隅地区是热量最高的地区，而位于西藏东北部的昌都（海拔3240.7m）因纬度偏北，年平均气温7.6℃，最冷月平均气温-2.5℃，最热月平均气温16.3℃，极端最低气温-19.3℃，极端最高气温33.4℃。位于西藏北部的那曲（海拔4507m）年平均气温-1.9℃，最冷月平均气温-13.9℃，最热月平均气温8.9℃，极端最低气温-41.2℃，极端最高气温22.6℃。随纬度偏高，气温有所下降。气温的日较差和年较差大，亦是本地区气候的重要特征之一。 青藏高原的降水受青藏高压、西风急流、东南季风和西南季风等大风环流系统的控制以及地形的影响, 降水量在我国是比较少的地区，就整个青藏高原年平均降水量来看，东（南）西（北）差异很大，总的趋势是自雅鲁藏布江河谷的多雨地区向西北逐渐减少。如柴达木盆地西北部的冷湖年平均降水量只有18mm，比塔克拉玛干大沙漠还少，但在青藏高原南部雅鲁藏布江下游，可居我国第二位的多雨中心，如巴昔卡年降水量多达4500 mm。同青藏高原各地降水相应地出现了不同的植被类型：青藏高原东南部为森林，青南高原东部为高寒灌丛草甸，中部为高寒草甸，西部为高寒草原，东北部的黄河、湟水流域为森林草原，柴达木盆地则为荒漠。青藏高原的年降水量主要集中在下半年，雨季干季分明，降水多分布在6-9月，占全年降水的80%-85%，而在冷季仅占年降水量
草原生态系统保护
草原生态保护 草原生态系统是草原地区生物〔植物、动物、微生物〕和草原地区非生物环境构成的，进行物质循环与能量交换的基本机能单位。草原生态系统在其结构、功能过程等方面与森林生态系统，农田生态系统具有完全不同的特点，它不仅是重要的畜牧业生产基地，而且是重要的生态屏障。 我国的草原生态系统是欧亚大陆温带草原生态系统的重要组成部分。它的主体是东北-内蒙古的温带草原。根据自然条件和生态学区系的差异，大致可将我国的草原生态系统分为三个类型草甸草原，典型草原，荒漠草原。 主要点：草原生态系统分布在干旱地区，这里年降雨量很少。与森林生态系统相比，草原生态系统的动植物种类要少得多群落的结构也不如前者复杂。在不同的季节或年份，降雨量很不均匀，因此，种群和群落的结构也常常发生剧烈变化。 草原上的植物以草本植物为主，有的草原上有少量的灌木丛。由于降雨稀少，乔木非常少见。那里的动物与草原上的生活相适应，大多数具有挖洞或快速奔跑的行为特点。草原上啮齿目动物 特别多，它们几乎都过着地下穴居的生活、瞪羚，黄羊，高鼻羚羊，跳鼠、狐等善于奔跑的动物，都生活在草原上。由于缺水，在草原生态系统中，两栖类和水生动物非常少见。 草原是畜牧业的重要生产基地。在我国广阔的草原上，饲养 着大量的家畜如细毛羊滩羊，伊犁马、三河马，库车高皮羊等。
这些家畜能为人们提供大量的肉、奶和毛皮。此外，草原还能调节气候，防止土地风沙侵蚀。 由于过度放牧以及鼠害、虫害等原因，我国的草原面积正在不断减少，有些牧场正面临着沙漠化的威胁。因此，必须加强对草原的合理利用和保护。世界草原的总面积为45亿公顷，约占陆地面积的24%，仅次于森林生态系统。在生物圈固定能量的比例中，草原生态系统约为11.6%，也居陆地生态系统的第二位。 草原也是我国主要的自然生态系统类型之一，我国草原的类型较多，从整体上看，内蒙古草原以多年生、旱生低温草本植物占优势，建群植物主要是禾本科草类，基中以针茅和羊草最有代表性。前者为丛生禾草，后者为根茎禾草，根茎发达，对防风固沙起着重要作用；我国中部为稀疏草原，以大针茅为主；西部为荒漠草原，以丛生戈壁针茅为主。 草原对大自然保护有很大作用，它不仅是重要的地理屏障，而且也是阻止沙漠蔓延的天然防线，起着生态屏障作用。另外，它也是人类发展畜牧业的天然基地。 草原生态系统所处地区的气候大陆性较强、降水量较少，年降水量一般都在250-450毫米，而且变化幅度较大。蒸发量往往都超过降水量。另外，这些地区的晴朗天气多，太阳辐射总量较多。这种气候条件，使草原生态系统各组分的构成上表现出了一些与之适应的特点 从总体情况看草原生态系统的消费者主要是适宜于奔跑的
青藏高原退化高寒草地生态系统恢复和可持续发展探讨_武高林
青藏高原退化高寒草地生态系统恢复和可持续发展探讨＊ 武高林① 杜国祯② ①博士,②教授,兰州大学干旱与草地生态教育部重点实验室,兰州大学生命科学学院,兰州730000 ＊基金项目:国家自然科学重大研究计划西部专项项目(90202009) 关键词 青藏高原 高寒草地 退化 恢复 可持续发展 近年来,青藏高原草地生态环境安全引起人们的高度重视,但是其生态环境仍处于不断恶化的状态。本文分析了青藏高原高寒草地生态系统的草地退化现状、退化因素和改良技术研究等,并针对其现状和恢复目标,为高寒草地生态系统和草地畜牧业的可持续发展提出了一些建议:加强高寒草地生态系统的基础研究,建立综合的草地改良和恢复技术体系,加强草地生态系统的管理,建立合理的草地放牧制度体系,并建立高效的饲草供应人工草地,在退化草地上建立集约化的高效社区模式草地畜牧业体系,改变退化草地生态功能,是实现退化高寒草地生态恢复、生物多样性保护和经济可持续发展的最佳措施。 1青藏高原高寒草地生态系统退化现状青藏高原高寒草地是世界上海拔最高、面积最大、类型最为独特的草地生态系统,自古以来就是我国重要的牧区之一,是广大藏族同胞赖以生存的基础。其次,青藏高原是北半球气候的启动区和调节区,高寒草地生态系统是否稳定不仅对我国的东部和西南部的气候产生巨大的影响,而且也对北半球甚至全球的气候产生明显的影响。青藏高原是我国黄河、长江等主要水系的发源地,高寒草地在涵养水源、保持水土方面发挥着重要的生态作用。从某种意义上讲,它是黄河、长江等下游地区各民族生存与发展的根基。高寒草地植被也是“世界第三极”地区重要的碳库,对该地区生态系统的碳源-碳库的平衡起着一定调节作用。随着全球CO2浓度的提高和气候变化的影响,高寒草地固定碳源、影响气候变化的作用越来越引起人们的重视。由此可见,青藏高原的环境效应不仅直接塑造了中华民族辉煌的过去,也必将继续对中华民族未来的发展和千秋万代的根本利益产生深刻的影响。另外,作为青藏高原向黄土高原和内陆盆地的过渡,青藏高原东部的高寒草地生物资源异常丰富,蕴育着众多世界上独特的土著生物和种质资源。高寒草地是世界唯一的高寒生物种质资源库,其生物种类丰富,青藏高原已记录的真菌5000种,维管束植物12000种,脊椎动物约为1300种,昆虫4100种。但随着人类活动加剧以及对生物资源开发力度的加大,生物种质资源受到破坏,生物多样性降低。因此,该地区是我国生物多样性保护的关键地区之一。由于环境条件的恶化,资源短缺,使动植物失去生存环境,造成物种减少,生物多样性降低。高寒草地生态系统资源丰富,草质柔软、营养丰富,具有高蛋白、高脂肪、高碳水化合物以及纤维素含量低、热值含量高等特点,是发展高原草地畜牧业的物质基础。但是,由于长期忽视了对草地资源的科学管理,粗放经营,超载过牧,以及对草地资源不合理的开发利用,使人类生存最关键的生物多样性受到严重威胁,濒危动植物名录不断增加,许多珍稀动植物不断消失,草地植物群落结构发生变化,优良牧草丧失竞争和更新能力而逐渐减少,同时毒杂草比例增加,整个草场植被组成以家畜不喜食或有毒、有害的杂类草为优势。可以归结为两个方面:从结构上来看,要么形成黑土滩甚至沙化,要么恶性杂草的比例增加,降低草场质量;从功能上来看,生态系统生产力降低,生物多样性和生态系统功能的严重丧失。人类在从事社会活动过程中,其目的是促进经济的发展,但是在经济发展的现阶段,较多地运用经济尺度来衡量其活动价值,而在一定程度上忽略了生态尺度。草地生态破坏的经济损失是难以估量的。以青海省为例,生态破坏经济损失的18.3966亿元总值中,以草地生态破坏损失值最大,为9.7076亿元,占总损失值的52.76%[1]。掠夺式经营、过度放牧、鼠虫危害以及人类活动的干扰,使草地严重 · 159 ·
青藏高原高寒草原生态系统土壤碳磷比的分布特征_王建林
青藏高原高寒草原生态系统土壤碳磷比的分布特征 王建林１，钟志明２＊，王忠红１，余成群２，沈振西２，张宪洲２，胡兴祥１，大次卓嘎１ （１．西藏农牧学院植物科学学院，西藏林芝８６００００；２．中国科学院地理科学与资源研究所，北京１００１０１ ）摘要：利用６７个样点数据，研究了青藏高原高寒草原土壤碳磷比的分布特征。结果表明，１）土壤碳磷比的平均值为２４．４５，变化幅度为１．０５～１７７．６９。在水平方向上，土壤碳磷比呈现出西北高东南低的总体态势和斑块状交错分布的格局，高值区主要集中在藏北高原腹地和喜马拉雅北麓湖盆区，不同草地型和不同自然地带土壤磷含量差异显著；２）１９个草地型不同土层（０～１０ｃｍ，１０～２０ｃｍ，２０～３０ｃｍ，３０～４０ｃｍ）碳磷比的平均值分别为２６．１５，３３．５９，３０．３３和２２．７６，表土层（１０～２０ｃｍ）与底土层（３０～４０ｃｍ）碳磷比差异显著。土壤剖面自上而下，碳磷比可分为低－高－低－高型、低－高－低型、高－低－高－低型、高－低－高型和由高到低型等５个类型；３） 土壤碳磷比与植被盖度、植被高度、２０～３０ｃｍ土壤容重、１０～２０ｃｍ土壤含水量、３０～４０ｃｍ土壤含水量、ＨＣＯ３ － 含量呈显著正相关关系，而与≥１０℃年积温、年均相对湿度、１０～２０ｃｍ地下生物量、０～１０ｃｍ土壤容重、０～１０ｃｍ土壤含水量、 速效钾、有机质、总有机碳、水解性碳含量呈显著负相关关系。关键词：青藏高原；高寒草原；土壤；碳磷比；分布特征 中图分类号：Ｓ８１２．２９ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００４－５７５９（２０１４）０２－０００９－１１ＤＯＩ：１０．１１６８６／ｃｙ ｘｂ２０１４０２０２ 土壤有机碳和磷素是土壤养分的重要组成部分 ［１］ ，也是植物生长发育的必需元素［ ２－ ４］。土壤碳磷比通常被认为是土壤磷素矿化能力的标志［ ５－ ６］。一方面，土壤碳磷比的高低对植物生长发育具有重要影响。如果碳磷比较低，则有利于微生物在有机质分解过程中的养分释放，促进土壤中有效磷的增加；反之，碳磷比较高，则会出现微生物在分解有机质的过程中存在磷受限，从而与植物存在对土壤无机磷的竞争，不利于植物的生长及ＮＰＰ的增加。另一方面，ＮＰＰ的大小以及植物组织中的碳磷比又直接决定了植物体死亡以后枯落物分解进入土壤的量和速率， 对生态系统碳素和磷素的平衡具有重要影响。近年来，生态化学计量学的发展为解决上述问题提供了有力的工具，它主要强调活有机体主要组成元素（特别是Ｃ、Ｐ） 的关系。应用化学计量学方法，研究碳磷比的区域分布规律已经成为近年来的研究热点［ ５］。青藏高原是地球上最大最高的高原，平均海拔在４０００ｍ以上，东西跨３１个经度，南北跨１３个纬度， 面积约占全国陆地总面积２６．８％［６－８］ ， 被誉为地球的“第三极”。高原地势高耸、空气稀薄、太阳辐射强，对亚洲甚至北半球的现代大气环流、气候和碳平衡等均产生了重要影响，也使得高原植被和土壤对气候变化极为敏感，因此它被称为全球变化的敏感区。正是这种独特的地理环境，使得青藏高原高寒草原生态系统在全球变化研究中占有特殊地位， 从而也为研究不同地理气候条件下的生态系统结构和功能提供了天然“实验室”。所以该地区一直是全球地学、 生态学界等关注的热点地区。近年来，围绕青藏高原在土壤碳储量［９］、土壤温室气体排放［１０］、土壤有机质周转［１１］以及土壤氮循环［１２］ 等方 面开展了大量的研究工作，但是目前很少有涉及整个高原面上跨不同植被带（不同自然地带）高寒草原生态系统土壤碳磷比分布的研究报道。为此，本研究试图通过对青藏高原不同植被下高寒草原生态系统土壤碳磷比的研究，以期揭示不同植被－土壤（不同自然地带）内高寒草原土壤碳磷比的空间分布特征，为理解青藏高原对气候变化响应的区域差异提供科学依据。１ 材料与方法 第２３卷 第２期Ｖｏｌ．２３，Ｎｏ．２草 业 学 报 ＡＣＴＡ ＰＲＡＴＡＣＵＬＴＵＲＡＥ ＳＩＮＩＣＡ ９－１９ ２０１４年４月 ＊收稿日期：２０１３－０４－２６；改回日期：２０１３－０８－ ２９基金项目：国家自然科学基金资助项目（Ｎｏ．４１０６１００８）和国家科技支撑资助项目（Ｎｏ．２０１１ＢＡＤ１７Ｂ０５－４）资助。作者简介：王建林（１９６９－），男，甘肃临洮人，教授。Ｅ－ｍａｉｌ：ｘｚｗａｎｇｊ ｌ＠１２６．ｃｏｍ＊通讯作者。Ｅ－ｍａｉｌ：ｚｈｏｎｇｚｍ＠ｉｇ ｓｎｒｒ．ａｃ．ｃｎ
草原生态系统服务功能价值的探讨
草原生态系统服务功能价值的探讨 摘要：生态系统是地球上的生命支持系统。但是，由于人们对草原生态系统功能缺乏全面的认识．致使草原生态环境不断恶化．并已威胁到草原生态系统的安全，降低甚至丧失了草原生态系统的部分功能，严重影响了人们的生活和经济的发展。因此，应深刻认识草原生态系统的健康状况及其服务功能，并采取相应的恢复措施，充分发挥其功能．从而实现环境一经济一社会效益的同步增长。 关键词：中国；典型草原：生态系统；服务功能；评价 Exploration on Service Functions of Grassland Ecosystem Li Guoqi (Shandong agricultural university,resources and environment college , environmental science class one of 09 grade) Abstract：The ecological system is the support system of life on earth．However，people do not have comprehensive understanding about the functions of grassland ecosystem．As a result，grassland ecological environment becomes worse，which threatens the safety of grassland ecosystem，reduces or even deprives some functions of grassland ecosystem，and has affected people S life and economic development．Therefore，profound understanding should be given to the health and service functions of grassland ecosystem，and some countermeasures should be implemented to give full play to grassland ecosystem and thus to realize synchronous increase of environment，economy and social benefits． Key words：Chian;typical grassland；ecological system；service functions; asses 前言：草原是我国主要的自然生态系统类型之一。据《中国统计年鉴》(1988)提供资料，我国可利用的草原面积为3.365亿公顷，占世界草原总面积的7.1%左右。目前, 随着草地生态系统退化现象的加剧, 人们对草地生态系统服务功能的研究逐渐增多, 但与森林和湿地生态系统相比, 草地生态系统服务功能研究目前仍然不足。 1 草原生态系统服务功能的定义 草原生态系统的服务功能是指草地生态系统及其生态过程成为人类提供的自然环境条件和效用. 如太阳能的同化、调节气候、涵养水源、对污染物的吸收、贮藏养分等。它能够维持生命物质的生物地化循环及水文循环、维持生物物种与遗传多样性、净化环境、维持大气化学的平衡与稳定，从而为人类的生存与现代文明提供重要作用。 2 草原生态系统服务功能的内容 不同学者对草原生态系统服务功能的研究方法不一，下面以何广礼的研究为例简述草原生态系统服务的功能。 2．1 草原生态系统的环境生产功能及环境生产层 草原生态系统在不作为草原牧业生产或作为草原牧业生产之前，能以其自然景观、人文景观、珍稀动植物、保持水土、绿化美化环境等景观资源和环境效应产生经济价值。草原生态环境的生产开发，其目的是在保护和扩大草原面积的前提下．利用草原巨大的生态环境功能和诸多效应，产生多样化的经济效益。如美国近年来的草坪业销售和经营产值高达74亿美元，且草坪业每年以18％的速度递增，是当今美国十大农业支柱产业之一；我国的草坪业也是草业各分支中发展最快、产业化程度最高的部门；西欧在草原畜牧业达到相当的水平后，目前已将草原生产的重点从提高植物一动物生产，转换到提高环境效应和动物保健；1990年．著名的英国皇家草原研究所更名为国家环境与草原研究所。这些都说明，草原巨大和多样化的环境功能和效应，能够为草原生态多样化的环境产业开发利用提供良好的应用和市场前景。目前，内蒙古各盟市也开发了一大批草原旅游项目．为地方经济的增长和扩大就业及
青藏高原高寒草甸生态系统净二氧化碳交换量特征
第25卷第8期 2005年8月生 态 学 报A CTA ECOLO G I CA S I N I CA V o l .25,N o.8A ug .,2005青藏高原高寒草甸生态系统净二氧化碳交换量特征 徐玲玲1,2,张宪洲1,石培礼13,于贵瑞1,孙晓敏1 (1.中国科学院地理科学与资源研究所,北京 100101;21中国科学院研究生院,北京 100039) 基金项目:国家973计划资助项目(2002CB412501) 收稿日期:2004204216;修订日期:2004209219 作者简介:徐玲玲(1979～),女,山东泰安市人,博士生,主要从事青藏高原生理生态学研究.E 2m ail :xull @igsnrr .ac .cn Foundation ite m :T he M aj o r State Busic R esearch D evelopm ent P rogram of Ch ina (N o .2002CB 412501) 3通讯作者A utho r fo r co rrespondence .E 2m ail :sh i p l @igsnrr .ac .cn Rece ived date :2004204216;Accepted date :2004209219 Biography :XU L ing 2L ing ,Ph .D .candidate ,m ainly engaged in physi o logical eco logy on T ibetan P lateau .E 2m ail :xull @igsnrr .ac .cn 摘要:高寒草甸是青藏高原广泛分布的植被类型之一,面积约120万km 2,地处青藏高原腹地的当雄草原站即位于该类植被的典型分布区。以2003年8～10月中旬在该站用涡度相关法连续观测的CO 2通量数据资料为基础,分析了高寒草甸生态系统8～10月份净二氧化碳交换量(N E E )的日变化规律,及其与光合有效辐射、降水、温度等环境因子之间的关系。结果表明,8～10月份的日均N E E 有明显的日变化,表现为单峰型,通常在地方时11:00～12:00左右达到碳吸收的最大值,平均为-012680 m g CO 2 (m 2?s )(-610800Λmo l CO 2 (m 2?s ))。白天的N E E 与光合有效辐射之间符合很好的直角双曲线关系,表观量子产额平均为010203Λmo l CO 2 Λmo l PA R ,表观最大光合速率平均为917411Λmo lCO 2 (m 2?s )。夜晚的N E E 与5c m 地温有很好的指数函数关系。 关键词:青藏高原;高寒草甸;涡度相关法;二氧化碳通量;环境因子 文章编号:100020933(2005)0821948205 中图分类号:Q 948.1 文献标识码:A Net ecosystem carbon d iox ide exchange of a lp i ne m eadow i n the T ibetan Pla teau from August to October XU L ing 2L ing 1,2,ZHAN G X ian 2Zhou 1,SH I Pei 2L i 13,YU Gu i 2R u i 1,SU N X iao 2M in 1 (1.Institu te of Geog rap h ical S ciences and N atu ral R esou rces R esearch ,B eij ing 100101,Ch ina ;2.G rad uate S chool of Ch inese A cad e my of S ciences ,B eij ing 100039,Ch ina ).A cta Ecolog ica S in ica ,2005,25(8):1948～1952. Abstract :T he alp ine m eadow is w idely distribu ted on the T ibetan P lateau ,covering abou t 1.2m illi on km 2.A t the D am xung Grassland Stati on ,located in the h in terland of the p lateau 15the p lace covered w ith th is typ ical vegetati on .T he con tinuou s carbon flux (from A ugu st to m iddle O ctober ,2003)of the alp ine m eadow w as m easu red u sing the open 2path eddy covariance system s in o rder to analyze the diu rnal variati on pattern s of net eco system carbon di ox ide exchange (N E E )and its relati on sh i p w ith environm en tal facto rs ,such as pho to syn thetically active radiati on (PA R ),p reci p itati on and temperatu re .O bvi ou s diu rnal variati on pattern s of N E E w ith single 2peaked carbon assi m ilati on w ere ob served at 11:00～12:00(local ti m e )w ith an average of -012680m g CO 2 (m 2?s )(-6108Λmo l CO 2 (m 2?s )).D u ring the dayti m e ,N E E fitted fairly w ell w ith PA R in a rectangu lar hyperbo la functi on ,w ith apparen t quan tum yield of 0.0203Λmo l CO 2 Λmo l PA R and m ax i m um eco system assi m ilati on of 917411Λmo l CO 2 (m 2?s ).In the n igh tti m e ,N E E w as fairly exponen tially related w ith the so il temperatu re at 5c m below ground . Key words :T ibetan P lateau ;alp ine m eadow ;eddy covariance ;carbon di ox ide flux ;environm en tal facto rs 大气中CO 2、CH 4等温室气体浓度升高导致的全球气候变化是人类共同关注的问题,也是当今国际社会所面临的最为严重的挑战。青藏高原又称“世界第三极”,是全球气候变化的敏感区和启动区。这里是地球表层太阳辐射量最高的地区之一[1];但气压低,气候温凉,氧气和CO 2浓度大多不及平原的2 3。由于温凉的气候和低CO 2浓度是高原植被生长的限制因子,因此高原植被对气温升高、CO 2浓度增加要比平原地区敏感得多。在青藏高原这一独特的地理区域对陆地植被与大气间CO 2通量进行长
生态系统的主要类型及其分布
第十四章生态系统的主要类型及其分布 生态系统的类型 从环境性质：陆地、淡水、海洋生态系统 从人类的影响大小：自然、半自然和人工生态系统 从物理角度：隔离、封闭和开放生态系统 陆地生态系统分布的基本规律 ?气候带 ?土壤带 ?植被带 ?地球植被分布的模式，主要由气候 （水热条件）决定 陆地生态系统分布的基本规律 ?水平分布规律 ?垂直分布规律
经向变化规律 ?东欧平原表现最为清楚：植被自西北至东 南，依次为：冻原→森林冻原→泰加林→ 针阔叶混交林→落叶阔叶林→森林草原→ 草原→荒漠 ?北美洲植被的经向变化也表现的非常明 显：从东向西，植被依次更替为森林→草 原→荒漠→森林 海拔高度变化中国植被分布的水平地带性规律 ?具有明显的纬度和经度地带性 ?由气候和地形造成 ?从东南沿海到西北内陆受海洋季风和湿气 流的影响程度逐渐减弱，依次有湿润、半 湿润、半干旱、干旱和极端干旱的气候 ?植被依次为东部湿润森林区、中部半干旱 草原区、西部内陆干旱荒漠区 植被的经度地带性规律
局部地形对植被的影响 ?坡度和坡向对植被的分布具有很大的意义?山地北坡和南坡间植被存在显著差异
淡水生态系统的类型及其分布?流水：急流（含氧高）/缓流（水底多污泥，底层缺氧） ?静水：湖泊、池塘、水库 ?静水群落的分带：沿岸带(littoral zone)、湖沼带(limnetic zone)、深底带(profundal zone)、底层带(benthic zone) 海洋生态系统的类型及其分布?海洋植物区系的地理分布也服从地带性规律，但寒冷海域区系丰富，热带海域较贫乏 ?群落分带： –潮间带(intertidal)或沿岸带(littoral zone) –浅海带或亚沿岸带(neritic或sublittoral zone)–半深海带(bathyl zone) –深海带(abyssal zone) –大洋带（pelagic zone）
青藏高原高寒草地3米深度土壤无机碳库及分布特征_张蓓蓓
植物生态学报 2016, 40 (2): 93–101 doi: 10.17521/cjpe.2015.0406 Chinese Journal of Plant Ecology http://www.plant-ecology.com 青藏高原高寒草地3米深度土壤无机碳库及分布特征张蓓蓓1,2刘芳1丁金枝2,3房凯2,3杨贵彪2,3刘莉2,3陈永亮2 李飞2,3杨元合2* 1内蒙古工业大学能源与动力工程学院, 呼和浩特 010051; 2中国科学院植物研究所植被与环境变化国家重点实验室, 北京 100093; 3中国科学院大学, 北京 100049 摘 要准确评估土壤无机碳库的大小及其分布特征有助于全面理解陆地生态系统碳循环与气候变暖之间的反馈关系。然 而, 由于深层土壤剖面信息匮乏, 使得目前学术界对深层土壤无机碳库的了解十分有限。该研究基于342个3 m深度和177个50 cm深度的土壤剖面信息, 采用克里格插值方法估算了青藏高原高寒草地不同深度的土壤无机碳库大小, 并在此基础上分析 了该地区土壤无机碳密度的分布特征。结果显示, 青藏高原高寒草地0–50 cm、0–1 m、0–2 m和0–3 m深度的土壤无机碳库大 小分别为8.26、17.82、36.33和54.29 Pg C, 对应的土壤无机碳密度分别为7.22、15.58、31.76和47.46 kg C·m–2。研究区土壤无 机碳密度总体呈现由东南向西北增加的趋势; 高寒草原土壤的无机碳密度显著大于高寒草甸的无机碳密度。整体上, 不同深 度的高寒草原无机碳库约占整个研究区无机碳库的63%–66%。此外, 深层土壤中储存了大量无机碳, 1 m以下土壤无机碳库是 1 m以内无机碳库的2倍。两种草地类型土壤无机碳的垂直分布存在差异: 对高寒草原而言, 0–50 cm土壤无机碳所占的比例最 大; 但对高寒草甸而言, 在100–150 cm深度土壤无机碳出现富集。这些结果表明青藏高原深层土壤是一个重要的无机碳库, 需在未来碳循环研究中予以重视。 关键词碳库; 克里格插值; 土壤无机碳; 3 m土钻; 青藏高原 引用格式: 张蓓蓓, 刘芳, 丁金枝, 房凯, 杨贵彪, 刘莉, 陈永亮, 李飞, 杨元合 (2016). 青藏高原高寒草地3米深度土壤无机碳库及分布特征. 植物生 态学报, 40, 93–101. doi: 10.17521/cjpe.2015.0406 Soil inorganic carbon stock in alpine grasslands on the Qinghai-Xizang Plateau: An updated evaluation using deep cores ZHANG Bei-Bei1,2, LIU Fang1, DING Jin-Zhi2,3, FANG Kai2,3, YANG Gui-Biao2,3, LIU Li2,3, CHEN Yong-Liang2, LI Fei2,3, and YANG Yuan-He2* 1College of Energy and Power Engineering, Inner Mongolia University of Technology, Hohhot 010051, China; 2State Key Laboratory of Vegetation and Envi-ronmental Change, Institute of Botany, Chinese Academy of Sciences, Beijing 100093, China; and 3University of Chinese Academy of Sciences, Beijing 100049, China Abstract Aims To estimate the size and spatial patterns of 3-m-deep soil inorganic carbon (SIC) stock across alpine grass-lands on the Qinghai-Xizang Plateau. Methods We conducted a comprehensive investigation and collected soil samples from 342 3-m-deep cores and 177 50-cm-deep pits across the study area. Using Kriging interpolation, we interpolated site-level observations to the regional level. The distribution of SIC density was then overlaid with the regional vegetation map at a scale of 1:1000000 to calculate SIC stock of the alpine steppe and alpine meadow. Kruskal-Wallis tests were further con-ducted to examine the differences of SIC density between the two grassland types and among soil depths with 50 cm-depth intervals. Important findings The total SIC stock at depths of 50 cm, 1 m, 2 m and 3 m were estimated at 8.26, 17.82, 36.33 and 54.29 Pg C, with SIC density being 7.22, 15.58, 31.76 and 47.46 kg C·m–2, respectively. SIC density exhibited large spatial variability, with an increasing trend from the southeastern to the northwestern plateau. Much larger SIC stock was observed in the alpine steppe than alpine meadow, with the former accounting for 63%–66% of the total stock at depths of 50 cm, 1 m, 2 m and 3 m. A large amount of SIC stock was found in deep soils (1–3 m), amounting to approximately 2 times as much carbon stored in the top 1-m-deep soil layer. The ver-tical distributions of SIC density differed between the two grassland types. The highest proportions of SIC —————————————————— 收稿日期Received: 2015-11-13 接受日期Accepted: 2016-01-17 * 通信作者Author for correspondence (E-mail: yhyang@ibcas.ac.cn)