黄河源区不同退化程度高寒草地土壤特征研究

研究了不同退化梯度的高寒草地不同层次（0～10cm,10-20cm和20-30cm）土壤理化性状变化特征。结果表明：随草地退化程度的加重,土壤含水量下降,土壤容重和pH值增加;土壤有机碳含量亦随退化程度加剧而降低,以0-10cm土层的降低最明显,轻度,中度和重度退化的“黑土滩”草地该土层有机碳含量与未退化草地相比,分别下降36．1％,66．79／6和73．5％;草地0-10cm土壤全氮、全磷含量大小顺序为轻度退化〉未退化〉中度退化〉“黑土滩”退化草地,全钾变化趋势不明显。轻度、中度、“黑土滩”退化草地0～10cm土层速效氮分别比未退化草地降低了21％,54％和64％,10-20cm土层中度退化草地和“黑土滩”分别降低了37％和21％;随草地退化程度加大,速效钾含量在各土层的变化趋势不同,但不同土层的最大速效钾含量均出现在轻度退化草地。     

江河源区高寒草甸退化草地恢复与重建技术研究

通过对江河源区高寒草甸退化草地现状的调查研究，将这一地区的退化草地分为轻度、中度、重度和极度退化4类，对不同退化演替阶段的草地采取不同治理措施进行试验研究。最后提出了通过禁牧封育、毒杂草防除和草地施肥的措施进行轻度和中度退化草地的恢复改良。通过建植人工草地和半人工草地的手段恢复与重建重度和“黑土型”退化草地的技术方案。     

江河源区高寒草甸退化草地恢复与重建技术研究

通过对江河源区高寒草甸退化草地现状的调查研究,将这一地区的退化草地分为轻度、中度、重度和极度退化4类,对不同退化演替阶段的草地采取不同治理措施进行试验研究。最后提出了通过禁牧封育、毒杂草防除和草地施肥的措施进行轻度和中度退化草地的恢复改良。通过建植人工草地和半人工草地的手段恢复与重建重度和“黑土型”退化草地的技术方案。     

三江源高寒草甸典型坡面草地退化特征综合分析

以三江源地区高寒草甸退化坡面为研究对象,揭示坡面草甸退化梯度所处不同位置下土壤侵蚀和土壤理化性质的变化规律,对明晰坡面草地因人为载畜破坏发生退化后,自然侵蚀作用对土壤理化性质的变化具有重要意义.结果表明:高寒草甸土壤有机质和全氮在坡面上与137 Cs比活度呈现基本一致的分布规律,表现为轻度退化与中度退化差异较小,中度退化显著高于重度退化,极度退化高于重度退化的分布特征(P＜0.05);随退化程度加剧,土壤有机质和全氮呈现下降的基本规律,并且高寒草甸坡面土壤有机质和全氮在不同草地退化程度下具有不同的坡面运移特征;高寒草甸坡面土壤有机质、全氮含量因退化梯度表现出显著差异(P＜0.05),高寒草甸退化坡面土壤侵蚀模数随退化梯度增加而递增,相应的土壤田间持水量表现为随退化梯度增加而降低.     

草地改良对高寒退化草地植被影响的研究

针对近年来高寒草地退化问题,进行了围栏封育、划破草皮和施肥三种改良试验研究。结果表明,三种改良措施都增加草群高度、盖度、密度、频率和产量,施肥改良使可食牧草产量增加４５．９％～１９１．１％;围栏封育使可食牧草产量增加６０．５％～１５８．３％;划破草皮使可食牧草产量增加３２．７％～１１３．９％。由此可知,施肥和围栏封育是草地改良的有效途径。     

天祝高寒草地退化原因分析与治理策略

天祝高寒草地是甘肃省重要的牧区之一。借鉴国内外相关研究进展,综合认为脆弱的生态环境是天祝高寒草地退化的内因,人类不合理的利用和干扰是高寒草地退化的主要驱动力,气候变暖、变干加速了高寒草地的退化。并认为家畜粪便的流失、植物的化感作用和自毒作用也是导致天祝高寒草地退化的原因。提出了天祝高寒草地的整体治理策略,即以草定畜、提高出栏率,轻度和中度退化草地进行草地改良、围栏,重度退化草地进行栽培草地建植,同时结合草地鼠害综合治理、加强人才建设与加快科技成果推广和转化。     

江河源区高寒草地土壤微生物数量特征

采用土壤微生物的常规培养方法对青藏高原江河源区不同退化程度高寒草地土壤微生物的数量特征进行了分析。结果表明(1)土壤中微生物3大类群,及微生物总数在未退化高寒草地的数量大于退化高寒草地,差异显著(P<0.05),中度与重度退化草地间差异不显著(P>0.05);(2)分析地6个微生物生理类群中,硝化细菌、好气性固氮菌、嫌气性固氮菌、好气性纤维分解菌的数量随草地的退化而减少,未退化草地与退化草地间的数量差异显著(P<0.05),反硝化细菌、嫌气性纤维分解菌的数量则随草地退化而增加;(3)退化高寒草地土壤微生物数量以细菌占绝对优势,土壤微生物数量变化总体上反映了高寒草地退化的状况,但是与草地退化的关系应该结合地上植被、土壤环境进行综合分析。     

江河源区退化高寒草地土壤微生物与地上植被及土壤环境的关系

对青藏高原江河源区退化高寒草地土壤微生物与地上植被、土壤环境的相关性进行分析。结果表明,退化高寒草地植物多样性、物种组成、地上植被盖度、草地生产力的变化引起土壤微生物数量发生变化,土壤微生物特别是细菌生理类群受土壤环境因子影响较大。江河源区退化高寒草地土壤中非有益性微生物功能群处于增加趋势,限制了土壤养分供给和转化能力,不利于草地土壤肥力维持和提高,给受损高寒草地,特别是“黑土滩”退化草地的生态恢复带来困难。因此,在修复受损高寒草地生态系统时,不仅要恢复地上部分的植被,而且要恢复地下部分的土壤微生物群落,重建土壤微生物生态系统。     

高寒地区退化草地改良试验研究

高寒草地是我国重要的草地资源,素有“高原肉库”之美称,但由于近年来草地利用不合理,家畜载为量过大,草地出现不程度退化,为改善草地植物生存条件,对退化草地进行了改良试验研究,结果表明,３种改良措施可改善草地生境,增加土壤速效养分,施肥改良效果最佳,增加牧草在草群中所占比重,禾本科,豆科和莎草科牧划分别对对照区增加９．０２％～１０．１７％,１８．４０％～２７．７６％和－６．５７％～１．８７％,可食３９     

高寒地区退化草地改良试验研究

为改善草地植物生存条件,对退化草地进行了改良试验研究,结果表明,３种改良方法都能改善草地生境,增中土壤速效养分。以施肥效果最佳,增加了牧草在草群中比重。禾本科、豆科和莎草科牧草分别比对照区增加９．０２－１０．１７％、１８．４０－２７．７６％和－６．７５％－１．８７％; 柯食牧草增加１倍;围栏封育草地效果次之,禾本科和豆科牧草在草群中所占比重分别比对照区增加２６．８１－３９．８５％和２０．７４－３７     

保水剂对江河源区退化草地土壤水分和植物生长发育的影响

通过不同浓度保水剂种子包衣和保水剂大田示范试验,结果表明:在江河源区退化草地恢复与重建中应用高吸水树脂(SAP保水剂),对提高土壤含水量和保墒具有良好的效果;它不仅能促进幼苗生长发育,而且对植物地上部分的分蘖枝和根系分枝有明显的促进作用;同时对提高牧草个体生物量和产草量有明显的效果.试验结果还表明,使用1%～1.5%浓度的种子包衣处理效果最佳.     

三江源地区高寒草地群落特征研究

选择三江源区针茅草原和高山嵩草草甸6处典型样地为研究对象,采用样方调查法,分析了该地区高寒草地群落特征。结果表明:1)达日县和曲麻莱县高寒草甸物种丰富度较高,分别为20种和15种;兴海县、玛多县和唐古拉山乡草地物种丰富度较低,均为8种,杂多县物种数最低,仅有5种(P0.05)。2)达日县和曲麻莱县物种多样性最高,分别为2.74和2.27;唐古拉山乡和杂多县最低,约为1.5;兴海县和玛多县针茅草原物种多样性均为1.87左右。唐古拉山乡和曲麻莱县均匀度指数稍低,分别为0.76和0.84,其余各县均匀度指数均较高。多样性指数与物种数极显著相关。3)聚类分析发现杂多县和曲麻莱县高山草甸首先被归为一类,接着将唐古拉山乡合为一类;然后依次是兴海县短花针茅草原和达日县高寒草甸,玛多县紫花针茅草原在最后被聚合为一类。     

黄河源区天然草地沙化机理分析研究

黄河源头区是我国重要的水源涵养地区,是“中华水塔”的重要组成部分。地处黄河源区的玛曲县,自20世纪80年代以来,天然草地沙化面积不断增加,沙化程度日趋严重。本研究以玛曲县为例,对引起草地沙化的主要自然因素和人为因素与草地沙化的相关性及驱动作用进行定量辩识和贡献率分析,结果表明,1)各因子对草地沙化的驱动力大小依次为:牧业产值>人口数量>年均气温>羊只存栏数>牛羊肉产量>年均降水量>大牲畜存栏数>黄河年径流量>年大风日数>年均风速;2)区域年均气温的不断升高,使地面水分蒸发损失和土壤干旱程度加剧,这种变化对土地沙化产生的驱动作用要大于降水量的小幅减少和风力因子变化的影响,是引起该区土地沙化最重要的自然驱动因子;3)对2类因子的相对贡献率进行综合,得到人为因子的驱动力比重为61.55%,自然因子的驱动力比重为38.45%。说明在高寒阴湿的气候条件下,区域气候和水文因子在一定程度上的不良变化只是天然草地沙化的一种诱导力,而人为过度和不合理利用是导致草原植被衰退的根本原因,二者结合导致了黄河源头区草地沙化的加速发展。     

江河源地区草地植被变化特征及水土保持功能评价

利用青海省江河源地区河南、曲麻莱、甘德3个牧业气象观测站1995-2004年的定位观测资料,从牧草生育期、高度、产量和种群结构4个方面分析了青海江河源地区的草地变化特征,结果表明:由于牧草的返青期和枯黄期发生变化,使得江河源地区的牧草生育期延长了3～5 d.综合分析江河源地区牧草高度、产量和种群结构发现,长江源区的曲麻莱牧草退化趋势和程度较小,而河源区的牧草均呈现一定的退化趋势,尤以河南显著.通过分析由植被覆盖度换算得出的草地水土保持系数发现,从东往西呈现逐渐减小的趋势,低值区出现在玉树州的治多县,高值区出现在黄南州的河南县.久治县、班玛县、甘德县、河南县和泽库县草地水土保持功能较好,治多县为差区,其他地区为较差区.     

黄河源区高寒草地NDVI格局与梯度变化

黄河源区是我国重要的生态屏障,该区高寒草地生态系统随气候环境因子梯度变化值得重视,本研究利用气象台站观测数据和遥感归一化植被指数(NDVI)研究黄河源区高寒草地生态系统随水热梯度的变化过程。结果表明,近12年来黄河源区草地NDVI平均值为0.557 8。NDVI最高的地区为久治和甘德县,其次为达日和玛沁县,玛多、称多和曲麻莱县NDVI最低。扎陵湖和鄂陵湖以北的高寒草原地区为研究区内NDVI低值区。近12年来,草地NDVI年变化速率均值为0.002 4,变异系数均值为0.076 7,变化幅度较小。该区从东南至西北NDVI变化速率和变异系数上升,该格局是气候变化、草地现实载畜量下降和生态建设工程实施三方面因素叠加的结果。黄河源区气候环境因子自西北向东南存在梯度变化,形成水热梯度,从而导致草地NDVI、NDVI变化率和NDVI变异系数存在梯度变化。年平均气温与NDVI具有极显著相关关系,与NDVI变化率和NDVI变异系数具有极显著负相关关系。年降水量和湿润指数与NDVI具有极显著相关关系,与NDVI变化率和NDVI变异系数具有极显著负相关关系。海拔与NDVI具有极显著负相关关系,与NDVI变化率和NDVI变异系数具有极显著相关关系。     

黄河源区高寒草地植被根-土复合体抗剪强度试验及退化程度阈值确定

为研究黄河源区高寒草地不同退化程度的植物根-土复合体抗剪强度特征,以青海河南县境内的黄河源区高寒草地作为研究区,进行了根-土复合体试样抗剪强度试验研究,系统分析了区内草地不同退化类型的根-土复合体抗剪强度特征及其不同退化程度之间的阈值。结果表明,区内草地其平面形态呈现不规则状椭圆形退化形态,且愈近于圆心部位草地退化相对愈严重,其退化程度表现出由外至内可依次划分为未退化区、轻度退化区、中度退化区、重度退化区;随着退化程度的加剧,原生植物种类及数量呈减少的趋势,次生植物则逐渐取代原生植物并构成优势植物种类,其结果使得根-土复合体的根系含量表现出逐渐减少的特征,根-土复合体抗剪强度亦逐渐减小;同时,根据4种类型退化区草地根-土复合体抗剪强度特征,分别确定出各退化区交替界限之间的根-土复合体抗剪强度阈值,即表现在未退化区与轻度退化区之间植物根-土复合体的黏聚力阈值为28.07 kPa,轻度退化区与中度退化区复合体的黏聚力阈值为20.46 kPa,中度退化区与重度退化区复合体的黏聚力阈值为9.21 kPa。该项研究成果通过由力学强度角度出发定量研究草地不同退化程度的根-土复合体强度变化规律,从而对科学有效地防治该区草地退化具有重要理论研究价值和实际指导意义。     

江河源区草地退化状况及成因

近年来 ,江河源区存在草场严重退化、土地荒漠化过程加剧、水土流失加重以及湿地生态衰退等以草地生态系统为主的生态环境退化问题。分析研究结果表明 ,在青藏高原特殊的地理气候背景下 ,经过长期自然演化形成的江河源区脆弱的草地生态系统 ,对外界环境条件反应极其敏感 ,季节性过牧等人类活动是造成该区近期草地迅速退化的突破口和主导因素 ,从而促使气候、鼠害等自然因子作用加剧。江河源区的草地退化 ,是人为因素和自然因素共同作用下人为加速加剧的结果。     

江河源区草地生态建设构想

江河源区是青藏高原的主要组成部分,面积仅占全球陆地面积的0.24%,占全球土壤碳库的1.06%～1.20%左右,生态价值巨大.江河源区1986-2000年,土地植被盖度下降了2.252%,土壤有机碳含量下降了11.454%,土壤CO2年释放量仅下降了9.165%,表现了土壤从碳汇转化为碳源的趋势.而草地面积减少是使土壤从碳汇转化为碳源的主体因素.特别是过度放牧引起的高寒类型草地面积减少559.03 km2,致使土壤有机碳含量减少了750 070万t,占14年来(1986-2000)土壤有机碳含量下降总量的39.03%,是使土壤有机碳流失的主因.从维护全国乃至全球生态安全的角度看,江河源区草地生态建设意义重大.建议在江河源地区建立特色草地农业生态耦合系统,将江河源区分为4个功能区,即自然保护核心功能区、自然保护过渡区(狩猎采集保护区)、自然保护生态-生产功能区、常规居民区.以自然保护区为核心,把这4个功能区与草地农业系统的4个生产层理论相衔接,构建2个层次的系统耦合,即江河源区内部4个功能区之间的系统耦合;江河源区与外区的系统耦合.通过2个层次的系统耦合,将实现江河源头的生态服务功能与下游受益地区的物质与能流的合理交换,以取得经济、生态和社会的巨大效益.     

黄河源区高寒草地沙化进程中土壤物理性质的变化(简报)——以玛曲为例

以玛曲县高寒草地为研究对象,采用空间序列代替时间序列的研究方法,对该区不同沙化程度草地的土壤物理性质变化进行分析研究。结果表明,在高寒草地沙化进程中,存在着土壤机械组成不断变粗、土壤容重不同程度增加而孔隙度相应减小的变化趋势。在0~20cm层,植被盖度<50%的中度沙化草地和植被盖度<10%的极重度沙化草地与植被盖度>80%的天然草地相比,土壤中砂粒含量分别提高10.7%和15.2%,土壤容重分别增加9.3%和12.4%,土壤孔隙度分别减小10.4%和13.9%;随沙化程度的加剧,对土壤物理性质的影响层次也有所加深。