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环境和空间因素长期以来被视为决定物种组成和分布的关键因素。然而,这些因素对高原植被的影响研究较少。青藏高原拥有一个独特的生态系统和全球环境梯度极端值。我们的目标是量化藏北高寒草地群落的空间分布,揭示植被的物种组成、空间因素和环境因素。在藏北高寒草地分布区,我们沿着1200公里长的梯度建立了63个采样点,采用双向指示种分析(TWINSPAN)和去趋势典范对应分析(DCCA)。调查发现沿横断面可识别的三种类型(高山草甸,高山草原,沙漠草原)中有14个高寒草地种群。分析发现高寒草地的植被组成和空间分布主要由年平均降雨量影响,受温度影响较小。沿着该断面,73.5%植被分布的变化能够被环境变量解释,56.3%被空间因素解释。环境和空间因素分别解释了总变异的29.6%和12.3%,而他们交互作用解释了43.9%。我们的研究结果为藏北高寒草地的生物和环境保护提供强有力的实证依据。 相似文献
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藏北高原高寒草地围栏禁牧和生长季降水对物种丰富度和多样性的影响(英文) 总被引：2，自引：2，他引：0
2009和2010年夏天沿藏北高原高寒草地样带调查了高寒草地生态系统(高寒草甸、高寒草原和荒漠草原)在围栏禁牧和自由放牧管理下的物种丰富度和多样性(Shannon-Wiener指数,Simpson优势度指数和Pielou均匀度指数)。研究结果显示:自2006年起藏北高原围栏禁牧在植被类型和区域尺度上没有显著改变物种丰富度和多样性。物种丰富度和多样性主要受生长季降水驱动,超过87%的变异可由生长季降水来解释。物种丰富度和多样性在自由放牧和围栏禁牧2类样地对生长季降水的响应方式一致。物种丰富度随降水呈指数型增长关系,多样性指数则呈现正线性关系。研究结果预示藏北高原地区生长季降水的变化对于物种丰富度和多样性管理至关重要,在未来高寒草地保护研究中应予以重视。 相似文献
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青藏高原草地生态系统碳收支研究进展 总被引：7，自引：3，他引：4
陆地生态系统碳收支仍然是当前全球气候变化研究的重要内容,青藏高原作为全球气候变化的敏感区,使青藏高原草地生态系统在区域碳收支平衡中占有主导地位,但研究方法等不同使得碳收支估算结果存在很大的不确定性。气候变暖在一定程度上提高了高寒草地生态系统的植被初级生产力和生物量,由此补偿了气候变暖导致的土壤有机碳分解释量,使青藏高原草地植被仍然发挥着碳汇的功能。而人类放牧活动对草地生态系统的影响较为复杂。因此,如何区分气候变化和人类活动对生态系统的影响机制,定量评价未来气候变化和人类活动影响下,青藏高原生态系统碳源/汇格局的可能变化,是一个非常重要的研究方向,也是一个极大的挑战。 相似文献
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《资源与生态学报(英文版)》2017,(1)
高山嵩草(Kobresia pygmaea Willd.)是青藏高原高寒草地生态系统的建群种。对该物种的分布及其生态环境的认识,可以加深人们对高山生态系统及关键物种的认识,为高寒地区物种和生态系统保育提供数据支持,并且为物种的起源和演化研究提供理论依据。为了避免单一方法带来的不确定性,本研究采用了四种生态位模型来模拟高山嵩草在青藏高原的分布,即面域包络模型(SRE)、广义线性模型(GLM)、广义推进树模型(GBM)和最大熵模型(MAXENT)。为了最大限度提升样本的可靠性,本研究模拟基于对野外采集的存在样本的DNA测序鉴定。物种分布模型的结果表明高山嵩草在藏北高原和青藏高原东部和南部高山草甸中都存在大片的分布区,具有典型的地带分布特征。模型评价结果表明广义线性模型、广义推进树模型和最大熵模型都具有较高的精度,而面域包络模型的分值相对较低。本研究采用的四种模型呈现出四种不同的潜在分布格局,其二元分布图计算得到的分布面积介于374340和482605平方公里之间(平均值为421591平方公里)。研究还发现,生长季降水是决定高山嵩草分布的主导因子,这与青藏高原高寒草甸生态系统的水热条件相符。本研究表明物种分布模型可以为青藏高原物种格局模拟提供简洁可靠的技术方法。 相似文献
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高寒草甸是广布于青藏高原的主要植被类型,它是青藏高原大气与地面之间生物地球化学循环的重要构成部分,在区域碳平衡中起着极为重要的作用。基于对青藏高原主要高寒草甸生态系统类型CO2通量研究方面的综述,系统分析了高寒草甸生态系统CO2通量日、季、年等不同时间尺度的变化特征以及温度、光合有效辐射、降水等主要环境因子对高寒草甸生态系统CO2通量的影响;同时,结合其他地区草地生态系统,就青藏高原三种典型高寒草甸生态系统类型源汇效应和Q10值进行了比较;最后,结合青藏高原高寒草甸生态系统CO2通量研究的现实与需要,提出了当前存在一些不确定性和有待深入研究的问题。 相似文献
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基于RS和GIS的青藏高原草地生态系统土壤水分保持功能及其经济价值评估——以生长季为例 总被引：2，自引：0，他引：2
根据生态系统服务功能理论,利用RS和G IS技术,以土壤含水量为基础因子,对青藏高原区草地生态系统的土壤水分保持功能及其价值的动态变化过程进行有效评价,以直接的货币形式反映出青藏高原主要草地类型的土壤水分保持功能的大小。通过计算和分析发现:(1)由于草地类型分布面积、单位面积保持量的影响,各种类型草地提供的土壤水分保持功能及其价值贡献率有较大差异,按照大小依次为:高寒草原类、高寒草甸类,高寒荒漠类、高寒草甸草原类和温性山地草甸类;(2)草地对土壤水分保持量及其价值呈现出较强的阶段性变化过程;(3)由于各种草地类型所处地理区域不同、草地本身各种自然特点和整体生态功能的不同,青藏高原草地生态系统提供的土壤水分保持功能及其经济价值呈现出明显的地域分布规律:自西北至东南逐渐降低。应该说,由于青藏高原地域、地理和独特气候等原因所致,本文计算得出的青藏高原草地生态系统土壤水分保持功能及其价值的具体数值不一定十分准确,但是能在一定程度上反映出土壤水分保持功能的强大及其在生长季中随时间变化的动态过程和基本规律(这种规律性结论与前人研究结论一致),这是一种在区域尺度上揭示草地生态系统土壤水分保持功能及其价值动态变化过程的方法尝试,这也是对动态评估生态服务功能的一种有益尝试。 相似文献
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青藏高原东缘高寒草甸地上生物量的估测模型 总被引：1，自引：0，他引：1
探索简单、快捷的获得草地单个物种及群落地上生物量资料的方法,可以为合理保护和利用草地资源提供重要技术支持。在传统的直接收获法测定草地地上生物量的基础上,结合物种的种群特点,利用与生物量密切相关的高度、盖度、密度等植被生态参数,建立了青藏高原东缘高寒草甸各植物种的最适地上生物量估测模型。其中禾叶嵩草、垂穗披碱草、高山韭等物种生物量最适模型为幂函数方程,其他物种最适模型除却长毛风毛菊是二次项方程外均为线性方程。这些模型拟合精度较高,经检验,单个物种生物量估测值与实际观测值之间的相关系数均0.9,且大部分平均相对误差10%。对于草地群落地上总生物量,估测值与实际观测值相关系数为0.965,各样方的相对误差大都10%,平均相对误差为5.672%,说明利用这些模型估算青藏高原东缘高寒草甸地上生物量切实可行。 相似文献
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青藏高原高寒草地生态系统服务价值评估 总被引：82，自引：3，他引：82
基于Constaza等提出的方法,在对青藏高原天然草地生态系统服务价值根据其生物量订正的基础上,逐项估算了各种草地类型的各项生态服务价值,得出青藏高原天然草地生态系统每年提供的生态服务价值为2571 78×108元,占全国草地生态系统每年服务价值的17 68%。受各类草地生物群落分布广度和单位面积生态服务功能强弱的综合影响,各类草地的生态服务价值贡献率有很大差异,其中,高寒草甸、山地草甸、高寒草原对草地生态系统总服务价值的贡献率分别为62 52%、14 14%、12 92%。根据高寒草地的地域分异特征分亚区进行的生态价值估算结果表明,亚区生态服务价值具有沿东南向西北迅速减小的趋势,这与青藏高原气候条件自东南向西北由温暖湿润转向寒冷干旱是一致的。说明生态系统的地域分布条件对生态服务价值的大小有直接的影响。对毁草种田所产生的生态价值损失估算表明,仅青海和西藏两省区的生态损失每年高达2 29×108元,占两省区GDP总值的0 9%。 相似文献
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放牧牲畜排泄物是青藏高原高寒草地生态系统的一种重要养分来源,对于维持草地土壤肥力和植被生产力具有重要意义。采用尼龙网袋法监测了两种主要放牧牲畜牦牛和藏绵羊粪便干物质量及主要养分含量在降解过程中随时间的动态变化特征。结果表明,牦牛和藏绵羊粪便在经过93 d的降解后,干物质量分别减少了30.9%和21.6%。到试验期末,牦牛粪便全碳和全氮含量显著降低,其值降至初始的81.8%和79.2%,而全磷和全钾的变化则不显著,表明碳氮减少量较磷和钾更为明显。藏绵羊粪便全碳和全钾含量在试验期末降至初始的87.7%和72.6%,差异具有极显著性,但全氮和全磷减少不显著。牲畜粪便在一个生长季内的降解和养分释放量较少可能使得其对土壤和植被产生的潜在生态环境效应具有滞后性。放牧过程中,牧民少量捡拾牲畜粪便用作生活资料将有利于维持高寒草地生态系统的养分平衡和可持续发展。 相似文献
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《资源与生态学报(英文版)》2020,(3)
畜牧业和种植业在西藏高原不同地区长期处于分离发展状态,这种分离的格局导致了土地利用强度加剧和草场与农田生态系统的退化。农牧结合可通过行业间生态位互补提高粮食和饲料生产力,并有效提升复合生态系统的弹性,因此,通过协调畜牧业和饲料作物生产,走向区域协同成为农牧业发展和退化生态系统恢复的综合解决途径。通过区域耦合,协调专业化畜牧业和集约化农业,是解决放牧系统牧草不足和畜牧业生产瓶颈的有效办法。目前,要实现农牧业发展的区域协同,还必须从局域农场向区域层面推进。为此,从2016年起,国家重点研发计划项目"青藏高原退化高寒生态系统恢复与重建与技术示范"开始实施,旨在通过建立生产和生态功能相协调的草牧业技术体系,协调生态-草-牧关系,实现遏制草地退化和转变畜牧业发展方式的双赢目标。面对青藏高原草地退化的严峻威胁,迫切需要通过生态功能与生产功能相协调的方式实现区域协同。本专辑组织发表草地生态和管理的相关论文,以期促进高寒生态系统的管理和可持续利用。 相似文献
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生物多样性是生态系统多功能性的重要驱动因素,生态系统生物多样性与多功能性之间的关系是近年来生态学研究的热点。以往研究主要集中在预测物种丰富度如何影响生态系统多功能性,而不同维度生物多样性对生态系统多功能性的影响机制仍然不清楚。研究黄河三角洲不同维度生物多样性、环境因素和生态系统多功能性及其之间的关系,结果表明,黄河三角洲生态系统多功能性同时受环境因素和生物多样性因素的影响,但是,生物多样性在维持生态系统多功能性上的相对贡献明显高于环境因素;植物群落的物种丰富度、物种均匀度、谱系多样性和功能离散指数分别与生态系统多功能性显著正相关,而谱系亲缘关系指数和植物性状群落权重平均值对生态系统多功能性并无显著影响,这说明与分类多样性和谱系多样性相比,植物群落功能多样性的增加能够更有效地提升生态系统多功能性;丰富的植物功能多样性是维持黄河三角洲高水平生态系统多功能性的关键,黄河三角洲生态系统多功能性的维持主要受互补效应的驱动。 相似文献
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《资源与生态学报(英文版)》2017,(1)
青藏高原沼泽化草甸是土壤有机碳密度最高,对气候变化最敏感的高寒生态系统。对其生态系统总初级生产力(GPP)持续准确的量化是掌握站点到全球尺度的碳循环的关键。涡度相关技术(EC)是测量生态系统碳通量的最佳途径,而遥感模型可以实现从生态系统迹点(footprints)到区域乃至全球的尺度扩展。但是,大多遥感估算模型的适用性在这种高寒沼泽化草甸上并没有得到验证。本研究选取了四个近年来被广泛运用的遥感估算GPP的模型,即MODIS算法(MOD)、植被光合模型(VPM)、光合能力模型(PCM)和高寒植被模型(AVM)对青藏高原中部的一个典型高寒草甸生态系统的GPP进行了估算。结果显示:所有遥感模型对GPP的年内季节变异都有很好的解释(R20.89,P0.0001),但很难解释其年际变化。与日均EC_GPP相比,VPM严重的低估了该生态系统的GPP,其估测值大约仅为EC观测值的54%。但是,其他三个模型可以较准确地进行GPP估算:相比之下,AVM可以反演94.5%的EC观测,相对于EC观测的均方根误差(RMSE)最小(1.47 g C m~(-2));PCM对EC_GPP有微小的高估(约12.0%的EC观测值),而MODR对EC_GPP有微弱的低估(约8.1%的EC观测值),但二者的偏差都不显著。本研究表明AVM对该高寒沼泽化草甸的GPP估算比其他较复杂的GPP估算模型更有优势。 相似文献
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高寒草甸(Alpine meadow)又称为高山草甸,是发育在高原和高山地带的一种草地类型。由于处在寒冷的环境条件下,其植被组成主要是冷中生的多年生草本植物。在青藏高原东部及其周围海拔3 000 m以上的高海拔山地,广泛分布着由蒿草等高寒植被组成的草甸,是青藏高原高寒生态系统的主要草地类型,分布面积约70×104km2,占青藏高原可利用草场的近50%。作 相似文献
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《资源与生态学报(英文版)》2020,(3)
放牧是世界各国利用草地的主要方式之一,其中草畜平衡又是畜牧业可持续发展的核心问题。然而,草畜平衡评估方面的方法相对较少,而且往往忽略了非生物因素对牧草产量的动态影响。本研究将长期的野外数据与遥感数据以及温度和降水的气候记录相结合,量化了2000–2016年期间气候变化和人类活动对藏北高原高寒草地草畜平衡的影响。我们采用了两种不同的方法,分别是基于平衡理论的静态方法和基于非平衡理论的动态方法,同时还讨论了这两种方法在制定草地可持续管理潜在政策时的不确定性和缺陷。静态算法的结果表明,2000–2016年,除尼玛县(包括双湖县)外,所有县的草地都存在严重的过度放牧现象。相比之下,动态方法结果显示,2000–2016年仅有8年过度放牧,其余9年整个藏北高原高寒草地有盈余。此外,动态方法还发现藏北高原东南和西南地区县域的高寒草地过度放牧,而中部地区县域的高寒草地放牧较少,草地有盈余,这与实地调查结果一致。然而,对于受到人类不合理活动严重干扰的高寒草地,静态方法仍然值得推荐。 相似文献
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1982~2013年青藏高原高寒草地覆盖变化及与气候之间的关系 总被引：7，自引：2，他引：5
利用GIMMS NDVI数据和地面气象站台观测数据,对青藏高原1982~2013年高寒草地覆盖时空变化及其对气象因素的响应进行研究,结果表明：青藏高原高寒草地生长季NDVI表现为从东南到西北逐渐减少的趋势,近32 a来,整个高原草地生长季NDVI呈上升趋势,增加速率为0.000 3/a (p<0.05);高寒草地生长季NDVI年际变化具有空间异质性,整体为增加趋势,呈增加趋势的面积约占研究区域面积的75.3%,其中显著增加的占26.0% （p<0.05）,类型主要为分布在青藏高原东北部地区的高寒草甸;比例为4.7%,草地类型主要为高寒草原,主要分布在高原西部地区;基于生态地理分区的分析显示,青藏高原草地与降水、温度的相关关系具有明显的空间差异,高寒草地生长季NDVI均值与降水呈显著正相关,对降水的滞后效应显著;高原东北部温度较高,热量条件较好,降水为高寒草地生长季NDVI变化的主导因子;东中部地区降水充沛,温度则为高寒草地生长的制约因子;南部地区降水和温度都较适宜,均与高寒草地生长季NDVI相关性显著(p< 0.05),共同作用于草地的生长;中部和西部地区,气候因子与高寒草地生长季NDVI关系均不显著。 相似文献
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藏北地区平均海拔4500 m以上,被称为“世界屋脊上的屋脊”,同时也是青藏高原生态安全屏障的主体,但在全球气候变化和人类活动的双重影响下,藏北高寒草地生态系统变化明显,部分区域出现退化趋势。2009年我国开始实施了《西藏生态安全屏障保护与建设工程》(以下简称工程),旨在恢复和保育高原的生态系统及其服务功能。而水源涵养是藏北高寒草地生态系统最为重要的服务功能之一,工程实施以来,藏北草地的水源涵养功能如何变化、生态工程的效益如何？本文基于InVEST模型评估了2000–2020年生态工程前后藏北草地水源涵养功能的变化,量化了气候变化和人类活动在其中的贡献率。结果表明：(1)藏北各类型草地的水源涵养能力虽然差异较大,但工程实施后水源涵养的功能均出现了明显的变化,产水量比工程实施前增加10.07%,水源涵养服务上升8.86%。其中高寒草甸区的水源涵养变化速率增长最大,由工程前的–1.84 mm yr–1转变为工程后的2.24 mm yr–1;其次是高寒荒漠草原和高寒草原,在工程的影响下水源涵养功能下降的速率明显减缓。(2)气候变化仍是藏北草地水源涵养... 相似文献
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青藏高原高寒草地净初级生产力(NPP)时空分异 总被引：13，自引：2，他引：11
基于1982-2009 年间的遥感数据和野外台站生态实测数据,利用遥感生产力模型(CASA模型) 估算青藏高原高寒草地植被净初级生产力(NPP),分别从地带属性(自然地带、海拔高程、经纬度)、流域、行政区域(县级) 等方面对其时空变化过程进行分析,阐述了1982 年以来青藏高原高寒草地植被NPP的时空格局与变化特征。结果表明:① 青藏高原高寒草地NPP多年均值的空间分布表现为由东南向西北逐渐递减;1982-2009 年间,青藏高原高寒草地的年均总NPP为177.2×1012 gC·yr-1,单位面积年均植被NPP为120.8 gC·m-2yr-1;② 研究时段内,青藏高原高寒草地年均NPP 在112.6~129.9 gC·m-2yr-1 间,呈波动上升的趋势,增幅为13.3%;NPP 增加的草地占草地总面积的32.56%、减少的占5.55%;③ 青藏高原多数自然地带内的NPP呈增加趋势,仅阿里山地半荒漠、荒漠地带NPP呈轻微减低趋势,其中高寒灌丛草甸地带和草原地带的NPP增长幅度明显大于高寒荒漠地带;年均NPP增加面积比随着海拔升高呈现"升高—稳定—降低"的特点,而降低面积比则呈现"降低—稳定—升高"的特征;④ 各主要流域草地年均植被NPP均呈现增长趋势,其中黄河流域增长趋势显著且增幅最大。植被NPP和盖度及生长季时空变化显示,青藏高原高寒草地生态系统健康状况总体改善局部恶化。 相似文献
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高寒草甸土壤有机碳储量及其垂直分布特征 总被引：24，自引：0，他引：24
青藏高原是全球变化的敏感区。高寒草甸草原是青藏高原上最主要的放牧利用草地资源之一。选择青藏高原东北隅海北站内具有代表性的高寒草甸土壤进行高分辨率采样,测定土壤根系和有机碳含量。研究得出,青藏高原高寒草甸土壤贮存有巨大的根系生物量 (23544.60 kg ha-1~27947 kg ha-1) 和土壤有机碳 (21.52 GtC);自然土壤表层 (0~10 cm) 储存了整个剖面土壤有机碳总量的30%左右。比较发现,高寒草甸土壤的有机碳平均贮存量 (23.17×104 kgCha-1) (0~60 cm) 较相应深度的热带森林土壤、灌丛土壤和草地土壤的有机碳贮存量高约1~5倍多。在全球碳预算研究中,青藏高原高寒草甸土壤有机碳库不可忽视。随着全球变暖,表层土壤有机碳分解释放的CO2将增加。为了减少高寒草甸生态系统的碳排放,应加强高寒草甸土壤地表覆被的保护,合理种植深根系植物。这对减缓全球大气CO2浓度升高的速率以及可持续开发高寒草甸的生态服务功能都具有重要意义。 相似文献