若尔盖地区是全球气候变化的敏感地区,同时也是我国黄河长江上游生态屏障的关键区域,然而目前针对全球气候变化背景下该地区的土壤水分植被承载力情况还不清楚.本文基于Biome-BGC模型,模拟了2007-2021年不同气候变化情景下若尔盖地区4种沙地类型(固定沙地、半固定沙地、流动沙地和露沙地)上典型植被沙棘的水分利用效率(WUE),再根据土壤水分植被承载力公式估算出不同沙地类型上沙棘的土壤水分植被承载力.结果表明:不同气候情景下,沙棘的WUE年均值均表现为露沙地＞固定沙地＞半固定沙地＞流动沙地;与现行气候情景相比,未来气候变化情景下沙棘的WUE均有所下降,尤其在温度升高降水增加的情景下沙棘的WUE最低;不同气候情景下,沙棘的土壤水分植被承载力年均值均呈现固定沙地＞半固定沙地＞流动沙地＞露沙地;与现行气候情景相比,未来气候变化情景下各类型沙地上的土壤水分植被承载力均有所下降;降水和气温对土壤水分植被承载力的影响存在耦合效应,其中降水对土壤水分植被承载力的影响大于气温.本研究揭示了若尔盖地区不同沙地类型上土壤水分植被承载力对气候变化的响应特征,对高寒沙地的生态治理与恢复具有一定的指导意义.

养分重吸收是植物重要的营养保存机制和养分循环的重要组成部分,温度变化会影响植物养分吸收.为了探讨若尔盖高原沼泽湿地植物木里薹(Carex muliensis)草养分重吸收特征对气候变暖的响应,本研究通过野外模拟增温实验,测定木里薹草成熟叶片和衰老叶片的氮(N)、磷(P)含量并分析其重吸收效率差异.结果表明:木里薹草叶片N、P含量均值分别为11.44和1.19mg·g-1,N重吸收效率(NRE)、P重吸收效率(PRE)均值分别为61.8％和69.0％,增温显著降低了成熟叶片氮含量,显著提高了衰老叶片磷含量(P＜0.01),对成熟叶片磷含量和衰老叶片氮含量没有显著影响;增温显著降低了成熟叶片和衰老叶片N∶P(P＜0.01)及NRE(P＜0.05)和PRE(P＜0.01);木里薹草叶片氮磷重吸收效率与成熟叶片氮磷含量呈显著正相关,与衰老叶片氮磷含量呈显著负相关;木里薹草生长受P限制,而增温可能导致限制情况发生变化,木里薹草叶片养分重吸收还可能受到化学计量调控.研究结果将有助于了解和预测若尔盖高原养分循环对未来气候变化的响应,并为气候变暖下高寒草本沼泽植物养分重吸收效率变化的预测提供数据支持和实验证据.

为查明高寒草甸退化对表栖跳虫和螨类群落组成及多样性的影响,于2018年7月和10月利用吸虫器法对若尔盖湿地的沼泽草甸、草原草甸及中度退化草甸三种生境的表栖跳虫和螨类进行了调查.捕获表栖跳虫13640只,隶属于4目11科23属,优势类群为小圆跳属和德跳属;捕获表栖螨类5069只,隶属于3亚目76科98属(类),优势类群为真足螨科.主成分分析结果表明,表栖跳虫和螨类群落组成在不同生境间存在明显差异.随高寒草甸退化程度加重,表栖跳虫仅群落密度显著增加(P＜0.05),而表栖螨类的群落密度和类群数均显著增加(P＜0.05).在3个生境中,表栖跳虫群落密度和Simpson优势度指数均表现为7月显著高于10月(P＜0.05),类群数和Shannon指数则是7月显著低于10月(P＜0.05);表栖螨类的群落密度和类群数均表现为7月显著高于10月(P＜0.05),Shannon指数和Simpson优势度指数无显著季节变化(P＞0.05).冗余分析和多元回归分析结果表明,植物种类、生物量、土壤容重等是影响表栖跳虫和螨类群落结构及多样性的主要因子,但对表栖跳虫和螨类的具体影响存在差异.研究表明,高寒草甸的表栖跳虫和螨类群落组成、密度及多样性存在明显的时空变化,其中表栖跳虫群落密度及多样性对季节变化较敏感,表栖螨类群落密度和类群数对高寒草甸的退化较敏感.

从生计和生态双重维度探究牧户的草原生态补偿政策满意度与支持度,对于深化草原生态补偿制度改革,促进草原生态文明建设和牧区绿色发展,具有重要的理论与现实意义.基于马克思"生态经济人"预设的微观视角,以费耐尔满意度逻辑模型(CSI)为理论框架,使用2020年若尔盖草原574个牧户调研数据,通过反映性指标的结构方程模型(SEM),对牧户草原生态补偿政策满意度和支持度的因果机制进行了多变量、多路径的验证性分析.结果表明:(1)牧户对生计收入和生态质量越重视、"生态经济人"理性越高,其政策满意度就越高,生态保护的心理主动性也越大,相对效应大小=0.271.(2)牧户对政策实施结果的质量评价,是牧户政策满意度和支持度的主要影响因素,相对效应大小=0.518.(3)牧户对政策实施效果的价值感知,将会直接提升其政策满意度,并进一步促进其生态保护理性,相对效应大小=0.312.因此,提高牧户对草原生态补偿政策的满意度与支持度,应重点从三个维度综合施策:首先,应重视发展草原生态文化,培育牧户生态经济理性.其次,要稳步提升生态补偿标准,加强草原保护的工作力量,提升政策实施结果的质量.最后,草原生态补偿要重点加强与牧户生计绿色发展的协同,提升政策实施效果的价值.

植物多样性与植物竞争强度和生态位重叠度的关系会随环境发生变化.为探究上述关系在若尔盖地区的表现形式,于2021年8月对若尔盖地区典型的水生、湿生、湿生—中生和中生植物群落进行调查,构建了新的植物竞争强度(Competition intensity,CI)公式并进行测算,计算了植物群落的植物多样性指数(包括物种丰富度、Shannon-Weiner指数、Simpson指数和Pielou均匀度指数)和生态位重叠度(Niche overlap of species,NOS),分析了植物群落物种多样性指数与CI和NOS的关系.结果表明:1)从水生到中生生境,植物多样性指数均呈增加趋势(P＜0.05);2)湿生—中生生境的CI显著高于湿生生境(P＜0.05),湿生生境的NOS高于水生生境(P＜0.05);CI与NOS无显著相关性,但在湿生生境中两者呈倒抛物线关系(P＜0.05).3)整体来看,植物群落的物种丰富度与CI呈抛物线关系(P＜0.05),与NOS无显著关系(P＞0.05);Shannon-Weiner指数、Simpson指数和Pielou均匀度指数均与NOS呈线性正相关(P＜0.05),与CI无显著关系(P＞0.05);从单个生境看,湿生—中生生境的Simpson指数、Shannon-Weiner指数和Pielou均匀度指数与CI呈线性负相关(P＜0.05),其余生境的上述多样性指数与CI无显著关系(P＞0.05);各生境的植物多样性指数均与NOS无显著相关性(P＞0.05).本研究表明,从水生到中生生境,若尔盖地区的植物多样性呈增加趋势,但植物多样性与物种竞争强度和生态位重叠度的关系较复杂.本研究结果有助于理解若尔盖高原植物多样性的形成机制.

土壤呼吸会影响全球碳循环,而湿地水位与土壤呼吸息息相关.然而,由于原位观测有限,目前尚不清楚高寒沼泽土壤呼吸及其组分如何响应水位下降.在若尔盖高原纳勒乔沼泽建立了水位下降控制实验平台,定位监测土壤呼吸及其组分的变化,并初步探讨土壤呼吸及其组分与生物和非生物因素的潜在联系.结果发现,水位下降对高寒草本沼泽土壤呼吸(Rs)没有显著影响,但自养呼吸(Ra)和异氧呼吸(Rh)对水位下降表现出明显不同反应.其中,自养呼吸速率下降了 67.2%,异养呼吸速率上升了 67.3%.异养呼吸和自养呼吸在土壤呼吸中的占比发生显著变化,水位下降后,Rh/Rs较对照增加了 88%,Ra/Rs减少了61%.水位下降引起的自养呼吸和异养呼吸变化的驱动因素不同,植株高度、地上及地下生物量解释了自养呼吸的变化,土壤温度、C:N则是异氧呼吸变化的关键影响因素.综上,在高寒草本沼泽生态系统中,水位下降对土壤呼吸组分的影响强度及其驱动因素存在明显差异,这需要在陆地表层碳循环模型中加以考虑,以便更好评估高寒草本沼泽碳循环对气候变化的反馈作用.

养分重吸收是植物适应环境的重要策略.该研究以若尔盖高寒草本沼泽中的木里薹草作为研究对象,通过模拟实验,于8月、10月对绿叶和枯叶及土壤采样并测定养分含量,研究其在水位下降和自然水位下叶片养分含量、土壤养分含量和养分重吸收效率的变化规律,以及相互间的关系.使用单因素方差分析比较不同组间叶片氮(N)含量、叶片磷(P)含量、土壤速效N含量、土壤速效P含量、叶片N∶P和养分重吸收效率的差异,使用一元线性回归拟合土壤速效N、P含量和养分重吸收效率之间的关系,木里薹草叶片N含量、P含量、N∶P和养分重吸收效率的关系均采用Pearson相关分析.结果表明:水位下降后,木里薹草土壤速效N含量升高,速效P含量降低,进一步导致木里薹草绿叶N含量增加,P含量降低,枯叶N、P含量均降低,木里薹草叶片N、P重吸收效率升高,说明水位下降通过改变土壤速效养分含量影响木里薹草绿叶养分含量,改变植物养分获取能力(如根数、根长)影响枯叶养分含量,进而影响养分重吸收效率.

为了查明高寒草甸退化对表栖节肢动物的群落结构及多样性的影响,于2014年5月、7月和9月利用陷阱法对若尔盖县境内的沼泽草甸、草原草甸、中度退化草甸和重度退化草甸4种生境的表栖节肢动物群落进行了调查,共获得表栖节肢动物8364只,隶属于4纲17目123类(科或属).优势类群为长跳属(Entomobrya)和球圆跳属(Sphaeridia),其中长跳属仅出现在草原草甸.重度退化草甸表栖节肢动物各多样性指数均显著低于其他生境,表明高寒草甸退化对表栖节肢动物群落组成有明显影响.此外,沼泽草甸表栖节肢动物9月的个体数量和丰富度指数高于5月和7月,其他生境均以7月较高,5月和9月较低;中度退化草甸和重度退化草甸的Shannon指数在不同月份间差异显著,Simpson指数仅在重度退化草甸有显著月份差异.不同生境间的月份差异表明,高寒草甸退化还可以影响表栖节肢动物的季节动态.回归分析表明,植物及土壤环境因子对表栖节肢动物群落的个体数量和多样性有显著影响.研究结果表明,高寒草甸退化可以通过改变植物群落及土壤环境等因子影响表栖节肢动物群落组成和多样性.

高寒草毡层是高原寒区自然植被下形成的松软而坚韧且耐搬运的表土层,认识其生态功能是促进草牧业生产休养保护和工程施工主动利用的前提.通过对青藏高原东部若尔盖高原植被的广泛调查,在布设沼泽、退化沼泽、沼泽化草甸、湿草甸、干草甸和退化草甸水分梯度群落样地,以及亚高山草甸、亚高山灌丛草甸、高山灌丛草甸和高山草甸海拔梯度群落样地的基础上,通过对不同类型群落样地草毡层容重、土壤颗粒组成和土壤有机碳(S0C)含量的测定分析,比较了水分和海拔梯度下草毡层固碳能力.结果表明,草毡层厚度平均为30cm,沼泽湿地草毡层容重最小,SOC含量在300g/kg以上;退化草甸容重最高,SOC含量显著下降.不同群落草毡层SOC密度在10---24kg C/m2之间,随着土壤水分有效性的降低而降低;高山灌丛草甸草毡层SOC密度比草甸高15％.研究得出,保持草毡层稳定的质量含水量阈值为30％,SOC含量阈值为30g/kg;高寒植被草毡层在沼泽到草甸的退化演替中,容重、紧实度变大,有机碳含量减少,碳密度和碳储量下降;灌丛草甸的固碳能力大于草甸,但灌丛草甸的生产功能降低;保持可持续发展的草地生产能力,维护固碳生态功能,需要防止草毡层退化,抑制草甸向灌丛草甸演替.

誊为了解若尔盖高原湿地甲烷(CH4)排放年际变化并准确估算高原湿地CH4排放通量,在若尔盖高原湿地国家级自然保护区建立1 hm2季节性淹水沼泽湿地标准样地;于2013和2014年通过静态箱和快速温室气体分析仪测量两个生长季沼泽湿地微地貌区草丘(Hummock)和洼地(Hollow) CH 4排放通量.结果表明:2013年生长季(6-10月),若尔盖高原湿地微地貌区草丘和洼地CH4排放通量平均值为7.59和10.12 mg m2 h-1,2014年生长季(5-10月)则分别为0.62和2.74mg m-2 h-1 2013年生长季湿地微地貌区草丘和洼地CH4排放通量平均值分别是2014年的12倍和4倍,2014年生长季湿地CH4排放通量下降的原因可能是夏季(6-8月)水位下降,降低了产CH4菌群落数量而减少CH4产生,同时增加了CH4氧化菌氧化层厚度而加强CH4氧化,降低CH4排放通量.另外,发现湿地水位下降,降低了湿地CH4排放通量对土壤温度的敏感性,表现为Q10值变小.综上,夏季期间的水位在调控若尔盖高原季节性淹水湿地CH4排放过程中起着关键作用.