基于冗余分析的高寒草原土壤与草地退化关系
高寒草原类草地退化原因及其分析
的生态 环境 及 经 济 的发 展 。然 而 ， 事 实 却 不 随 人 愿， 随着 草地畜 牧 业 的不断 发 展 ， 人 们 长期 对于 草 地 不合 理利 用 ， 使 得 该 地 区 出现 草 地 大 面 积 的 沙 化、 鼠害 甚 至 退 化 ， 阻 碍 了该 地 区畜 牧 业 的 发展 ， 从 而对 该地 区生 态安 全构 成 威胁 。对 高 寒草 原 类 草 地退 化现 状 进 行 分 析并 找 到 措施 ， 对 该 地 区 的 合 理利 用 、 环境 的保 护 及 促 进 该 地 区经 济 的发 展
第２ ２卷
第 ２期
青
海
草 业
Ｖ ｏ １ ． ２ ２ ． Ｎ ｏ ． ２
２ ０ １ ３年 ６ 月
Ｑ Ｉ Ｎ Ｇ Ｈ Ａ Ｉ Ｐ Ｒ Ａ Ｔ Ａ Ｃ Ｕ Ｌ Ｔ Ｕ Ｒ Ｅ
Ｊ ｕ ｎ ． ２ ０１ ３
文章编 号 ： １ ０ ０ ８—１ ４ ４ ５ （ ２ ０ １ ３ ） ０ ２— ０ ０ ２ ３— ０ ３
繁， 出现 了草 地盐 碱 化 、 黑土 滩化 、 植 被稀 疏 化 、 毒
了基 础 ， 这 也 造 成 了 该 地 区风 化 现 象 相 对 严 重 。 另外 ， 该 地 区草 地成 土 环境极 不 稳定 ， 水 土保 持力
差， 极易造成水土流失现象 。与此同时， 该地区重 力 侵蚀 相对 严 重 ， 这也 为沙 化 提 供 了条 件 。研 究
一
该 地 区成为 荒漠 。现 如今 ， 随着 草 地不 断 的退 化 ， 青 海牧 区高 寒 草 原类 草地 牧草 生 长 变 得 稀 疏 ， 牧 草 质量严 重 下 降 ， 每 逢 大 风 出 现 该地 区便 出现 沙
旦遭 到破 坏 便 很 难 恢 复 ， 将 会 严 重 影 响 该 地 区
东祁连山不同退化程度高寒草甸草原土壤有机质特性及其对草地生产力的影响
东祁连山不同退化程度高寒草甸草原土壤有机质特性及其对草地生产力的影响东祁连山是我国重要的生态保护区之一，其高寒草甸草原具有丰富的生态资源。
然而，近年来，由于人类活动的干扰和气候变化的影响，东祁连山的部分地区草甸草原出现了不同程度的退化现象。
了解不同退化程度高寒草甸草原土壤有机质的特性以及其对草地生产力的影响，对于保护和恢复这一生态系统具有重要意义。
首先，不同退化程度高寒草甸草原土壤有机质的特性存在显著差异。
研究发现，相对于未受退化影响的草甸草原，退化程度较高的区域土壤有机质含量显著降低。
这是由于化学肥料的过度使用、过度放牧、乱砍滥伐等人为因素导致土壤有机质被破坏和损失。
此外，退化程度较高的土壤中，有机质的组成和结构也发生了变化。
土壤微生物活性降低、土壤酶活性减弱，导致土壤养分循环功能下降。
此外，退化程度较高的土壤中，有机质粉化，颗粒结构疏松，土壤容重增加，导致土壤固结和渗透性差。
这些特性的改变导致土壤肥力下降，不利于植物的生长和根系的发育。
其次，高寒草甸草原土壤有机质的退化对草地生产力产生了明显的影响。
土壤有机质是草地生产力的重要组成部分，它可以提供植物生长所需的营养元素和水分。
退化程度较高的土壤有机质含量降低，导致土壤肥力下降，限制了植物的养分吸收和利用能力。
同时，土壤微生物活性和土壤酶活性减弱，降低了土壤养分的有效性和可利用性。
这些因素共同作用，引起草甸草原植物的生长受限，种群数量减少，草地的覆盖度和生产力降低。
此外，退化程度较高的土壤结构疏松、团粒破碎，导致土壤固结和水分渗透性差，限制了植物根系的生长和发育。
这也进一步加剧了草地退化的程度。
综上所述，东祁连山不同退化程度高寒草甸草原土壤有机质特性对草地生产力产生了明显的影响。
了解这些影响因素，有助于我们制定科学的保护和恢复策略。
在管理实践中，应合理调控草地的放牧强度、禁止乱砍滥伐、减少化学肥料的使用，以促进土壤有机质的积累和保持。
此外，可以通过有机物质的添加和土地改良等措施，提高土壤的肥力和水分调节能力。
高寒草地退化与草原生态系统恢复研究
高寒草地退化与草原生态系统恢复研究高寒草地是一种特殊的生态系统，存在于高寒山地地区。
然而，由于人类活动和气候变化等因素的影响，高寒草地面临着退化的问题。
高寒草地退化造成了生态系统的破坏，给区域环境和生态平衡带来了负面影响。
退化主要表现为植被退化、土壤退化和水源减少等。
植被退化是最直观和常见的现象，草地的植被覆盖度降低，植物物种多样性减少，草本植物被灌木和裸土所取代。
土壤退化主要表现为土壤质地松散，水分持久性下降，富含养分和有机质的土壤成分减少，影响了植物的生长和根系的发育。
水源减少直接影响到草地的生态系统和可持续发展，缺水会使草地的生物多样性下降，动植物的生存环境恶化。
为了研究高寒草地的退化原因和草原生态系统的恢复方法，科学家们进行了大量的研究，以提供有效的保护和管理策略。
研究表明，高寒草地退化的原因主要有气候变化、过度放牧和人类开发等。
气候变化导致草原生态系统的水分和温度等环境条件发生了变化，使得一些草本植物无法适应新的环境。
过度放牧使草地无法得到充分的恢复，畜禽的过度放牧导致了草地表层的土壤脱离，从而加速了草地的退化。
人类开发带来的问题主要是过度采矿和城市扩张，这些活动在一定程度上破坏了草地的生态环境。
为了恢复高寒草地的生态系统，研究人员提出了一些有效的措施。
首先，需要控制过度放牧和开发活动，保护好草原的土壤和植被。
其次，可以进行退化草地的生态恢复工作，通过人工造林、播种草籽等方式逐步恢复草原的植被覆盖度和生物多样性。
此外，积极加强对高寒草地退化原因的研究，以便更好地制定和实施保护对策。
实践证明，以上措施是有效的，并且能够促进高寒草地的生态系统恢复。
随着人们对高寒草地生态系统的重视和关注度的提高，越来越多的科学研究和实践经验被应用到高寒草地的保护和恢复中，为高寒地区的生态环境建设做出了积极的贡献。
总之，高寒草地的退化问题是当前面临的一个重要挑战。
只有通过系统的科学研究和有效的保护措施，才能改善高寒草地的退化状况，并实现草原生态系统的恢复和可持续发展。
退化草地不同功能群生物量与土壤养分的相关性分析
退化草地不同功能群生物量与土壤养分的相关性分析作者：王永槐来源：《安徽农业科学》2014年第13期摘要选择未退化、轻度退化、中度退化、重度退化和极重度退化草地上的莎草科、禾本科、杂类草生物量为研究对象，对不同功能群生物量与土壤养分的相关性进行研究。
结果表明，土壤全氮、全钾含量对各功能群的生物量影响较大，均呈正相关关系，且达到0.01或0.05显著水平；土壤全磷含量对各功能群生物量的影响不明显；pH对各功能群生物量的影响较大，呈负相关关系，且达到0.01显著水平。
关键词功能群；退化草地；相关性中图分类号 S812.6 文献标识码 A 文章编号 0517-6611（2014）13-03975-03Abstract The biomass of Cyperaceae， Gramineae， weeds in the undegraded， lightly degraded， mildly degraded， severely degraded and extremely degraded meadow is chosen as the research object， to study the correlation between biomass of different functional groups and soil nutrients. The results show that the influence of soil total nitrogen， total potassium content on biomass of different functional groups is obvious， exhibiting positive correlation， and reaching significant or extremely significant level； the influence of soil total phosphorus content on biomass of different functional groups is not obvious； the influence of pH value on biomass of different functional groups is obvious， exhibiting negative correlation， and reaching extremely significant level.Key words Functional groups； Degraded grassland； Correlation自然群落中的物种组成是物种对环境长期适应的结果，是在漫长的演化过程中对生物气候的综合反映[1]。
东祁连山不同退化程度高寒草甸植被与土壤养分变化研究
东祁连山不同退化程度高寒草甸植被与土壤养分变化研究东祁连山是我国西北地区的重要山脉，该地区的高寒草甸是维持地区生态平衡和保护水源的重要组成部分。
然而，随着人类活动和气候变化的影响，东祁连山的高寒草甸植被和土壤养分出现了不同程度的退化。
因此，本研究旨在探讨不同退化程度的高寒草甸植被与土壤养分的变化。
为了实现研究目的，我们选择了东祁连山不同退化程度的高寒草甸样地，共设立了五个样方，分别代表了无退化、轻度退化、中度退化、重度退化和极度退化的植被类型。
我们系统地调查了每个样方的环境条件、植被组成和土壤养分含量。
首先，我们发现不同退化程度的高寒草甸植被的组成存在明显差异。
在无退化的样方中，植被主要由具有较高营养价值的禾本科植物组成，如针茅和羊草。
然而，随着退化程度的加深，禾本科植物逐渐减少，取而代之的是一些较为耐旱和耐寒的灌木和草本植物，如蒿类和鼠李科植物。
其次，土壤养分含量也随着高寒草甸退化程度的增加而发生变化。
在无退化的样方中，土壤有机质含量较高，氮、磷、钾等养分也较为丰富。
然而，随着退化程度的加深，土壤有机质含量显著下降，养分含量也逐渐减少。
特别是在极度退化的样方中，土壤含有较少的养分，严重影响了植物的生长和发育。
进一步分析数据，我们发现高寒草甸植被与土壤养分之间存在一定的关系。
在无退化的样方中，植被的多样性较高，且土壤养分含量丰富，说明植物的生长条件较好。
而在退化程度较高的样方中，植物多样性明显减少，土壤养分含量降低，表明植物的适应能力减弱。
综上所述，东祁连山不同退化程度的高寒草甸植被与土壤养分存在显著的变化。
退化程度的增加导致植被组成发生变化，植物多样性降低；土壤有机质和养分含量减少，限制了植物的生长和发育。
因此，为了保护和恢复东祁连山的高寒草甸生态系统，我们应该采取措施减少人类干扰，改善土壤质量，促进植物多样性恢复。
这将有助于保护该地区的生态环境，维护水源安全和生物多样性总的来说，东祁连山高寒草甸的退化程度与植被组成和土壤养分之间存在显著的关系。
高寒地区不同退化草地植被特性和土壤固氮菌群特性及其相关性
高寒地区不同退化草地植被特性和土壤固氮菌群特性及其相关性李建宏;李雪萍;卢虎;姚拓;王理德;郭春秀;师尚礼【摘要】China has some of the most serious grassland degradation in the world,with about 90％ of the available grassland being subject to various degrees of degradation.The grassland shows surface vegetation degradation,and there is a close relationship with soil degradation.Self N-fixing bacteria have an important impact on soil quality.In this study,alpine grasslands that had suffered different Revels of degradation were selected as study areas in the east Chi-lien mountains.The plantspecies,coverage,average height,and above ground biomass were investigated,and the population of aerobic N-fixing bacteria and anaerobic N-fixing bacteria in the soil were measured.The levels of soil N-fixing bacteria relative to total soil bacteria were determined by the levels of real-time PCR-amplified nifH gene present in the different degraded grasslands.These methods showed how vegetation and soil N-fixing bacteria changed and how these changes were regulated as the degradation process progressed.The results showed that plant species abundance decreased;the dominant species varied;poisonous weed numbers gradually increased;and the height,coverage,and above ground biomass of the vegetation all decreased as the degradation process progressed.The lightly degraded grassland had up to 20 species,whereas there were only 11 in the severely degraded grassland.At first,there wasonly one dominant species,Elymus nutans,but this gradually evolved into two species,Elymus nutans and Potentilla chinensis,as degradation progressed.The poisonous weeds that appeared included Achnatherum inebrians and Stellera chamaejasme.The medially degraded and severely degraded grassland ground biomass was lower by 47.2％ and92％,respectively,than that of the lightly degraded grassland,and the average height of the severely degraded grassland decreased by 42.3 cm.Vegetation coverage also showed similar trends.The population of aerobic self N-fixing bacteria and anaerobic N-fixing bacteria was affected by the degree of degradation and the soil depth.The further grassland degradation had progressed and the deeper the soil layer,the lower were the number of self N-fixing bacteria.The examination of genetically amplified nifHshowed that the ratio of soil self N-fixing bacteria to total soil bacteria declined.In the surface soil,the proportion of the bacteria made up of self N-fixing bacteria in the medium degraded grassland was lower by 26.9％ than that of the lightly degraded grassland.In the severely degraded grassland,the proportion of self N-fixing bacteria was lower by 13.2％ than that in the relatively medially degraded grassland,and the proportions were similar across all soil layers.This showed that the population of soil self N-fixing reduced,and that there was a degradation of community structure.The correlation analysis indicated a significant correlation between the vegetation characteristics and the population of soil self N-fixing bacteria.In summary,grassland degradation gradually reduced ground vegetation height,coverage,and abovegroundbiomass,and increased the numbers of poisonous weeds.It also reducedthe numbers of soil self N-fixing bacteria numbers and had negative effects on soil microbial community structure.This jndicates a correlation between the grassland degradation process and soil self N-fixing bacteria.These results show that the soil functional flora,especially the role of soil self N-fixing bacteria,must be considered when researching and managing grassland degradation.%选取东祁连山不同退化程度的高寒草地为研究对象,调查研究其植物种类、植被盖度、高度、地上生物量等植物指标以及土壤好气性自生固氮菌和嫌气性自生固氮菌数量,在此基础上,采用real-time PCR的方法扩增nifH基因,测定不同退化程度草地土壤中固氮菌相对于土壤总细菌的量,以探讨草地退化过程中植被及土壤固氮菌群的变化规律,结果发现:随着退化程度的加深,草地植物种类逐渐减少,并且优势植物发生变化,毒杂草逐渐增多,植被的高度、盖度、地上生物量都逐渐降低.对土壤固氮菌的研究则表明,土壤好气性自生固氮菌和嫌气性自生固氮菌的数量在不同退化草地随草地退化程度的加重而减少,在同一退化程度草地土壤则是随土层深度加深而下降.对土壤固氮菌nifH基因扩增的结果也表明随着退化加剧,土壤固氮菌相对于土壤总细菌的比例在降低,进一步说明草地退化过程中土壤固氮菌不仅是数量上的下降,更是群落结构层面的变化.对植被特性和土壤固氮菌含量的相关分析表明,植被特性和土壤中固氮菌含量呈显著相关.研究从土壤固氮菌群的角度研究了草地退化的过程,说明了二者具有协同性,研究和治理草地退化必须重视土壤功能菌群尤其是固氮菌群的作用.【期刊名称】《生态学报》【年(卷),期】2017(037)011【总页数】8页(P3647-3654)【关键词】高寒草地;草地退化;植被特性;固氮菌;nifH基因【作者】李建宏;李雪萍;卢虎;姚拓;王理德;郭春秀;师尚礼【作者单位】甘肃农业大学草业学院,兰州 730070;草业生态系统教育部重点实验室,兰州730070;甘肃农业大学草业学院,兰州 730070;草业生态系统教育部重点实验室,兰州730070;甘肃农业大学草业学院,兰州 730070;深圳市芭田生态工程股份有限公司博士后研究中心,深圳518105;甘肃农业大学草业学院,兰州 730070;草业生态系统教育部重点实验室,兰州730070;甘肃农业大学草业学院,兰州 730070;草业生态系统教育部重点实验室,兰州730070;甘肃农业大学草业学院,兰州 730070;草业生态系统教育部重点实验室,兰州730070;甘肃农业大学草业学院,兰州730070;草业生态系统教育部重点实验室,兰州730070【正文语种】中文草地生态系统是陆地上最重要的生态系统,具有防风、固沙、保土、调节气候、净化空气和涵养水源等生态功能,对于地球生物圈的稳定与平衡和人类社会可持续发展具有重要意义。
高寒草甸植物群落退化与土壤环境特征的关系研究
高寒 草 甸 植 物 群 落 退 化 与 土壤 环 境 特 征 的 关 系研 究
杨 元 武 ，李 希 来 ，周 旭 辉 ，祁银 姐 ，师 月 英 ，李 成 一 ，周 华 坤。
（ １ ．青 海 大学 农 牧 学 院 ， 青海 西宁 ８ １ ０ ０ １ ６ ； ２ ．复 旦 大 学 生 命 科 学 学 院 ，上 海 ２ ０ ０ ４ ３ ８ ； ３ ． 中 国科 学 院西 北 高 原 生物 研 究 所 ， 青海 西 宁 ８ １ ０ ０ ０ １ ） 摘 要： 为 了 阐明 高 寒 草 甸 群 落 特 征 和物 种 多 样 性 的 变 化 特 征 及 其 与 土 壤 环 境 因 子 的 关 系 ， 本文研 究 了未退 化 、 轻 度、 中度 、 重 度 和极 度 退 化 程 度 高 寒 草 甸 群 落 特 征 和 物 种 多 样 性 ， 以 及 各 退 化 等 级 的 土 壤 温 湿 度 及 其 化 学 性 质 。 结 果表 明， 随 着退 化 程 度 的 加 剧 ， 高 寒 草 甸群 落 高 度 、 盖度、 生 物 量 和 演 替 度 均 逐 渐 降低 ， 而 鼠类 活 动 先 加 剧 后 减 缓 ； 物 种 多 样 性 指 数 逐 渐 降低 ， 丰 富度 指 数 和 均 匀 度 指 数 均 先 升 高 后 降 低 ； 土壤 温度逐渐升 高而湿度 逐渐降低 ； 土 壤 有 机 碳 含 量 和全 氮 含 量 均 逐 渐 降低 ， 而土壤 ｐ Ｈ 值 则 逐 渐 升 高 。群 落 演 替 度 、 土壤 湿度 、 土 壤 有 机 碳 和全 氮 含 量 与 物 种 多 样 性 表 现 出正 相 关 ， 而 有 效 鼠洞 数 、 土壤温度和土壤 ｐ Ｈ 值则与物种多样性 表现出显著的负相关 。 关键词 ： 高寒草甸 ； 退化 ； 物种多样性 ； 土壤 特性
不同退化程度高寒草甸草原土壤理化特征的研究的开题报告
不同退化程度高寒草甸草原土壤理化特征的研究的开题报
告
一、研究背景及意义：
高寒草甸草原是重要的生态系统类型之一，具有重要的生态功能和经济价值。
不同退化程度的草原土壤理化特征的差异会直接影响草原植被的生长和发展，进而影响植物的生产力和生态系统的稳定性。
为了掌握高寒草甸草原土壤的理化特征及其变化规律，准确评价草原生态系统退化的程度和恢复的效果，对于维护和保护草原生态系统，具有重要的意义和作用。
二、研究内容和方法：
本研究主要选择不同退化程度的高寒草甸草原土壤为材料，研究土壤的理化特征及其变化规律。
具体研究内容包括以下几个方面：
(1) 土壤pH值的变化规律
(2) 土壤有机质的含量和分布
(3) 土壤微生物活性和多样性
(4) 土壤重金属含量和分布
(5) 土壤水分状况和渗透性
(6) 土壤质地和结构的变化规律
本研究主要采用实验室分析和野外调查相结合的方法，对不同退化程度的高寒草甸草原土壤进行采样和分析，同时结合野外调查数据和相关文献资料进行综合研究。
三、预期成果和意义：
本研究将掌握高寒草甸草原不同退化程度的土壤理化特征及其变化规律，为草原生态环境保护和维护提供科学依据和参考。
预期成果包括：
(1) 揭示高寒草甸草原土壤理化特征及其变化规律；
(2) 探讨高寒草甸草原土壤退化与恢复的机理；
(3) 对高寒草甸草原生态系统保护、恢复和管理提供科学依据和参考；
(4) 为草原生态系统的保护和恢复提供可靠的科学数据支持。
高寒牧区草场退化问题分析报告
高寒牧区草场退化问题分析报告摘要：本文旨在从物质流变动、草场植被丰度、气候变化、人类活动四个方面，对高寒牧区草场退化问题进行分析。
结果表明，草场物质流变动和植被丰度受到气候变化的影响最大，而人类活动也是一个重要的影响因素。
因此，提出了改善草场退化的管理措施，包括采取技术性改良措施、提高草场土壤湿度、实行草场有机肥料施用等措施，以期修复草场退化的现状。
关键词：高寒牧区；草场退化；物质流变动；植被丰度；气候变化；人类活动1.言随着世界经济的快速发展，草场退化问题在世界范围内日益突出。
以高寒牧区为例，科学家发现：草场退化是一种复杂的过程，涉及到物质流变动、植被丰度、气候变化以及人类活动等多种因素，给高寒牧区的可持续发展带来了巨大的挑战。
为此，本文将从物质流变动、草场植被丰度、气候变化与人类活动这四个方面，分析影响草场退化的因素，提出合理的治理建议，以促进草场的可持续发展。
2.态系统物质流变物质流变是生态系统中重要的动力因素，同时也是影响草场总体功能的关键性环境变量之一。
过多年的研究，科学家发现：高寒牧区的物质流变受到气候变化的影响最大，其次是植物的物质净吸收的影响，其中最重要的是降雨量与气温的变化。
在气候变化的影响下，气候条件发生变化，高寒草场的物质流变受到了负面的影响，有的草场甚至衰退成沙漠石灰岩地貌，草场退化程度不断加剧。
3.场植被丰度草场植被丰度是衡量该地区植被状况情况的重要指标。
在高寒牧区，由于气候变化、土壤条件不佳等多种因素，造成草场植被丰度显著降低。
在下雨、旱季等特定季节，草场植被活力更是显著减弱，草地变得贫瘠，植物生长受到极大的影响。
最终，草场植被丰度的降低也加剧了草场的退化。
4.候变化气候变化是高寒牧区草场退化最主要的原因之一，对草场造成了重大的影响。
研究发现，气候变化导致高寒牧区夏季平均温度和夏季日照时数显著增加；冬季温度变化较小。
而在降雨方面，气候变化导致逐渐减少，显著影响到水分的供给，也进一步影响了草场的生长状况。
高寒草甸植被退化的几个案例分析及恢复问题的探讨
责
任 编 辑
向
长发育及其生产力高低完全隶属于 自然环境 的制约。 在长期传统落后 的生产经营模式管理下 ，人 口增长和
收稿 日期 ：２０ —４ ２ ０７０— ３
１１ 案例 一 ．
干化
近４ ０多年 高寒 草 甸 区． 气候 趋 暖 、趋 的
锦
青海南部玛多和北部祁连山地门源 ２ 个气象站 自 １５ 年来近 ４ 多年 的年平均气温和年降水量变化情 ９７ Ｏ
一革 与 牧 ｏ 第 第８ 业 畜 ２年３ １ ０ 期总 ４ ８ 期
ＣＯＥＵＵＵ ＡＹＹＸＭ
● 地 生 态
状植 物 、根 出叶植物 及匍 匐 型植物 １。强 度放 牧表 面 ６ Ｊ 看起来 可增 大植 物 的多样性 ，但增加 的植物种 类 中毒 杂草 居多 ，禾本 科 和莎草 科 的牧草 减少 。 同时 ，过度 的牧 事活动 可使 植被 盖度 降低 ，地表 近 乎裸露 ，将 加
对草地 的影响，干旱、荒漠化及 垦殖对 草地 的影 响 ，气候 变化下各辐射 量变化在草地 中的互动作 用，气候变暖效应
对草地 的影响等 ７个案例 出发 ，探讨 了青藏 高原植被 退化 的原 因及 形成机 制问题 。结果表 明 ：青藏 高原气候正在趋
暖趋 干，气温 以大于 Ｏ１￣ Ｉ 年 的倾 向率升高 ，降水则相 对平稳 ，气候 的这种变化使 高寒草 甸植被表 面蒸发量加大 ， ． ＣＯ ８／
给人类 的生存 条件 造成极 大危胁 。
为此 ，本文根据高寒草甸部分地区近 ４ 年来气 Ｏ 候变化 及 近年来 笔者 在草地 生产 力发 展研 究过程 中 的 部分认识 ，分几个案例从不同角度予以分析 ，以期在 草地畜牧业发展过程 中因势利导，为发展高寒草地畜 牧业提 供参考 和 服务 。
基于冗余分析的高寒草原土壤与草地退化关系
４７２Ｇ４８１３/２０１８草㊀业㊀科㊀学P R A T A C U L T U R A LS C I E N C E第３５卷第３期V o l．３５,N o．３h t t p:∕∕c y k x．l z u．e d u．c nD O I:１０．１１８２９/j．i s s n．１００１Ｇ０６２９．２０１７Ｇ０３２４魏卫东,刘育红,马辉,李积兰．基于冗余分析的高寒草原土壤与草地退化关系．草业科学,２０１８,３５(３):４７２Ｇ４８１．W e iW D,L i uY H,M aH,L i J L．R e l a t i o n s h i p s b e t w e e n s o i l f a c t o r s a n d g r a s s l a n d d e g r a d a t i o n o n a n a l p i n e g r a s s l a n d b a s e d o n r e d u nＧd a n c y a n a l y s i s．P r a t a c u l t u r a l S c i e n c e,２０１８,３５(３):４７２Ｇ４８１．基于冗余分析的高寒草原土壤与草地退化关系魏卫东,刘育红,马辉,李积兰(青海大学农牧学院,青海西宁８１００１６)摘要:在高寒草原退化草地设置研究样地,观测植物群落特征㊁采集土壤样品㊁分析土壤物理化学性质,依据数量生态学基本原理,探讨高寒草原退化草地与土壤因子间关系.结果表明:不同退化程度样地沿冗余分析排序图第一排序轴分布,第一排序轴反映草地退化程度的变化;草地植物群落中与第一排序轴负相关且按相关程度大小排序的指标为盖度＞地上生物量＞地下生物量;第一㊁第二排序轴能够解释９７．１％的土壤因子与草地退化关系;土壤沙砾㊁p H与第一排序轴正相关,土壤有机碳㊁土壤含水量㊁容重㊁全氮㊁有效氮与第一排序轴负相关;第一排序轴及所有排序轴所反映的土壤因子均与草地退化之间呈极显著相关关系(P＜０．０１);不同土壤因子与草地退化之间相关程度不同,土壤有机碳(r＝－０．８９０)㊁土壤含水量(r＝－０．８６４)㊁容重(r＝－０．８４７)㊁全氮(r＝－０．８３６)㊁有效氮(r＝－０．８２１)等与高寒草原退化相关程度更高且相关关系极显著(P＜０．０１).利用退化草地群落特征和土壤因子数据矩阵进行冗余分析能够较好地综合反映土壤因子与草地退化之间的关系及相关程度,土壤有机碳㊁土壤含水量㊁容重㊁全氮㊁有效氮是反映高寒草原退化的重要土壤指标.关键词:退化草地;群落特征;土壤因子;相关性;冗余分析中图分类号:S８１２．２;S８１２．６＋８㊀㊀㊀文献标志码:A㊀㊀㊀文章编号:１００１Ｇ０６２９(２０１８)０３Ｇ０４７２Ｇ１０∗R e l a t i o n s h i p s b e t w e e n s o i l f a c t o r s a n d g r a s s l a n dd e g r a d a t i o no na na l p i n e g r a s s l a n db a s e d o n r e d u n d a nc y a n a l y s i sW e iW e iＧd o n g,L i uY uＧh o n g,M aH u i,L i J iＧl a n(C o l l e g e o fA g r i c u l t u r e a n dA n i m a lH u s b a n d r y Q i n g h a iU n i v e r s i t y,X i n i n g８１００１６,Q i n g h a i,C h i n a)A b s t r a c t:B a s e d o n r e s e a r c h s a m p l e p l o t s o n a d e g r a d e d a l p i n e g r a s s l a n d,w e o b s e r v e d p l a n t c o mm u n i t y c h a r a cＧt e r i s t i c s,c o l l e c t e d s o i l s a m p l e s,a n d a n a l y z e d s o i l p h y s i c a l a n d c h e m i c a l p r o p e r t i e s a c c o r d i n g t o t h e b a s i c p r i n c iＧp l e s o f q u a n t i t a t i v e e c o l o g y,t h e r e l a t i o n s h i p s b e t w e e n a d e g r a d e d g r a s s l a n d a n d s o i l f a c t o r s i n a n a l p i n e g r a s sＧl a n dw e r e d i s c u s s e d．T h e f i r s t s o r t i n g a x i s o f t h e r e d u n d a n c y a n a l y s i s o r d i n a t i o nd i a g r a ms h o w e d t h ed i s t r i b uＧt i o no f t h ed e g r e eo fd e g r a d a t i o n i nt h e g r a s s l a n d．T h e g r a s s l a n d p l a n t c o mm u n i t y w a sn e g a t i v e l y c o r r e l a t e d w i t h t h e f i r s t s o r t i n g a x i s,f o l l o w e db y v e g e t a t i o n c o v e r a g e,a b o v e g r o u n db i o m a s s,a n du n d e r g r o u n db i o m a s s．T h e f i r s t a n d s e c o n d s o r t i n g a x e s e x p l a i n e d９７．１％o f t h e r e l a t i o n s h i p sb e t w e e n g r a s s l a n dd e g r a d a t i o na n ds o i l f a c t o r s．S a n d a n d p H w e r e p o s i t i v e l y c o r r e l a t e dw i t h t h e f i r s t s o r t i n g a x i s．S o i l o r g a n i c c a r b o n,s o i lw a t e r c o nＧt e n t,b u l kd e n s i t y,t o t a l n i t r o g e n,a n d a v a i l a b l e n i t r o g e nw e r e n e g a t i v e l y c o r r e l a t e dw i t h t h e f i r s t s o r t i n g a x i s．T h e r e l a t i o n s h i p b e t w e e n s o i l f a c t o r s a n d g r a s s l a n dd e g r a d a t i o nv a r i e da n dw a sh i g h l y s i g n i f i c a n t i na l l s o r t i n ga x e s(P＜０．０１)．T h e r e l a t i o n s h i pb e t w e e n s o i l o r g a n ic c a r b o n(r＝－０．８９０),s o i lw a t e r c o n t e n t(r＝－０．８６４),b u l kd e n s i t y(r＝－０．８４７),t o t a ln i t r o g e n(r＝－０．８３６),a n da v a i l a b l en i t r o g e n(r＝－０．８２１)w i t ha l p i n e∗收稿日期:２０１７Ｇ０６Ｇ１８㊀㊀接受日期:２０１７Ｇ１１Ｇ２４基金项目:青海省科技厅应用基础研究计划(２０１５ＧZ JＧ７１５)通信作者:魏卫东(１９７０Ｇ),男,河南舞阳人,教授,硕士,主要从事高寒草地生态研究.EＧm a i l:x n w d＠１６３．c o m第３期魏卫东㊀等:基于冗余分析的高寒草原土壤与草地退化关系h t t p :∕∕c yk x ．l z u ．e d u ．c n m e a d o wd e g r a d a t i o nw e r e h i g h l y s i g n i f i c a n t l y c o r r e l a t e d (P ＜０．０１)．R e d u n d a n c y a n a l y s i s o f d e gr a d e d g r a s s l a n d c o mm u n i t y c h a r a c t e r i s t i c sa n dt h es o i l f a c t o rd a t a m a t r i xr e f l e c t e dt h er e l a t i o n s h i p be t w e e ns o i lf a c t o r sa n dg r a s s l a n dd e g r a d a t i o na n d th e d e g r e e o f c o r r e l a ti o nb e t w e e n s o i l o r ga n i c c a rb o n ,s o i l w a t e rc o n t e n t ,b u l kde n s i Ｇt y ,t o t a l n i t r o g e n ,a n da v a i l a b l en i t r o g e n w e r e t h e m a i nf a c t o r sa f f e c t i n gg r a s s l a n dd e g r a d a t i o no f th ea l pi n e gr a s s l a n d ．K e y w o r d s :d e g r a d e d g r a s s l a n d ;c o mm u n i t y c h a r a c t e r i s t i c s ;s o i l f a c t o r s ;c o r r e l a t i o n ;r e d u n d a n c y a n a l y s i s C o r r e s p o n d i n g a u t h o r :W e iW e i Ｇd o n g ㊀E Ｇm a i l :x n w d ＠１６３．c o m ㊀㊀高寒草原是青藏高原重要的草地类型之一.不仅是青藏高原特色畜牧业生产的重要保障,也是高寒地区重要的生态安全屏障[１].高寒草原在独特的高海拔㊁寒冷㊁干旱条件下,草地生产力水平低,草地生态系统稳定性差且敏感和脆弱[２Ｇ３],易受全球气候变化及超载过牧等自然和人为因素的共同干扰而退化[４],导致草地生产和服务功能降低.从统计资料看,仅青海省高寒草原面积９０３．８５万h m ２,其中退化面积６５１．７７万h m ２,退化草原面积占总面积的７２．１１％[５],反映出高寒草原退化问题严峻.近些年来在高寒高原退化草地方面开展了部分研究并取得了一定的研究结果.研究主要集中在高寒草原群落特征与结构方面[６Ｇ９];退化草地群落特征与土壤性质或土壤环境关系方面[１０Ｇ１２];退化高寒草原土壤碳㊁有机碳㊁有机碳组分方面[１３Ｇ１６];退化高寒草原土壤粒径等物理性质方面[１７Ｇ１８];高寒草原退化草地土壤呼吸方面[１９Ｇ２０];也有以土地利用与土壤退化为对象的研究[２１].在高寒草原土壤因子与草地退化关系研究中,蔡晓布等[１０]对藏北高寒草原㊁周华坤等[１１]对黄河源区高寒草原不同退化程度土壤主要化学性质㊁物理性质的变化规律进行了研究,揭示了随着退化程度的加剧,高寒草原土壤湿度㊁土壤有机质㊁速效磷等减小的变化趋势.但是,将高寒草原退化草地土壤主要理化性质相结合,探讨土壤理化性质与草地退化之间存在何种关系㊁相互间又有何种作用方式的研究还相对缺乏.土壤理化因子与草地退化的关系,不同土壤理化因子与草地退化的密切程度,哪些土壤理化因子能够更敏感地指示草地退化的变化与发展尚不十分明确.基于此,选择具有典型高寒草原特征的研究样地,在进行草地退化现状调查㊁退化草地植被群落数量特征观测[２２]㊁退化草地土壤样品采集及测定基础上,以数量生态学排序理论为依据[２３],运用冗余分析(r e d u n d a n c y a n a l y s i s ,R D A )方法研究高寒草原土壤因子与草地退化的内在联系,以期进一步揭示土壤因子对草地退化的响应及反馈规律,为高寒草原退化草地的相关研究和生态治理提供参考依据.１ 材料与方法１．１㊀研究区概况研究样地主要位于青海省果洛藏族自治州(以下简称果洛州)玛多县,另外在青海省海南藏族自治州(以下简称海南州)同德县㊁兴海县也设置部分研究样地.果洛州(３２ʎ２１ᶄ－３５ʎ４５ᶄN ,９６ʎ５６ᶄ－１０１ʎ４５ᶄE )总面积７．６万k m ２,可利用天然草地面积６２４．３３万h m ２,其中高寒草原占９．２％;平均海拔４２００m ,大气含氧量仅为海平面的６０．５％;属高原大陆性气候,气温低㊁温差大㊁辐射强㊁年均温－４ħ,年均降水量５１３．２mm ,年均蒸发量１４６２．４mm ,年均日照时数２２６０．３h ,全年无绝对无霜期,一年无四季之分,只有冷暖之别;果洛州境内河流纵横,湖泊众多,黄河自西至东横穿全境.海南州(３４ʎ３８ᶄ－３７ʎ１０ᶄN ,９８ʎ５５ᶄ－１０５ʎ５０ᶄE )总面积４．７万k m ２,可利用天然草地面积３３９．７３万h m ２,其中高寒草原占１１．１％;属典型高原大陆性气候,干旱少雨,光照时间长,气候温凉寒冷;境内地形起伏大,海拔悬殊,小气候复杂;海拔４０００m 左右地区年均温－３ħ,年均降水量３５０．４mm ,年均日照时数２９００．５h .１．２㊀样地设置在具有典型高寒草原特征的玛多县㊁同德县㊁兴海县天然草地设置研究样地.依据任继周[２２]㊁周华坤等[２４]关于草地退化程度划分的方法,结合样地草地类型㊁土壤侵蚀现状㊁鼠虫危害情况等指标综合评价样地的退化程度.利用空间分布代替时间演替[２５]的方法对高寒草原土壤因子与草地退化关系开展研究.研究样地分为４种退化程度,即:未退化(u n Ｇd e gr a d a t i o n ㊁U D )㊁轻度退化(l i g h td e g r a d a t i o n ㊁L D )㊁中度退化(m o d e r a t e d e g r a d a t i o n ㊁M D )和重度退化(h e a v y d e gＧr a d a t i o n ㊁H D )(表１).研究样地草地类型为紫花针茅(S t i p a p u r p u r e a )草地,土壤均为高山草原土;每个研究样地大小为３０mˑ５０m ,在每个样地内进行植物群落数量特征观测时重复６次;研究样地均为阳坡㊁坡度７ʎ~１９ʎ.３７４草㊀业㊀科㊀学第３５卷h t t p :∕∕c yk x ．l z u ．e d u ．c n １．３㊀测定项目与方法２０１６年８月,在各研究样地随机设置６个１m ２观测样方,对每个样方进行植物群落数量特征的测定.包括植被盖度(多人目测平均法)㊁物种数㊁植物高度(自地表至植株顶端自然高度,每样方测定２０株,不足２０株的物种按实际株数测定)㊁地上生物量(分物种齐地面刈割称量鲜重)㊁地下生物量(测定地上生物量后,同一样方内对角线位置取３个１０c mˑ１０c m 大小,２０c m 深土柱测定地下根量)㊁容重(环刀法)等;利用草地群落观测指标计算物种多样性指数(S h a n n o n ＧW i e Ｇn e r )㊁均匀性指数(P i e l o u).H ＝－ðSi ＝１(P i l n P i ).(１)E ＝H /l n S .(２)式中:H 为物种多样性指数,E 为均匀性指数;S 为群落中物种数,P i 为第i 个种的重要值占所有种重要值之和的比例.完成植物群落数量特征调查后,每个研究样地内随机选取２０个土样采集点,利用土钻采集０－２０c m 土层土壤,同一样地２０钻土样混合为一个土壤样品以供分析测试.同时利用水分测定仪(T D R ３００)测定土壤水分含量.采集的土样带回实验室自然风干后用于测定土壤理化性质.土壤有机碳采用重铬酸钾容量法[２６],土壤全氮采用半微量凯氏定氮法㊁土壤全磷采用钼锑抗比色法[２７],土壤有效氮采用碱解扩散法,土表１㊀样地基本特征T a b l e １㊀B a s i c c h a r a c t e r i s t i c s o f t h e p l o t s地点L o c a t i o n样地号P l o tN o ．退化程度D e g r a d a t i o n d e g r e e 盖度C o v e r a ge /％地上生物量A b o v e g r o u n d b i o m a s s/(g m －２)地下生物量U n d e r g r o u n d b i o m a s s/(g m －２)物种数S pe c i e s n u m b e r多样性指数D i v e r s i t y i n d e x 均匀性指数E v e n n e s s i n d e x 同德县T o n g d eC o u n t y１U D ７６．４３１４．５９７８．４１３１．２３０．４８２L D ８２．１３２９．３９０５．９１４１．３７０．５２３M D ５１．５１５４．３５９１．３１６１．５００．５４４H D ２２．２４９．２３９１．４９０．４４０．２０兴海县X i n g h a i C o u n t y５U D ７４．２２５１．１９８３．２１１１．０５０．４４６L D８２．０３１０．０８８６．６１２１．５１０．６１７M D ５４．５１５９．７６４３．２１５１．６４０．６１８H D ２７．０７５．２４０２．９９０．４６０．２１玛多县M a d u oC o u n t y９U D ７２．５２６３．６９４０．１１０１．３４０．５８１０L D７９．５２３０．２８７７．２１０１．６００．６９１１M D ４９．３１２５．５６６１．１１２１．６９０．６８１２H D ２２．４９０．０４６６．６８１．１５０．５５１３U D ７４．０２７５．３９５９．９９０．９５０．４３１４L D６９．７１９３．０７８３．８１２１．５７０．６３１５M D ４３．２１４７．２６２６．２１１１．１９０．５０１６H D ２５．６５２．４４２０．３８０．９４０．４５１７U D ６９．９２２０．３９３７．２９１．１７０．５３１８L D７６．１２６０．１８７０．９１０１．４００．６１１９M D ４８．９１３１．８６４２．７１３１．３９０．５４２０H D ２８．４１０２．１４７４．０７１．１４０．５９２１U D ６４．９２１３．６８６１．５８１．１６０．５６２２L D７３．６２１８．２８０６．０１０１．１７０．５１２３M D ５６．３１４４．４６３７．８１２１．７９０．７２２４H D１６．９７８．６４７７．３６０．６９０．３９㊀U D ,未退化;L D ,轻度退化;M D ,中度退化;H D ,重度退化.下同.㊀U D ,u n Ｇd e g r a d a t i o n ;L D ,l i g h t d e g r a d a t i o n ;M D ,m o d e r a t e d e g r a d a t i o n ;H D ,h e a v y d e g r a d a t i o n ．S i m i l a r l y f o r t h e f o l l o w i n g f i gu r e s ．４７４第３期魏卫东㊀等:基于冗余分析的高寒草原土壤与草地退化关系h t t p :∕∕c yk x ．l z u ．e d u ．c n 壤有效磷采用碳酸氢钠浸提钼锑抗比色法,土壤全钾和土壤有效钾采用火焰光度法,土壤颗粒组成采用比重计法,土壤p H 采用水土体积比２．５ʒ１的电位法[２６].１．４㊀数据分析为了揭示高寒草原土壤因子与草地退化的关系,应用C a n o c o ４．５软件基于线性模型进行冗余分析.冗余分析需要两个数据矩阵[２８],本研究将样地植物群落数量特征作为一个６ˑ２４维数据矩阵(等同于C a n o c o 中的s p e c i e s ),本研究中称为退化草地样地特征,包含盖度㊁地上生物量㊁地下生物量㊁物种数㊁多样性指数㊁均匀性指数共６个指标;将退化草地样地土壤主要理化性质作为一个１２ˑ２４维环境因子矩阵(等同于C a n o c o 中的e n v i r o n m e n t),包含土壤有机碳㊁全氮㊁有效氮㊁全磷㊁有效磷㊁全钾㊁有效钾㊁容重㊁土壤水分含量㊁粘粒比例(粒径＜０．００２mm ,以下简称粘粒)㊁砂粒比例(０．０５mm＜粒径＜２mm ,以下简称沙粒)㊁p H 共１２个指标.进行冗余分析时,对退化草地样地特征数据进行中心化和标准化,排序轴特征值采用M o n t e C a r l o p e r m u t a t i o n t e s t 检验显著性;采用C a n oD r a w 作图;通过前向选择(f o r w a r ds e l e c t i o n )法M o n t e C a r l o p e r m u t a t i o n t e s t 随机置换９９９次检验土壤因子边际作用(m a r gi n a l e f f e c t s ),反映其在草地退化时的显著性[２９],并按照土壤因子特征值(e i ge n v a l u e s )对其在草地退化中的重要性排名;S P S S ２０．０对不同退化程度下各指标进行单因素方差分析,D u n c a n 法多重比较,平均值和标准误表示分析结果.２ 结果与分析２．１㊀高寒草原不同退化程度样地冗余分析利用退化草地样地特征和土壤因子两个数据矩阵进行冗余分析.退化草地样地排序结果显示,２４个高寒草原研究样地沿第一排序轴因群落数量特征㊁退化程度的不同分布在４个区域(图１).样地号为１㊁５㊁９㊁图１㊀样地R D A 二维排序图F i g．１㊀R D At w o Ｇd i m e n s i o n a l o r d i n a t i o n d i a gr a mo f t h e p l o t s １３㊁１７㊁２１的研究样地较为集中,退化程度为U D ;样地号为２㊁６㊁１０㊁１４㊁１８㊁２２的研究样地较为集中,退化程度为L D ;样地号为３㊁７㊁１１㊁１５㊁１９㊁２３的研究样地较为集中,退化程度为M D ;样地号为４㊁８㊁１２㊁１６㊁２０㊁２４的研究样地较为集中,退化程度为H D .说明第一排序轴主要反映高寒草原退化程度,自左向右表示草地退化程度的加剧.㊀㊀冗余分析二维排序图中,４类分布在不同区域的研究样地沿第一排序轴水平方向U D ㊁L D 各样地位置临近,反映出在高寒草原L D 与U D 草地群落数量特征接近.对群落数量特征指标进行方差分析,得出L D 与U D 样地盖度㊁地上生物量㊁物种数㊁均匀性指数均未达显著差异(P ＞０．０５).而U D ㊁L D 与M D ㊁H D 样地位置相对较远,反映出草地群落数量特征存在差异,方差分析结果也显示U D ㊁L D 与M D ㊁H D 间盖度㊁地上生物量㊁地下生物量等指标达显著差异(P ＜０．０５)(图１㊁表２).从高寒草原不同退化程度草地群落数量特征指标变化规律看,盖度㊁地上生物量为L D＞U D＞M D＞H D ;地下生物量为U D＞L D＞M D＞H D ;物种数㊁多样性指数㊁均匀性指数为M D＞L D＞U D＞H D (表２).表２㊀不同退化程度草地群落特征T a b l e ２㊀C o m m u n i t y c h a r a c t e r i s t i c s o f d i f f e r e n t d e g r e e s o f g r a s s l a n dd e gr a d a t i o n 退化程度D e g r a d a t i o n d e gr e e 盖度C o v e r a g e /％地上生物量A b o v e g r o u n d b i o m a s s /(g m －２)地下生物量U n d e r gr o u n d b i o m a s s /(g m －２)物种数S p e c i e s n u m b e r多样性指数D i v e r s i t y i n d e x均匀性指数E v e n n e s s i n d e xU D ７１．９７ʃ１．６７a ２５６．４１ʃ１５．２２a ９４３．３８ʃ１８．１１a １０．００ʃ０．７３b １．１５ʃ０．０６b ０．５０ʃ０．０３a b L D７７．１５ʃ２．０３a ２５６．８０ʃ２１．８８a ８５５．０６ʃ１９．８３b １１．３３ʃ０．６７a b１．４４ʃ０．０６a ０．５９ʃ０．０３a M D５０．６１ʃ１．９０b１４３．８２ʃ５．３４b ６３３．７２ʃ９．６６c １３．１７ʃ０．７９a １．５３ʃ０．０９a ０．６０ʃ０．０４aH D２３．７４ʃ１．７０c ７４．５８ʃ８．４５c４３８．７５ʃ１５．６８d７．８３ʃ０．４８c０．８０ʃ０．１３c０．４０ʃ０．０７b㊀同列不同小写字母表示不同退化程度间差异显著(P ＜０．０５).㊀D i f f e r e n t l o w e r c a s e l e t t e r sw i t h i n t h e s a m e c o l u m n i n d i c a t e s i g n i f i c a n t d i f f e r e n c e s a m o n g d i f f e r e n t d e g r e e s o f d e gr a d a t i o na t t h e ０．０５l e v e l ．５７４草㊀业㊀科㊀学第３５卷h t t p :∕∕c yk x ．l z u ．e d u ．c n ２．２㊀高寒草原群落数量特征与草地退化冗余分析盖度㊁地上生物量㊁地下生物量沿第一排序轴自左向右减小(图２),反映出这３个指标与草地退化程度间呈负相关关系,并且３个指标与第一排序轴夹角的大小为盖度＜地上生物量＜地下生物量,则这３个指标与草地退化之间的相关程度为盖度＞地上生物量＞地下生物量,说明第一排序轴主要反映植被盖度㊁地上和地下生物量的变化.物种数㊁多样性指数㊁均匀性指数与第二排序轴的夹角较小且沿第二排序轴自下向上减少,反映出物种数等与第二排序轴的相关程度较高,且在M D 样地较大;说明第二排序轴主要反映物种数㊁多样性指数等的变化.图２㊀群落特征与不同退化程度样地R D A 二维排序图F i g ．２㊀R D At w o Ｇd i m e n s i o n a l o r d i n a t i o nd i a g r a mo f c o m m u n i t yc h a r a c t e r i s t i c s a nd p l o t sw i t hd i f fe r e n t d e g r e e of d e gr a d a t i o n ㊀R ,物种数;H ,多样性指数;J ,均匀性指数;C O V ,盖度;A G B ,地上生物量;U G B ,地下生物量.㊀R ,S p e c i e s i n d e x ;H ,D i v e r s i t y in d e x ;J ,E v e n n e s s i n d e x ;C O V ,C o v e r a g e ;A G B ,A b o v e g r o u n db i o m a s s ;U G B ,U n d e r gr o u n db i o m a s s ．㊀㊀从草地群落数量特征与研究样地分布关系看,盖度㊁地上生物量㊁地下生物量与U D ㊁L D 样地间关联性更强,而与M D ㊁H D 样地间关联性较弱;物种数㊁多样性指数㊁均匀性指数与M D 样地间关联性较强;所有群落数量特征与H D 样地关联性均较弱(图２),方差分析也同样反映出群落数量特征H D 与其他退化程度间显著不同(P ＜０．０５)(表２).２．３㊀高寒草原土壤因子与草地退化冗余分析高寒草原土壤因子与草地退化冗余分析结果表明,第一㊁第二排序轴特征值分别为０．６００㊁０．１７３,两个排序轴共解释了７７．３％的退化变化和９７．１％的土壤因子与退化变化关系,说明第一㊁第二排序轴能够很好地反映土壤因子与草地退化间的关系,利用退化草地群落数量特征和土壤因子两个数据矩阵进行冗余分析排序效果较好.从第一㊁第二排序轴看,土壤因子与退化的相关系数分别为０．９７０㊁０．８７３,进一步反映出草地退化与土壤因子的关系密切.冗余分析４个排序轴共解释了７９．５％的退化变化和９９．８％的土壤因子与草地退化关系.第一典范排序轴及所有典范排序轴所反映的土壤因子均与草地退化之间呈极显著相关关系(P ＜０．０１)(表３).冗余分析排序图显示,土壤有机碳㊁土壤含水量㊁容重㊁全氮㊁有效氮与第一排序轴负相关,相关系数分别为－０．８９０㊁－０．８６４㊁－０．８４７㊁－０．８３６㊁－０．８２１;p H ㊁土壤沙砾与第一排序轴正相关,相关系数分别为０．６８３㊁０．５９３.说明第一排序轴主要反映土壤有机碳㊁土壤含水量㊁p H ㊁土壤沙砾等因子的综合变化情况;由于第一排序轴能够解释７５．３％的土壤因子与退化关系,因此反映出随着高寒草原退化程度的加剧,土壤有机碳㊁土壤含水量等因子呈减小的变化趋势,而p H ㊁土壤沙砾呈增加的变化趋势(图３㊁表４).从土壤因子与退化草地样地排序看出,土壤有机碳㊁土壤含水量㊁容重㊁全氮㊁有效氮㊁全磷㊁有效磷㊁土壤粘粒与U D ㊁表３㊀土壤因子与草地退化R D A 结果T a b l e ３㊀R D Ar e s u l t s o f s o i l f a c t o r s a n d g r a s s l a n dd e g r a d a t i o n 参数P a r a m e t e r sA x i s １A x i s ２A x i s ３A x i s ４特征值E i ge n v a l u e s ０．６０００．１７３０．０１７０．００５土壤因子－草地退化相关系数D e g r a d a t i o n －s o i l c o r r e l a t i o n c o ef f i c i e n t ０．９７００．８７３０．３８６０．８５６草地退化变化累积百分比D e g r a d a t i o n c u m u l a t i v e p e r c e n t a g e v a r i a n c e ６０．０００７７．３００７９．０００７９．５００土壤因子－草地退化变化累积百分比D e g r a d a t i o n －s o i l c u m u l a t i v e p e r c e n t a g e v a r i a n c e ７５．３００９７．１００９９．２００９９．８００典范特征值总和S u mo f a l l c a n o n i c a l e i g e n v a l u e s ０．７９６蒙脱卡罗检验M o n t eC a r l o p e r m u t a t i o n t e s t 第一典范轴P 值S i g n i f i c a n c e o f f i r s t c a n o n i c a l a x i s P ＝０．００２所有典范轴P 值S i gn i f i c a n c e o f a l l c a n o n i c a l a x i s P ＝０．００２６７４第３期魏卫东㊀等:基于冗余分析的高寒草原土壤与草地退化关系h t t p :∕∕c yk x ．l z u ．e d u ．cn 图３㊀土壤因子与草地退化R D A 二维排序图F i g ．３㊀R D At w o Ｇd i m e n s i o n a l o r d i n a t i o nd i a gr a mo f s o i l f a c t o r s a n d g r a s s l a n dd e gr a d a t i o n ㊀S O C ,土壤有机碳;T N ,全氮;A N ,有效氮;T P ,全磷;A P ,有效磷;T K ,全钾;A K ,有效钾;B D ,容重;S W C ,土壤水分含量;C l a y ,粘粒;S a n d,砂粒.下同.㊀S O C ,s o i l o r g a n i c c a r b o n ;T N ,t o t a l n i t r o ge n ;A N ,a v a i l a b l en i t r o Ｇg e n ;T P ,t o t a l p h o s p h o r u s ;A P ,a v a i l a b l e p h o s ph o r u s ;T K ,t o t a l p o Ｇt a s s i u m ;A K ,a v a i l a b l e p o t a s s i u m ;B D ,b u l kd e n s i t y ;S W C ,s o i l w a t e r c o n t e n t ;s i m i l a r l y fo rT a b l e ４a n dT a b l e ５．L D 样地正相关,而与M D ㊁H D 样地负相关;pH ㊁土壤沙粒则与H D 样地正相关.由此进一步反映出样地土壤有机碳㊁土壤含水量㊁容重㊁全氮等因子在U D ㊁L D样地水平较高,随着草地退化程度的加剧逐渐减小;pH ㊁土壤沙粒则在H D 样地较高,随着退化程度的加剧逐渐增大(图３).㊀㊀对土壤因子边际作用进行检验,结果表明,土壤有机碳等因子与草地退化间有极显著相关关系(P ＜０．０１);按照特征值对土壤因子在草地退化中的重要性排名,结果为土壤有机碳＞土壤含水量＞容重＞全氮＞有效氮＞有效钾＞有效磷＞p H＞全钾＞粘粒＞沙粒＞全磷(表４),说明土壤化学性质中的有机碳㊁全氮㊁有效氮,物理性质中的土壤含水量㊁容重在高寒草原退化过程中反映更敏感,可以作为衡量草地退化的重要指标.２．４㊀高寒草原土壤因子变化特征对高寒草原土壤因子进行方差分析,结果表明,土壤有机碳㊁全氮㊁有效氮㊁全磷㊁有效磷㊁全钾㊁有效钾㊁容重㊁土壤含水量㊁粘粒总体呈随着退化程度加剧呈减小的变化趋势;p H 则随着退化程度的加剧逐渐增加;沙粒随着退化程度加剧,先减小后增大.高寒草原退化草地土壤因子排名居前的土壤有机碳㊁全氮㊁有效氮㊁土壤含水量㊁容重指标U D ㊁L D 样地与M D ㊁H D 样地间均达显著差异(P ＜０．０５)(表５).方差分析结果进一步佐证了冗余分析中土壤因子与草地退化之间关系的结论,同时进一步反映出土壤有机碳㊁全氮㊁有效氮㊁土壤含水量㊁容重是表征高寒草原退化的重要土壤因子.３ 讨论青藏高原高寒草地在高海拔㊁低温寒冷等气候因素综合作用下,草地生态系统结构相对简单,易受环境表４㊀土壤因子与草地退化R D A 排序相关系数及土壤因子边际作用检验T a b l e ４㊀S o i l f a c t o r s Ｇg r a s s l a n dd e g r a d a t i o n c o r r e l a t i o n s c o e f f i c i e n t o fR D Ao r d i n a t i o na n dm a r g i n a l e f f e c t s o f s o i l f a c t o r s t e s t 土壤因子S o i l f a c t o r 相关系数C o r r e l a t i o n c o e f f i c i e n tA x i s １A x i s ２FP 土壤因子边际作用检验M a r gi n a l e f f e c t s o f s o i l f a c t o r s t e s t 特征值E i ge n v a l u e s 土壤因子排名S o i lf a c t o r s r a n k i n gS O C －０．８９０－０．２１１２３．４２０．００１０．５２１T N －０．８３６－０．２９０１９．１１０．００１０．４７４A N －０．８２１－０．３４４１８．５６０．００１０．４６５T P －０．５８５０．０１７６．２５０．００３０．２２１２A P－０．６９２０．４０７１１．５１０．００１０．３４７T K －０．６４６－０．４７２１０．２２０．００１０．３２９A K －０．７１３－０．３７０１２．１８０．００１０．３６６pH ０．６８３０．４２５１１．２６０．００１０．３３８B D－０．８４７－０．３３３２０．５７０．００１０．４８３S W C －０．８６４－０．２９４２１．５８０．００１０．５０２C l a y－０．５８３０．５３８８．６８０．００２０．２８１０S a n d ０．５９３－０．３９４７．７６０．００２０．２６１１７７４草㊀业㊀科㊀学第３５卷h t t p :∕∕c yk x ．l z u ．e d u ．c n 表５㊀不同退化程度草地土壤因子特征T a b l e ５㊀S o i l f a c t o r s c h a r a c t e r i s t i c s o f d i f f e r e n t d e g r a d e dd e gr e e g r a s s l a n d 土壤因子S o i l f a c t o rU D L D M D H D S O C /(g k g －１)２３．０１ʃ０．８１b ２５．６９ʃ０．２４a １５．１５ʃ１．１３c ８．３１ʃ０．８４d T N /(g k g －１)１．５１ʃ０．０５b １．８６ʃ０．０３a０．９９ʃ０．０５c ０．５９ʃ０．０４dA N /(m g k g －１)１５２．７０ʃ７．３８b １８５．３８ʃ１．８２a ７４．４ʃ６．８０c ４１．４５ʃ１．８８d T P /(g k g －１)０．５６ʃ０．０２b c０．７４ʃ０．０２a ０．５９ʃ０．０２b ０．５０ʃ０．０３c A P /(m g k g －１)５．１１ʃ０．２１c ６．８７ʃ０．１３a ６．３０ʃ０．０７b４．４２ʃ０．０５d T K /(g k g －１)２０．３１ʃ０．５５a１７．７３ʃ０．３６b１６．８７ʃ０．１４b １５．４５ʃ０．１５cA K /(m g k g －１)２０５．７３ʃ３．１６a １８８．３７ʃ０．７６b １８２．４０ʃ１．５４c １６７．０５ʃ１．３３d p H ８．０７ʃ０．０２c ８．１２ʃ０．０３c ８．２７ʃ０．０５b８．３７ʃ０．０２a B D /(g c m －３)１．３０ʃ０．０１a １．２５ʃ０．０１b １．１７ʃ０．０１c１．０７ʃ０．０１d S W C /％２１．８９ʃ０．６１a ２２．８７ʃ０．５１a １６．５６ʃ０．２２b １３．１３ʃ０．３８cC l a y /％６．５５ʃ０．１３c７．８９ʃ０．０２a７．５７ʃ０．１０b６．４７ʃ０．１３cS a n d/％４４．２２ʃ０．３４a３７．２４ʃ０．７０c４０．２７ʃ０．３６b ４５．０８ʃ０．４１a㊀同行不同小写字母表示差异显著(P ＜０．０５).㊀D i f f e r e n t l o w e r c a s e l e t t e r sw i t h i n t h e s a m e r o wi n d i c a t e s i gn i f i c a n t d i f f e r e n c e a t t h e ０．０５l e v e l ．境和人为因素的扰动而发生草地退化.高寒草原退化导致草地群落结构发生变化,进而引起土壤因子变化且反馈于退化群落[３０],使得土壤因子与草地退化间的关系变得复杂.冗余分析可以将研究样地或样方与环境因子排列在一定空间,使排序轴能够反映一定的生态梯度,并将样地㊁样地群落数量特征㊁样地土壤因子间的相关性直观反映出来,同时定量描述和揭示土壤因子与草地退化之间的数量关系.将冗余分析应用于生态领域的研究已有报道.王兴等[３１]在荒漠草原弃耕地应用R D A 对草地土壤与植被间关系进行研究,认为植物群落多样性指数受到土壤碳酸钙㊁全盐等的显著影响;龙健等[３２]对喀斯特山区土壤与石漠化关系冗余分析后得出,土壤有机碳㊁全氮等是石漠化过程中的土壤指示因子的结论;白晓航等[３３]将冗余分析用于亚高山草甸群落格局与环境因子间关系研究中,表明群落分布格局与坡向㊁土壤温度㊁海拔等因子间极显著相关(P ＜０．０１);郦威等[３４]对辽宁南部太子河流域河岸带土壤理化特征与环境因子关系进行冗余分析发现,海拔㊁年降水量等是影响土壤空间差异的主导因子.由此看出,在生态环境领域,冗余分析不失为一种反映环境与物种㊁植被间关系的方法.目前,针对草原土壤与草地退化间关系的研究相对较少.李绍良等[３５]以内蒙古草原为对象,揭示了土壤退化比草地植被退化缓慢㊁土壤退化与草地退化关系十分密切的基本规律,但是并未做土壤退化与草地退化关系的定量分析;周华坤等[１１]在青海省黄河源区高寒草原退化草地开展研究,揭示了随着高寒草原退化程度的加剧,土壤湿度㊁土壤有机质等均减小的规律,但是同样没有定量分析草地退化与土壤因子变化间的关系.也就是说,基于冗余分析,以高寒草原为研究对象,针对多个土壤因子指标与草地退化相关性定量研究鲜见报道.冗余分析应用于植被与环境间关系的研究也存在不足.高寒草原退化进程中植被退化与土壤退化存在时间差,植被退化往往早于土壤退化.但是应用冗余分析研究土壤因子与草地退化之间关系时,不能反映植被退化与土壤退化的时间顺序问题.另外,冗余分析在反映不同土壤因子在草地退化过程中的互作以及土壤因子间的因果关系方面存在不足,如土壤有机碳含量的变化是导致土壤容重和土壤含水量变化的重要原因之一[３６],但冗余分析却不能很好反映.本研究发现,高寒草原退化草地土壤有机碳㊁全氮㊁有效氮㊁土壤含水量等总体随着退化程度加剧而减小,这一结果不仅与蔡晓布等[１０]㊁周华坤等[１１]以高寒草原为对象得到的结论一致,也与周丽等[３７]以高寒草甸为对象的研究结果一致;但是,高寒草原土壤容重的变化规律与高寒草甸土壤容重的变化规律[３８Ｇ３９]相反,表现为随着退化程度的加剧容重减小.这与高寒草原土壤有机质㊁土壤水分含量低,草地退化发生时地下生物量快速减少,土壤紧实度下降,草地退化朝着草原沙化乃至沙漠化[４０]方向发展有关.本研究对１２个土壤因子在草地退化中的重要性进行排名,以期以少量㊁与草地退化关联程度高㊁对草８７４第３期魏卫东㊀等:基于冗余分析的高寒草原土壤与草地退化关系h t t p :∕∕c yk x ．l z u ．e d u ．c n 地退化响应敏感的土壤理化性质指标作为表征草地退化状况的指示性状,便于在高寒草原生态环境问题研究中确定研究对象或研究样地的退化程度.高寒草原生态系统在青藏高原空间异质性高,草地退化情况以及与土壤因子的关系极其复杂,在今后开展关于高寒草原退化与土壤因子之间相关性研究时,应以更多的退化样地为样本,应纳入更多的土壤因子指标㊁退化草地植被指标,如土壤微生物㊁土壤活性有机碳㊁土壤基础呼吸㊁植物生态位宽度[４１]等以及放牧因子[４２],以期在更广的维度揭示自然规律,深刻反映高寒草原生态系统植被退化㊁土壤退化及其相互关系的发生机理.４ 结论利用高寒草原退化草地样地群落数量特征和土壤因子两个数据矩阵进行冗余分析,排序轴反映了高寒草原退化程度;样地群落数量特征如盖度㊁地上和地下生物量以及土壤因子与第一排序轴表达的退化程度间呈负相关关系;冗余分析第一㊁第二排序轴能够解释９７．１％的土壤因子与草地退化间的变化;不同土壤因子与草地退化间关系不同且相关程度不同,其中土壤有机碳㊁土壤含水量等与草地退化程度间负相关,p H ㊁土壤沙砾与草地退化程度间正相关.将冗余分析用于高寒草原退化草地与土壤因子间关系研究,能够直观㊁定量揭示土壤因子与草地退化的相关性.参考文献R e f e r e n c e s:[１]㊀孙鸿烈,郑度,姚檀栋,张镱锂．青藏高原国家生态安全屏障保护与建设．地理学报,２０１２,６７(１):３Ｇ１２．S u nH L ,Z h e n g D ,Y a oTD ,Z h a n g YL ．P r o t e c t i o n a n d c o n s t r u c t i o no f t h e n a t i o n a l e c o l o g i c a l s e c u r i t y sh e l t e r z o n e o nT i b e t a n p l a t e a u ．A c t aG e o g r a ph i c aS i n i c a ,２０１２,６７(１):３Ｇ１２．(i nC h i n e s e )[２]㊀K l e i n JA ,H a r t e J ,Z h a oXQ．E x p e r i m e n t a l w a r m i n g ,n o t g r a z i n g ,d e c r e a s e s r a n g e l a n d q u a l i t y o n t h eT i b e t a nP l a t e a u ．E c o l o g i c a l A p pl i c a t i o n s ,２００７,１７(２):５４１Ｇ５５７．[３]㊀K l e i n JA ,H a r t e J ,Z h a oXQ．E x p e r i m e n t a l w a r m i n g c a u s e s l a r g e a n d r a p i d s p e c i e s l o s s ,d a m p e n e d b y s i m u l a t e d g r a z i n g ,o n t h e T i b e t a nP l a t e a u ．E c o l o g y Le t t e r s ,２００４,７(１２):１１７０Ｇ１１７９．[４]㊀H a r r i sRB ．R a n g e l a n dd e g r a d a t i o no n t h eQ i n g h a i ＧT i b e t a nP l a t e a u :Ar e v i e wof t h e e v i d e n c e o f i t sm ag n i t u d e a n d c a u s e s ．J o u r Ｇn a l o fA r i dE n v i r o n m e n t s ,２０１０,７４(１):１Ｇ１２．[５]㊀辛有俊,杜铁瑛．青海天然草地退化及恢复研究．西宁:青海人民出版社,２０１３:５３．X i nYJ ,D uT Y．N a t u r a lG r a s s l a n dD e g r a d a t i o na n d i t sR e h a b i l i t a t i o n i nQ i n g h a i ．X i n i n g :Q i n g h a i P e o pl eP r e s s ,２０１３:５３．[６]㊀董俊夫,王淑平,崔骁勇,庞哲,赵国强,许宁,汪诗平．增施氮肥对青藏高寒草原不同类群植物群落特征的影响．草业科学,２０１６,３３(１１):２２９１Ｇ２２９９．D o n g JF ,W a n g SP ,C u i XY ,P a n g Z ,Z h a oGQ ,X uN ,W a n g SP ．E f f e c t s o f n i t r o g e n a d d i t i o n o n p l a n t c o mm u n i t y ch a r a c t e r i s Ｇt i c s i nT i b e t a na l pi n e g r a s s l a n d ．P r a t a c u l t u r a l S c i e n c e ,２０１６,３３(１１):２２９１Ｇ２２９９．(i nC h i n e s e )[７]㊀杨路存,刘何春,李长斌,李璠,徐文华,周国英．氮磷钾不同施肥配方对退化高寒草原植物群落结构的影响．生态学杂志,２０１５,３４(１):２５Ｇ３２．Y a n g LC ,L i uH C ,L i CB ,L i F ,X u W H ,Z h o uG Y．E f f e c t so f n i t r o g e n p h o s p h o r u sa n d p o t a s s i u mf e r t i l i z e r a p pl i c a t i o n so n p l a n t c o mm u n i t y s t r u c t u r e i nad e g r a d e da l p i n e s t e p p e ．C h i n e s e J o u r n a l o fE c o l o g y,２０１５,３４(１):２５Ｇ３２．(i nC h i n e s e )[８]㊀段敏杰,高清竹,万运帆,李玉娥,郭亚奇,旦久罗布,洛桑加措．放牧对藏北紫花针茅高寒草原植物群落特征的影响．生态学报,２０１０,３０(１４):３８９２Ｇ３９００．D u a nMJ ,G a oQZ ,W a nYF ,L i YE ,G u oYQ ,D a n j i u l u o b u ,L u o s a n g j i a c u o ．E f f e c t o f g r a z i n g o n c o m m u n i t y c h a r a c t e r i s t i c s a n d s pe c i e s d i v e r s i t y of S t i p a p u r pu r e a a l p i n e g r a s s l a n d i nN o r t h e r nT i b e t ．A c t aE c o l o g i c a S i n i c a ,２０１０,３０(１４):３８９２Ｇ３９００．(i nC h i n e s e )[９]㊀马世震,彭敏,陈桂琛,周国英,孙箐．黄河源头高寒草原植被退化特征分析．草业科学,２００４,２１(１０):１９Ｇ２３．M aSZ ,P e n M ,C h e nG C ,Z h o uG Y ,S u nJ ．F e a t u r ea n a l y s i so fv e g e t a t i o nd e g r a d a t i o no na l pi n e g r a s s l a n d i n Y e l l o w R i v e r s o u r c e r e gi o n ．P r a t a c u l t u r a l S c i e n c e ,２００４,２１(１０):１９Ｇ２３．(i nC h i n e s e )[１０]㊀蔡晓布,张永青,邵伟．不同退化程度高寒草原土壤肥力变化特征．生态学报,２００８,２８(３):１０３４Ｇ１０４４．C a iXB ,Z h a n g Y Q ,S h a o W．C h a r a c t e r i s t i c so f s o i l f e r t i l i t y i na l p i n es t e p p e sa td i f f e r e n td e g r a d a t i o n g r a d e s ．A c t aE c o l o gi c a S i n i c a ,２００８,２８(３):１０３４Ｇ１０４４．(i nC h i n e s e)[１１]㊀周华坤,赵新全,温军,陈哲,姚步青,杨元武,徐维新,段吉闯．黄河源区高寒草原的植被退化与土壤退化特征．草业学报,２０１２,２１(５):１Ｇ１１．Z h o uH K ,Z h a oX Q ,W e n J ,C h e nZ ,Y a oBQ ,Y a n g Y W ,X uW X ,D u a n JC ．T h e c h a r a c t e r i s t i c s o f s o i l a n d v e ge t a t i o n of d e Ｇ９７４。
祁连山高寒草地退化过程中“植被-土壤-微生物”互作关系
祁连山高寒草地退化过程中“植被-土壤-微生物”互作关系祁连山是我国重要的生态屏障，也是亚洲重要的自然生态系统之一。
然而，随着气候变化和人类活动的影响，祁连山高寒草地退化成为了一个严重的问题。
在高寒草地的退化过程中，植被、土壤和微生物之间存在着复杂而密切的互作关系。
高寒草地退化的第一个环节是植被变化。
原本覆盖在高寒草地上的植被多为抗寒、耐旱的草本植物，如大针茅、丝状蓝旗和高山松等。
然而，由于气候变暖以及人类活动的破坏，大量野生动物和牲畜过度放牧，导致植物被过度采食和破坏，植被的多样性和数量逐渐减少。
植物的数量减少会导致高寒草地土壤的裸露，使得土壤暴露在外界环境中，容易遭受侵蚀和风蚀。
土壤是高寒草地退化过程中的重要组成部分，它不仅为植物提供生长所需的养分和水分，同时也为微生物提供了适宜的生活环境。
然而，随着植被的退化，土壤的结构和质地发生了变化，导致养分含量的降低和土壤有机质的流失。
特别是，土壤的氮、磷、钾等关键元素被破坏，使得土壤变得贫瘠，不利于植物的生长。
此外，退化的土壤还会使得水分的渗透性变差，导致水分的滞留和积聚，进一步影响草地的生态系统。
微生物是高寒草地退化过程中的另一重要环节。
土壤中的微生物群落丰富多样，包括细菌、真菌和纤维状菌等。
微生物在土壤的有机物分解、营养循环和植物营养供应中起着重要的作用。
然而，随着土壤退化，微生物的多样性和数量也会受到影响。
退化土壤的贫瘠和缺乏养分会降低微生物的活性和生长速度，进而影响它们的功能。
缺乏多样的微生物群落会导致植物无法获得所需的养分，并增加土壤中病原微生物的数量和活性，对植物健康产生负面影响。
综上所述，高寒草地退化是一个涉及植被、土壤和微生物之间复杂的互作过程。
植被的退化导致土壤的质地和结构发生变化，影响土壤中养分的循环和植物的营养供应。
退化的土壤会对微生物群落的多样性和数量产生负面影响，进而影响它们在土壤中的功能。
因此，为了保护和恢复祁连山高寒草地的生态系统，我们需要关注并改善植被、土壤和微生物之间的互作关系，使其能够良性循环和相互促进，为高寒草地的恢复提供有力支持综上所述，高寒草地退化是一个复杂的过程，涉及植被、土壤和微生物之间的相互作用。
黄河源区高寒草甸不同退化阶段草地特征研究
黄河源区高寒草甸不同退化阶段草地特征研究
星学军
【期刊名称】《安徽农业科学》
【年(卷),期】2009(037)022
【摘要】[目的]探明黄河源区高寒草甸不同退化阶段的草地特征.[方法]以曲麻莱县麻多乡高寒草甸作为研究对象,通过对不同退化梯度高寒草甸的植物特征、群落特征和土壤特征进行调查和研究,确定这些特征与高寒草甸草地退化之间的关系.[结果]随高寒草甸草地退化程度的加剧,物种多样性指数、可食牧草产量、土壤的养分含量和含水量均表现为降低规律;鼠害在轻度退化和重度退化的草地上表现较为严重,而在原生植被和极度退化草地上的程度则较轻度退化和重度退化的轻.[结论] 黄河源区高寒草甸不同退化阶段草地具有不同特征.
【总页数】4页(P10578-10580,10616)
【作者】星学军
【作者单位】青海省草原总站,青海西宁,810008
【正文语种】中文
【中图分类】S812
【相关文献】
1.东祁连山不同退化阶段高寒草甸群落结构与植物多样性特征研究 [J], 柳小妮;孙九林;张德罡;蒲小鹏;徐广平
2.祁连山东麓高寒草甸不同退化程度草地土壤种子库特征研究 [J], 李春鸣;龙玲;徐
长林;王明明;张德罡
3.黄河源区不同退化程度高寒草地土壤特征研究 [J], 周万海;冯瑞章;满元荣
4.黄河源区不同退化阶段高寒草甸植被特征 [J], 李世雄; 王玉琴; 王彦龙; 尹亚丽
5.基于主成分分析对退化高寒草甸不同恢复方式下草地质量的综合评价 [J], 张光茹; 李红琴; 杨永胜; 王军邦; 祝景彬; 罗谨; 贺慧丹; 李英年
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高寒草甸退化草地植被与土壤因子关系冗余分析
２排 序 轴 解 释 ７４．５ 的 植 被 变 化 和 ８３．２ 的植 被 一 土 壤 因 子 关 系 ，并 表 明 退 化 草 地 植 被 与 土 壤 因 子 间 极 显 著相 关 ；莎 草 科 、禾 本 科 植 物 与 土 壤 有 机 碳 、全 氮 、土 壤 含 水 量 等 极 显 著 正 相 关 ，与 容 质 量 、土 壤 温 度 极 显 著 负
１ 材 料 与 方 法
１．１ 研 究 区 概 况 研 究 区 在 青 海 省 果 洛 藏 族 自 治 州 （以 下 简 称
果 洛 州 ）玛 沁 县 （Ｍ Ｑ）、甘 德 县 （ＧＤ）、达 日 县 （ＤＲ）。果 洛 州 （Ｎ３２。２１ ～ ３５。４５ ，Ｅ９６。５６ ～ １０１。
草 黄 帚橐 吾 、豆 科 黄 花 棘 豆优 势 度 则 呈 相 反 变 化 趋 势 ；ＲＤＡ 排 序 图 中 ，第 １排 序 轴 反 映 高 寒 草 甸 退 化 程 度 及
土壤 温 度 、容 质 量 、土 壤 含 水 量 、全 氮 等 因 子 的综 合 变 化 ；第 ２排 序 轴 反 映 土 壤 机 械 组 成 的综 合 变 化 。 第 １、第
相 关 ；杂 类 草 及 豆 科 植 物 与 土 壤 有 机 碳 、全 氮 、土 壤 含 水 量 等极 显 著 负 相 关 ，而 与 容 质 量 、土 壤 温 度 极 显著 正 相
关 ；１３个 土 壤 因子 边 际作 用 检 验 表 明 ，土 壤 温 度 、容 质 量 、有 效 氮 、全 氮 等 与 退 化 草 地 植 被 的关 系 更 密 切 。利
系 角 度 看 ，存 在 的 主 要 科 学 问 题 有 ：退 化 草 地 植 被 与土壤 理 化 因子 间呈 现 怎 样 的关 系 ，退 化 草 地 植 被 与 土壤理 化 因 子 问关 系 的密 切 程 度 ，哪 些 土 壤 因 子 能 够 更 敏 感 地 反 映 退 化 草 地 植 被 的 变 化 。 基 于 这 些 科 学 问题 ，选 择 具 有 典 型 高 寒 草 甸 特 征 的 研 究 样 地 ，进 行 草 地 退 化 现 状 调 查 、植 物 群 落 特 征 观 测 、土 壤 样 品 采 集 及 测 定 ，同 时 运 用 数 量 生 态 学 中 的冗 余 分析 （ｒｅｄｕｎｄａｎｃｙ ａｎａｌｙｓｉｓ，ＲＤＡ）方 法 ， 研 究高 寒 草甸退 化 草地植 被 与草地 土 壤 凶子 的 内 在联 系 ，以期为 高 寒 草 甸退 化 草 地 的相 关 研 究 和 生 态 治 理 提 供 理 论 依 据 ，也 为 高 寒 地 区 草 地 群 落 、 物 种 与 环 境 问关 系 的 研 究 提 供 实 例 。
基于主成分分析对退化高寒草甸不同恢复方式下草地质量的综合评价
1 材料与方法
1.1 研究区及样地 — 76 —
1.1.1 研究区概况 研究区位于黄河源区中的青海省贵南县森多镇
(35°34'36″~35°34'45″N、101°05'23″~101°05'39″E, 平均海拔 3424m)。 该 区 域 为 高 原 大 陆 性 气 候,仅 有冷暖之别。 研 究 区 年 均 温 2.1℃,最 冷 月 1 月 均 温-11.2℃,最 热 月 7 月 均 温 13.4℃,气 温 日 差 较 大。年均 降 水 量 403.2mm,降 水 年 际 变 化 大,季 节 分配 不 均,暖 季 5~9 月 降 水 量 占 年 总 降 水 量 的 88%左右。研 究 区 植 被 类 型 是 以 矮 嵩 草 (Kobresia humilis)为 主 的 高 寒 草 甸 ,稍 草 原 化 ,伴 生 种 为 垂 穗 披 碱 草 (Elymusnutans)、高 山 嵩 草 (Kobresiapygmaea)、草 地 早 熟 禾 (Poapratensis)等 。 1.1.2 研究样地
(1.中国科学院西北高原生物研究所,青海 西宁 810001;2.中国科学院大学,北京 100049;3.洛阳师范学院, 河南 洛阳 471934;4.中国科学院地理科学与资源研究所,北京 100101;5.枣庄学院,山东 枣庄 277100)
祁连山北坡高寒草地植被分异特征及退化治理研究
祁连山北坡高寒草地植被分异特征及退化治理研究摘要:探讨和研究祁连山北坡高寒草地植被分异特征及演替规律,综合分析天然草地退化的成因,探索退化草地治理对策,不仅对治理祁连山北坡退化草地、恢复草地生态功能显得十分重要,同时对促进该区域畜牧业经济发展,改善当地生态环境,实现放牧畜牧业可持续发展具有重要意义。
关键词:祁连山;草原退化;演变规律;治理策略1研究区概况与调查方法1.1自然概况祁连山东起乌鞘岭,西至当金山口与阿尔金山脉相接,南坡位于青海省东北部,北坡位于甘肃西部。
位于甘肃境内的祁连山北坡属于青藏高原北缘,以明显的断裂陡降至平滩地。
祁连山北坡是从南向北,由高海拔向低海拔倾斜的坡面,相对高差达3 000m,由多条西北-东南走向的平行山脉和宽谷组成,海拔3 000~5 000m,平均海拔4 000m以上。
海拔4 500m以上的山峰终年积雪,有冰川发育,山地与河西走廊间相对高差1 500~3 000m,山地间由于地形变化,形成小气候,无霜期40~60d,年平均气温为-3℃,1月份平均气温-18℃,极端最低温度-30℃,7月份平均温度10℃,极端最高温度26℃,年平均降水量为340~400mm。
由于山区雨雪较多,再加上冰雪融化,向北形成石羊河、黑河、疏勒河、党河等水系,灌溉着山前形成的大绿洲,是河西地区的生态屏障和生命线。
1.2调查内容和方法以祁连山北坡地带性分布的高寒草地为研究对象,通过2008-2009年对乌鞘岭至阿尔金山祁连山北坡地带性分布的高寒草地资源的现状、草地植被分异特征及空间结构、草地植被退化态势进行了调查和探索。
采取路线调查和实地抽样调查相结合,野外调查和室内定量分析相结合,对祁连山北坡引起草地退化的主要驱动因素进行了调查,利用四度一量等常规方法量度指标,分别在各类草地的样地采取随机取样法进行测定,结合统计和分析,运用恢复生态学有关原理和方法,对比分析主要高寒草地退化特征、群落演化趋势和结构变化。
青藏高原高寒草甸的植被退化与土壤退化特征研究
青藏高原高寒草甸的植被退化与土壤退化特征研究作者：才让吉来源：《农家致富顾问·下半月》2016年第08期摘要从青藏高原高寒草甸植被退化和土壤退化特性分析可知，随着高寒草甸退化的发展，导致牧草生物量、草地质量和植被盖度等发生了明显变化；受退化影响，草地间植物多样性发生了明显变化，莎草和禾草退化程度不断加重，植物开始根系量不断减少。
此种土壤湿度、土壤容量等也在不断变化，不能满足植物生长需求，土壤退化度越来越严重，必须及时对其进行分析。
关键词青藏高原；高寒草甸；植被退化；土壤退化青藏高原是我国最大的畜牧业之一，拥有较多的草地资源，促进了畜牧业的发展。
但是从当前青藏高原的发展来看，目前青藏高原草地退化较严重，直接影响了青藏高原当地的生态环境，生物物种呈多样性发展。
所以必须及时分析草地退化特征，认真做好青藏高原生态环境保护工作。
本次研究以青藏高原高寒草甸制备退化和土壤退化为主，主要对植物群落、土壤特性及生物量进行了研究，希望可以提高高寒草甸生态系统质量。
1 研究基地和方法1.1 研究基地。
本次主要在青藏省果洛藏族自治州开展，该地区具有典型的高原性大陆气候，年温差较小但差异悬殊，太阳辐射严重。
冷季时间较长，大雪多；暖季湿润，维持在4到5月之间。
高山草甸土与高山灌丛草甸土，土壤表层有机质含量充足，主要研究群种是矮蒿、魅力风毛菊、细叶亚菊等。
1.1.1 研究方法第一，野外调查取样。
结合植物群落演替草地退化，使用空间分布时间演替方法分析。
由于草原群落随着放牧强度不断退化，所以居民附近区域会出现向外放射状态，主要沿半径以牧压梯度为主得到放牧退化等级。
从远到近，按照牧民定居愿景，可以分化为轻度退化草甸、轻度退化草甸、重度退化草甸及极度退化草地。
由于样地制备均为退化蒿草草甸，受鼠、虫害等影响，呈现出了不同的演替阶级类型。
本次研究中，主要随机选择了不同样方度植物群落进行调查，了解了植物高度、密度等情况。
之后结合植物地上差异，进行分种，最后将植物分成地上和地下两部分，进行烘干称重。
青藏高原高寒草地退化对土壤微生物影响研究进展
50卷第6期Vol.50,No.6青海畜牧兽医杂志Chinese Qinghai Journal of Animal and Veterinary Sciences4312/2020青藏高原高寒草地退化对土壤微生物影响研究进展贺有龙1,张骞2,张中华2,周华坤2(1.青海省果洛州草原站，大武814000；.青海省寒区恢复生态学重N实验室中国科学院西北高原生物研究所，西宁810008)摘要:土壤微生物在生态系统中发挥着极为重要的作用，对土壤的形成发育、物质循环和肥力演变等均有重大影响。
近年来，在全球气候变化与人为干扰等因素的影响下，青藏高原高寒草地退化呈加剧趋势。
高寒草地退化引起的植被多样性下降,土壤结构改变等对土壤微生物产生了很大影响。
本文在综述青藏高原高寒草地退化的现状，高寒草地退化对土壤理化性质影响的相关研究进展的基础上，针对高寒草地退化对土壤微生物群落多样性、土壤微生物量及土壤酶的影响进行了进一步的分析评述。
得出：高寒草地的退化通过改变地上植被与地下生境对土壤微生物产生影响。
一方面改变了土壤微生物在地下的丰富度以及分布格局，另一方面改变了土壤微生物过程。
指出高寒草地土壤微生物研究中还应考虑气候变化的影响和对于土壤微生物微观层面的研究。
以期为不同退化程度的高寒草地土壤微生物特性的研究提供参考，同时为退化草地的微生物功能修复提供理论依据。
关键词:高寒草地退化；土壤理化性质；土壤微生物群落多样性;土壤微生物量;土壤酶中图分类号:S812.2文献标识码:A文章编号：1003-7950(2020)06-0043-091引言土壤微生物是生活在土壤中的细菌、真菌、放线菌、藻类的总称，其生命周期短，对生存的微环境十分敏感，能对土壤生态变化和环境胁迫做出快速反应[1-3]，它们在土壤结构形成、有机质和矿物质分解、固氮、降解土壤中残留的污染物等方面发挥着重要的作用⑷，是土壤质量和土壤性能评价的一项重要指标[5]0作为草地生态系统的重要组成部分，土壤微生物的组成直接影响生态系统过程，对地球化学过程起重要调节作用，在草地土壤肥力演变和养分循环中具有重要意义，与草地生态系统的健康密切相关[6]0此外，来源于土壤中微生物、动植物分泌物及残体的土壤酶是土壤最活跃的有机成分之一，用于表征土壤生物学活性和维持土壤肥力切0土壤微生物和土壤酶往往共同参与土壤物质循环和能量转化过程[8]0因而土壤微生物的分布与活动既反映了植物群落、土壤养分及外因干扰等各因素对微生物的影响，也反映了土壤的肥力水平和吸收状况[9]0同时,研究也发现土壤微生物和土壤酶活性高低代表着土壤中物质分解代谢的旺盛程度[10]0目前关于土壤微生物与土壤酶的相关研究主要集中在特定酶活性高低和微生物分布，不同地区土壤肥力及生化代谢现状,酶活性、微生物与土壤环境、人为因素之间的互作效应等方面[11]0青藏高原是我国主要牧草资源地，天然草地约1.5亿hm2，约占我国草地面积的1/30其中，高寒草地面积约有0.7亿hm2，约占青藏高原草地面积的49%0近年来，由于高寒草地生态系统所固有的脆弱性和不稳定性使其对外在干扰具有高度的敏感tt[12-14]0加之全球性的气候变暖、人类不合理的草地利用与管理模式，以及一些大型工程的建设等的破坏,导致高寒草地生态系统出现不同程度的退化[15-18]0草地退化不仅导致草原面积锐减、草地资源日趋枯竭、载畜能力降低、饲草供需矛盾加剧，更为严重的是造成气候旱化、水土流失、沙尘暴等环境问题,导致草原生态系统严重失调，其稳定性、抗干扰能力及其生态功能下降，脆弱性增强，物种多样性丧失和生态系统功能下降等一系列严重后果[12-14]0此外，高寒草地处于恶劣的自然环境中，生态系统自收稿日期:2020-11-02基金项目：青海省创新平台建设专项(2017-ZJ-Y20)青海省重点研发与转化计划(2016-NK-A7-BA-02；2019-SF-A12)作者简介:贺有龙(1976-),高级畜牧草原师，主要从事高寒草地生态保护与退化草地修复方面的研究工作°E-mail：924216626@ 442020年第50卷第6期（总第270期）青海畜牧兽医杂志愈能力有限，土壤环境极为脆弱，且成土过程相当缓慢。
高寒区草地退化及其治理研究
高寒区草地退化及其治理研究高寒区草地是我国重要的生态系统之一，不仅是维系区域生态平衡的重要组成部分，也是重要的畜牧业和生态旅游资源。
然而，由于气候变化、人类活动干扰以及不合理的开发利用方式，高寒区草地退化问题日益突出，亟需进行研究和治理。
草地退化是指原本生态健康的草地系统逐渐失去生态功能，土壤质量下降，植被退化，甚至形成荒漠化。
造成此现象的因素众多，首先是气候变化。
高寒地区的气候条件极端，长期的极寒天气容易对草地生态系统造成冻害或干旱，影响植物的正常生长。
其次，过度放牧和不合理的开垦活动也是引起草地退化的重要原因。
过度放牧导致草地植被过度磨蚀，土壤侵蚀严重，造成土壤贫瘠。
不合理的开垦活动破坏了草地的完整性和连通性，破坏了水土保持功能，使得草地退化加剧。
针对高寒区草地退化问题，需要开展科学的治理研究。
首先，应加强生态环境保护意识和科普教育。
加强对农牧民的培训和教育，引导他们合理利用草地资源，增强对生态环境的保护意识。
其次，加强草地的水土保持工作。
建设防风林带和植被屏障，增加草地的抗风抗沙能力，减轻侵蚀的程度。
落实草地禁牧和轮牧制度，合理利用草地草食动物资源，避免过度放牧。
另外，科研机构和相关专家应积极开展研究工作，寻找更有效的草地治理技术。
例如，引进并推广适应高寒地区气候特点的牧草品种，提高草地的抗逆性和恢复力。
探索科学的生态恢复方法，通过耕种、播种、施肥等手段恢复退化的草地。
此外，还应加强对草地生态系统的监测和评估研究，掌握草地退化程度和原因，为治理工作提供科学依据。
草地退化治理工作的开展需要政府、农牧民和科研机构的共同努力。
政府应加强管理和监督，制定相关政策法规，提供必要的经济和技术支持。
农牧民应增强生态环境保护意识，采取科学合理的草地利用方法，主动参与生态治理。
科研机构应加大科研力度，开展系统的研究工作，为高寒区草地退化治理提供科学依据。
在草地退化治理的同时，也需要探索草地的可持续利用模式。
植被与土壤特征对青藏高原不同程度退化草地的响应
植被与土壤特征对青藏高原不同程度退化草地的响应杜志勇;丛楠【期刊名称】《生态学报》【年(卷),期】2024(44)6【摘要】高寒草地作为青藏高原高寒生态系统的重要组分之一,其退化已严重影响到高原的可持续发展和草地恢复重建。
搜集了2004—2022年间关于青藏高原高寒草地退化的64篇研究结果,包含土壤有机碳、生物量和多样性指数等16个指标的1403组数据,运用meta分析解析了草地退化对土壤理化性质、植被生产力和物种多样性的影响,并对重度退化草地的土壤理化性质和植物生物量进行线性回归分析。
结果表明:随着草地退化的加剧,土壤有机碳、全氮、全磷、有效氮、有效磷、有效钾、土壤含水量、地上生物量、地下生物量和植被高度显著下降;土壤容重显著上升;土壤pH、全钾在各个退化阶段没有明显差异;Shannon多样性指数、Pielou均匀度指数和Margalef丰富度指数整体呈下降趋势。
土壤有机碳、全氮、全磷、有效氮、有效磷、有效钾和土壤含水量与地上生物量、地下生物量存在显著的正相关;土壤容重与地上生物量、地下生物量呈显著的负相关;土壤pH与地上生物量、地下生物量呈负相关。
因此,青藏高原高寒草地退化通过改变土壤理化性质而改变地上群落多样性和生物量,为阐明植被与土壤特征对草地退化的响应机制以及高寒退化草地的恢复提供了科学依据。
【总页数】13页(P2504-2516)【作者】杜志勇;丛楠【作者单位】中国科学院地理科学与资源研究所拉萨高原生态试验站;中国科学院大学【正文语种】中文【中图分类】S15【相关文献】1.不同退化程度的草地植被和土壤特征2.青藏高原不同退化程度小嵩草草甸群落结构特征与土壤理化特征分析3.青藏高原不同退化梯度高寒草地植被与土壤属性分异特征4.青藏高原典型草地植被退化与土壤退化研究5.不同程度退化草地的植被土壤特征及其相互间的关系因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
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基于冗余分析的高寒草原土壤与草地退化关系高寒草原是一种特殊的草地，它的特点是植物草和土壤，地形和气候条件都有一定的不同。
随着全球气候变化的加快，高寒草原的退化也在加速。
因此，对高寒草原土壤和草地退化关系的深入研究显得越来越重要。
一方面，高寒草原土壤的性质会影响草地退化。
土壤中的有机质含量会降低，碳氮比例也会发生变化，这都会直接影响草地的生产力。
此外，土壤的水分和温度也会影响草地的退化。
如果土壤的水分不足，植物生长不足，草地植被就会减少，这就会引起草地退化。
另一方面，草地植被的减少也会影响高寒草原土壤的性质变化。
当植物减少时，土壤中有机质减少，水分流失，水分不足时，土壤中的有机质会发生变化，碳氮比例也会发生变化，这都会导致土壤结构发生变化，从而加快草地退化。
总之，高寒草原土壤性质和草地退化之间存在密切的关系，也就是土壤性质变化影响草地的恢复过程，草地的退化则会加速土壤的退化。
为了保护高寒草原环境，通过冗余分析，可以更好地深入了解高寒草原土壤与草地退化关系，为保持高寒草原良好的生态状况提供建议。
首先，要深入了解冗余分析的原理，及其对不同类型土壤在草地退化过程中的影响。
其中包括土壤性质与可植物活性有机碳含量之间的关系，以及地表水分、土壤温度及其他因素对草地植被的影响等。
其次，要采集和分析高寒草原土壤以及草地退化的有关数据，采
用空间统计分析法构建冗余分析模型，以更好地了解高寒草原土壤与草地退化之间的关系，为实施草地退化防控提供科学的依据。
最后，要注重生态系统的综合管理，以保护高寒草原环境，有效减少草地退化。
将草地恢复和植物恢复结合在一起，建立科学可行的草地恢复方案，注重保护和恢复高寒草原土壤的有机质、水分和温度等环境指标，并利用农业技术、节水技术和生态工程等技术改善有利于草地植物生长的环境指标，以达到综合调控土壤和植物生长的目的，最终达到抑制草地退化的目的。
通过上述研究，可以更加深刻地了解高寒草原土壤和草地退化之间的关系，从而为保护高寒草原环境提供参考，确保高寒草原环境的可持续发展。