高寒草甸不同类型草地土壤养分与物种多样性_生产力关系_王长庭
达日县高寒草甸土壤理化性质与物种多样性、地上生物量的关系
达日县高寒草甸土壤理化性质与物种多样性、地上生物量的关系杨龙;陈克龙;李双成;曹生奎;武彦朋【摘要】利用55个1m×1m的野外样方调查数据初步分析了达日县高寒草甸3种植被群落类型物种多样性与地上生物量及其同土壤理化性质的关系.结果表明:(1)土壤pH值和养分全量含量越低,其土壤有机质含量和速效养分含量越高.(2)在9个样地55个1m×1m的样方中共出现105种植物,物种丰富度最高为27种/m2,最低为4种/m2.(3)对于所有群落而言,物种多样性与地上生物量呈显著正相关关系,不同群落间,除矮嵩草群落外,小嵩草群落和山生柳+金露梅群落的物种丰富度与地上生物量呈显著正相关关系；对于Shannon-Wiener指数与地上生物量的关系,除山生柳+金露梅群落中两者呈显著正相关外,矮嵩草群落和小嵩草群落均没有表现出显著的相关性.(4)对于所有群落,土壤速效氮对物种多样性和地上生物量都有很大的影响,速效氮含量越高,物种多样性越丰富,地上生物量越高.【期刊名称】《国土与自然资源研究》【年(卷),期】2012(000)003【总页数】3页(P92-94)【关键词】物种丰富度;地上生物量;高寒草甸【作者】杨龙;陈克龙;李双成;曹生奎;武彦朋【作者单位】青海师范大学生命与地理科学学院,西宁810008;北京大学城市与环境学院,北京100871;青海师范大学生命与地理科学学院,西宁810008;青海师范大学生命与地理科学学院,西宁810008【正文语种】中文【中图分类】Q14Abstract:Based on the investigation of 55 sampling plots (1m×1m)in the field,this study provided an analysis of changes in species diversity and aboveground biomass among three vegetation types and relations of them to soil physicochemical properties in Dari County.The results showed that:First,Soil pH value and nutrient content was lower,the content of soil organic matter and available nutrient content both increased.Second,there appeared 105 plant species in the nine sample plots with 55 quadrate of1m×1m,in which the max species richness is 27 species/m2,the least is 4 species/m2.Third,for all communities,species diversity was significantly and positively correlated with aboveground biomass.For different communities:the species richness was positively correlated with aboveground biomass in both Kobresia pygmaea community and Potentilla fruticosal community;Shannon-Wiener index was only positively correlated with aboveground biomass in Potentilla fruticosal community.Fourth,For all communities,the soil available nitrogen had great influence on species diversity and the aboveground biomass to,which The higher available nitrogen content,the more abundant species diversity,and higher the aboveground biomass.Key words:Species richness;aboveground biomass;alpine meadow物种多样性与生产力的关系一直是生态学领域研究的热点问题[1]。
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℃。
甘南高寒草甸草原不同海拔土壤理化性质分析
甘南高寒草甸草原不同海拔土壤理化性质分析刘月华;位晓婷;钟梦莹;武瑞鑫;潘多;邵新庆【摘要】对甘肃夏河高寒草甸不同海拔梯度的土壤理化性质分异规律进行了研究,以期探究土壤理化性质与海拔之间的关系。
结果表明：除0~10 cm 土层电导率外,其余各土层土壤理化指标均与海拔呈显著相关(P <0.05),其中,含水量、有机质含量均随海拔升高而升高,且随土壤深度增加而降低；pH 随海拔升高呈先降低后升高的势态；0~10 cm 表层土壤全氮含量随海拔升高显著增加(P <0.05),10~30 cm 土层全氮含量随海拔的升高先缓慢下降后平缓上升。
因此,对于该区域草甸生态系统的管理与利用,不但考虑植被类型及状况,也需关注不同海拔梯度的草地土壤理化特性。
%Soil physicochemical properties of alpine meadow at different altitudes in Sangke of Xiahe County were studied for exploring the relationship between altitudes and soil physicochemical properties.The results in-dicated that the physicochemical indexes were highly correlated with altitudes (P <0.05)except the soil con-ductivity in 0~10 cm layer,in which,the contents of water and organic matter increased with elevation,pH val-ue increased first and then decreased along with altitude,the total nitrogen content in the surface layer (0~10cm)significantly increased along the altitudinal gradient and it showed slightly decline and then slowly rising trend within 10~30 cm layer.It suggested that the soil properties should be considered for maintaining the sus-tainable development of grassland in the research area.【期刊名称】《草原与草坪》【年(卷),期】2014(000)003【总页数】7页(P1-7)【关键词】夏河;高寒草甸;海拔梯度;土壤理化性质【作者】刘月华;位晓婷;钟梦莹;武瑞鑫;潘多;邵新庆【作者单位】中国农业大学动物科技学院草地研究所，北京 100193;中国农业大学动物科技学院草地研究所，北京 100193;中国农业大学动物科技学院草地研究所，北京 100193;中国农业大学动物科技学院草地研究所，北京 100193; 甘肃农业大学草业学院/草业生态系统教育部重点实验室/甘肃省草业工程实验室/中-美草地畜牧业可持续发展研究中心，甘肃兰州 730070;中国农业大学动物科技学院草地研究所，北京 100193;中国农业大学动物科技学院草地研究所，北京100193【正文语种】中文【中图分类】S812.3土壤不仅为动物及微生物提供了赖以生存的栖息场所，也为植物提供必需的营养和水分，是各种物质能量转化的场所[1]。
江河源区高寒草地土壤微生物数量特征
研 究 区位 于青 海 南 部果 洛藏 族 自治 州 玛 沁 县 ， 属
青 藏 高原江 河源 区域［ ｊ 。研 究 区年 均 温 一０ ６一 极 ． Ｃ，
端 最低 气温 一３ ． ４ ９℃ ， 最冷 １月 均 温 一 １ ． ２ ９℃， 热 最
月 ７月均温 ９ １℃ ， Ｃ年 积温 １２ ２ ６ 。 ＞ ５℃ ． ＞０ ０ ． Ｃ，
生 物 数量特 征 人手 ， 析 了不 同退 化高 寒 草 地 土 壤 微 分
生 物数 量变 化情 况 ， 为进 一 步研 究 该地 区草 地 土 壤 微
生 物提 供基 础 资料 ， 为江 河 源 区退 化 高寒 草 地 恢 复 提 供 参考 信息 。
物 对高寒 草地 退 化 的响 应 ， 土壤 微 生 物 在 退化 高 寒 草
２ ｏ世 纪 ８ Ｏ年代 以来 ， 江河 源 区 高寒 草 地退 化 ， 尤
基 于 以上分 析 ， 试验从 江河 源 区退 化 高寒 草 地 土 壤 微
其“ 土型” 黑 退化 草地 逐 渐蔓 延 的趋 势 ， 严重 影 响 了我
国江河源 区生态 安 全和 经济 发展 。近些 年 来针 对江 河 源 区退化 高寒 草 地恢 复措 施 和 机 理研 究 的相 继 开 展 ， 取 得 了丰硕成 果 ［ 。然 而 ， 河 源 区 高 寒 草地 退 化 机 １ 江 制 和恢复 的研 究 还 存 在 许 多 问题 。诸 如 ， ］ 土壤 微 生
。
霜期 。土壤 类 型为高 山草甸 土 ， 根据 马 玉寿［ 李 希 来 、 等 ［ 对该 地 区退化 草 地 的 分级 确 定 ， 地 具 体 状 况 ” 样
见 表 ｌ 。 １ ２ 试验 方法 ．
基 金 项 目 ： 家 自然 科 学 基 金 （０ ７ ０ １ ， 国科 学 院 “ 国 ３３１２）中 百
高寒草甸物种多样性和生产力对养分添加的初期响应
高寒草甸物种多样性和生产力对养分添加的初期响应杨元武;周华坤;李希来;周旭辉;高健军;刘玉;赵新全;叶鑫【期刊名称】《西北农业学报》【年(卷),期】2017(026)002【摘要】以高寒草甸为对象,通过N、P、K及其不同养分组合的添加处理,研究养分添加对高寒草甸生态系统物种组成、物种多样性和生产力的影响.结果表明:养分添加改变群落物种组成和群落中的优势种,除P、K单独添加外,其他养分及其组合添加使草地群落物种丰富度显著减小,物种多样性和均匀度变化不大;N、P及其不同养分组合添加极显著增加群落地上生物量;N、P是高寒草地生态系统草地生产力的主要限制性养分,人为输入土壤养分将在短期内影响高寒草地生态系统的物种组成、物种多样性以及生产力.【总页数】8页(P159-166)【作者】杨元武;周华坤;李希来;周旭辉;高健军;刘玉;赵新全;叶鑫【作者单位】青海大学农牧学院,西宁810016;复旦大学生命科学学院,上海200438;中国科学院西北高原生物研究所,西宁810001;青海大学农牧学院,西宁810016;复旦大学生命科学学院,上海200438;青海大学农牧学院,西宁810016;青海大学农牧学院,西宁810016;中国科学院西北高原生物研究所,西宁810001;中国科学院西北高原生物研究所,西宁810001【正文语种】中文【中图分类】Q948.113【相关文献】1.基于地形因素的高寒草甸土壤温湿度和物种多样性与初级生产力关系研究 [J], 牛钰杰;周建伟;杨思维;王贵珍;刘丽;杜国祯;花立民2.放牧扰动下高寒草甸植物多样性、生产力对土壤养分条件变化的响应 [J], 王长庭;龙瑞军;王启兰;曹广民;施建军;杜岩功3.高寒草甸地上净初级生产力、物种多样性及土壤因子的关系 [J], 党永桂4.高寒草甸地上净初级生产力与物种多样性及土壤养分的相关性 [J], 欧为友5.模拟增温对高寒草甸植物物种多样性与初级生产力的影响 [J], 姜风岩;位晓婷;康濒月;邵新庆因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
青藏高原高寒草地生物多样性与生态系统功能的关系
青藏高原高寒草地生物多样性与生态系统功能的关系一、本文概述青藏高原，被誉为“世界屋脊”，是中国乃至全球范围内最具独特性和代表性的高寒草地生态系统之一。
其独特的地理位置和气候条件，使得青藏高原高寒草地生物多样性极为丰富，生态系统功能复杂而重要。
本文旨在探讨青藏高原高寒草地生物多样性与生态系统功能之间的关系，通过深入分析生物多样性对生态系统稳定性、生产力和服务功能等方面的影响，揭示青藏高原高寒草地生态系统的内在机制与运行规律。
本文将概述青藏高原高寒草地的地理特征和生态环境，包括其气候、土壤、植被等基本条件，为后续分析提供基础背景。
文章将详细介绍青藏高原高寒草地的生物多样性，包括物种组成、群落结构、种间关系等方面，揭示其丰富多样的生物组成和相互作用关系。
接着，本文将重点探讨生物多样性对生态系统功能的影响，包括生物多样性对生态系统稳定性的影响、对生产力的促进作用以及对生态服务功能的贡献等方面。
通过对比分析不同生物多样性水平下的生态系统功能表现，揭示生物多样性与生态系统功能之间的内在联系和机制。
本文将对青藏高原高寒草地生物多样性与生态系统功能关系的研究进行展望，提出未来研究的方向和重点，以期为青藏高原高寒草地的生态保护和可持续发展提供科学依据和理论支持。
二、青藏高原高寒草地生物多样性概述青藏高原，被誉为“世界屋脊”，是中国乃至全球生物多样性最为丰富的地区之一，特别是在高寒草地生态系统中。
这里的生物多样性主要体现在植物、动物和微生物等多个方面。
植物方面，青藏高原高寒草地拥有众多特有的高原植物种类，如藏亚菊、藏嵩草、垫状驼绒藜等。
这些植物在严酷的自然环境下，通过长期的适应和演化，形成了独特的生长习性和生态位。
它们不仅为高原生态系统提供了丰富的物质基础，还通过不同的生活型、生长周期和生态策略，维持着生态系统的稳定。
动物方面，青藏高原高寒草地是许多野生动物的栖息地。
这里生活着大量的哺乳动物、鸟类、爬行动物和昆虫等。
不同类型灌丛草地土壤养分的比较
不同类型灌丛草地土壤养分的比较陈莹;李龙兴;杨春燕;王普昶;王小利【摘要】为促进喀斯特地区人工植被建设、生态环境恢复及草地畜牧业发展,对5种贵州山地适生灌木草地不同层次(0～10 cm,10～20 cm,20～30 cm)土壤的化学性质进行测定与对比分析,研究不同适生灌木对土壤化学性质的影响.结果表明:多花木兰灌丛草地在0～10 cm土层中水解氮和速效钾含量显著高于其他4种灌丛草地(P＜0.05),盐肤木和多花木兰灌丛草地的有效磷含量显著高于白刺花、胡枝子、猪屎豆灌丛草地(P＜0.05);盐肤木和多花木兰灌丛草地的全氮和全磷含量相对较高,不同灌丛草地土壤水解氮、有效磷、速效钾和全氮、全磷、全钾含量在土壤垂直剖面上随着土层的加深而逐渐降低;盐肤木和猪屎豆灌丛草地有机质含量和pH值明显高于其他灌丛草地(P＜0.05).结论:多花木兰灌丛草地群落环境土壤养分的分布优于其他的灌丛草地.【期刊名称】《贵州农业科学》【年(卷),期】2015(043)010【总页数】5页(P139-143)【关键词】贵州山地;灌丛草地;土壤;化学性质【作者】陈莹;李龙兴;杨春燕;王普昶;王小利【作者单位】贵州省草业研究所,贵州贵阳550006;贵州省草地技术试验推广站,贵州贵阳550025;贵州省草业研究所,贵州贵阳550006;贵州省草业研究所,贵州贵阳550006;贵州省草业研究所,贵州贵阳550006【正文语种】中文【中图分类】S153.6近年来，人类活动引起的土壤退化导致贵州喀斯特地形石漠化越发严重[1]。
贵州省在喀斯特地区通过建设人工草地和改良天然草地已取得一定的成就，但由于人工牧草地存在对水肥及管理水平要求较高、物种较单一等缺点，导致其适应性差，退化快，不仅严重影响了草地经济效益，而且不利于生态环境的改善。
鉴于贵州岩溶山区脆弱的生态环境，选择适应性强的植物能有效改善石漠化导致的石灰土质疏松及元素的迁移流失等问题[2]。
不同放牧梯度下高寒小嵩草草甸植被根系和土壤理化特征的变化
第１ ７ 卷第 ５ 期
草业学报 ２ ０ ０ ８年
１ １
中物质与能量交换的重要场所 。 由于植物根系与土壤之间 具有极大的 接触 面 ， 在土 壤和 植 物 之 间 进 行 频 繁 的 物 质交换 ， 彼此强烈影响 ， 因而土壤是植物的一个重要生态因子 ， 通过控制土壤因素就可以影响植物的生长和产量 。 正是由于土壤养分的持续供给 、 土壤基质 — — — 这种 “ 载体 ” 量的多少影 响着 植物 群落 物 种 组 成 、 结 构、 功能和生态 系统的稳定性 。 不同放牧干扰下 ， 高寒小嵩草草甸群落土壤根系 和蕴育 土壤 根系的 “ 载体 ” 量发生了明显的变化 （ 表１ ） 。 中度放牧条件下 ０～１ 重 牧条 件下 ０～１ ０ｃ ｍ 土层的根系量与土量的比例为 ０． １ ６； ０ｃ ｍ 土层 根系 量与 土 量的比例最大为 ０． 而轻牧条件下 ０～１ （ 表１ ） 。 １ ８； ０ｃ ｍ 土层的根系量与土量的比例最小为 ０． １ ２ ２． ２ 高寒小嵩草草甸土壤环境特征 结果显示 （ 表２ ） ， 随着放牧强度的增加 ， 土壤湿度显著减 小 （ ； 土 壤 有 机 质、 土 壤 全 氮、 土 壤 硝 态 氮、 犘＜０． ０ ５） 土壤铵态氮和土壤速效钾含量均显著减少 （ ； 但 是 土 壤 容 重 逐 渐 增 加。 说 明 过 牧 干 扰 引 起 高 寒 小 嵩 草 犘＜０． ０ ５） 草甸植物群落草丛中结构 、 组成发生改变 ， 草地植物群落发生退化演替 （ 逆向演替 ） ， 随着植被的退化演替 ， 土壤也 逐步贫瘠化 。 即放牧影响着草地群落结构及其土壤生境 。 生物量的变化 ２． ３ 高寒小嵩草草甸群落物种组成 、 结果显示 （ 表３ ） ， 随着放牧强度的增加 ， 物种多样性测度明显不同 。 中度放 牧条 件下 ， 植物 群落 地上 生物 量 、 物种数 、 而 群 落 地 下 生 物 量 最 低； 重 度 放 牧 条 件 下， 植物群落地上生 Ｓ ｈ ａ ｎ ｎ ｏ ｎ－Ｗ ｉ ｅ ｎ ｅ ｒ指数和 Ｐ ｉ ｅ ｌ ｏ ｕ 指数最高 ， 物量 、 物种数 、 而群落 地上 生物 量最 高 。 表明 了任 何生 物的 能 量 均 有 Ｓ ｈ ａ ｎ ｎ ｏ ｎ－Ｗ ｉ ｅ ｎ ｅ ｒ指数和 Ｐ ｉ ｅ ｌ ｏ ｕ 指数最低 ， 其合理分配 ， 并通过这种能量使用的调节来促进自身的生存和繁殖 ， 但持 续的 过牧 能使 种 群 生 境 恶 化 ， 群落的物 种组成多样性降低 ， 结构简单化 ， 地上生物量下降 。
四种典型类型高寒草甸植被生物量变化
草 甸 牧 草 鲜 重 、可 食 牧 草 鲜 重 ，牧 草 干 重 和 可 食 牧 草 干 重 分 别 为 4 098.33 g/m2、3 681.67 g/ m2、
1 335 g/m2和 1 205 g/m2,与高山嵩草草甸不呈显著差异，而显著高于藏嵩草和线叶嵩草草甸。物 种 数 、
毒杂草种数和牧草鲜重、可食牧草鲜重、牧草干重和可食牧草干重呈显著正相关（P 专0.01)。
0.980"
1
0.787"
0.991 * *
0.103 0.289
牧草干重
1
0.808"
-0.340
可食牧草干重
1
0.271
可食牧草比例
1
* 显著相关（P<0.05)，* * 极显著相关（P<0.01) 下同
参考文献： [1] 王长庭，曹广民，王启兰，等.三江源地区不同建植期人工草地植被特征及其与土壤特征的关系[ J ]. 应用生态学报,2007,18( n ) :2426~2431. [2 ] 字洪标，阿的鲁骥，刘敏，等.高寒草甸不同类型草地群落特征及优势种植物生态位差异[J ] . 应用与 环境生物学报，2016,22(4) :054~055. [3] 王长庭，王启基，龙瑞军，等.高寒草甸群落植物多样性和初级生产力沿海拔梯度变化的研究[J ] . 植 物生态学报,2004,28(2) :240~245. [4] 陈文业，成登臣，李广宇，等.甘南高寒退化草地生态位特征及生产力研究[J ] . 自然资源学报，2010, 25(丨）：80~90.
tively There was no significant difference with 人
(P 专0.05),藏 嵩 草 草 甸 的 株 高 为 14.33 cm, 为最 (P >0.05)，而显著高于其他类型草甸（P 50.05)。
川滇高原高寒草甸生态系统不同功能群植物分布格局的MaxEnt模型预测
川滇高原高寒草甸生态系统不同功能群植物分布格局的MaxEnt模型预测油志远;马淑娟;王长庭;丁路明;宋小艳;尹高飞;毛军【期刊名称】《草业学报》【年(卷),期】2024(33)3【摘要】为探究青藏高原高寒草甸生态系统不同主要功能群适宜生境的空间分布格局、主控气候因子及在气候变化背景下的变化趋势,基于青藏高原第2次科考数据(2019-2021年),利用MaxEnt模型预测川滇高原高寒草甸生态系统主要功能群的4种典型物种(莎草科-矮嵩草;禾本科-垂穗披碱草;杂类草-鹅绒委陵菜;豆科-异叶米口袋)在未来气候变化条件下空间分布格局及影响其分布的主要气候因子。
结果表明,矮嵩草、垂穗披碱草、鹅绒委陵菜和异叶米口袋在当前气候条件下的适宜生境面积分别为11.09万、9.23万、17.12万和16.53万km^(2),主要位于川滇高原中部和北部区域。
环境因子贡献率和响应曲线显示,4个物种生境适宜性对生存环境具有相似的生态要求,且影响其分布的主要气候因子均为气温年较差、等温性和年均温等与温度有关的环境因子。
在未来气候背景下,4个物种适宜生境面积均呈扩张趋势且平均海拔均升高了100~200 m,但变化速率趋于减缓,高寒草甸生态系统的物种多样性、生物量和稳定性可能随着气候变化而增强。
【总页数】12页(P1-12)【作者】油志远;马淑娟;王长庭;丁路明;宋小艳;尹高飞;毛军【作者单位】西南民族大学青藏高原研究院;西南交通大学地球科学与环境工程学院【正文语种】中文【中图分类】Q94【相关文献】1.青藏高原东缘草地生态系统动态定位监测与可持续发展要素研究Ⅱ高寒草甸草地生态系统植物群落结构特征及物种多样性分析2.青藏高原高寒草甸生态系统管理的生态学基础:海北高寒草甸生态系统研究站3.青藏高原高寒草甸不同海拔梯度上增温和优势植物物种去除对生态系统碳通量的影响4.高寒草甸生态系统优势鼠种高原鼢鼠(Myospalax baileyi)和高原鼠兔(Ochotona curzoniae)种群空间格局的研究5.高原鼢鼠干扰强度对祁连山东段高寒草甸大型土壤动物功能群特征及空间分布的影响因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
高寒草甸坡地“黑土滩”土壤养分特征分析
高寒草甸坡地“黑土滩”土壤养分特征分析摘要：通过野外调查和室内分析，研究了高寒草甸坡地“黑土滩”土壤养分分布特征。
结果表明，除全磷和速效磷外，其他各养分在不同退化梯度下差异极显著。
土壤全氮、全磷、有机质、速效氮、速效磷、速效钾含量随着草地土层的加深呈下降趋势，滩地土壤养分高于坡地，滩地土壤各养分含量分别比坡地增加了37.78%、25%、26.12%、19.16%、22.12%和55.78%。
关键词：坡地；黑土滩；土壤养分；高寒草甸Nutrients Analysis of Slopin g Field “Black Soil Land” in Alpine MeadowAbstract：The purpose of this study was to investigate nutrients characteristics in Alpine Meadow “Black soil land”. The results showed that the content of total N，total P，organic matter available N，available P，available K reduced with the inrease of the depth of soil layer. Their content in sloping land were lower than that in plain land by 37.78%，25%，26.12%，19.16%，22.12% and 55.78%，respectively. Total P，available P and other kinds of nutrients has the visible diversity in different degree of degradation.Key words：sloping field；black soil land；soil nutrients；alpine meadow青藏高原东部分布最广的高寒草甸，是高原上最主要的放牧利用草地资源类型，也是青藏高原发展畜牧业生产的基础保证。
青海玉树高寒草甸典型植被类型土壤养分与生物量的变化
青海玉树高寒草甸典型植被类型土壤养分与生物量的变化孙长宏【摘要】以高寒草甸藏嵩草沼泽草甸、小嵩草草甸和黑土滩裸地为研究对象,测定土壤有机质、全氮、全磷、速效氮、速效磷、全钾及速效钾质量分数,分析不同植被类型的土壤养分变化规律,并与生物量进行相关性比较.结果表明,藏嵩草草甸土壤有机质、全氮、速效氮、速效磷、速效钾值最大,黑土滩值最小；不同植被类型土壤全磷相对稳定；地上、地下生物量与土壤有机质、全氮、速效氮、速效磷、速效钾呈极显著正相关(P≤0.01).说明,土壤速效养分直接决定生物量的高低.【期刊名称】《西北农业学报》【年(卷),期】2013(022)002【总页数】6页(P198-203)【关键词】生物量;土壤养分;高寒草甸;植被类型【作者】孙长宏【作者单位】称多县草原站,青海称多 815100【正文语种】中文【中图分类】S153.621土壤是固定植物，促进植物生长的关键因子，土壤一方面通过矿物质等养分维持、促进植物生长［1］；另外，土壤含水量、质地等物理性质也极大地影响植物［2］。
探究土壤等环境因子对植物生长的影响历来是生态学研究的中心问题之一［3］。
有研究发现，不同植被类型不同土壤营养元素对植物生产力的贡献程度并不完全一致。
Vanguelova等［4］研究欧洲赤松（Pinus sylvestris）后指出，酸性土壤欧洲赤松的细根生物量随季节波动的最主要影响因素是土壤含水量及可溶性矿物质，而与土壤有机质等关系不大；Elser等［5］采用大尺度的整合分析（meta－analysis）方法分析指出，影响陆地、淡水及海洋生态系统植物生长的主要因子是N和P。
然而，对青海高寒草甸典型植被藏嵩草（Kobresiapy tibetica）沼泽、小嵩草（Kobresiapy pygmaea）草甸和黑土滩的研究表明，土壤有机质、土壤含水量与地上生物量呈显著正相关，而土壤矿物质则影响甚微［6］。
由此可见，对不同尺度、不同植被类型等而言，土壤养分对植物生产力的作用是不完全相同的。
甘南高寒草甸植物群落物种多度分布特征
中国环境科学 2021,41(3)：1405~1414 China Environmental Science 甘南高寒草甸植物群落物种多度分布特征刘旻霞*,张娅娅,李全弟,李博文,孙瑞弟,宋佳颖(西北师范大学地理与环境科学学院,甘肃兰州 730070)摘要：为分析甘南高寒草甸植物群落物种多度分布格局对海拔梯度的响应,探讨物种多样性的形成规律及维持机制,采用典型样地调查法采集数据信息,并通过RAD软件程序包对实验数据进行拟合分析.结果表明:植物群落物种多样性随海拔的升高呈现先增加后降低的“中间膨胀”模式,海拔3500m处群落物种多样性达到最大.利用5个模型对海拔梯度上全部物种多度分布进行拟合发现,甘南高寒草甸植物群落物种多度分布符合生态位模型,尤其是geo 模型,利用该模型可以很好地拟合群落物种多度分布格局,同时也说明生态位分化对高寒草甸植物群落物种多度分布起主要作用.常见种多度分布的最优拟合模型为geo模型,其与全部物种的最优拟合模型一致;而稀有种多度分布的最优拟合模型为rane模型,说明常见种是影响不同海拔梯度群落物种多度分布格局的主要原因,其对群落生产力和稳定性的维持有不可替代的作用,但稀有种因其独特的功能性状也在一定程度上影响着群落结构,二者以各自不同的方式共同维系着高寒草甸的物种多样性.关键词：高寒草甸；物种多度分布；生态位模型；常见种；稀有种；生态位分化中图分类号：X176文献标识码：A 文章编号：1000-6923(2021)03-1405-10Species abundance distribution characteristics of alpine meadow plant community in Gannan. LIU Min-xia*, ZHANG Ya-ya, LI Quan-di, LI Bo-wen, SUN Rui-di, SONG Jia-ying (College of Geography and Environmental Sciences, Northwest Normal University, Lanzhou 730070, China). China Environmental Science, 2021,41(3)：1405~1414Abstract：The response of species abundance distribution (SAD) pattern of alpine meadow plant community to altitude gradient was analyzed, and the formation rule and maintenance mechanism of species diversity were discussed. In this paper, the typical sample plot survey method was used to collect data, and the experimental data were fitted and analyzed by RAD (rank abundance distribution) software package. T he results showed that the species diversity of plant community showed a “Hump relationship” pattern with the increase of altitude, and reached the maximum at 3500m. Five models were used to fit the SAD on the altitude, it was found that the overall SAD of alpine meadow plant community was in line with the niche model, especially the geo. The model could be used to fit the distribution pattern of community species abundance, and it also showed that niche differentiation plays a major role in the SAD of alpine meadow plant community. The best fitting model of common SAD was geo, which was consistent with the best fitting model of overall species, while the best fitting model of rare SAD was rane. T he above results showed that common species were the main factors affecting the SAD pattern of communities at different altitudes, and they played an irreplaceable role in maintaining the productivity and stability of communities. However, rare species also affected the community structure to a certain extent because of their unique functional characteristics, and they maintain the stability of species diversity of alpine meadow communities in different ways.Key words：alpine meadow；species abundance；niche model；common species；rare species；niche differentiation物种多度分布格局分析对于理解植物群落物种多样性的形成和维持机制具有重要意义.多度可以反映出一个物种在植物群落中占用资源的能力,不同的植物群落具有不同的多度分布格局.物种多度分布格局是多个物种不断地相互作用、相互影响的结果,通过研究多度分布格局可揭示植物群落的组成,进而了解群落中不同物种间的关系和作用机制[1].物种多度分布和物种多样性指数都是研究群落物种多样性的重要方法,物种多度通过群落内不同物种个体数量的分布情况来反映群落的物种多样性,对于认识一个群落来说,多度分布比多样性指数更能说明问题,因而成为描述群落结构及格局的有力工具[2].物种多度分布研究始于20世纪30年代,最早由Motomura[3]提出几何级数模型用于描述水生动物种多度关系.Fisher等[4]和Preston[5]分别提出对数级数模型与对数正态模型,在对鸟类、昆虫等群落的调查研究中取得了不错的拟合效果,但此两种模型在解释群落生态学过程的形成方面出现了困难,因此,基于生态位分化理论,MacArthur[6]和Sugihara[7]先后提出了断棍模型和连续断裂模型,为对数级数模型收稿日期：2020-07-30基金项目：国家自然科学基金资助项目(31760135)* 责任作者, 教授,***************1406 中 国 环 境 科 学 41卷和对数正态模型提供了生态学解释.之后,Tokeshi [8]对前人的研究做了回顾与总结,进一步提出了幂分割模型并得到了广泛的应用.以Hubbell [9-10]为代表的生态学家为解释生物多样性的分布模式在不同空间尺度上的形成机制,建立了群落中性理论模型,且在热带雨林群落物种多度的研究方面得到了很好的印证.总体而言,多度格局的拟合模型自发展以来大致出现了3种类型,即统计模型、生态位理论模型和中性理论模型;由于统计模型缺乏明确的生态学意义,难以对实际数据做出明确的解释,因而生态位理论和中性理论逐渐成为解释物种多度分布格局的两大理论模型[11-12].近年来,生态位理论模型因其明确的生态学意义而在物种多度分布模式的研究中得到了广泛的应用[13-15].青藏高原是全球海拔最高的一个独特地域单元,受长期的自然演替过程和地质活动的影响,形成了世界上最大的高山生态系统(高寒草甸和草原生态系统),其中青藏高原东部的甘南高寒草甸生物资源和物种多样性相当丰富,其对青藏高原高寒草甸生态系统有着巨大的影响.但由于全球气候变化和频繁的人类活动,甘南高寒草甸草场不断退化,生物多样性锐减,生态系统结构和功能受损[16],因此,保护和恢复甘南高寒草甸生态系统物种多样性刻不容缓.纵观目前有关青藏高原植物群落物种多度分布的研究较多,但大多都集中于不同坡向[15,17]或不同取样面积[18]上,而关于垂直带谱的研究依然比较鲜见,尤其是沿海拔梯度上植物群落物种多度分布格局的相关研究.海拔作为一个重要的环境因子会影响植物的生长和分布,虽然植物的生长并不受海拔的直接影响,但海拔的变化会使温度、光照、水分等因子发生变化从而影响植物的生长及生存,植物为了适应这种改变,会通过其生理结构、形态变化等进行响应[19].基于上述背景,选取青藏高原东北部的甘南高寒草甸区植物群落作为研究对象,采用RAD 软件程序对群落物种多度分布进行模型拟合,以期回答以下3个科学问题:(1)物种多样性随海拔梯度是如何变化的?(2)群落全部物种多度分布格局随海拔的上升是如何变化的?是否可以利用生态位模型进行拟合?(3)常见种和稀有种的多度分布格局有何不同?对以上科学问题的回答可以填补关于垂直带谱上高寒草甸植物群落物种多度分布格局研究的空缺,同时也有助于我们以这样的方法探索高寒草甸植物群落物种多样性的分布规律及形成机制,揭示该地区植物群落构建过程中的资源分配模式,从而为青藏高原高寒草甸的植被恢复和生物多样性的保护提供技术支撑和理论依据. 1 材料与方法 1.1 研究区概况图1 研究区位置示意 Fig.1 Study area location map研究区地处甘肃省西南部的甘南高寒草甸区(33°06′~36º10´N,100º46′~104º44′E)(图1),是典型的高寒草甸生态系统.该地区处于青藏高原与黄土高原的过渡带,年均温2.3℃,气温南高北低,年日照时数2000~2500h 左右,年平均降雨量约600~800mm,多集中在6~9月,降雨变率大,年蒸发量约1238mm.甘南州草地总面积2.72106hm 2,占甘南总面积的70.28%,草地类型多样,其中高寒草甸类面积最大,植被以耐寒的多年生草本植物为主,主要有金露梅(Potentilla fruticosa )、矮嵩草(Kobresia humilis )、嵩3期 刘旻霞等：甘南高寒草甸植物群落物种多度分布特征 1407草(Kobresia Willd )、火绒草(Leontopodium nanum )、垂穗披碱草(Elymusnu t ans Griseb )、条叶银莲花(Anemone t rullifolia )、乳白香青(Anaphalislactea maxim )、珠芽蓼(Polygonum vivipurum )、圆穗蓼(Polygonum macrophyllum )、麻花艽(Gentiana straminea )、蛇含委陵菜(Potentilla kleiniana )、羊茅(Festuca ovina )、米口袋(Gueldenstaedtia multiflora )、莓叶委陵菜(Po t en t illa fragarioides )、甘肃棘豆(Oxy t ropis kansuensis )、马先蒿(Pedicularis resupinata )、华丽龙胆(Gentiana sino -ornata )等.土壤表层有致密紧实的草皮层,腐殖质和有机质含量较高,属于典型的高寒草甸土. 1.2 样地设置2019年7月中旬在甘南高寒草甸进行野外群落学调查并采集数据.在研究区试验点内沿海拔3000m 、3250m 、3500m 、3750m 、4000m 各选3座山体,于坡度接近、坡向相同的山坡分别设置研究样地(每个海拔梯度共设置3个样地作为重复),在每个样地随机布设8个50cm×50cm 的样方,调查并记录每个样方中物种的密度、盖度、高度等基本特征并采集生物量.采用梅花五点法在每个样方内取0~20cm 深处的土样,取得土样,带回实验室进行土壤养分的测定,同时测量该海拔处的土壤温度(ST)、大气温度、坡度(土温、大气温度从8:00~ 18:00每隔1h 进行测量,每组5个重复).样地基本信息见表1.表1 样地基本信息Table 1 Basic information of sample plots海拔(m)经度(E)纬度(N)坡向 坡度(°) 放牧强度 是否围栏3000 101°32′28″ 33°39′44″ 北 18. 3 ± 1.6a 相同 否 3250 101°57′34″ 33°47′39″ 北 18. 6 ± 2.3a 相同 否 3500 101°46′26″ 33°58′50″ 北 19.2 ± 2.8b 相同 否 3750 102°06′38″ 34°27′45″ 北 18.8 ± 1.7a 相同 否 4000 102°52′55″ 34°5′31″ 北19.9 ± 1.7b相同否注:不同字母表示差异显著(平均值±标准误).1.3 研究方法1.3.1 全部物种多度分布模型(1)生态位重叠模型(overlapping niche model,简称over),该模型假设群落总生态位为一条棒,每个物种的多度为棒上随机两点之间的距离,且各物种多度间不存在联系,物种都是按照需求获取生存资源,这样物种间就会出现生态位重叠[20].计算公式如下:121[1]12i i i i P P +⎡⎤=−×−⎢⎥+⎣⎦ (1) (2)几何级数模型(geometric series,简称geo),该模型定义群落中第一个优势种优先占领一部分资源,第二个优势种占领剩余资源的部分,这样依次类推,直到最后一个物种没有剩余资源可占领,体现出了生态位优势占领假说.计算公式如下:()1[]1i i E P P P −=− (2) 式中:P i 为第i 个物种的多度,P 为各物种所占资源占总资源的比例,E 为群落资源总量[20].(3)断棍模型(broken stick model,简称bro),该模型认为所有物种会在群落中同时出现,且其竞争能力相近,其多度反映了竞争物种间资源的随机分配是沿着一个一维梯度进行的.其第i 个物种的多度比例期望值为:11s i x i P s x==∑ (i =1,2,3,4,…,s) (3) 式中:i 为观察群落的物种数,S 为物种总数[20].(4)随机分配模型(random assignment model,简称rane),该模型假定群落中各物种的多度之间没有联系,不存在种间竞争,一般情况下物种不能全部占用其生态位.其第i 个种的期望多度为[20]:0.510.5i s iP =− (4) (5)对数正态分布模型(log -normal distribution model,简称norm),该模型认为群落中总个体数的对数符合正态分布,则第i 个物种的多度为:()()log log i N E μσθ⎡⎤+⎣⎦= (5) 式中:N 表示物种总数,μ和σ分别表示正态分布的均值和方差,θ表示正态偏差[20].1.3.2 常见种、稀有种多度分布模型(1)几何级数模型(geometric series,简称geo),公式同上.1408 中 国 环 境 科 学 41卷(2)随机分配模型(random assignment model,简称rane),公式同上.1.3.3 数据处理及模型拟合优势度检验 使用RAD 软件进行物种多度拟合,采用Excel 2010进行数据处理,用Origin 2017进行绘图.以r (用模型的n 个副本的平均密度进行计算,采用最小二乘法中加入密度最大差异和物种数量的校正因子,从而增强了模型拟合优度的区分能力)、Oc (经过Ulrich 校正过的Preston 倍程分组后的χ2检验法)、CL (置信区间)值作为优势度检验的3个指标(r 、Oc 、CL 值都由RAD 拟合输出),r 和Oc 值大于0小于100,当其越接近10或等于10时拟合效果更好;置信区间CL 值一般默认为是大于或等于95%,等于100%时拟合效果最好.1.3.4 物种重要值 计算物种重要值(Importance value),将其结果作为评价各物种的群落优势度、划分常见种(Z ≥0.01)与稀有种(Z <0.01)的指标[21].其计算如下:()4Z =+++相对多度相对盖度相对频度相对高度式中:Z 为每个样地每种植物的重要值. 1.3.5 物种多样性指数计算(1)Margalef 丰富度指数[22]:()()1ln D S N =− (6)(2)Simpson 指数[23]:21si i N D N =⎛⎞=⎜⎟⎝⎠∑ (7)(3)Shannon -Weiner 指数[24]:()1ln si i i H P P ==−∑ (8)式中:S 为物种数;N 为个体总数;N i 为第i 种物种个体数,i =1,2,3… S;P i 是第i 种比例多度,给定为:P i = N i /N .2 结果与分析2.1 群落物种多样性随海拔梯度的变化越复杂的群落结构,其多样性指数、丰富度指数等就越高,这不仅在水平方向上有所体现,且在垂直方向上也有较大差异.从图2可以看出,随海拔的升高,物种丰富度、Margalef 丰富度指数与Simpson 指数的变化幅度较大且变化趋势基本一致,均随海拔的升高先增大后减小;Shannon -Weiner 指数海拔3500m 最大,其次是海拔3000m,其余3个海拔的变化幅度基本相同.由此表明,群落物种多样性沿海拔梯度出现了较大的差异,中间海拔梯度(3500m)物种多样性最大.3000325035003750 40004.55.05.56.06.57.07.58.08.59.09.5海拔(m)海拔(m)M a r g a l e f 丰富度指数3000 3250 3500 375040000.70.8 0.9 1.0 1.1S i m p s o n 指数3000325035003750 40001.891.921.951.982.01S h a n n o n -W e i n e r 指数3000 3250 3500 37504000物种丰富度图2 物种多样性随海拔梯度的变化Fig.2 Variation of species diversity with altitude gradients2.2 不同海拔全部物种多度分布拟合曲线的变化全部物种多度分布曲线斜率表明(图3),随海拔的升高,曲线斜率呈先减小后增大的趋势,海拔3000m 处曲线斜率为0.059,3500m 处为0.041,4000m3期 刘旻霞等：甘南高寒草甸植物群落物种多度分布特征 1409处为0.112.由此发现在海拔3500m 曲线斜率最小,曲线最为平缓,说明此群落物种分布较为均匀,各物种相对多度差异较小,且此处全部物种相对多度之和在5个海拔中最大、物种丰富度最高、多样性最大.而海拔4000m 恰恰相反.0 20 4060 8010-310-210-1100相对多度物种序列图3 高寒草甸各海拔物种多度分布曲线Fig.3 SAD curve of alpine meadow at different altitudes2.3 全部物种多度分布的模型拟合优势度检验采用over 、geo 、bro 、rane 和norm 模型对不同海拔群落的全部物种多度分布进行拟合优势度检验,结果见表2.海拔3000m 、3250m 、3750m 、4000m 全部物种多度分布均符合geo 、bro 、rane 及over 4种模型,其中geo 模型的拟合效果优于其他3种模型;norm 模型在此4个海拔处都无法拟合,其r 值、Oc 值、CL 值与检验标准差异较大.海拔3500m 处,物种多度分布符合全部5种模型,其中拟合效果最好的是geo 模型(r =10.28,Oc =9.10,CL =1);其次是bro 模型(r =14.49,Oc =10.38,CL =1),其他3个模型的拟合效果一般.表2 高寒草甸不同海拔物种多度分布模型拟合优势度检验 Table 2 Dominance test of SAD model fitting at differentaltitudes in alpine meadow海拔(m)模型rOc Clgeo 21.18 13.71 1.00 bro 41.33 15.90 1.00 3000 over 29.71 12.18 1.00 norm 35.89 43.35 0 rane 32.07 10.92 0.95 geo 12.36 16.01 1.00 bro 28.56 19.90 1.00 3250 over 24.71 12.31 1.00 norm 105.63 37.29 0 rane 54.38 32.56 0.95geo 10.28 9.10 1.00bro 14.49 10.38 1.00 3500 over 48.09 14.33 0.97 norm 28.69 5.44 1.00 rane 18.39 34.84 0.96 geo 30.18 25.37 1.00 bro 35.32 28.72 0.98 3750 over 54.68 28.42 0.96 norm 85.31 112.73 0.69 rane 47.53 29.83 1.00 geo 22.21 32.82 1.00 bro 70.42 18.20 0.96 4000 over 84.33 32.89 0.96 norm 78.18 107.33 0.73 rane 44.68 20.06 0.97 注:r 为采用最小二乘法中加入了密度最大差异和物种数量的校正因子;Oc 为Preston 倍程分组后的χ2检验法;CL 为置信区间.加黑数据为每个海拔处的最优模型拟合结果.2.4 全部物种多度拟合值和实测值的比较0 10 2030 4001020304010-310-210-110001020 30 40 50 3000m相对多度3250m相对多度3500m相对多度 物种序列物种序列物种序列10-3 10-210-1 100 10-310-210-11000 1020 30 40010203010-310-210-11003750m相对多度实测值 拟合值geo bro over norm rane物种序列物种序列4000m相对多度10-310-210-1 100图4 甘南高寒草甸不同海拔实测值和拟合值的对比Fig.4 Comparison of measured and fitted values of alpine meadow at different altitudes1410 中国环境科学 41卷图4表明,全部物种多度拟合值和实测值的变化趋势相似.海拔3000m、3250m、3750m和4000m 处geo、bro、over和rane 4个模型的拟合值和实测值的变化趋势基本一致,均随物种序列的增加逐渐减小;norm模型对此4个海拔群落物种多度的拟合结果与实测值的变化趋势有很大差异,实测值随物种序列的增加逐渐减小,而拟合值随物种序列的增加基本无变化,说明其拟合结果对物种多度分布只有统计学意义,而在资源分配上并无实际意义.海拔3500m处,5种模型的拟合值均随物种序列的增加逐渐减小,和实测值的变化趋势一致,说明5种模型对于该海拔群落物种的资源分配模式都具有一定的指导意义.而在5个模型中,geo模型对各海拔物种多度的拟合效果最好,其均表现出随着物种序列的增加,物种多度的拟合值逐渐小于实测值的特征,说明在资源有限的情况下,不能使每个物种都维持较高的多度,这种逐渐减少的特征也符合geo模型的分布模式.2.5 常见种和稀有种多度的模型拟合优势度检验常见种的模型拟合优势度检验结果表明,geo 模型对各个海拔常见种的拟合效果整体较好,其r 值和Oc值均小于100接近于10,置信区间CL值均接近1;但相比之下,geo模型对海拔3500m常见种多度的拟合效果明显优于其他海拔(r=10.43, Oc=10.59, CL=1).rane模型只对海拔3500m处常见种的多度分布可以拟合,但拟合效果一般(r= 20.44,Oc=59.83, CL=0.96),而对其他4个海拔无法拟合(表3).稀有种的模型拟合优势度检验结果表明,各个海拔稀有种的多度分布均符合rane模型,其中该模型对3500m的拟合效果最好(r=12.32,Oc=8.70, CL=1).geo模型只能拟合海拔3250m和3500m处稀有种的多度分布,但拟合效果都一般,而在其余海拔处无法拟合.表3 常见种和稀有种的模型拟合优势度检验Table 3 Model fitting dominance test of common and rare species物种常见种稀有种海拔(m) 模型r Oc CL r Oc CL 3000 geo 24.58 8.39 1 55.41 4.70 0 rane87.3256.17 0 36.783.13 13250 geo 31.26 18.71 1 47.25 15.72 0.98 rane65.8294.22 0 43.286.71 0.963500 geo 10.43 10.59 1 43.59 4.20 1 rane 20.44 59.83 0.96 12.32 8.70 1 3750 geo 42.58 27.13 0.98 89.05 101.23 0.87 rane116.3254.750.87 8.8337.26 14000 geo 23.46 36.59 1 33.09 115.06 0.79 rane65.28104.820.8532.494.83 1 注:r为采用最小二乘法中加入了密度最大差异和物种数量的校正因子;Oc为Preston倍程分组后的x2检验法;CL为置信区间.2.6 常见种和稀有种多度拟合值和实测值的比较就常见种来说,geo模型对其多度的拟合结果与实测值的变化趋势基本吻合,均随物种序列的增加逐渐减小(图5(a));rane模型只对海拔3500m 群落常见种多度分布有较好的拟合效果,其他4个海拔常见种多度实测值随物种序列的增加逐渐减小,而拟合值随物种序列的增加无任何变化(图5(c)),其拟合结果对常见种多度分布没有任何实际意义.由此说明常见种在环境中资源的获取方式偏向固定分配.就稀有种来说,geo模型只在海拔3250m和3500m处物种多度的拟合值和实测值的变化趋势一致,在其余海拔处拟合值与实测值差异较大,其实测值均随物种序列的增加逐渐减小,而拟合值基本无变化或变化甚微(图5(b));rane模型对各个海拔稀有种的拟合结果与实测值的变化趋势基本一致(图5(d)),其拟合效果明显优于geo模型,说明稀有种在各个海拔的资源分配模式偏向随机分配.3期刘旻霞等：甘南高寒草甸植物群落物种多度分布特征 14110 1020 30 40 50607010-310-210-11000510152025 30 35 10-210-1100(a)常见种geo 3500m4000m 3750m 3250m 3000m 相对多度(b)稀有种geo4000m 3750m 3500m 3250m 3000m相对多度实测值geo510152025 30 3510-210-11000 1020 30 40 50 60708010-310-210-1100(c)常见种rane4000m3750m (d)稀有种rane4000m 3750m 3500m 3250m 3000m 相对多度物种序列3500m 3250m 3000m 相对多度物种序列实测值rane图5 不同海拔常见种、稀有种实测值和拟合值比较Fig.5 Comparison of measured and fitted values of common and rare species at different altitudes3 讨论海拔作为重要的地形因子在很大程度上会影响植物的生长发育,不同海拔常常因其存在异质性变化的水热环境因子而引起植物性状发生适应性变化,形成具有不同生活策略的植物群落[25],因此从海拔梯度方面探讨其对群落物种多度分布的影响对于研究高寒草甸植物群落的物种多样性变化具有重要意义.3.1 物种多样性随海拔梯度的变化物种多度分布曲线的斜率变化可以判断群落的物种丰富度,进而判断群落物种多样性的变化,多度分布曲线斜率越小,则群落物种多样性越大;反之,物种多样性越小[26].本文通过研究海拔梯度上植物群落物种多样性(图2)及物种多度分布(图3)发现,甘南高寒草甸植物群落物种多样性随海拔的变化出现“中间膨胀”模式,这与其他研究结果一致[27],即物种多样性分布存在随海拔的升高先增大后减小的规律,最大值往往出现在中间海拔.其可能的解释是低海拔梯度植物群落在发育过程中,充分的环境资源使其维持着较高的物种多样性,但由于低海拔梯度受外界干扰较大,尤其是人类活动的影响会导致某些物种丧失[19],对植被的空间分布产生较大的影响,这在一定程度上会降低群落物种多样性.在中间海拔3500m 处,外界干扰变小,水热条件及土壤养分达到最优,丰富的环境资源足以支撑更多不同物种的生长发育,其物种多样性也会随之增大.当海拔超过3500m 向更高海拔过渡时,温度逐渐降低,生境越来越严酷,环境的筛选作用降低了群落物种多样性.3.2 全部物种多度分布对海拔梯度的响应由于自然群落结构的复杂性,不同物种多度分布模型表示的生态学意义更能够真实有效地反映群落的内在特征[20].甘南高寒草甸植物群落全部物种多度分布随海拔升高发生了明显的变化,导致与其符合的多度分布模型也随之改变,同时也改变了其群落构建的生态学过程(表2,图4).海拔3000m 和3250m 处,植物群落物种多度分布符合geo 、bro 、over 和rane 4种模型,其中,geo 模型的拟合效果较好,其次是over 模型,这可能是因为低海拔地区环境条件相对优越,植物赖以生存的资源较为充足,物种间的竞争作用较小,确定性的生态位划分在群落构建过程中占据主要地位;但同一群落各物种相似的生态适应性会导致产生较高的生态位重叠,尤其对于物种数量多且差异较小、物种分布比较均匀的群落来说更为显著[28-29].海拔3500m 处群落物种多度分布符合全部5种模型,其中geo 模型的拟合效果甚优,其次是bro 模型,而geo 模型和bro 模型都代表了资1412 中国环境科学 41卷源分配的确定性特征.这可能是因为此处属中海拔地段,水热条件适合更多的物种生存,因此物种丰富度较高,根据生态位补偿效应可知不同物种能更有效地获得较为充足的生存资源,相比竞争,资源共享在此处可能更为突出,所以其资源分配很大程度上属于固定分配模式,这与其它研究结果一致[30].海拔3750m处,除norm外其他4种模型均可拟合群落物种多度分布,但其拟合优势度都较低,这可能是因为该海拔处于3500m和4000m的过渡地带,逐渐减少的环境资源在一定程度上无法满足群落所有物种的发展需求,植物的生长处于不稳定的状态,导致群落物种分布格局受制于多个生态学过程.在海拔4000m处,同样是geo模型的拟合效果相对较好,可能的解释是高海拔地区环境条件恶劣,其生境因子对物种的生长要求严苛,且在此处物种赖以生存的资源有限,物种之间存在较为激烈的竞争,受这2大因素的影响,一般的物种难以在此处存活,尤其是敏感度高的稀有种[31],在长期的资源竞争中,一些弱势群体被淘汰,未被淘汰的物种各自占据着所需生态位稳定共存.由此说明,生态位模型可以很好地拟合青藏高原高寒草甸植物群落物种多度分布,尤其是geo模型,但这并不说明其群落多度分布格局一定符合geo模型所代表的生态学过程,由于geo模型划分资源的方式以确定性模式为主,因此至少可以推测出高寒草甸群落物种多度分布主要受生态位分化作用的影响,这与其他研究结果一致[15,18].3.3 常见种和稀有种多度分布随海拔梯度的变化通过常见种和稀有种的多度分布模式来探讨植物群落物种多度分布的变化是研究植物群落物种多度分布格局的一种重要且有效的方法[32].常见种多度分布模式通常趋向于群落整体多度分布模式或与之持有较高的一致性,而稀有种因其独特的功能性状对于群落物种多样性的增加及生态系统功能的维持也有突出的贡献.王世雄等[33]通过研究黄土高原辽东栎群落稀有种和常见种对物种多样性的贡献发现,稀有种和常见种对物种多样性的贡献存在空间尺度差异性,并且这种差异不依赖于稀有种和常见种的相对比例.刘旻霞等[34]研究了甘南亚高寒草甸稀有种对物种多样性和物种多度分布格局的贡献,结果表明稀有种在甘南亚高寒草甸物种多样性中的相对贡献高于非稀有种.本研究发现,常见种的最优拟合模型为geo模型,其与全部物种多度分布的最优模型一致(表3,图5a,图5c),说明其多度分布模式是引起群落物种多度分布形成的主要原因,同时也说明常见种在生境中获取资源的方式可能以固定分配为主.这是因为作为常见种的矮嵩草、嵩草等植物,它们也是高寒草甸的优势种或亚优势种,这些物种具有较强的适应严酷环境的功能性状,生存能力较强,它们对群落类型的形成和物种丰富度的主导作用受自身比例及稀有种比例等因素的影响甚微[35].就稀有种来说,rane模型可以拟合所有海拔梯度上稀有种的多度分布;geo模型除了在海拔3250m和3500m处可以拟合外,其他海拔皆无法拟合(表3,图5b,图5d).其中,rane模型的拟合效果优于geo模型,说明稀有种的资源分配模式更倾向于随机分配.这可能是因为稀有种本身对各类因素的干扰更为敏感,竞争力无法与其他常见种或者优势物种相抗衡,在激烈的竞争过程中会逐渐减少甚至丧失,其生长状态缺乏稳定性,所以对于稀有种来说,其资源获取模式可能更偏向随机分配,这与相关研究[15][36][37]结果一致.由此表明,群落内物种分布不只遵循一种规律,利用不同模型拟合群落内常见种和稀有种多度分布效果可能会更好[8].4结论4.1甘南高寒草甸植物群落物种多样性随海拔的不同出现“中间膨胀”模式.4.2物种多度分布随海拔的不同出现了较为显著的变化,海拔3500m处群落多度拟合符合geo、bro、over、rane及norm 5种模型;其余4个海拔除norm 模型外,其他4种模型均可拟合;在5个海拔梯度上,geo模型的拟合效果最佳;生态位分化在高寒草甸植物群落的构建过程中起主导作用,利用生态位模型(尤其是geo模型)可以很好地拟合高寒草甸植物群落物种多度分布.4.3常见种多度分布的最优拟合模型为geo模型,与全部物种多度分布的最优拟合模型一致,稀有种多度分布的最优拟合模型为rane模型;常见种对不同海拔梯度群落物种多度分布的影响高于稀有种,其对群落生产力和稳定性的维持有不可替代的作用,但稀有种因其独特的功能性状也在一定程度上影响着群落结构,二者以各自不同的方式共同维系。
1 高寒草甸
1 高寒草甸：发育于高山（或高原）亚寒带、寒带，湿润度大于1.0，年降水量大于400mm 的寒冷湿润地区，由耐寒、多年生中生草本植物为优势种，或有中生高寒灌丛参与组成的草地类型。
2 热性草丛：发育于亚热带，热带，湿润度大于1.0，年降水量大于700mm的森林区，森林破坏后由次生热性多年生中生或旱中生草本植物为优势种，其间散生少量阳性乔、灌木，植被基本稳定的草地类型，其乔、灌木郁闭度之和小于0.1。
3 家畜单位：根据家畜对饲料的需求量将各种家畜折合成一种标准家畜，便于描述家畜--草地系统的生产能力。
4 大气窗口：太阳光透过大气层时透过率较高的光谱段称为大气窗口5 草地载畜量：用家畜单位表示，即某一地域范围内的草地，在某个利用时期内，能够最大限度地负载的家畜数量。
6 畜群结构：由畜群中各畜组的比例所反映的畜群组成状况7 草地生态系统服务：由自然草地生态系统的生境、物种、生物学状态、性质和生态过程所产生的物质和维持的良好生活环境对人类提供的直接福利。
8热带稀树草原：分布于热带、亚热带，其特点是在高大禾草的背景上常散生一些不高的乔木。
在具有较长期干旱季节的热带或亚热带地区，以旱生草本植物为优势，并星散分布着旱生乔木或灌木的植物群落。
9 草甸草原：温带半湿润、半干旱气候条件下，多年生禾草和中生杂类草占优势的植被类型。
10 植被分布水平地带性：？植物从南向北，依次是热带雨林，阔叶林，落叶林针叶林它就是根据环境的变化，而形成的不同的适应环境的种类。
11 草地资源：是一定的地域范围内的草地类型，面积和分布，以及由他们所产生的物质的蕴藏量，它是一项农业自然资源。
12 草地等级评价：？草地资源是既反映草地质量又有数量概念的草地。
以草地型为评价基本单元，对草地资源进行等级确定和统计，予以评价。
13 草地分类：在认识与明确草地类型的基础上，人们根据不同的利用目的，对体现草地的自然和经济特征不同的草地组成单元，以一定的原则，系统和标准进行类型区别的过程。
青藏高原东缘不同草地类型土壤酶活性研究
期受 高寒 气候条 件 影响所 形成 的高 原 地带 性 植 被类 型 ¨ 多 以寒 冷 潮 湿 多年 生 草 本植 物 群 落 为 主ｌ 】 ， ＿ 】 。因不 同 地形 部位 、 土壤 温 度 、 湿度 、 下水 、 地 土壤 性状 等 的综 合影 响 ， 高 寒 草甸 在 不 同地形 部 位形 成 了差 异较 大 的 灌丛 使 草甸 、 草草 甸 、 泽化 草甸 等植被 类 型 ， 嵩 沼 其生 产力 也表 现 出 明显 的差 别［ ，］ １１ 。高寒 草 甸 、 ４ ５ 高寒 灌 丛 、 沼泽 化 草 甸
１ Ｏ一 １ ５
草 业
学 报
第 ２ １卷
第 ４期
２１ ０ ２年 ８月
ＡＣＴＡ ＰＲＡＴ ＡＣＵ ＬＴＵ Ｒ ＡＥ Ｎ Ｉ ＳＩ ＣＡ
Ｖｏ ． １， ． １ ２ Ｎｏ ４
青 藏 高 原 东 缘 不 同草 地 类 型 土 壤 酶 活 性 研 究
索南 吉 ， 嫣 蓉 ， 炜 歆 ， 振 宽 ， 国祯 谈 朱 顾 杜
以及 山地 草 原是青 藏高 原东 缘分 布面 积最广 且最 为典 型 的生 态 系统类 型 。 目前 ， 对青 藏 高原 不 同生 态 系统 的 植
物 群落 结构 ＿ 土 壤理 化性质 以及土壤 微 生 物口 １ 、 方 面 的报 道 较 多 ， 是有 关 该 区域 土 壤酶 活 性 的研 究很 少 。 但
（ 州 大 学 干 旱 与 草 地 生态 教 育 部 重 点 实 验 室 ， 肃 兰 州 ７ ０ ０ ） 兰 甘 ３ ０ ０
摘 要 ： 青 藏 高 原 东缘 ４ 不 同类 型 草地 （ 寒 草 甸 、 寒 灌 丛 、 泽 化 草 甸 、 以 种 高 高 沼 山地 草 原 ） 研 究 对 象 ， 析 了不 同 类 为 分 型草地土壤理化性质 、 土壤 酶 活 性 的 变化 特 征 及其 相互 关 系 。结 果 表 明 ， 种 类 型草 地 土 壤 表 层 （ ～ １ ｍ） 酶 活 ４ Ｏ ５ｃ 的
高山草甸生态系统中土壤微生物群落分析研究
高山草甸生态系统中土壤微生物群落分析研究高山草甸是一种特殊的生态系统，它分布在高山地区的海拔较高的山丘和山脉中。
在这个环境中，土壤中的微生物群落起着至关重要的作用。
土壤微生物群落是指土壤中各种微生物的总体组成和数量，包括细菌、真菌、放线菌等。
这些微生物能够分解有机物质、促进土壤养分循环、提高植物生长和抵御病害等。
因此，研究高山草甸生态系统中的土壤微生物群落对于了解该生态系统的结构、功能和稳定性具有重要意义。
高山草甸生态系统的特点高山草甸生态系统面临着诸多的环境压力，例如低温、高海拔、暴风雪、防护覆盖层和氧气含量低等。
在这个环境中，植被生长缓慢，土壤干燥，造成土壤微生物群落比较单一，数量较少。
这些因素综合起来，对高山草甸的植被和生态服务功能产生了一定的影响。
土壤微生物群落多样性分析多样性是指微生物群落中的不同种类数和它们之间的比例。
多样性是衡量生态系统稳定性的重要指标。
高山草甸生态系统中的土壤微生物多样性分析显示，该生态系统中的微生物种类较少，但是可能存在一些微生物种类是该生态系统特有的。
这可能是由于高山草甸生态系统独特的环境因素所导致的。
土壤有机质分析高山草甸生态系统中有机质含量非常低，而且长期受到低温和干旱的影响。
这导致土壤微生物缺乏养分和能量来源，微生物基础数量相对较少。
土壤有机质是微生物生存和繁殖所需要的重要来源，因此，高山草甸生态系统中的土壤有机质供应对土壤微生物群落的分布、数量和功能具有重要影响。
土壤微生物群落生态功能分析高山草甸生态系统中的土壤微生物群落具有多种生态功能，包括有机物质分解和养分循环，植物生长促进和病害防治等。
在这个生态系统中，土壤微生物的数量和种类的变化会影响该生态系统的稳定性和生态服务功能。
结论和展望高山草甸生态系统中的土壤微生物群落与该生态系统的地理、气候和植被等因素密切相关。
因此，通过对高山草甸生态系统中的土壤微生物群落种类和数量等方面的深入研究，可以更好地了解该生态系统的结构和功能。
高寒草甸不同群落类型土壤碳分布与物种多样性_生物量关系
近地表层 0 ~ 10cm、10 ~ 20cm 和 20 ~ 40cm 的 含水量用土钻法取土并称鲜重，然后在 105℃的烘 箱内烘干至恒重并称重，计算出土壤含水量，本文 中土壤含水量是指土壤水重量与干土重量的百分 数。 2.2.2 微生物生物量碳 采用灭菌－提取法[22]。称 取 25.0g 新鲜土样置于 150ml 塑料瓶中，放入内盛 100ml 无醇 CHCI3 烧杯的真空干燥器内，抽真空使 CHCI3 沸 腾 5min，保 持 真 空 并 在 25℃ 黑 暗 下 灭 菌 24h，将盛 CHCI3的烧杯取出后反复抽真空直至除尽 样品中的 CHCI3为止。加入 100ml0.5molL-1的 K2SO4 于塑料瓶内，25℃恒温振荡 30 min 后过滤，滤液中 的碳用 TOC－5000A（日本 Shimadzu 公司生产）仪测 定，同时另取未灭菌的土壤按上述方法提取测定 碳。微生物生物量碳为两者之差除以转换系数 0.35。 2.3 计算方法
2010 年 10 月
王长庭等：高寒草甸不同群落类型土壤碳分布与物种多样性、生物量关系
2023
析土壤有机碳、微生物量碳的变化对研究土壤碳素 循环、土壤碳库平衡、土壤理化特性具有重要意义。
陆地生态系统的退化减少了植被生产力和土 壤有机质输入量，并加快了土壤有机质分解速率， 从而影响到高寒生态系统的碳循环。土地利用对 草地生态系统碳循环的影响主要在于土壤碳贮量 的影响，而影响草地土壤碳贮量、有机碳含量的主 要土地利用包括草地开垦和过度放牧。有研究表 明，放牧条件下，群落物种组成的改变不仅影响有 机碳输入的数量，也影响输入土壤的有机碳的质 量，从而影响有机碳在土壤中的蓄积[18-20]。为此，本 文分析了高寒草甸不同群落类型土壤有机碳和微 生物量碳的分布特征，旨在从土壤养分状况及其持 续供给能力方面，探讨土壤养分与物种多样性、生 物量之间的关系，为该地区的生物多样性保护和生 态功能的恢复实践提供理论指导。
西宁市郊家禽规模养殖情况调查
中图分类号：８ １６ ￥３ ．
文献标识码 ： Ｂ
文章编号 ：０ ３７ ５ （０ ０ ０ － ０ －１ １０ －９０ ２ １ ）５０ ６０ ０
：７ ７— ８ ３．
（Ｏ 王长庭 ， １］ 王启基 ， 龙瑞军 ， 高寒 草甸群 落植 物多样 等． 性和初级生产 力沿 海拔梯 度变 化 的研究 （ ］ 植物 生 态学 报 ， Ｊ．
２０ ２ （ ） ４－２５ ０４，８ ２ ：２０ ４ ．
［］ ８ 王启基 ， 周兴 民， 沈振西 ， 高寒藏嵩草沼泽化草 甸植 等． 物群落结构及其利用 ［ ． Ｍ］ 高寒 草甸 生态 系统 ，９５， ：９ — １９ ４ １
一
３ 建 议
３ １ 建立 稳定 禽类 养殖 的长 效 机制 在 认 真 落 实好 ． 国家 现有 养殖业 保险 、 补贴 等政策 的基 础上 ， 能够 结合 本地 实 际制定完 善促 进 禽 类养 殖 稳 定 、 持 续发 展 的 可 扶持政 策 ， 别 要 从 资 金 、 术 等 方 面 向规 模 养 殖 倾 特 技 斜， 大力扶 持规模 养 殖 ， 同时 要稳 定 禽 类 产 品 的价 格 ， 促进 禽类生 产持续 、 健康 、 良性 、 学 的发展 ， 科 逐渐建 立 稳定禽 类养 殖 的长效机 制 。 ３２ 加 强 良繁体 系建 设 增 强雏 禽 供 应 能力 实 施 良 ． 种工程 ， 强种禽 场建设 ， 加 鼓励 养殖 户建 立生 产种蛋 和 孵 化雏 禽 的养 殖模 式 ， 步形 成 完 善 的 禽类 繁 殖 孵 化 逐 体 系 ， 高优 良雏 禽 的供 应能力 ， 根本上 解决 雏禽 短 提 从 缺的局 面 。
植物功能群与生态系统功能的关系
《生态学研究进展》课程期末考试学院：专业：班级：学号：学生：指导教师：教授教师评语：2013 年 2 月 5 日简述植物功能群与生态系统功能的关系---（大学林学院，野生动植物保护与利用， 550025）摘要：植物功能群的提出有助于人类对生态系统功能的认识，在大尺度围将植物的生理生态特征与生态过程相联系，在解决植物对环境的响应和资源利用等方面具有更大的优势。
该文分别概述了植物功能群和生态系统功能的定义及功能群的分类标准，接着从植物功能群对生态系统功能的生产力和稳定性的影响两方面阐述了两者之间的关系。
关键词：植物功能群，生态系统功能，生产力，稳定性A summarize of the relationship between plant functional groups and ecological system functionZhang HaiboWildlife Conservation and Utilization, college of forestry , Guizhou University, Guiyang, Guizhou province 550025, ChinaAbstract ：The present of Plant functional groups has promoted human understanding the ecosystem function, linked the physiological and ecological characteristics of the plants and ecological processes in the range of large-scale, it has more advantages in solving plant responses to environmental and resource utilization. This paper outlines the definition of plant functional groups and ecosystem function and the classification criteria of functional groups, then described the relationship between the two from the influence plant functional groups has on the productivity and stability of ecosystem functions.Key words: Plant functional groups, Ecosystem function, productivity, stability 1前言全球气候和土地利用方式的不断变化成为影响不同尺度上生态系统的主要因素[1]。
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收稿日期：２００６－１１－０８基金项目：中国科学院“百人计划”项目，国家自然科学基金项目（３０３７１０２１）、（４０４７１１３３）和中国科学院野外台站基金项目资助作者简介：王长庭（１９６９－），男，青海湟源人，博士，畜牧师，主要从事植物生态、恢复生态学和反刍动物营养方面的研究。
＊通讯作者：Ｅ－ｍａｉｌ：ｗｃｔ＠ｎｗｉｐｂ．ａｃ．ｃｎｏｒｗｃｈｔ６＠ｈｏｔｍａｉｌ．ｃｏｍ高寒草甸不同类型草地土壤养分与物种多样性———生产力关系王长庭１，龙瑞军２，曹广民１，王启兰１，景增春１，施建军３（１．中国科学院西北高原生物研究所，青海西宁８１０００８；２．兰州大学，甘肃兰州７３００７０；３．青海省畜牧兽医科学院草原所，青海西宁８１０００３）摘要：研究了高寒草甸不同类型草地土壤养分与多样性—生产力之间的关系，即物种多样性对生产力的效应如何受到资源供给率等因素的影响。
结果表明：以莎草类为优势种的藏嵩草沼泽化草甸群落其总生物量（包括地上和地下生物量）最高（１３，１９６．９６±７１９．６９ｇｍ－２）、小嵩草草甸和金露梅灌丛群落为中等水平（２，８６９．５８±１４７．５２ｇｍ－２、２，６７２．９４±１２２．４９ｇｍ－２）、矮嵩草草甸群落为最低（２，１５３．０８±１４１．９５ｇｍ－２）。
在藏嵩草沼泽化草甸群落中，总生物量和物种丰富度呈显著负相关（Ｐ＜０．０５）；地上生物量与土壤有机质、土壤含水量和群落盖度显著正相关（Ｐ＜０．０５）；地下生物量和土壤含水量显著正相关（Ｐ＜０．０５）。
在矮嵩草草甸、小嵩草草甸、金露梅灌丛群落中，地上生物量与土壤有机质和土壤总氮显著正相关（Ｐ＜０．０５）。
以上结果说明生物量的分布与土壤营养和水分变化相一致。
在矮嵩草草甸、小嵩草草甸和金露梅灌丛中，多样性有随土壤养分的增加而增加的趋势；在藏嵩草沼泽化草甸中，则呈现负相关的关系。
关键词：高寒草甸；多样性；生产力；土壤养分中图分类号：Ｓ１５８．３；Ｓ８１２．２文献标识码：Ａ文章编号：０５６４－３９４５（２００８）０１－０００１－０８近年来，评价植物多样性对生态系统功能影响的实验研究越来越多［１，２］。
很多实验研究都集中在植物多样性（物种丰富度）怎样变化而影响生产力。
另外，也有许多实验报道土壤营养的很多方面对生产力的影响［３，４］及功能群多样性和组成对植物群落生产力的影响［５］。
物种多样性导致生产力升高的实验结果引起人们极大的关注，很大程度上是因为这些结果与自然界中观察到的现象是相反的：自然界中高产的生态系统往往物种多样性低［６］。
深入研究生物多样性动态、生态系统过程以及非生物因素的交互作用已经成为当前该领域面临的主要挑战［７］。
Ｍｕｌｄｅｒｅｔａｌ［８］认为，高的植物多样性（物种丰富度）通过增加群落生物量，从而总氮含量随之增加；实验样地中豆科植物的含量对地上部分Ｎ％有重要的影响，但对地上生物量的影响很小；植物多样性通过增加生物量和减少地上部分Ｎ％而影响根部氮的含量；在实验早期多样性高的群落，抽样效应对生物量和总氮含量有较大的影响。
但是随着时间的推移这种作用减弱，而多样性的其他正效应变得很重要。
由抽样效应［９，２，１０］引起的生物量随着多样性的增加而增加［１１－１３］的实验中，由于包括具有固氮作用的物种如豆科植物的可能性增加，豆科植物不仅通过固氮作用提供很多本身需要的氮，减低与其它物种的竞争，而且通过淋溶或分解作用为其它物种增加土壤中氮含量，因为增加多样性使生态位的互补性增加，生态位互补作用导致比较大的总氮量提供给植物群落。
在生物多样性和生态系统功能的研究中，自然状态下的草地生态系统越来越受到关注，特别是自然状态下植物群落物种的组成及其生物量的变化。
群落生态学试图解释当群落中能量和资源的供给贫乏时，物种丰富的群落怎样实现物种的共存？假如土壤营养限制植物的生长，那么某一植物群落土壤营养丰富是否会促进一个或几个植物种的生长，从而影响到植物群落的生产力？是否影响到群落物种丰富度（多样性的变化）？因此，怎样利用自然植被来恢复退化的生态系统，保护草地生物多样性，提高草地生态系统生产力，探讨高寒草甸不同草地类型其群落生产力—多样性的维持机制，了解植物群落生物量的变化如何受到土壤营养含量等因素的影响，从而更好地理解其结构和功能特征，需要我们进行大量的研究工作，为生物多样性的生态系统功能的理论研究提供实验证据。
为此，我们在高寒草甸不同草地类型调查了土壤营养与多样性—生产力之间的关系，得出了一些初步的研究结果。
１研究地区与研究方法１．１自然概况本研究于２００２、２００３、２００４年８月在中国科学院海北高寒草甸生态系统开放实验站进行。
地处３７°２９′￣３７°４５′Ｎ，１０１°１２′￣１０１°３３′Ｅ，海拔３２００￣３２５０ｍ。
年Ｖｏｌ．３９，Ｎｏ．１Ｆｅｂ．，２００８土壤通报ＣｈｉｎｅｓｅＪｏｕｒｎａｌｏｆＳｏｉｌＳｃｉｅｎｃｅ第３９卷第１期２００８年２月第３９卷土壤通报草地类型Ｍｅａｄｏｗｔｙｐｅｓ小嵩草草甸Ｋｏｂｒｅｓｉａｐｙｇｍａｃａｍｅａｄｏｗ矮嵩草草甸Ｋｏｂｒｅｓｉａｈｕｍｌｉｓｍｅａｄｏｗ藏嵩草草甸Ｋｏｂｒｅｓｉａｔｉｂｅｔｉｃａｓｗａｍｐｍｅａｄｏｗ金露梅灌丛Ｐｏｔｅｎｔｉｌｌａｆｒｏｔｉｃｏｓａｓｈｒｕｂ表１四种高寒草甸植物群落土壤含水量和土壤营养的变化（０￣３０ｃｍ）Ｔａｂｌｅ１Ｃｏｎｔｅｎｔｓｏｆｓｏｉｌｍｏｉｓｔｕｒｅａｎｄｎｕｔｒｉｅｎｔｓｉｎｆｏｕｒａｌｐｉｎｅｍｅａｄｏｗｐｌａｎｔｃｏｍｍｕｎｉｔｉｅｓ（Ｍｅａｎ±ＳＤ）．年份ｙｅａｒ２００２２００３２００４２００２２００３２００４２００２２００３２００４２００２２００３２００４水分Ｍｏｉｓｔｕｒｅ（％）３３．０９±０．０４ｂ３５．２４±０．０３ｂ３６．９７±０．０４ｂ３５．５７±０．１０ｂ３７．８２±０．０４ｂ３９．３３±０．０６ｂ７１．５７±０．０４ａ７２．８４±０．０５ａ７５．９１±０．０６ａ３９．３３±０．０４ｂ４１．６２±０．０６ｂ４２．１８±０．０８ｂ土壤有机质Ｓｏｉｌｏｒｇａｎｉｃｍａｔｔｅｒ（ｇｋｇ－１）１０７．５８±７．５２ｂ１１５．６２±９．９１ｂ１１８．０４±７．３３ｂ１００．３３±０．３８ｂ１０９．５２±０．２７ｂ１０４．１８±０．５６ｂ２４７．６６±１．２２ａ２５３．３６±１．１３ａ２４７．５５±１．２２ａ１０４．１７±０．５０ｂ９９．１１±０．６０ｂ１０３．０２±０．６７ｂ土壤全氮ＳｏｉｌｔｏｔａｌＮ（ｇｋｇ－１）５．２６±０．３１ｂ５．７９±０．６０ｂ５．２８±０．３０ｂ５．３１±０．２２ｂ５．５１±０．３８ｂ５．４４±０．２０ｂ１２．４４±０．５６ａ１２．７６±０．２７ａ１３．４２±０．３５ａ４．９２±０．３１ｂ５．１３±０．３０ｂ４．６５±０．６０ｂ土壤全磷ＳｏｉｌｔｏｔａｌＰ（ｇｋｇ－１）０．６１±０．１３ａ０．６２±０．０８ａ０．６０±０．０６ａ０．６９±０．１４ａ０．７１±０．０８ａ０．６３±０．１６ａ０．５８±０．０６ａ０．５６±０．０６ａ０．７１±０．０８ａ０．６２±０．０６ａ０．５９±０．０６ａ０．６２±０．１５ａＦｏｒｅａｃｈｃｏｍｍｕｎｉｔｙｓｉｔｅ，ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｌｅｔｔｅｒｓｉｎｄｉｃａｔｅａｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅｂｅｔｗｅｅｎｃｏｍｍｕｎｉｔｙｍｅａｎｓ（ｐ＜０．０５）平均气温－１．７℃，１月平均气温－１４．８℃，７月平均气温９．８℃。
年平均降水量６００ｍｍ，主要降水量集中在夏半年，约占年降水量的８０％，蒸发量１１６０．３ｍｍ。
主要植被类型有高寒草甸、高寒灌丛和沼泽化草甸。
土壤为高山草甸土、高山灌丛草甸土和沼泽土。
１．２研究方法１．２．１群落调查与取样方法试验样地选择在植被较为均匀的小嵩草草甸（Ｋｏｂｒｅｓｉａｐｙｇｍａｃａｍｅａｄｏｗ）、矮嵩草草甸（Ｋｏｂｒｅｓｉａｈｕｍｌｉｓｍｅａｄｏｗ）、藏嵩草沼泽化草甸（Ｋｏｂｒｅｓｉａｔｉｂｅｔｉｃａｏｆｓｗａｍｐｍｅａｄｏｗ）和金露梅灌丛（Ｐｏ－ｔｅｎｔｉｌｌａｆｒｏｔｉｃｏｓａｓｈｒｕｂ），面积分别为５０ｍ×５０ｍ。
用对角线法设置１０个５０ｃｍ×５０ｃｍ的观测样方，草本植物齐地面刈割，烘干称取生物量，灌木只采新萌发生长的枝叶。
在植物生物量高峰期（８月底）测定植物群落的种类组成及其特征值（盖度、高度、频度）。
在测定过地上生物量的同时，采用２５ｃｍ×２５ｃｍ的样方，分层（０～１０ｃｍ、１０～２０ｃｍ、２０～３０ｃｍ）测定地下生物量，５次重复．用细筛（１ｍｍ）筛去土，再用细纱布包好不同层的根系清水洗净，并捡去石块和其它杂物，在８０℃的烘箱内烘干至恒重并称重。
同时采集０～３０ｃｍ土壤样品，５次重复，风干后测定土壤基本成分。
测试项目为土壤样品的全磷（钼锑抗比色法）、速效磷（碳酸氢钠浸提－钼锑抗比色法）、全Ｎ和速效Ｎ（凯氏法和康维皿法）、及有机质含量（丘林法），植物样全Ｎ（凯氏法）（由中国科学院兰州分院分析测试中心生物化学分析测试部测试）。
近地表层０￣１０ｃｍ、０￣２０ｃｍ和０￣３０ｃｍ的含水量用土钻法取土并称鲜重，然后在１０５℃的烘箱内烘干至恒重，并称重，计算出土壤含水量，本文中土壤含水量是指土壤水重量与干土重量的百分数。
１．２．２数据分析运用单因子方差分析评价不同类型草地植物群落在土壤营养、土壤水分、群落盖度和总生物量上的差异性；地下生物量（０～１０ｃｍ、１０～２０ｃｍ、２０～３０ｃｍ）的数据运用单因子方差分析；不同类型草地群落间物种丰富度、多样性指数的差异用非参数检验Ｋｒｕｓｋａｌ－Ｗａｌｌｉｓ进行分析。
１．２．３植物多样性的测定多样性指数、均匀度指数的计算［１４］丰富度指数Ｒ＝Ｓ群落多样性指数的计算采用１）Ｓｈａｎｎｏｎ－Ｗｉｅｎｅｒ指数：Ｈ＇＝－Ｓｉ＝１!ＰｉＬｎＰｉ２）Ｓｉｍｐｓｏｎ指数Ｄ＝１－ｓｉ＝１!Ｐｉ２均匀度指数的计算采用Ｐｉｅｌｏｕ指数：Ｊ＝（－ｓｉ＝１!ＰｉＬｎＰｉ）／ＬｎＳ式中Ｐｉ为种ｉ的相对重要值（相对高度＋相对盖度＋相对频度）／３，Ｓ为种ｉ所在样方的物种总数。