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科考发现
揭示青藏高原不同退化演替状态金露梅灌丛草甸水源涵养功能分异特征及调控机理
2020-05-19 10:58:36 来源:中科院西高所 作者: 【 】 浏览:256次 评论:0

  高寒草地是青藏高原“中华水塔”功能发挥的主体基质。近年来,受气候变化和人类活动双重影响,高寒草地正在发生大面积退化,呈现出“多途径、多稳态、重危害”的退化演替格局。草地退化引起高寒生态系统水源涵养构件属性和生态水文过程发生重大改变,对生态系统水源涵养功能造成极大影响,然而这一科学问题没有得到足够重视,高寒草地水源涵养功能评估及影响因素解析存在较大不确定性。尽管以往有关高寒草甸退化演替过程对关键生态水文过程的影响已有报道,但关于高寒灌丛草甸不同退化演替状态下水源涵养功能分异特征及与其调控机制仍尚不清楚。

  本研究选择四种退化演替状态高寒金露梅灌丛草甸(即原生灌丛、轻度退化、中度退化和重度退化)生态系统为研究对象,基于四种退化演替阶段土壤持水特征和土壤性质测试分析,解析金露梅灌丛水源涵养功能分异阈值及主要影响因素对人类活动的响应特征。结果表明:随着退化程度增加,金露梅灌丛草地生态系统地上和地下生物量逐渐减小,土壤质地趋于砂质化,表层土层紧实度和容重均降低;但土壤孔隙度显著增加;草地退化也明显改变了土壤养分特征,土壤有效氮含量在重度退化显著减小,但有机质含量在重度退化显著增加;土壤持水能力表现为先减少再增加趋势,最大值发生在重度退化阶段,这可能是由于土壤有机质在重度退化显著增加原因;土壤持水能力主要受有机质调控,而土壤质地对土壤持水能力微弱,从而解释了重度退化持水能力最强原因。

  相关研究结果于2020年5月以The variation in soil water retention of alpine shrub meadow under different degrees of degradation on northeastern Qinghai-Tibetan Plateau为题发表在生态学主流期刊Plant and Soil。该研究得到国家自然科学基金委重点基金资助(41730752)。博士研究生戴黎聪为论文第一作者,郭小伟高级工程师和杜岩功研究员为通讯作者。

  论文链接:https://doi.org/10.1007/s11104-020-04522-3

图1 不同演替状态高寒灌丛草甸土壤持水能力变异特征

图2 高寒灌丛草甸土壤持水能力与土壤理化性质相关关系解析


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