植物生态学报 ›› 2007, Vol. 31 ›› Issue (6): 1073-1078.DOI: 10.17521/cjpe.2007.0135 cstr: 32100.14.cjpe.2007.0135
所属专题: 青藏高原植物生态学:植物-土壤-微生物
收稿日期:2005-11-04
接受日期:2006-10-30
出版日期:2007-11-04
发布日期:2007-11-30
作者简介:* E-mail: wangqj0906@yahoo.com.cn基金资助:
WANG Wen-Ying1,3, WANG Qi-Ji2,*(
), WANG Gang3, JING Zeng-Chun2
Received:2005-11-04
Accepted:2006-10-30
Online:2007-11-04
Published:2007-11-30
摘要:
以青海省达日县高寒草甸原生高寒嵩草(Kobresia)草甸封育系统为对照,研究了土地退化对植被生产力的影响,检验了不同人工重建措施(两个人工种植处理:混播(HB)、翻耕单播(DBF)和1个退化草地封育自然恢复处理(NR)及1个退化草地自然状态(SDL))对植被生产力的相对影响程度。结果表明,原生植被封育处理(YF)地上总生物量为265.1 g·m-2,混播(HB)和翻耕单播(DBF)处理中地上总生物量分别为原生植被封育处理的116%和68%。退化草地封育自然恢复处理(NR)和重度退化自然状态下地上总生物量分别为原生植被封育的76%和53%。YF处理根系生物量远大于其它处理。原生植被封育系统中植被地上部分碳储量为 110.14 g·m-2,地下根系(0~30 cm)碳储量为2 957 g·m-2,植被总碳储量为 3 067.14 g·m-2;重度退化草地系统中植被地上部分碳储量为 57.07 g·m-2,地下根系(0~30 cm)碳储量为 357 g·m-2,植被总碳储量为 414.07 g·m-2。由此可见,高寒草甸严重退化后,通过植物组织流失的碳达到2 653.35 g·m-2,即86.5%的碳损失;原生植被封育系统植被总氮储量为 56.85 g·m-2,而重度退化草地植被总氮储量为 18.02 g·m-2,高寒草甸严重退化使植物组织68.30%氮损失。与重度退化地相比,由于恢复重建措施增加了植物的生物量输入和群落组成,除翻耕单播处理外,其它恢复重建措施均能恢复系统植被的碳氮储量。这些恢复重建措施将会逐步改善土壤的物理和化学特性,最终使这些生态系统逐步由碳源向碳汇方向的转变成为可能。
王文颖, 王启基, 王刚, 景增春. 高寒草甸土地退化及其恢复重建对植被碳、氮含量的影响. 植物生态学报, 2007, 31(6): 1073-1078. DOI: 10.17521/cjpe.2007.0135
WANG Wen-Ying, WANG Qi-Ji, WANG Gang, JING Zeng-Chun. EFFECTS OF LAND DEGRADATION AND REHABILITATION ON VEGETATION CARBON AND NITROGEN CONTENT OF ALPINE MEADOW IN CHINA. Chinese Journal of Plant Ecology, 2007, 31(6): 1073-1078. DOI: 10.17521/cjpe.2007.0135
| 禾草 Grasses | 杂草 Forbs | 莎草 Sedges | 总地上生物量 Total aboveground biomass | |||||||||||||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| YF | 109.7 (5.6)b | 65.6 (17.5)c | 89.7 (18.8)a | 265.1 (27.1)ab | ||||||||||||||||||||
| HB | 295.2 (39.4)a | 11.9 ( 2.3)d | 0.0 (0.0)b | 307.1 (39.0)a | ||||||||||||||||||||
| DBF | 170.1 (24.8)b | 9.7 ( 2.9)d | 0.0 (0.0)b | 179.9 (22.0)c | ||||||||||||||||||||
| NR | 1.2 (0.8)c | 198.8 (14.7)a | 0.4 (0.4)b | 200.4 (14.5)bc | ||||||||||||||||||||
| SDL | 0.0 (0.0)c | 139.9 (22.9)b | 0.0 (0.0)b | 139.9 (22.9)c | ||||||||||||||||||||
表1 不同处理禾草、杂草和莎草地上平均生物量(±标准误)
Table 1 Mean biomass (±SE) of grasses, forbs and sedges in different treatments (g·m-2)
| 禾草 Grasses | 杂草 Forbs | 莎草 Sedges | 总地上生物量 Total aboveground biomass | |||||||||||||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| YF | 109.7 (5.6)b | 65.6 (17.5)c | 89.7 (18.8)a | 265.1 (27.1)ab | ||||||||||||||||||||
| HB | 295.2 (39.4)a | 11.9 ( 2.3)d | 0.0 (0.0)b | 307.1 (39.0)a | ||||||||||||||||||||
| DBF | 170.1 (24.8)b | 9.7 ( 2.9)d | 0.0 (0.0)b | 179.9 (22.0)c | ||||||||||||||||||||
| NR | 1.2 (0.8)c | 198.8 (14.7)a | 0.4 (0.4)b | 200.4 (14.5)bc | ||||||||||||||||||||
| SDL | 0.0 (0.0)c | 139.9 (22.9)b | 0.0 (0.0)b | 139.9 (22.9)c | ||||||||||||||||||||
| 总根系生物量 Total root bio- mass (g·m-2) | 各层根生物量占总生物量的比例 Root biomass percentage of each layer to total root biomass (%) | |||
|---|---|---|---|---|
| 0~30 cm | 0~10 cm | 10~20 cm | 20~30 cm | |
| YF | 6 982 (451)a | 75 (1)c | 21 (2)a | 4 (1)ab |
| HB | 1 323 (157)b | 74 (4)c | 20 (4)a | 6 (0)a |
| DBF | 1 169 (237)b | 82 (5)bc | 13 (2)ab | 5 (4)ab |
| NR | 1 412 (596)b | 93 (1)a | 6 (1)b | 1 (0)b |
| SDL | 916 (47)b | 92 (1)a | 7 (1)b | 1 (0)b |
表2 不同处理区地下根系生物量(±标准误) 及各层根系生物量占总地下根系生物量的比例
Table 2 Mean belowground root biomass (±SE) and the proportion of belowground biomass in each layer to total belowground biomass in different treatments
| 总根系生物量 Total root bio- mass (g·m-2) | 各层根生物量占总生物量的比例 Root biomass percentage of each layer to total root biomass (%) | |||
|---|---|---|---|---|
| 0~30 cm | 0~10 cm | 10~20 cm | 20~30 cm | |
| YF | 6 982 (451)a | 75 (1)c | 21 (2)a | 4 (1)ab |
| HB | 1 323 (157)b | 74 (4)c | 20 (4)a | 6 (0)a |
| DBF | 1 169 (237)b | 82 (5)bc | 13 (2)ab | 5 (4)ab |
| NR | 1 412 (596)b | 93 (1)a | 6 (1)b | 1 (0)b |
| SDL | 916 (47)b | 92 (1)a | 7 (1)b | 1 (0)b |
| 禾草类 Grasses | 杂类草 Forbs | 莎类草 Sedges | |||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| C (%) | N (%) | C/N | C (%) | N (%) | C/N | C (%) | N (%) | C/N | |
| YF | 40.48 | 1.27 | 31.92 | 43.93 | 1.53 | 28.75 | 41.15 | 1.22 | 33.75 |
| HB | 40.55 | 1.02 | 39.91 | 41.13 | 1.39 | 29.44 | - | - | - |
| DBF | 41.47 | 1.09 | 38.05 | 40.83 | 1.23 | 33.33 | - | - | - |
| NR | 35.48 | 1.36 | 26.09 | 36.64 | 1.41 | 25.94 | 40.25 | 1.18 | 34.11 |
| SDL | 38.69 | 1.49 | 25.93 | 40.79 | 1.59 | 25.53 | - | - | - |
| 平均Average | 39.33 | 1.25 | 32.28 | 40.66 | 1.43 | 28.60 | 40.86 | 1.20 | 33.92 |
表3 不同处理禾草类、杂类草和莎草类地上部分碳氮浓度(%) 及碳氮比
Table 3 Concentrations of C and N and C/N ratio of grasses, forbs and sedges of aboveground vegetation under different treatments
| 禾草类 Grasses | 杂类草 Forbs | 莎类草 Sedges | |||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| C (%) | N (%) | C/N | C (%) | N (%) | C/N | C (%) | N (%) | C/N | |
| YF | 40.48 | 1.27 | 31.92 | 43.93 | 1.53 | 28.75 | 41.15 | 1.22 | 33.75 |
| HB | 40.55 | 1.02 | 39.91 | 41.13 | 1.39 | 29.44 | - | - | - |
| DBF | 41.47 | 1.09 | 38.05 | 40.83 | 1.23 | 33.33 | - | - | - |
| NR | 35.48 | 1.36 | 26.09 | 36.64 | 1.41 | 25.94 | 40.25 | 1.18 | 34.11 |
| SDL | 38.69 | 1.49 | 25.93 | 40.79 | 1.59 | 25.53 | - | - | - |
| 平均Average | 39.33 | 1.25 | 32.28 | 40.66 | 1.43 | 28.60 | 40.86 | 1.20 | 33.92 |
| 处理 Treatments | 碳浓度 C concentration (%) | 氮浓度 N concentration (%) | 碳氮比 C/N ratio | 单位面积碳储量 C content per unit area (g·m-2) | 单位面积氮储量 N content per unit area (g·m-2) |
|---|---|---|---|---|---|
| YF | 42.51 (1.27)a | 0.764 (0.041)d | 56.02 (3.88)a | 2 957 (115)a | 53.36 (4.74)a |
| HB | 34.90 (1.17)bc | 1.298 (0.045)c | 26.90 (0.48)b | 458 (41)b | 17.08 (1.73)b |
| DBF | 30.19 (1.15)c | 1.244 (0.110)c | 24.49 (1.31)b | 358 (84)b | 15.06 (4.11)b |
| NR | 36.71 (1.49)b | 1.529 (0.048)b | 24.05 (1.30)b | 520 (227)b | 22.15 (9.98)b |
| SDL | 38.80 (2.27)ab | 1.721 (0.069)a | 22.51 (0.56)b | 357 (34)b | 15.78 (1.11)b |
表4 不同处理0~30 cm层根系碳、氮浓度和碳、氮比及单位面积碳氮储量
Table 4 Concentrations of C and N, C/N ratio and C, N reserves per unit area in 0-30 cm depths under different treatments (g·m-2)
| 处理 Treatments | 碳浓度 C concentration (%) | 氮浓度 N concentration (%) | 碳氮比 C/N ratio | 单位面积碳储量 C content per unit area (g·m-2) | 单位面积氮储量 N content per unit area (g·m-2) |
|---|---|---|---|---|---|
| YF | 42.51 (1.27)a | 0.764 (0.041)d | 56.02 (3.88)a | 2 957 (115)a | 53.36 (4.74)a |
| HB | 34.90 (1.17)bc | 1.298 (0.045)c | 26.90 (0.48)b | 458 (41)b | 17.08 (1.73)b |
| DBF | 30.19 (1.15)c | 1.244 (0.110)c | 24.49 (1.31)b | 358 (84)b | 15.06 (4.11)b |
| NR | 36.71 (1.49)b | 1.529 (0.048)b | 24.05 (1.30)b | 520 (227)b | 22.15 (9.98)b |
| SDL | 38.80 (2.27)ab | 1.721 (0.069)a | 22.51 (0.56)b | 357 (34)b | 15.78 (1.11)b |
| [1] | Baer SG (2001). Changes in Ecosystem Function and Effects of Environmental Complexity on Floristic Diversity During Tallgrass Prairie Restoration. PhD dissertation, Kansas State University. ProQuest Information and Learning (UMI), Ann Arbor, MI. |
| [2] | Cao GM (曹广民), Zhang JX (张金霞) (2001). Soil nutrition and substance cycles of Kobersia meadow.In: Zhou XM 周兴民ed. Chinese Kobersia Meadow (中国嵩草草甸). Science Press, Beijing,188-216. (in Chinese) |
| [3] | Cheng GD (程国栋), Li PJ (李培基), Zhang XS (张祥松) (1997). Assessment About Effects of Climatic Change on Accumulated Snow, Glacier and Frozen Soil (冰川与冻土). Gansu Culture Press, Lanzhou,22-56. (in Chinese) |
| [4] | Lal R, Fausey NR, Eckert DJ (1995). Land use and soil management effects on emissions of radiatively active gases from two soils in Ohio. In: Lal R, Kimble J, Levine E, Stewart BAeds. Soil Management and Greenhouse Effect. CRC Press, Boca Raton, FL,41-59. |
| [5] | Li WH (李文华), Zhou XM (周兴民) (1998). Ecosystems of Tibetan Plateau and Approach for Their Sustainable Management (青藏高原生态系统及优化利用模式). Guangdong Science & Technology Press, Guangzhou,203-228. (in Chinese) |
| [6] | Shi HL (史惠兰), Wang QJ (王启基), Jing ZC (景增春), Wang CT (王长庭), Wang J (王杰), Wang LY (王柳英) (2005). The structure, biodiversity and stability of artificial grassland plant communities in the source regions of the Yangze and Yellow River. Acta Prataculturae Sinica (草业学报), 14(3),23-30. (in Chinese with English abstract) |
| [7] | Sun HL (孙鸿烈) (1996). Formation, Evolution and Development of Qinghai-Xizang (Tibetan) Plateau (青藏高原形成、演化与发展). Shanghai Science & Technology Press, Shanghai, 168-192. (in Chinese) |
| [8] |
Wang GX, Qian J, Cheng GD, Lai YM (2002). Soil organic carbon pool of grassland soils on the Qinghai-Tibetan plateau and its global implication. The Science of the Total Environment, 291,207-217.
DOI URL PMID |
| [1] | 李燚, 黄欢, 赵艳超, 陈立同. 养分添加对不同海拔高寒草甸群落多样性及组成的影响[J]. 植物生态学报, 2026, 50(预发表): 0-. |
| [2] | 郑子仪, 陈江慧, 刘慧颖. 气候变暖提高青藏高原高寒草甸优势物种的根系分泌速率[J]. 植物生态学报, 2025, 49(9): 1363-1373. |
| [3] | 张法伟, 李红琴, 祝景彬, 樊博, 周华坤, 李英年, 梁乃申. 氮添加和降水改变对高寒草甸生态系统地上与地下碳储的影响[J]. 植物生态学报, 2025, 49(9): 1399-1409. |
| [4] | 刘洋, 刘傲, 宋璇紫, 杨云, 安柏衡, 韩梦姣, 班玛才格尔, 米玛旺堆. 高原鼠兔干扰对高寒草甸主要植物生态位及种间联结的影响[J]. 植物生态学报, 2025, 49(12): 2054-2068. |
| [5] | 徐嘉昕, 肖元明, 王小赟, 王雯莹, 马玉花, 李强峰, 周国英. 微生物菌肥与氮磷肥回补对退化高寒草甸土壤理化性质和酶活性的影响[J]. 植物生态学报, 2025, 49(1): 159-172. |
| [6] | 王雯莹, 肖元明, 王小赟, 徐嘉昕, 马玉花, 李强峰, 周国英. 多功能群物种配置模式下退化高寒草甸植物多样性与生态系统多功能性的关联[J]. 植物生态学报, 2025, 49(1): 103-117. |
| [7] | 张辉, 赵赟鹏, 刘晓琛, 郭增鹏, 胡国瑞, 冯彦皓, 马妙君. 高寒草甸退化过程中土壤种子库的变化及其在植物群落更新中的潜在作用[J]. 植物生态学报, 2025, 49(1): 74-82. |
| [8] | 马东峰, 贾存智, 王学朋, 赵鹏鹏, 胡小文. 甘南高寒退化草甸多物种组配的修复效果评估[J]. 植物生态学报, 2025, 49(1): 93-102. |
| [9] | 刘位会, 宋小艳, 才仁多杰, 丁路明, 王长庭. 退化程度对高寒草甸不同优势植物根系形态性状和生物量的影响[J]. 植物生态学报, 2024, 48(12): 1666-1682. |
| [10] | 李红琴, 张法伟, 仪律北. 高寒草甸表层土壤和优势植物叶片的化学计量特征对降水改变和氮添加的响应[J]. 植物生态学报, 2023, 47(7): 922-931. |
| [11] | 吕自立, 刘彬, 常凤, 马紫荆, 曹秋梅. 巴音布鲁克高寒草甸植物功能多样性与生态系统多功能性关系沿海拔梯度的变化[J]. 植物生态学报, 2023, 47(6): 822-832. |
| [12] | 李伟, 张荣. 亚高寒草甸群落结构决定群落生产力实例验证[J]. 植物生态学报, 2023, 47(5): 713-723. |
| [13] | 刘艳方, 王文颖, 索南吉, 周华坤, 毛旭锋, 王世雄, 陈哲. 青海海北植物群落类型与土壤线虫群落相互关系[J]. 植物生态学报, 2022, 46(1): 27-39. |
| [14] | 李捷, 陈莹莹, 乔福云, 郅堤港, 郭正刚. 高原鼠兔干扰对高寒草甸β多样性的影响[J]. 植物生态学报, 2021, 45(5): 476-486. |
| [15] | 董利军, 李金花, 陈珊, 张瑞, 孙建, 马妙君. 若尔盖湿地高寒草甸退化过程中土壤有机碳含量变化及成因分析[J]. 植物生态学报, 2021, 45(5): 507-515. |
| 阅读次数 | ||||||
|
全文 |
|
|||||
|
摘要 |
|
|||||
Copyright © 2026 版权所有 《植物生态学报》编辑部
地址: 北京香山南辛村20号, 邮编: 100093
Tel.: 010-62836134, 62836138; Fax: 010-82599431; E-mail: apes@ibcas.ac.cn, cjpe@ibcas.ac.cn
备案号: 京ICP备16067583号-19