气温协同活动层土壤温度增加对高寒生态系统的短期影响与作用机制（2013年度）

作者：贡嘎山站  更新时间：2014-03-19

 

通过增温处理，高寒草甸活动层地温设置的两种变化情景为：T1，5cm深度增温1.5℃，20cm深度增温0.5℃；T2，5cm深度增温3.5℃，20cm深度增温1.5℃。对应土壤水分变化分别为：T1，5cm深度减少10.5%，20cm深度减少7%；T2，5cm深度减少13.8%，20cm深度减少5.8%。对于高寒沼泽则不同，如图18B，土壤水分在20cm深度存在时间上的差异性，T2情景下6月份以前水分含量大于T1，在7月份后，又小于T2。

群落结构、物种多样性与生物量变化：冻土活动层加厚降低了高寒草甸物种多样性，改变其群落结构，终致使该群落不稳定而退化，根系层地温增加显著降低了总物种、禾类草的丰富度和多样性指数，杂草的丰富度和多样性均不受影响。如图2所示，我们的5年增温实验结果显示出与其他高纬度的高寒和苔原地带相似的结果，即物种多样性随着温度的增加而降低。但是不同的是，青藏高原高寒草甸多样性降低主要是由于禾类草多样性的降低引起。

 活动层温度增加对高寒沼泽草甸总物种、禾草类以及杂草的丰富度、多样性（香浓-威纳指数）的影响（2006-2010年）

在群落覆盖度方面，如图所示，在短期地温升高的情况下，群落总覆盖度是趋于增加的，但是在较低增温情况下，优势物种的覆盖度趋于降低而伴生物种覆盖度增加，植被群落趋于退化。在温度继续增加的情况下，由于短期内剧烈增温导致土壤快速融化和凝结水量增加导致20cm以上土壤水分显著增加，因此，喜湿环境的藏嵩草覆盖度增加、伴生种青藏苔草覆盖度降低。但是，这种水分增加实际上是深部水分迁移获得，是一种水分的消耗，长期下去，必将导致土壤水分亏损而难以为继。可见，伴随温度升高，沼泽草甸优势物种藏嵩草可能在短期内是胜利者，因为其在增温下能利用土壤下层的资源，进而导致高寒植被更加趋同，群落结构单一。长期为之，由于地下资源的耗竭和群落结构的不稳定，高寒植被严重退化。

活动层增温短期内增加群落生物量。活动层地温升高在短期内将增加群落地上生物量、地下深部生物量和植被高度。活动层温度升高增加了地上以及地下5-20cm处地下生物量，对表层0-5cm地下生物量没有影响。同时，增温导致增加的植被高度和凋落物量，这些结果综合一起预示着群落生物量在未来增温情景下的增加。

   

活动层温度增加对高寒沼泽草甸物种盖度和无性繁殖枝密度的影响

成果发表在Journal of Plant Growth Regulation，2013刊物上以及《生态学杂志》。