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青藏高原高寒草甸生态系统退化机制研究取得进展

时间:2020-09-18  来源:科技外事处  浏览次数:   作者:蒋小金 Zakari S     打印  字体: 关闭

  青藏高原被称为“亚洲水塔”,在气候稳定、水源供应、生物多样性保护等多方面具有重要的生态安全屏障作用。受全球气温升高的影响,青藏高原的冰川退化、冻土消融、活动层厚度等发生着急剧变化,进而对区域气候、水文循环、湖泊面积、地表形变和生态过程产生了显著影响。广泛分布于青藏高原东部及其周围山地的高寒草甸是该区域独特的植被类型。草甸在生物多样性保护、水土保持、区域气候调节和生态系统平衡方面发挥着极其重要的作用。近年来,受人类工程、过度放牧和啮齿动物的影响,高寒草甸退化不断加剧,这一趋势随着气候变暖而更加严重。研究表明,草甸退化过程受诸多因素影响,如土壤侵蚀和水土流失可使草甸失去生存基础,有蹄类动物踩踏破坏草毡层,热胀冷缩驱使活动层发生位移,其影响程度随着秃斑的出现而变的更加复杂。 

  为此,版纳植物园生态水文研究组蒋小金副研究员和相关组员、以及中科院西北生态环境资源研究院(筹)和兰州大学组成的研究团队,在北麓河对青藏高原高寒草甸退化机制开展了相关研究,测定了草甸斑块和秃斑之间的水分侧流行为对高寒草甸退化的影响。研究发现:(1)草毡层和超过一半的根系是导致两种斑块土壤性质差异的根本原因;在草甸斑块中,草毡层减弱了雨水对土壤和草甸的侵蚀,根系的固结作用降低了土壤颗粒的流失;(2)秃斑土壤有机质低、没有根系、易发生水土流失,表面被雨水不断侵蚀后形成凹层,因此这种交替出现的地表侵蚀界面中的土壤和草甸最容易侵蚀和剥离;(3)土壤入渗能力在秃斑中显著高于草甸斑块,雨水先从秃斑垂直入渗进入活动层,再绕开草甸根系层后侧向进入草甸层的下层土壤,导致了根系层和下层土壤含水量不同;这种水分侧流行为会扰乱不同土壤层的冻融过程,如其携带的水分可作为润滑剂加速不同土壤层的位移过程;(4)在大尺度上,高寒草甸由于秃斑的出现而使入渗能力和水土流失表现较大的空间变异,秃斑会不断扩增、蚕食草甸斑块。因此,草甸斑块和秃斑之间的水分侧流行为加剧了高寒草甸的退化过程,有必要采用覆盖和添加物来阻碍秃斑的不断扩增。该研究结果为青藏高原高寒草甸生态系统的维持和环境保护提供了参考。 

  相关结果以Lateral flow between bald and vegetation patches induce the degradation of alpine meadow in Qinghai-Tibetan Plateau为题,发表在期刊Science of the Total Environment上。 

青藏高原高寒草甸退化生态系统中的秃斑分布

青藏高原高寒草甸不断退化的潜在过程

 

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