研究探索疏勒河上游地区植被多样性

植被是陆地生态系统的重要组成成分，具有调节气候、维持与更新土壤肥力、保护与提高生物多样性等的生态服务功能。物种多样性和生产力作为植被两大基本特征，其与环境因子的关系是生态学研究的热点问题和重要内容之一。作为我国乃至全球重要冰冻圈区域的青藏高原被公认为气候变化的敏感区和生态脆弱带，是研究陆地生态系统对气候变化响应机制的理想场所。疏勒河流域地处青藏高原东北缘祁连山中西段，是我国河西走廊内陆干旱区三大内陆河流域之一，主要水源补给依赖于冰雪融水；其上游地带广泛分布典型极大陆性冰川，同时也发育大面积多年冻土。该流域可被认为是河西农牧民群众的“生命线”之一，其上游也谓之“天然水塔区”。物种多样性与生物量及其环境因子的关系是生态学和环境科学领域的热点问题，而多年冻土退化的生态效应是冰冻圈科学研究的重要内容之一。中国科学院寒区旱区环境与工程研究所冰冻圈科学国家重点实验室科研人员以疏勒河上游地区21处试验样地的9种类型植被为对象，分析物种多样性和群落盖度、生物量及其同海拔梯度、土壤理化性质和多年冻土区活动层厚度的关系，为该地区植被资源的合理利用和保护提供了基础资料。研究结果表明，物种多样性与群落盖度、生物量存在显著的“单驼峰型”关系，同海拔梯度关系满足“中度膨胀”理论。另外，0-40cm深度土壤中有机质和全氮含量高，速效养分含量适中，而pH值、全钾和全磷低，则使植被群落盖度升高、生物量增加，物种多样性表现出先增加后减少的趋势，而具有高饲用价值的莎草科类植物增多，杂草类植物减少。定量分析表明，多年冻土退化，活动层厚度增加，土壤pH值升高，有机质、全氮、速效磷和速效氮含量明显降低，全钾和速效钾含量增加至一定程度后减少，从而导致植物组成由湿生型逐渐向中旱生乃至旱生型转变，植被类型由高寒沼泽草甸演替为高寒草甸、黑土滩及高寒草原，最终成为沙化草地，群落盖度不断降低、生物量不断减少。功能群类型中高饲用价值的莎草科类植物不断减少，而禾本科、豆科及杂草类植物先增加后减少，致使物种多样性同样表现出先增加后减少的变化趋势。本研究项目受到国家重点基础研究发展计划(973 计划)项目(2007CB411502; 2009CB421102)、中国科学院知识创新工程重要方向项目(KZCX2??YWQN310)、国家自然科学基金(40901040)、冰冻圈科学国家重点实验室自主课题(SKLCS09-06)和开放基金(SKLCS08-03)共同资助。研究成果发表于《草业学报》。