三江源区高寒草地生态研究进展_魏卫东

ENVIRONMENTALSCIENCEANDMANAGEMENTVol.36No.8Aug．2011

文章编号：1674－6139（2011）08－0122－04

三江源区高寒草地生态研究进展

魏卫东，李希来

（青海大学农牧学院，青海西宁810016）

摘要：综述了三江源区高寒草地在种群生态、群落结构与特征、群落演替、高寒草地土壤及微生物、高寒草地

分布与分类、高寒草地生态与气候背景等生态领域的研究现状，分析了目前三江源区高寒草地生态研究的局限

展望了三江源区高寒草地生态研究的发展趋势。性，

关键词：三江源；高寒草地；生态；研究进展中图分类号：X173文献标识码：B

AdvancesinResearchesonAlpineGrasslandEcosystem

intheThreeRiverHeadWatersRegion

WeiWeidong，LiXilai

（CollegeofAgricultureandAnimalHusbandry，QinghaiUniversity，Xining810016，China）

Abstract：Thispaperreviewedthestudyofalpinegrasslandaboutthepopulationecology，communitystructureandcharacter-istics，communitysuccession，soilandmicroorganisms，distributionandclassification，ecosystemandclimatebackgroundand

otheraspectsintheThreeRiverHeadWatersRegion，analyzedthecurrentadvancesinresearchesonalpinegrasslandecosystemintheThreeRiverHeadWatersRegion，andprospectforitsecologicalresearchtrendsintheThreeRiverHeadWatersRegionwasdiscussedaswell．

Keywords：threeriverheadwatersregion；alpinegrassland；ecology；researchprogress

三江源区地处青藏高原腹地，是青藏高原重要组［1］［2］

是长江、黄河、澜沧江三大河流发源地。成部分，

三江源区地形起伏跌宕、河网密布、湖泊众多、雪山连绵、冰川纵横，是世界上海拔最高，高原生物多样性最

［3］集中和生态系统最敏感、脆弱的地区，是青海省乃至全国重要的生态环境保护区。

近些年来，由于全球气候变化，加之该地区人口

天然草地超载过牧，鼠虫危害，风蚀水蚀等迅速增加，

人为和自然因素的共同作用，导致三江源区草地严重

62

“黑土滩”退化，次生裸地面积已达4.90×10hm，占

［4］

三江源区草地面积的22.94%。“黑土滩”的大面积出现，不仅使牧草产量急剧减少，牧民赖以生存的畜牧业生产发展受到严重制约，而且土地裸露面积增

收稿日期：2011－03－28

“黑土滩”基金项目：青海大学中青年科研基金项目退化草地土壤侵

蚀驱动力与动态模型研究（2010－QN－08）资助

作者简介：魏卫东（1970－），男，河南舞阳人，本科，副教授，从事草地

生态环境、牧草栽培等方面的教学和研究工作。

大，气象下垫面环境恶化，加速了该地区生态环境恶

化的进程，同时严重威胁着三江中下游广大地区的生态安全。

因此，有关青海三江源区高寒草地生态方面的研究日渐成为生态学领域的研究热点和重点。在三

广大研究人员应江源区高寒草地生态研究过程中，

用了生态学普遍原理，采用化学、物理学、植物学、动

土壤学、昆虫学、气象学等微观和宏观的不同物学、

技术，以三江源区高寒草地为主要研究方法及手段、

研究对象，进行了不同层面、不同角度的研究。

1高寒草地种群生态研究

种群是指生活在一定空间内，同属一个物种的

［5］

可以阐明种群动个体集合。通过对种群的研究，

态及其与环境间的相互关系。目前看，种群生态学不论在理论上还是在方法上都是生态学最为活跃的一个领域。

［6］

王彦龙等对格姆滩“黑土滩”退化草地人工植被群落主要植物种群生态位宽度和生态位重叠进

·122·第36卷第8期2011年8月

魏卫东等·三江源区高寒草地生态研究进展

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行了研究。结果表明，生态位宽度较大的物种，对资

分布较广，因而与其它物种间的源的利用能力较强，

生态位重叠也较大。垂穗披碱草与铁棒锤、黄帚橐

吾、肉果草、白苞精骨草的生态位重叠值较大，当可利用资源不足时，易产生激烈竞争，其优势地位有可

黄帚橐吾等阔叶型杂类草取代。能被铁棒锤、

从研究人员进行的三江源区草地动物种群方面

［7］

巩爱岐等综述了高寒草甸草地啮齿动的研究看，

物的种群类型及危害，表明高原鼠兔、高原鼢鼠种群

广泛分布于滩地、河为高寒草甸草地优势种群之一，岸阶地、山麓缓坡和谷地。严作良

等通过调查江

河源区高寒草地高原鼠兔种群数量，分析了种群的季节变化规律，构建了种群年动态数学模型，结果表明密度阻滞型的逻辑斯谛方程很好地拟合了高原鼠

［9］

兔的年度种群数量变化。来德珍等对三江源核心区果洛州高原鼠兔繁殖特性种群数量和对天然草地的危害进行了研究，结果表明，果洛鼠害区高原鼠

2兔5年的平均密度达908只/hm，属极严重的鼠害

5年的性别比平均高原鼠兔的性别比并非1：1，区，

［10］

为1.25∶1。张清香等对江河源区退化草地人工

［8］

2．1

群落结构与特征方面的研究

群落结构又称为群落格局，是指生物在环境中

分布及其与周围环境之间相互作用形成的结构。而群落特征包括物种多样性特征、物种功能差异特征、群落结构特征等。张静

等研究了三江源地区不同退化程度草地群落结构特征，表明在典型三江源随着草地退化程度的增加，草地区草地群落结构中，

优良牧草优势度群落中杂草类的优势度明显提高，

明显下降，草地演替度、样地总盖度、物种均匀度指

物种丰富度指数、草地质量指数、物种丰富度及数、

等还探讨

反映出了三江源区高寒草地群落的垂直分布规律，玛多地区高寒草原类草地垂直分布随海拔的增高，

表现为明显的两个草地型，分别为紫花针茅草地型物种丰富度、均匀度等指数随海拔和小嵩草草地型，

［14］

的增加而增加。徐松鹤等采用样方调查方法研“黑土滩”退化草地、高寒湿地及其二究了江河源区

者交错区的植物群落结构及其多样性。结果表明，，“黑土滩”交错区植物群落多样性最高退化草地植

物群落多样性明显高于高寒湿地植物群落多样性。刘德梅

等开展了三江源区天然草地群落特征及

群落多样性研究，结论是围栏后草地群落的生物量明显增加，说明围栏封育有助于群落生物量的增加，对提高草地群落的生产力是有益的。但经过长期围围栏内草地群落的多样性和物种丰富度栏封育后，

略有降低，但其均匀度却高于围栏外的退化草原群落。

2．2群落演替方面的研究

群落演替是指在一定区域内，群落随时间而变由一种类型转变为另一种类型的生态过程。史化，

［16］

惠兰等研究了“黑土滩”退化草地以及在“黑土滩”上建植的垂穗披碱草人工草地在第2～6年间植

［15］

［12］

物种多样性指数均有明显降低。张静

［13］

改良措施对高原鼠兔种群动态影响进行了研究，反

将原来形成的适宜高映出在人工草地建植过程中，

原鼠兔的栖息地环境彻底毁坏后，可以直接杀灭和

驱赶大部分鼠兔，只有少数残鼠存留，从而能够将高原鼠兔种群数量控制到很低的水平。另外，也有一些研究人员在类似三江源区的其他高寒草地上开展

［11］

了有关草地植物种群的研究。董世魁等在甘肃省天祝县金强河地区开展多年生禾草人工草地杂草种群动态研究，结果表明该区多年生人工草地的主要杂草为灰绿藜、香薷、微孔草和野胡萝卜。

2高寒草地群落生态研究

生物群落是指在特定时间聚集在一定区域或生境中所有生物种群的集合。群落生态可以从植物群落、动物群落、微生物群落等不同角度来研究。在开展群落研究时，可以从群落的组成与结构、群落的性质和功能、群落的发展及演替、群落内的种间关系、群落的丰富度、多样性、稳定性、分类和排序等方面进行。在当今群落研究领域，已经不仅仅局限于对群落的组成结构和空间分布格局作定性描述，而是将数学统计分析方法引入该领域中，促进了群落生态的机理性研究。从目前三江源区高寒草地群落生态研究现状看，仍然侧重于群落结构等方面的研究。

物群落演替问题。结果发现，随着演替的发生，两种不同类型草地群落的α多样性指数均呈现单峰变

人工草地群落的α多样性指数比“黑土滩”化趋势，

［17］

退化草地群落的低。尚占环等对“黑土滩”退化草地、高寒湿地及其二者交错区植物群落β多样性

2进行了研究，表明在时间序列上可分为两个阶段，～4龄主要是一年生草本的入侵，4～6龄主要是多年生草本的定居。王长庭

等研究了三江源区不同建植年代人工草地群落演替问题，发现不同建植期人工修复草地植物群落的种类组成、植物功能群组成和群落数量特征存在显著差异，随着演替时间的推移，人工草地群落盖度、高度、物种数、生物量和

·123·

［18］

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“V”多样性指数均表现出字型变化规律。

2．3有关群落其他方面的研究

王启兰

［19］

用的夏季降水量却呈明显减少趋势。江河源区属于

平均升温青藏高原升温幅度最大的地区之一，

0.44℃。在这种背景下江河源区脆弱的生态环境体系对气候的变化响应强烈，表现为冰川退缩、多年冻

大范围高寒草甸与草原植被退化。赵土消融加剧、亮等

［27］

等对三江源区不同建植年限人工草

地植物群落与土壤微生物生理类群的变化进行了研

究，发现随着人工草地建植年限的增加，植物群落的数量特征呈高－低－高、杂类草生物量呈低－高－底、莎草生物量呈增加的趋势；土壤养分变化呈高－pH呈下降趋势；土壤中低－高、容重呈低－高－低、

多数微生物的数量及微生物生物量呈高－低－高变化趋势。

认为，了解三江源人工草地净生态系统CO2

交换的季节变化规律和主要生物因子及环境因子对这些过程的影响将有助于认识青藏高原人工草地生

态系统碳循环、生态价值和生态功能。另外，还有很多研究人员开展了与三江源区高寒草地生态有关的

［28－31］

。气候因素方面的研究

3退化草地分布、分类方面的研究

［20］

马玉寿等通过对三江源区调查样区数据进

行分析，依据地形条件以及退化草地工程治理的需“黑土滩”要，将退化草地划分为三种类型，即坡度

坡度在7°～25°之间的缓坡在0°～7°之间的滩地，

地，坡度≥25°的陡坡地。并且通过聚类分析和主成

分分析，优选出秃斑地比例和可食牧草比例作为“黑土滩”退化草地分级的主要指标并将其分为轻

［21］

度、中度和重度草地。李积兰等对三江源“黑土草地分布现状和退化特征进行了研究，将51个滩”

［22］

“黑土滩”样点划分为13类。孙海松采用欧氏距离为距离系数，以最短距离法定义两类之间的距离，对青海21个草地型进行聚类分析。另外，随着遥感及GIS技术在各领域的广泛应用，高寒草地生态研

［23］

究也逐渐开始应用GIS技术。毛飞等将近20年遥感数据应用在与三江源区自然条件极为相似的藏

［24］

北草地分类及其动态变化研究上。隋晓青等应用多源遥感数据对天山草地资源分类进行比较研

其研究方法可以借鉴到三江源区高寒草地资源究，

［25］

分类研究上。李红梅在GIS环境下，根据年积温、年降水估算方程及青海省高程资料划分出青海

5三江源区高寒草地生态研究目前的局限性

当今生态学已发展成为庞大的学科体系，特别

是进入21世纪以来，生态学研究的一个显著特点是，其研究方法也越向微观和宏观两个方向发展

但就目前三江源区高寒草地生态的研究来越繁杂，

现状看，大多数研究仍然停留在局限的宏观水平上，

表现为涉及分子生态学方面的研究比较匮乏，同时涉及大尺度空间和时间上的宏观研究也比较薄弱。

从研究方法看，生态学野外研究法目前仍然是重要的研究手段，大量的研究需要通过定位站来完成，但是在三江源区，目前仍然没有设立较为完善和有代表性的野外定位站，这在一定程度上制约了三江源区高寒草地生态研究的开展和研究的深入。另20世纪90年代以后，一方面，高度可变微卫星位点

的大量发现，使得微卫星分子标记成为强有力的生

［35］态学研究工具，利用这一工具有利于深入探讨动物种群迁飞、扩散以确定种群的源和汇，对于揭示三

［32－34］

江源区退化草地生物种群的变化机制和植被的恢复途径提供了工具，但是，就目前的研究看，开展的相关研究尚未见报道。

省天然草地共有18类。

6三江源区高寒草地生态研究展望

4高寒草地生态与气候背景方面的研究

在现代生态学研究领域，诸多研究人员基于全

球变化及全球环境问题开展研究，尤其在气候变化背景下，探讨气候变化与生态环境间的相关性已经

［26］

取得了一定的成果。王根绪等通过江河源区气温与降水的多年数据，分析了近40a来江河源区的

近40a来江河源区气候气候变化特征。结果表明，

变化的总趋势是气温升高，降水量增加，但降水量的

增加主要体现在春季降水和近15a来冬季降水的明显增加上，而对三江源区草地植被生长起重要作·124·草地生态学通过长久的发展，目前已经形成了

自己独有的理论体系和方，已经借助于高精度计算机技术、高分辨率遥感技术、的分析测定技术、

地理信息系统技术等。同时，当今世界各国和地区，迫切希望解决经济发展所带来的一系列环境、资源等问题。就中国的情况看，各级、各相关部门及广大科技工作者都清晰地认识到青海三江源区在全

特别是国范围内所处的重要生态地位和生态作用，在全球气候变化背景下，三江源区生态环境更易对

气候变化产生响应，由此带来更加复杂的生态问题，

第36卷第8期2011年8月

魏卫东等·三江源区高寒草地生态研究进展

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而这些问题将要或正在影响着青海乃至全国的生态

因此，对这些问题的研究及寻求解决问题的途状况，

径为进一步深入进行三江源区高寒草地生态研究提供了契机。

从今后高寒草地生态研究的方向看，朝着宏观

［36］

方向研究是重要趋势之一。可以说，草地生态系统、草地景观生态、全球生态成为了现代草地生态研究的重要标志。这些研究都是以草地生态系统为基础，通过生态系统生态和景观生态方法，研究生态系统的结构、功能以及人类活动对其的影响，所以，三江源区草地生态研究同样可以借助现代生态学的研究思路和方法，甚至可以说，也必须应用现代生态学才能在宏观层面上涉及的研究思路和方法及手段，揭示三江源区的生态环境现状、存在的问题及解决的途径。

三江源区高寒草地生态研究，不能仅仅局限于草地生态系统，原因在于三江源区生态问题是涉及社会、资源、经济的整体性问题，只能用整体环境、的，形式体系化的研究方法来作为保障。三江源区高寒草地生态研究可以有机地运用生态模型方法，但要超越经典生态学中的模型方法，去应用包含多变量、非线性关系、具有时滞、突变、反馈等机制的模型，而这一方法的运用，是需要依靠计算机实现模型的整合和模拟的。

总之，在今后的三江源区高寒草地生态研究中，可以以三江源区高寒草地生态系统为中心，以时空耦合为主线、以人地关系为基础，以生态工程为手段继续开展相关研究。

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（下转第136页）

·125·

第36卷第8期2011年8月

刘莺等·石墨炉原子吸收法测定饮用水中铊的探讨

Vol.36No.8Aug．2011

表320份空白水样处理后标准偏差

浓度（ug/L）

SD（ug/L）

0.00359，0.00103，－0.00154，0.0154，0.00103，0.00103，－0.00154，－0.00154，

空白

－0.00154，0.00103，0.00103，－0.00154，－0.00154，0.00103，0.00103，－0.00154，0.00616，0.00103，0.00103，－0.00154

0.00207

对低浓度的合成水样进行了对比试验（见表4），可见方法改进后样品相对标准偏差和加标回收率有了很大提高；对实际水样进行测定（见表4），加

表4

配制浓度（ug/L）

合成水样1合成水样2水库水河流水自来水

0．200.05－－－

加标量（ug/L）0．200.050.050.050.05

0．200.05＜0.01＜0.01＜0.01

通过方法的改标回收率在.2%～103%。因此，

进，样品分析的精密度和准确度有了很大程度的提高，基本满足分析的需要。

方法改进后

方法改进前

回收率（%）

0．200.05＜0.01＜0.01＜0.01

92．0～10288．9～98．691．3～101．2～94．592．1～103

RSD（%）2．688．60－－－

回收率（%）76．8～94．859．8～94．2

－－－

RSD（%）10．220.0－－－

样品的测定及其回收率

5次测定结果（ug/L）0．200.06＜0.01＜0.01＜0.01

0．210.05＜0.01＜0.01＜0.01

0．210.06＜0.01＜0.01＜0.01

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