| 题名 | 积雪变化对青藏高原典型高寒生态系统的影响 |
| 作者 | 肖瑶
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| 答辩日期 | 2017 |
| 文献子类 | 硕士 |
| 授予单位 | 中国科学院大学 |
| 授予地点 | 北京 |
| 导师 | 王根绪 |
| 关键词 | 青藏高原 积雪增加 根功能性状 物候 叶片特征 群落结构 |
| 其他题名 | Effects of Snow Change on Typical Alpine Ecosystems in Qinghai - Tibet Plateau |
| 学位专业 | 自然地理 |
| 英文摘要 | 积雪在青藏高原分布范围广，与气候变化相互作用可显著影响高寒生态系统的结构和功能。为明确积雪变化下植物根系和植物地上-地下耦合特征，探明雪生态效应对不同植被类型的差异性响应格局特征及其可能的内在生物学机制，并考虑到研究区、植被类型或冻土因素对积雪生态效应的影响，本研究选择青藏高原腹地多年冻土区风火山地区的高寒草甸和高寒沼泽草甸，青藏高原东南缘非多年冻土区贡嘎山雅家埂地区的灌草交错带为研究对象，通过雪栅栏的方式人为诱导积雪增加，结合植物地上、地下根系以及土壤变化，来综合分析积雪－植被－土壤之间的耦合变化特征，明晰高寒生态系统结构和功能对积雪变化的差异性响应格局和生物学机制，为冰冻圈生态系统应对未来气候变化的模型估算和区域生态综合管理政策制定提供数据支撑和理论依据。主要研究结论如下：(1) 积雪增加对土壤水热和养分变化的影响雪栅栏诱导积雪的增加可改变土壤温度和水分含量，但不同植被类型和不同土壤深度的变化幅度存在差异。灌草交错带和高寒沼泽草甸土壤温度呈增加趋势，但是只有灌草交错带5 cm深度土壤温度显著增加；然而高寒草甸下三层（20 cm、30 cm和50 cm）土壤温度显著降低。积雪处理下的土壤水分含量在三种植被类型下总体呈增加趋势，但只在多年冻土区的高寒草甸和高寒沼泽草甸变化显著。积雪可增加土壤养分含量，本实验中，高寒草甸和高寒沼泽草甸主要表现在土壤速效磷含量的增加。而贡嘎山灌草交错带土壤养分含量对积雪的增加更加敏感，表现在全碳、有机碳、全磷和表层速效磷的增加。积雪增加导致的土壤含水量变化在多年冻土区（高寒草甸和高寒沼泽草甸）大于非多年冻土区（贡嘎山灌草交错带）；积雪增加在非多年冻土区对土壤养分的影响大于多年冻土区，而多年冻土区的高寒草甸和高寒沼泽草甸速效磷变化也相反。(2) 积雪增加对根功能性状的影响贡嘎山灌草交错带根系形态特征比高寒草甸和高寒沼泽草甸对雪栅栏诱导积雪的增加更加敏感。2015年高寒沼泽草甸10-20 cm比根长显著降低；贡嘎山灌草交错带0-10 cm根组织密度显著增加，而10-20 cm根组织密度显著降低。2016年贡嘎山灌草交错带0-10 cm深度总根长、根组织密度和根长密度均显著降低。积雪增加处理对根生物量没有显著影响。积雪增加导致高寒草甸土壤10-20 cm和20-40 cm，高寒沼泽草甸20-40 cm根碳含量显著降低。高寒沼泽草甸10-20 cm和20-40 cm，贡嘎山灌草交错带0-10 cm土壤深度的根系氮含量显著增加。高寒沼泽草甸10-20 cm和20-40 cm，贡嘎山灌草交错带0-10 cm和10-20 cm土壤深度的根系C:N均显著降低。积雪增加对根系形态的影响在非多年冻土区（贡嘎山灌草交错带）大于非多年冻土区（高寒草甸和高寒沼泽草甸）。C、N和C:N在植被类型间变化趋势一致，但非多年冻土区与多年冻土区，多年冻土区下的不同植被类型间存在差异。(3) 积雪增加对植物物候的影响积雪可改变物种的繁殖物候，总体上表现为：推迟开花的峰值时间，并延长开花的持续时间；推迟结果时间，并延长结果的持续时间；加大开花与结果峰值之间的时间间隔。但是积雪增加对繁殖物候的影响存在物种间的差异。各物种受影响的幅度存在差异。(4) 积雪增加对叶片功能性状的影响比叶面积在积雪处理下均没有显著性变化。积雪增加对所有物种C、N含量以及C：N均没有显著影响。高寒草甸小嵩草δ13C值显著降低，而藏嵩草δ15N显著增加。同位素δ13C和δ15N在其他物种中均没有显著变化。同在多年冻土区下的不同植被类型间叶片同位素变化存在差异。(5) 积雪增加对群落结构的影响积雪增加可促进群落高度的增加：2016年高寒草甸、贡嘎山草本群落和贡嘎山灌木群落的群落高度均显著增加。积雪对群落盖度存在年际和植被类型间的差异性影响。2015年和2016年高寒草甸物种丰富度均显著增加。非多年冻土区下植被群落盖度和高度与多年冻土区的高寒草甸变化趋势一致，而物种丰富度变化不同。而多年冻土区的高寒沼泽草甸与没有出现前两种植被类型的高度、盖度和物种丰富度的变化。(6) 积雪增加对土壤-根系-地上特征的综合影响及异同中纬度高海拔地区积雪增加的影响在土壤、根系和植物地上部分存在相互联系，在保持一些相似规律（如土壤温度变化，水分含量增加，根系形态指标减小、C:N减小，群落高度和盖度增加）的同时，也存在一些差异：多年冻土区与非多年冻土区存在差异；同在多年冻土区不同植被类型下存在差异；年际存在差异；物种水平的差异（物候和叶片同位素）；本研究中物候结果与北极研究结果的差异。 |
| 语种 | 中文 |
| 页码 | 80 |
| 内容类型 | 学位论文 |
| 源URL | [http://ir.imde.ac.cn/handle/131551/24577]  |
| 专题 | 成都山地灾害与环境研究所_山地表生过程与生态调控重点实验室 |
| 作者单位 | 中国科学院成都山地灾害与环境研究所 |
| 推荐引用方式 GB/T 7714 | 肖瑶. 积雪变化对青藏高原典型高寒生态系统的影响[D]. 北京. 中国科学院大学. 2017. |
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