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三江源区位于青藏高原腹地,是青藏高原的主体部分,独特的自然状况和地理位置决定了该区特有的生态功能和生产功能。三江源区对区域水资源、全球气候变化、生物资源、草畜平衡等方面起到了极其重要的作用。然而近年来由于自然及人为原因,三江源地区普遍存在草地退化的现象,已严重威胁到当地生产、生活及生态环境。目前高寒草地退化逐渐受到重视,草地恢复工作也进行了长期的努力,业已收到了良好的效果,草地恢复措施及效果受到了越来越多的重视。但是,迄今仍未开展草地退化与恢复的内在机理研究,开展退化草地恢复的内在作用机制-可利用繁殖体及土壤养分库的作用机制研究尤为及时和必要。
本文选取三江源区不同退化程度的天然草地和不同恢复年限人工草地作为研究对象,开展高寒地区退化草地与人工恢复草地植被繁殖生态及土壤营养生态研究,深入分析群落特征、繁殖构件变化,土壤养分动态变化和土壤种子库动态变化,旨在从基础理论上完善现有人工草地恢复重建技术,提出高寒人工草地植被和土壤恢复的新型综合技术措施,为我国高寒地区退化草地的人工恢复重建提供理论依据和技术支撑。研究结果如下:
1.人工恢复草地植物群落的物种丰富度及多样性随着恢复年限的增加逐渐增加；退化天然草地植物群落的物种丰富度随着退化程度的增加呈现先增长后下降的趋势。整体上,群落的物种丰富度及多样性:人工恢复草地<退化天然草地<未退化草地。
2.在三江源高寒草地的植被繁殖库中,无性繁殖占有支配地位。在繁殖分配上,退化天然草地的营养枝数量和生物量均低于人工草地的营养枝数量,随着恢复年限的增加,地上营养枝数量逐渐增加,随着退化程度的增加,营养枝数量显著降低；繁殖枝数量和生物量则呈现了与营养枝相反的趋势。从种属水平上,随着退化程度的增加,杂草逐渐占有优势,禾本科和莎草科植被的数目减少,但有性繁殖呈增加趋势。对于土壤种子库,总体可萌发的种子总数较少,对植物恢复的补充贡献较小。人工恢复措施对退化草地植被繁殖库起到了良好的恢复作用,这种效果在长期恢复(9年恢复)中效果更为明显。
3.土壤养分含量总体呈现着随着土壤深度的增加而减少的趋势,草地群落及退化程度对深层土壤养分影响较轻；人工恢复草地养分整体要小于天然退化草地,随着恢复年限的增加,人工恢复草地养分呈现先减小后增加的趋势,表明恢复措施虽在初期对土壤养分维持产生不利影响,但在长期恢复下,土壤养分逐渐恢复。
从本研究结果,可以提出退化高寒草地的恢复对策:对于轻度及中度退化天然草地,排除外界干扰,利用草地自我恢复能力草地可以在较短时间内得到恢复；对于重度及极度退化天然草地,土壤繁殖库和土壤库都受到了不利的影响(尤其是繁殖库退化严重),必须长期实施人工恢复措施,才能消除恢复措施短期对草地的不良影响,获得良好的恢复效果；在恢复的初期,应加大杂草去除的力度,防止杂草扩展,增加草地的养分补充,改善人工恢复措施对土壤养分的影响。