班瑪縣氣溫和降雨量對(duì)高寒草甸雜類草產(chǎn)草量的影響

旦正巷前

(青海省貴南縣獸醫(yī)站，青海貴南 813199)

青藏高原被稱為氣候變化的啟動(dòng)區(qū)，也被認(rèn)為是全球氣候變化的敏感區(qū)［1－3］。地處青藏高原腹地的三江源區(qū)，是長(zhǎng)江、黃河、瀾滄江3大河流的發(fā)源地，也是我國(guó)最大的國(guó)家級(jí)自然保護(hù)區(qū)，對(duì)我國(guó)的生態(tài)環(huán)境起著重要的影響作用。長(zhǎng)期以來(lái)，一直被認(rèn)為是我國(guó)生態(tài)安全的重要屏障，是我國(guó)乃至亞洲最重要河流的上游關(guān)鍵源區(qū)，也是生物多樣性重點(diǎn)保護(hù)區(qū)，其典型生態(tài)系統(tǒng)的可持續(xù)能力為世界科學(xué)界所矚目和關(guān)注［4］。作為三江源區(qū)主體生態(tài)系統(tǒng)的草地生態(tài)系統(tǒng)，對(duì)三江源區(qū)生態(tài)系統(tǒng)的各項(xiàng)服務(wù)功能起決定性作用。過(guò)度放牧等人類活動(dòng)被認(rèn)為是導(dǎo)致該地區(qū)草地退化的主要因素，而全球氣候變化主導(dǎo)的暖干化趨勢(shì)加劇了這一過(guò)程［5］。降水、溫度等關(guān)鍵生態(tài)因子的變化會(huì)影響植被類型、生態(tài)系統(tǒng)的群落結(jié)構(gòu)和功能、主要優(yōu)勢(shì)物種的生理生態(tài)等過(guò)程，使得植被在不同的尺度上產(chǎn)生適應(yīng)性變化［6－7］。高寒草甸雜類草種類較多且對(duì)群落的作用也極為重要，但氣溫和降水變化對(duì)功能群植物影響的研究相對(duì)較少，為此，該研究通過(guò)10年間氣溫與降水對(duì)高寒草甸雜類草生產(chǎn)力影響的研究，揭示雜類草植物對(duì)氣溫和降雨量的反應(yīng)，為更好地預(yù)測(cè)全球氣候變化對(duì)高寒草甸植被類型的演替趨勢(shì)及生物多樣性的變化趨勢(shì)提供科學(xué)依據(jù)，為進(jìn)一步治理三江源退化草地提供合理的理論依據(jù)。

1 資料與方法

1.1 研究區(qū)概況 該研究在青海省玉樹藏族自治州斑瑪縣的高寒草甸進(jìn)行。班瑪縣位于州境東南部，東、南部與四川省接壤。班瑪縣年平均氣溫為－1.0～2.8℃，隨海拔高度的增加而氣溫遞減。班瑪縣在氣溫的變化上，各地均是7月最高、1月最低，但有一個(gè)顯著的特點(diǎn)是升溫快、降溫急，且降溫幅度大于升溫幅度。草場(chǎng)面積39.67萬(wàn)hm2，其中可利用面積為33.60 hm2。該地區(qū)常見(jiàn)的伴生種類有小嵩草(Kobresia pygmaea)、高山嵩草(Kobresia pygmaea)、二柱頭藨草(Scirpus distigmaticus)、異針茅(Stipa aliena)、短穗兔耳草(Lagotis brachystachya)、矮火絨草(Leontopodium nanum)、細(xì)葉亞菊(Ajania tenuifolia)、蘭石草(Lancea tibetica)、美麗鳳毛菊(Saussurea superba)。

1.2 氣溫、降雨量資料來(lái)源 1995～2004年氣溫和降雨量均來(lái)源于當(dāng)?shù)貧庀蟛块T的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)。

1.3 群落調(diào)查 選擇典型的嵩草草甸，每個(gè)樣地共設(shè)置5條50 m樣帶，樣帶上每隔5 m調(diào)查1 m×1 m樣方，每個(gè)樣帶上的10個(gè)樣方計(jì)算平均值作為該試驗(yàn)點(diǎn)的樣方數(shù)據(jù)，記錄樣方內(nèi)植物種類組成、種蓋度、植物高度、植物種的密度及群落總蓋度等，完備后齊地面剪下，稱重，進(jìn)行有關(guān)分析。

1.4 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì) 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)采用Excel和DPS統(tǒng)計(jì)軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)。

2 結(jié)果與分析

2.1 氣溫變化 從圖1可以看出，1995～2004年班瑪縣平均月份間氣溫變化規(guī)律比較明顯，1～3、11～12月份平均氣溫均在0℃以下，4～10月份平均氣溫在0℃以上，最冷月為1月份，平均氣溫為－7.5℃，最熱月為7月份，平均氣溫為12.2℃;1995～2004年平均年份間氣溫變化規(guī)律不明顯，1997年全年平均氣溫最低，為2.1℃，2003年全年平均氣溫最高，為3.9℃，1998、1999年氣溫較高，2000年氣溫突然降低，之后氣溫逐漸增加。

2.2 降雨量變化 從圖2可以看出，1995～2004年班瑪縣平均月份間降雨量變化規(guī)律比較明顯，從1月份開(kāi)始增加，5～9月份降雨量增加較快，10月份開(kāi)始逐漸減小，且減幅較大，12月份平均降雨量最小，為3.4 mm，6月份平均降雨量最大，為121.7 mm;1995～2004年班瑪縣全年總降雨量變化規(guī)律不明顯，1996～2002年間全年降雨量有先增加后減小的趨勢(shì)，2003、2004年突然增加，2002年全年降雨量最低，為442.6 mm，1999年全年降雨量最高，為749.2 mm。

2.3 產(chǎn)草量變化 從圖3可以看出，班瑪縣可食雜草產(chǎn)草量明顯高于不可食雜草產(chǎn)草量，1995～2004年可食雜草和不可食雜草產(chǎn)草量年間變化規(guī)律不明顯，但可食雜草與不可食雜草產(chǎn)草量最低與最高均出現(xiàn)在同一年份，2002年產(chǎn)草量最低，可食雜草與不可食雜草產(chǎn)量分別為1 310、785 kg/hm2，1999年鮮草產(chǎn)草量最高，可食雜草與不可食雜草產(chǎn)量分別為 1 545、1 035 kg/hm2。

2.4 相關(guān)性分析 從圖4b可以看出，隨著降雨量的逐漸升高，可食雜草產(chǎn)草量與降雨量呈線性函數(shù)關(guān)系變化，即可食雜草產(chǎn)草量隨降雨量的升高而呈逐漸增加趨勢(shì)變化，且相關(guān)性達(dá)到顯著水平(r=0.846，P＜0.05)，說(shuō)明降雨量對(duì)可食雜草的產(chǎn)草量影響較大，隨著降雨量的升高，可食雜草的產(chǎn)草量逐漸增加。從氣溫和可食雜草產(chǎn)草量的擬合曲線(圖4a)可以看出，可食雜草的產(chǎn)草量與氣溫呈二次函數(shù)關(guān)系變化，即可食雜草的產(chǎn)草量隨氣溫的升高呈先增加后減小的趨勢(shì)變化，但相關(guān)性不顯著，說(shuō)明氣溫對(duì)可食雜草產(chǎn)草量的影響不明顯。

從圖5a可以看出，不可食雜草的產(chǎn)草量與氣溫呈二次函數(shù)關(guān)系變化，即不可食雜草產(chǎn)草量隨氣溫的升高呈先增加后減小的趨勢(shì)變化，但相關(guān)性不顯著，說(shuō)明氣溫對(duì)不可食雜草植物的影響不明顯。從降雨量和不可食雜草產(chǎn)草量的擬合曲線(圖5b)可以看出，隨著降雨量的逐漸升高，不可食雜草產(chǎn)草量與降雨量呈線性函數(shù)關(guān)系變化，即不可食雜草產(chǎn)草量隨降雨量的升高而呈增加趨勢(shì)變化，且相關(guān)性達(dá)到顯著水平(r=0.785，P ＜0.05)，說(shuō)明降雨量對(duì)不可食雜草植物的產(chǎn)草量影響較大，隨著降雨量的增加，不可食雜草植物的產(chǎn)草量逐漸增加。

3 結(jié)論與討論

隨著氣候的變化植物物候期發(fā)生顯著變化，明顯地反映氣候的變化與波動(dòng)。溫度升高使植物接近其最適溫度且延長(zhǎng)生長(zhǎng)季節(jié)，植物的生長(zhǎng)速度加快［8］。在全球氣候變暖的趨勢(shì)下，降水格局也將發(fā)生變化，且就某一地區(qū)而言，降水的變化有很大的差異［9］。全球氣候變化將會(huì)使高緯度地區(qū)的降水量增加［10］，即便溫度稍微增加，氣候變暖可能會(huì)導(dǎo)致土壤水分蒸騰蒸發(fā)損失總量將會(huì)增加且植物生長(zhǎng)條件更加干旱，尤其在那些缺乏降雨的地區(qū)。這必將影響植物的生理生態(tài)特征，進(jìn)而對(duì)植物個(gè)體、群落、生態(tài)系統(tǒng)乃至整個(gè)生物圈產(chǎn)生巨大影響［11］。該研究結(jié)果表明，可食雜草和不可食雜草的產(chǎn)草量均與降雨量呈線性函數(shù)關(guān)系變化，即兩類草的產(chǎn)草量隨降雨量的增加而呈增加趨勢(shì)變化;可食雜草和不可食雜草的產(chǎn)草量與氣溫的變化關(guān)系不明顯，說(shuō)明降雨量對(duì)雜類草的產(chǎn)草量影響較大。綜上所述可知，局部地區(qū)氣溫和降雨量變化與全球變暖和降水量格局的變化可能不一致，不同植物個(gè)體對(duì)氣溫和降雨量的反映也不同。

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