班玛县气温和降雨量对高寒草甸杂类草产草量的影响

旦正巷前

(青海省贵南县兽医站，青海贵南 813199)

青藏高原被称为气候变化的启动区，也被认为是全球气候变化的敏感区［1－3］。地处青藏高原腹地的三江源区，是长江、黄河、澜沧江3大河流的发源地，也是我国最大的国家级自然保护区，对我国的生态环境起着重要的影响作用。长期以来，一直被认为是我国生态安全的重要屏障，是我国乃至亚洲最重要河流的上游关键源区，也是生物多样性重点保护区，其典型生态系统的可持续能力为世界科学界所瞩目和关注［4］。作为三江源区主体生态系统的草地生态系统，对三江源区生态系统的各项服务功能起决定性作用。过度放牧等人类活动被认为是导致该地区草地退化的主要因素，而全球气候变化主导的暖干化趋势加剧了这一过程［5］。降水、温度等关键生态因子的变化会影响植被类型、生态系统的群落结构和功能、主要优势物种的生理生态等过程，使得植被在不同的尺度上产生适应性变化［6－7］。高寒草甸杂类草种类较多且对群落的作用也极为重要，但气温和降水变化对功能群植物影响的研究相对较少，为此，该研究通过10年间气温与降水对高寒草甸杂类草生产力影响的研究，揭示杂类草植物对气温和降雨量的反应，为更好地预测全球气候变化对高寒草甸植被类型的演替趋势及生物多样性的变化趋势提供科学依据，为进一步治理三江源退化草地提供合理的理论依据。

1 资料与方法

1.1 研究区概况 该研究在青海省玉树藏族自治州斑玛县的高寒草甸进行。班玛县位于州境东南部，东、南部与四川省接壤。班玛县年平均气温为－1.0～2.8℃，随海拔高度的增加而气温递减。班玛县在气温的变化上，各地均是7月最高、1月最低，但有一个显著的特点是升温快、降温急，且降温幅度大于升温幅度。草场面积39.67万hm2，其中可利用面积为33.60 hm2。该地区常见的伴生种类有小嵩草(Kobresia pygmaea)、高山嵩草(Kobresia pygmaea)、二柱头藨草(Scirpus distigmaticus)、异针茅(Stipa aliena)、短穗兔耳草(Lagotis brachystachya)、矮火绒草(Leontopodium nanum)、细叶亚菊(Ajania tenuifolia)、兰石草(Lancea tibetica)、美丽凤毛菊(Saussurea superba)。

1.2 气温、降雨量资料来源 1995～2004年气温和降雨量均来源于当地气象部门的监测数据。

1.3 群落调查 选择典型的嵩草草甸，每个样地共设置5条50 m样带，样带上每隔5 m调查1 m×1 m样方，每个样带上的10个样方计算平均值作为该试验点的样方数据，记录样方内植物种类组成、种盖度、植物高度、植物种的密度及群落总盖度等，完备后齐地面剪下，称重，进行有关分析。

1.4 数据统计 数据统计采用Excel和DPS统计软件进行统计。

2 结果与分析

2.1 气温变化 从图1可以看出，1995～2004年班玛县平均月份间气温变化规律比较明显，1～3、11～12月份平均气温均在0℃以下，4～10月份平均气温在0℃以上，最冷月为1月份，平均气温为－7.5℃，最热月为7月份，平均气温为12.2℃;1995～2004年平均年份间气温变化规律不明显，1997年全年平均气温最低，为2.1℃，2003年全年平均气温最高，为3.9℃，1998、1999年气温较高，2000年气温突然降低，之后气温逐渐增加。

2.2 降雨量变化 从图2可以看出，1995～2004年班玛县平均月份间降雨量变化规律比较明显，从1月份开始增加，5～9月份降雨量增加较快，10月份开始逐渐减小，且减幅较大，12月份平均降雨量最小，为3.4 mm，6月份平均降雨量最大，为121.7 mm;1995～2004年班玛县全年总降雨量变化规律不明显，1996～2002年间全年降雨量有先增加后减小的趋势，2003、2004年突然增加，2002年全年降雨量最低，为442.6 mm，1999年全年降雨量最高，为749.2 mm。

2.3 产草量变化 从图3可以看出，班玛县可食杂草产草量明显高于不可食杂草产草量，1995～2004年可食杂草和不可食杂草产草量年间变化规律不明显，但可食杂草与不可食杂草产草量最低与最高均出现在同一年份，2002年产草量最低，可食杂草与不可食杂草产量分别为1 310、785 kg/hm2，1999年鲜草产草量最高，可食杂草与不可食杂草产量分别为 1 545、1 035 kg/hm2。

2.4 相关性分析 从图4b可以看出，随着降雨量的逐渐升高，可食杂草产草量与降雨量呈线性函数关系变化，即可食杂草产草量随降雨量的升高而呈逐渐增加趋势变化，且相关性达到显著水平(r=0.846，P＜0.05)，说明降雨量对可食杂草的产草量影响较大，随着降雨量的升高，可食杂草的产草量逐渐增加。从气温和可食杂草产草量的拟合曲线(图4a)可以看出，可食杂草的产草量与气温呈二次函数关系变化，即可食杂草的产草量随气温的升高呈先增加后减小的趋势变化，但相关性不显著，说明气温对可食杂草产草量的影响不明显。

从图5a可以看出，不可食杂草的产草量与气温呈二次函数关系变化，即不可食杂草产草量随气温的升高呈先增加后减小的趋势变化，但相关性不显著，说明气温对不可食杂草植物的影响不明显。从降雨量和不可食杂草产草量的拟合曲线(图5b)可以看出，随着降雨量的逐渐升高，不可食杂草产草量与降雨量呈线性函数关系变化，即不可食杂草产草量随降雨量的升高而呈增加趋势变化，且相关性达到显著水平(r=0.785，P ＜0.05)，说明降雨量对不可食杂草植物的产草量影响较大，随着降雨量的增加，不可食杂草植物的产草量逐渐增加。

3 结论与讨论

随着气候的变化植物物候期发生显著变化，明显地反映气候的变化与波动。温度升高使植物接近其最适温度且延长生长季节，植物的生长速度加快［8］。在全球气候变暖的趋势下，降水格局也将发生变化，且就某一地区而言，降水的变化有很大的差异［9］。全球气候变化将会使高纬度地区的降水量增加［10］，即便温度稍微增加，气候变暖可能会导致土壤水分蒸腾蒸发损失总量将会增加且植物生长条件更加干旱，尤其在那些缺乏降雨的地区。这必将影响植物的生理生态特征，进而对植物个体、群落、生态系统乃至整个生物圈产生巨大影响［11］。该研究结果表明，可食杂草和不可食杂草的产草量均与降雨量呈线性函数关系变化，即两类草的产草量随降雨量的增加而呈增加趋势变化;可食杂草和不可食杂草的产草量与气温的变化关系不明显，说明降雨量对杂类草的产草量影响较大。综上所述可知，局部地区气温和降雨量变化与全球变暖和降水量格局的变化可能不一致，不同植物个体对气温和降雨量的反映也不同。

［1］姚檀栋，朱立平.青藏高原环境变化对全球变化的响应及其适应对策［J］.地球科学进展，2006，21(5):459 －464.

［2］冯松，汤懋苍，王冬梅.青藏高原是我国气候变化启动区的新证据［J］.科学通报，1998，43(6):633 －636.

［3］LIU X，CHEN B.Climatic warming in the tibetan plateau during recent decades［J］.International journal of climatology，2000，20:1729 －1742.

［4］黄铁青，赵涛，冯仁国，等.中国科学院西部行动计划(二期)项目布局与初步进展［J］.地球科学进展，2007，22(9):888 －895.

［5］汪诗平.青海省“三江源”地区植被退化原因及其保护策略［J］.草业学报，2003，12(6):1 －9.

［6］赵文智，程国栋.干旱区生态水文过程研究若干问题评述［J］.科学通报，2001(2):1851－1857.

［7］张生.生态环境脆弱带对全球变化研究的特殊意义［J］.淮南师范学院学报，2002(2):47.

［8］蒋高明.全球大气二氧化碳浓度升高对植物的影响［J］.植物学通报，1995，12(4):1 －7.

［9］IPCC.Climate Change 2001，Impact，Adaptation，and Vulnerability［M］.Cambridge:Cambridge University Press，1995.

［10］WALSH J E，KATTSOV V M，CHAPMAN W L，et al.Comparison of arctic climate simulations by uncoupled and coupled global models［J］.Journal of climate，2002，15:1429 －1446.

［11］刘建国.CO2浓度的升高和全球变暖对六种生物层次的影响［M］//刘建国，王如松.生态学进展.北京:科学出版社，1992:369－380.