【摘 要】
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青海湖流域草地退化会严重影响流域内陆地与水域生态系统的稳定,而且对青藏高原的生态安全乃至全球碳循环亦有重要影响。为深入理解青海湖流域草地退化对植被与土壤养分及其互馈关系的影响与机制,本研究选择青海湖最大支流布哈河流域不同退化程度高寒草地为研究对象,基于生态化学计量学原理,研究草地退化对植被结构及其养分特征、土壤理化和微生物养分特征的影响及植物、土壤和微生物间的营养互馈关系;探讨土壤微生物的养分限制
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青海湖流域草地退化会严重影响流域内陆地与水域生态系统的稳定,而且对青藏高原的生态安全乃至全球碳循环亦有重要影响。为深入理解青海湖流域草地退化对植被与土壤养分及其互馈关系的影响与机制,本研究选择青海湖最大支流布哈河流域不同退化程度高寒草地为研究对象,基于生态化学计量学原理,研究草地退化对植被结构及其养分特征、土壤理化和微生物养分特征的影响及植物、土壤和微生物间的营养互馈关系;探讨土壤微生物的养分限制性特征,揭示草地退化对土壤微生物与其资源间养分化学计量不平衡特征的影响过程,及土壤微生物通过改变胞外酶计量比、养分利用效率和群落结构应对其与资源间养分化学计量不平衡的对策。旨在深入理解高寒草地退化对植物-土壤-微生物系统养分互作的影响过程,丰富生态化学计量学理论,并为青海湖流域乃至整个青藏高原脆弱生态系统的保护与生态评价提供科学依据。主要研究结果如下:1、随草地退化程度加剧,植物群落总盖度和优势功能群相对盖度降低,而杂类草相对盖度增加;植物群落生产力、物种和功能丰富度显著降低;植物地上部和地下部碳（C）、氮（N）和磷（P）储量显著降低而养分计量比变化不明显。植物地上部和地下部养分储量与其生物量密切相关,同时受植物群落盖度、物种丰富度和功能多样性的直接或间接影响。2、随草地退化程度加剧,盛草期、枯黄期和返青期土壤有机碳（SOC）、全氮（TN）、可溶性有机碳（DOC）和氮（DON）含量显著降低,而土壤全磷（TP）和可溶性有机磷（DOP）没有显著变化;三个植物生育期的SOC:TP和TN:TP显著降低而SOC:TN变化不显著,土壤可溶性有机养分计量比仅在盛草期变化显著,表现为DOC:DON显著增加,而DOC:DOP和DON:DOP显著降低。草地退化对土壤微生物生物量碳（MBC）、氮（MBN）和磷（MBP）含量影响不显著,且仅枯黄期的MBC:MBN随草地退化显著降低。草地退化引致植物群落盖度、生产力和地上与地下养分储量的变化会不同程度地作用于土壤养分,以植物地下部养分储量的影响过程最为强烈,且植物群落和养分特征的变化对土壤养分及其计量比的影响强于微生物养分含量及其计量比。3、随草地退化程度加剧,盛草期土壤β-1,4-葡萄糖苷酶（BG）、β-1,4-N-乙酰氨基葡萄糖苷酶（NAG）和亮氨酸氨基肽酶（LAP）及碱性磷酸酶（AP）活性显著降低,而在枯黄期和返青期变化不显著;三个植物生育期的BG:（NAG+LAP）和BG:AP随草地退化程度加剧变化不显著,而（NAG+LAP）:AP在盛草期和枯黄期显著增加。土壤胞外酶活性及其计量比的变化受土壤理化和微生物性质等因子的共同调控,且二者的相对重要性受季节变化影响。三个植物生育期的土壤微生物整体受C和P限制,而不受N限制,且随退化程度加剧土壤微生物受C限制程度无显著变化,而受P限制程度逐渐减弱。4、随草地退化程度加剧,盛草期土壤微生物与可利用资源间的C:N不平衡度显著增加、C:P和N:P不平衡度显著降低,而枯黄期和返青期无显著变化。土壤微生物可通过调节氮矿化速率和碳利用效率（CUE）应对C:N不平衡度的改变,通过调控BG:AP和CUE应对C:P不平衡度的降低,并通过调控（NAG+LAP）:AP、氮矿化速率和CUE应对N:P不平衡度的改变。同时,土壤细菌群落结构的变化而非真菌也是应对其与可利用资源间养分化学计量不平衡的重要策略。
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