摘要
草地生态系统退化程度、等级的科学准确评价是退化草地实施有效、高质量生态恢复的重要基础。不同区域、类型的草地退化程度、等级评价和确定有一定差别，并且导致草地退化的原因也不同，因此评价方法需要根据实际情况不断完善，才能因地制宜地指导具体的退化草地生态恢复工作。祁连山地区高寒草地退化问题比较严重，因此制定出适用于祁连山地区高寒草地的退化等级的分级方法，确定不同退化等级草地基本特征和恢复潜力，是目前祁连山地区退化高寒草地实施有效生态恢复的关键科学问题。基于此目的，本研究以祁连山地区的典型退化高寒草地为研究对象，在第二次青藏高原科学考察综合研究工作的支持下，通过实地调查和实验室测试，将获得的植被数据以及土壤数据，通过聚类分析和主成分分析的方法，优化构建了祁连山地区高寒草地退化指数，确定了退化等级，明确了不同退化程度高寒草地碳氮磷的特征；采用相关性分析和多元线性逐步回归分析的方法，揭示了退化高寒草地碳氮磷储量的影响因素。主要研究结果如下： （1）优化构建了较可靠的祁连山地区高寒草地退化指数（GDI）。通过聚类分析和主成分分析的方法，筛选出植被地上生物量、植被盖度、优良牧草比例、退化指示种比例、土壤pH、土壤容重和土壤有机碳等7个指标，作为构建祁连山地区高寒草地退化指数（GDI）的主要指标。通过计算各主要指标的相关基数和权重，以加权算术平均计算的方法优化构建了草地退化指数（GDI）。不同退化程度高寒草地的GDI分别为：未退化草地：0.75-1.00；轻度退化草地：0.45-0.75；中度退化草地：0.25-0.45；重度退化草地：≤0.25。 （2）祁连山高寒草地退化，显著影响植被地上和地下相关指标。随着退化程度的加剧，植物地上生物量、植物地下生物量、植物群落 α 多样性等植被指标显著降低。土壤pH和土壤容重，均随着退化程度的加剧呈现出整体逐渐升高的趋势。土壤含水量随着退化程度的加剧呈现出整体逐渐降低的趋势。 （3）祁连山高寒草地退化，显著影响植被碳氮磷储量和土壤碳氮储量。随着退化程度的加剧，祁连山高寒草地地上植被的碳氮磷储量均显著降低。土壤全碳储量、土壤有机碳储量和土壤全氮储量均随着退化程度的加剧呈现出先升高后降低的趋势。土壤全磷储量随着退化程度的加剧，呈现出整体上升的趋势。 （4）祁连山退化高寒草地具有较为可观的碳氮磷储量恢复潜力。若采取适当措施进行草地恢复，可分别提高 23.06%、29.07%和 21.05%的植被碳氮磷储量、分别提高 34.26 %和 49.73 %的土壤全碳储量和土壤有机碳储量、提高37.88%的土壤全氮储量。 （5）通过 Pearson 相关性分析和多元线性逐步回归分析的方法，明确了祁连山高寒草地地上地下碳氮磷储量的关键影响因素。结果表明，植被地上生物量、植被地下生物量、土壤容重、土壤 pH、植物全碳含量、植物全磷含量、土壤全碳含量、土壤全氮含量以及土壤全磷含量是影响祁连山地区高寒草地地上地下碳氮磷储量的关键影响因素。 综上所述，本研究借助祁连山退化高寒草地的植被和土壤相关指标，通过数量生态学方法优化构建了草地退化指数（GDI），并且确定了不同退化等级的草地特征，分析了草地植被和土壤碳氮磷的恢复潜力。建议在未来的草地恢复和重建工作中，推荐该研究结果作为草地退化等级判别的重要依据。
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