沙化问题是影响草原地区生产与牧民生活的重要环境问题.草原作为重要碳库和养分库,沙化过程可能会对其土壤碳、氮库产生重要影响.为探讨沙化过程对高寒草地土壤碳、氮储量的影响,采用空间序列代替时间演替的方法研究了藏北高原高寒草地沙化过程中驱动土壤碳、氮储量变化的因素.研究发现:(1)轻度、中度和重度沙化阶段土壤总碳、全氮储量无变化,而极重度沙化阶段碳氮流失严重(分别下降69％和55％,P＜0.05).(2)群落地上生物量随沙化程度加重逐渐降低,重度和极重度沙化草地根系生物量显著下降(分别下降47％和99％,P＜0.05).土壤容重、砾石含量随沙化程度加重呈逐渐增加趋势,而总碳、全氮含量和含水量逐渐下降,说明沙化过程导致土壤粗粒化和贫瘠化.(3)进一步分析发现,影响土壤总碳储量的因子中排前三位依次是土壤砾石含量、土壤含水量和植物地上生物量,影响土壤氮储量的因子依次是土壤砾石含量、含水量和土壤微生物丰度.综合这些研究结果,沙化过程植物群落生产力的改变对土壤碳、氮影响较小,主要受土壤砾石含量与含水量等因子驱动.沙化过程中土壤碳、氮储量存在转化阈值(重度到极重度沙化阶段),故潜在沙化高寒草地的早期防护有利于土壤碳汇的维持.

青藏高原东缘地区作为高原横向扩展的前缘过渡带,地理环境与气候条件多样,是全球生物多样性研究的一个热点地区.蝉科昆虫长期在地下营固定生活,成虫发生期短、体型硕大、飞行能力弱而难以扩散,因此适合多尺度的生物地理学和物种多样性研究;但青藏高原东缘地区的蝉科昆虫区系一直缺乏研究.本研究在区系调查和系统分类研究基础上,对青藏高原东缘地区的蝉科昆虫多样性及地理分布格局进行了研究.结果表明,该地区共分布蝉科昆虫3亚科46属100种(包括2个新纪录种),分别占中国已知属、种数量的59.7％和29.1％;区系以东洋界成分为主(73种,73.0％),古北界和东洋界共有成分次之(21种,21.0％),特有成分比例较高(19种,19.0％).该地区的10个亚区可被分为南、北2个大区,大致以秦岭及甘南山地为界.北段的黄土高原过渡区(MX+HB)、藏北过渡区(QZ)属于古北界,物种多样性较低,分布的主要是体型较小的姬蝉亚科物种.南段的东洋界各亚区由秦岭西段山地过渡区(HZⅠ+XNⅠ)、川西盆地及滇北过渡区(HZⅡ+XNⅣ)、青藏高原东南部的横断山脉"高原-山地"过渡区(XNⅡ+XNⅢ)及滇西山地过渡区(HN)组成.各亚区的物种多样性由北向南逐渐增多,四川盆地西部和横断山南部为多样性中心.在南段的各亚区中,西南亚区Ⅰ(XNⅠ)和华中亚区Ⅰ(HZⅠ)区系相似性最高,华中亚区Ⅱ(HZⅡ)和西南亚区Ⅳ(XNⅣ)区系相似性最高,它们分别聚合后再与"西南亚区Ⅱ+西南亚区Ⅲ(XNⅡ+XNⅢ)"聚合,最后与滇西的华南亚区(HN)聚合,表明滇西的华南亚区(HN)及高原东南部的横断山脉"高原-山地"过渡带(XNⅡ、XNⅢ)区系相对独特.蝉科同一类群的不同物种在该地区呈现出明显的生态位分化,分别向"低山-峡谷-丘陵"生境和"亚高山-高山"生境发展."低山-峡谷-丘陵"分布的适热物种分布区比较广泛,均在相邻的东部、南部地区有所分布;"亚高山-高山"的适冷种类则多局限分布于高海拔地带(许多都是特有种),尤其在横断山脉地区基本都呈现为小范围的斑块或点状分布,即"天空岛"分布格局.整体而言,青藏高原东缘南段的高大山体、相关地带的急剧下降地形及气候差异等对蝉科物种的扩散和分布影响更大,研究结果为青藏高原邻近地区的动物地理区划及生物多样性分化研究提供了新的信息和参考依据.

目的 研究首次暴露于海拔4500 m地区并停留半年时间的青年男性高血压发病情况及其危险因素.方法 纳入由平原首次前往藏北海拔4500 m地区并停留半年时间的青年男性228例,根据血压情况分为高血压(HTN)组(n=66)与非高血压(NTN)组(n=162).采用自制调查问卷、匹兹堡睡眠质量指数量表(PSQI)进行调查,并进行体格检查、实验室检测以了解高血压相关危险因素及伴随症状.采用多因素logistic回归分析高原高血压的危险因素及伴随症状的发生倾向.结果 228例中青年男性66例发生高血压,发病率为28.9%,其中Ⅰ级高血压52例,Ⅱ级高血压14例;单纯舒张期高血压58例,收缩压合并舒张压升高8例.HTN组肥胖及超重、中心性肥胖、吸烟>10支/d、高血压家族史、血脂异常、高尿酸血症的比例明显高于NTN组(P<0.05),PSQI评分明显高于NTN组(P<0.001).多因素logistic回归分析显示,高尿酸血症(P=0.02)、中心性肥胖(P=0.04)、高血压家族史(P=0.03)、PSQI评分(P<0.001)是高原高血压的独立危险因素.HTN组近1个月伴随不适症状的比例明显高于NTN组(P=0.001),伴随3种及以上不适的占比也高于NTN组(P=0.01),调整人口学差异后,HTN组伴随头晕及头痛的风险均高于NTN组(P<0.05).结论 青年男性首次暴露于4500 m地区半年时间仍伴有较高的高血压发病率,主要为Ⅰ级高血压且以舒张压升高为主;高尿酸血症、中心性肥胖、高血压家族史、睡眠质量差是高原高血压的独立危险因素;高原高血压易引起多种不适,且伴随头晕、头痛的风险较高.

研究土壤固碳微生物丰度、群落结构、多样性差异及其影响因子对了解青藏高原土壤碳循环和固碳潜力具有重要意义.采用定量PCR(qPCR)、末端限制性片段分析(T-RFLP)、克隆文库和测序方法,研究了青藏高原草甸土壤固碳微生物丰度与群落结构随海拔和季节的变化,主要结果如下:1)随海拔升高高寒草甸土壤固碳微生物丰度显著升高,但季节变化不明显,不同类别微生物固碳基因cbbL丰度依次为:Form IC ＞Form IAB ＞Form ID,其中Form IC类固碳微生物可达108拷贝数/g土壤,cbbL基因丰度与海拔、土壤含水量和铵态氮含量(NH4+-N)呈正相关关系,与土壤温度和pH值负相关;2)固碳微生物多样性和丰富度随海拔升高而升高,在4800m达到最大,且二者受季节影响较小,其群落结构随海拔升高而逐渐变化,主要受土壤pH值、海拔和土壤水分影响;3)Form IC类固碳微生物主要包括放线菌门和和变形菌门,其中α变形菌门是高寒草甸土壤优势固碳微生物类群.本研究有助于理解土壤微生物群落功能及其在土壤碳循环过程中的作用,为更准确评估高寒草甸土壤碳循环过程提供了科学依据.

降水总量、分配方式及其发生时间共同决定了青藏高原植被生长的水分条件,而降水利用效率(PUE,地上生产力与降水量的比值)是评估降水与植被生产力关系的有效指标.本研究以藏北当雄高寒草原化草甸为研究对象,利用多年生物量采样数据与同期遥感EVI植被指数建立线性模型,反演了2000-2016年地上净初级生产力(ANPP),结合同时期气象数据,以生长季降水量(GSP)表征降水总体状况,改进的降水集度指标(PCI)表征生长季降水分配,降水重心(PC)表征降水集中时间,并结合生长季均温(GST),利用结构方程分析了气候因子对当雄草地降水利用效率和地上生产力的影响.结果表明:当雄草地ANPP主要受生长季降水影响,GSP与ANPP呈显著正相关,而GST与PUE、ANPP无显著相关关系;PCI与PUE呈显著正相关,表明降水集中分布有利于PUE增加;PCI与ANPP相关的间接系数大于直接系数,表明PCI通过PUE影响ANPP;降水集中时间(PC)变化则对PUE和ANPP没有显著影响.在青藏高原显著的气候变暖背景下,降水量和降水集度的变化都将会对藏北高寒草地的地上生产力产生重要影响.

2013年夏,在藏北那曲地区申扎县羌塘高原旧石器调查中,从规模恢弘的尼阿木底遗址地表暴露的、数以万计的石制品中,分别采集到似阿舍利类型“手斧”9件和“薄刃斧”2件.本文对尼阿木底遗址所见的这类器物进行了细致的观察与分析,认为它们只是旧石器时代晚期勒瓦娄哇技术产品的石核,或偶尔为之的、与手斧和薄刃斧形似的石制品,并非真正意义上的手斧与薄刃斧.尼阿木底遗址不存在从选料、剥片、加工出成品,到使用、损坏和废弃等各个阶段的、明确的阿舍利类型石器工业产品生产体系的工艺链条,换言之,在尼阿木底生活的古人脑海中,并不存在一个加工阿舍利类型手斧和薄刃斧等工具的“概念模板”(Mental template).联系到青藏高原其他地区以前所报道的同类材料,我们认为在青藏高原腹地目前所见的旧石器遗址中,还没有真正意义上的阿舍利石器工业类型的遗存.晚更新世末期时,来自于印巴次大陆方向的早期占领者,沿着喜马拉雅山脉、冈底斯山脉和昆仑山脉三条东西走向的巨大山系之间的通道,自高原西南方向开始向高原腹地扩张,其间阿舍利石器工业技术在非洲和欧亚大陆早已消弭,当时的青藏高原腹地并不具备重新产生该类石器工业技术的土壤.

为了阐释青藏高原高寒草甸退化的关键生态过程,该研究依托藏北高原草地生态系统研究站(那曲站),设置不同退化梯度实验,即对照、轻度退化、中度退化、重度退化和极度退化5个梯度,探究群落生产力和物种多样性对不同退化强度的响应机制.结果表明:1)随着退化程度不断加剧,地上生物量呈现线性或非线性增加趋势,在重度退化处理下,地上生物量显著高于对照32.3％,其中高山嵩草(Kobresia pygmaea)地上生物量呈非线性下降趋势,而矮火绒草(Leontopodium nanum)地上生物量呈非线性增加趋势;2)与地上生物量的响应模式相反,随着退化程度加剧,地下生物量与总生物量均呈现非线性降低趋势;3)高寒草甸退化过程中,物种辛普森指数、丰富度指数、香农多样性指数和均匀度指数均呈现非线性上升趋势.结构等式方程结果表明,土壤碳含量和体积含水量与地下生物量均呈现显著的正相关关系.土壤碳含量、体积含水量和砾石质量比对地上生物量无显著影响,土壤碳、氮含量与物种多样性指数呈现显著的负相关关系.研究认为地上生产力的变化不能很好地指示草地的退化程度,建议今后研究应以可食性牧草和毒杂草等植物功能群的变化来衡量草地退化.

青藏高原气候严酷,陆地表层生态系统脆弱,其高寒植物群落特征及生态系统生产力对气候变化的响应极其敏感.利用开顶箱(OTCs,Open Top Chambers)式装置在藏北高山嵩草(Kobresia pygmaea)草甸设置不同增温梯度实验(W1、W2、W3、W4),探究增温对高寒草甸植物群落特征及地上生产力的影响.研究结果表明:1)与对照样地相比,增温减少了植物群落总盖度(2015年,W1、W2、W3、W4分别显著减少了28％、23％、59％、60％;2016年,W4显著减少了83％)和高山嵩草盖度(2015年,W1、W2、W3、W4分别显著减少了26％、33％、681％、64％;2016年,W4显著减少了85％),而低幅度增温(W1、W2)对委陵菜属植物盖度无显著影响,高幅度增温(W3、W4)显著减少了委陵菜属植物盖度(2015年,W3、W4分别显著减少了58％和60％;2016年,W4显著减少了71％);2)对整个植物群落而言,增温幅度较低时,增温对群落的生长和生物量的积累有促进作用,当温度升高超过一定程度,这种促进作用会逐渐减弱甚至变成抑制作用(2015年,W4显著减少了地上生物量69％;2016年,W4显著减少了地上生物量82％);3)高山嵩草盖度和其他物种总盖度存在显著的年际差异,而委陵菜属植物盖度无明显的年际变化.研究结果预示着,一定程度的升温会促进高寒草甸植物群落的生长,但温度升高超过一定幅度时,会导致草地生产力下降,草地退化加剧,同时当地群落中委陵菜属植物在全球变化背景下相对稳定,这类物种在未来气候变暖的背景下可能具有更强的竞争力.

为了明确西藏嵩草属(Kobresia)植物种类特征和分布区域,通过数据资料收集和野外调研相结合的方法.对西藏高原海拔3 100-5300m部分地区不同植物群系进行嵩草属植物的调查.结果 表明:嵩草属植物是高山草甸草原分布最为广泛的植物,在18个区域共发现了12种;在沼泽草甸上藏北嵩草(K.littledaleiC.B.Clarke)、藏西嵩草(K.deasyi C.B.Clarke)和喜马拉雅嵩草(K.royleana (Nees) Boeckeler)生长良好,高山草甸则以高山嵩草(K.pygmaeaC.B.Clarke)、矮生嵩草(K.humilis (C.A.Mey.) Serg.)和日喀则嵩草(K.prainii Kük)分布较为广泛.大花嵩草(K.macrantha Boeck)和粗壮嵩草(K.robusta Maxim)作为高山草原较为常见的伴生植物;喜马拉雅嵩草其生态位较宽,在沼泽化草甸、高山草句和各类灌下草丛中均有分布.因此,对西藏高原嵩草属资源调查及其适应特征特性研究,对缓解植被退化和资源的合理开发有着举足轻重作用.

人工草地是缓解天然草地退化和提升草地生产力的一种有效途径,但人工草地建设发展需注重区域布局、种植区划、经营管理等战略问题,尤其是在高寒牧区建立人工草地,目前还存在诸多值得探讨的科学问题.为此,选取藏北高原高寒牧区为研究区,基于遥感数据,土壤数据,气象数据,地形和土地利用数据,结合野外实地调查,从可利用土地资源角度考虑,通过分析藏北现有人工草地建设的立地条件,识别出区域适宜人工草地建设的潜在分布区,并与现有人工草地分布位置及其面积进行对比分析和验证,以期为区域未来人工草地建设布局提供科学指导.研究结果表明:在各种约束因子的限制下,藏北满足人工草地建设条件的适宜区域极其有限,难以发展大面积的人工草地建设工程.水热条件和海拔是限制区域人工草地建设的主要地理因素,尤其是那曲地区,绝大部分区域无法满足人工牧草生长活动的积温需求.因此,区域牧草种植规划中需重点考虑牧草品种的生物学特性.另一方面,在藏北高寒牧区建立人工草地必须慎重,今后人工草地种植规划还需要加强牧草的抗寒性和抗旱性研究,在人工草地的管理方面要特别关注已建人工草地的可持续性和稳定性,防止出现草地退化和沙化等问题.