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高寒草原作为青藏高原区主要草地类型是陆地生态系统中重要组成部分,在全球碳氮循环、畜牧业生产、生物多样性维持、水源涵养等方面发挥着重要作用。高寒草原是一个集土、草、畜、人以及微生物等多要素于一体的自然生态系统,由于其自身的脆弱性,加之人类不合理利用导致该生态系统出现不同程度的退化。本研究以青海省果洛州玛多县黄河源区最具代表性的紫花针茅(Stipa purpurea)高寒草原为研究对象,选择不同退化程度的样地(未退化、轻度退化、中度退化、重度退化和极度退化),一是通过调查植物群落、功能群、物种多样性以及土壤理化性状,旨在明确高寒草原退化过程中群落、功能群、物种多样性的变化特征以及他们与土壤理化性状的关系;二是通过对不同退化程度的高寒草原进行健康状况评价,旨在制定实用且科学的高寒草原健康评价指标体系,本研究结果为高寒草原植被恢复与重建提供科学依据。主要研究结果如下:1.高寒草原退化对植物群落有显著影响。不同退化梯度下植物优势种变化明显,从轻度退化到重度退化,草地优势种由紫花针茅(Stipa purpurea)和矮嵩草(Kobresia humilis)逐渐向杂类草转变,极度退化下优势种为沙生植物;地上生物量均呈先增加后降低的趋势,但轻度退化草地地上生物量比未退化草地高21.5%;群落盖度呈显著下降趋势(P<0.05);群落高度呈显著下降趋势(P<0.05),但极度退化草地群落高度有所增加;群落重要值呈先增后降的趋势(P<0.05)。2.高寒草原功能群组成对草原退化的响应明显。禾本科功能群丰富度和重要值均随退化程度加剧呈先增后降趋势(P<0.05),盖度随退化程度加剧表现为降低趋势(P<0.05);杂类草功能群丰富度、盖度和重要值均随退化程度加剧呈先增加后降低的趋势,而杂类草功能群的相对重要值随退化程度增加而增加。3.高寒草原物种多样性对草原退化的响应明显。随退化程度的加剧植物物种丰富度、多样性、均匀度均呈先增加后降低的趋势(P<0.05)。从未退化阶段到极度退化阶段,物种丰富度由16.40降到8.20;物种多样性Shannon-Wiener指数由2.9下降到1.75。4.高寒草原退化对土壤理化性质有显著影响。随退化程度的加剧,土壤有机质、全氮、全磷以及pH表现出随退化程度加剧呈显著降低(P<0.05);土壤容重随退化程度加剧而显著增加(P<0.05);土壤通气孔隙度随退化程度加剧而显著降低(P<0.05)。5.高寒草原退化过程中,植被与土壤理化性状关系密切相关。植物群落总盖度与土壤通气孔隙度、土壤全氮、土壤有机质呈显著正相关(r值分别为0.86、0.73、0.72);地上生物量与土壤通气孔隙度、土壤有机质、土壤全氮呈显著正相关(r分别为0.69、0.6、0.55);植被总盖度、地上生物量与土壤容重呈显著负相关(r值分别为-0.84、-0.67);各功能群重要值与土壤通气孔隙度呈正相关关系,与土壤容重呈负相关关系;冗余分析结果表明草地退化首先影响土壤物理属性进而影响草地群落物种和功能群的组成,导致草地生产力明显降低。6.构建基于群落总盖度、生物量、禾本科植物频度、群落层片结构、生草土发育状况、物种丰富度以及新鼠洞密度共7项指标的高寒草原健康评价指数(Grassland Health Index,GHI),用主成分分析进行指标权重的计算,各指标权重分别为0.1789、0.1599、0.1690、0.0784、0.1515、0.1696和0.0928;通过对GHI的聚类分析,将研究区高寒草原健康状况划分为4个等级,即健康草地(GHI>0.77),亚健康草地(0.59<GHI≤0.77),不健康草地(0.29<GHI≤0.59),崩溃草地(0.09<GHI≤0.29)。