干珠扎布，段敏杰，郭亞奇，張偉娜，梁 艷，高清竹,*，旦久羅布，白瑪玉珍，

西繞卓瑪4

噴灌對藏北高寒草地生產(chǎn)力和物種多樣性的影響

干珠扎布1，段敏杰2，郭亞奇3，張偉娜1，梁 艷1，高清竹1,*，旦久羅布4，白瑪玉珍4，

西繞卓瑪4

1 中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)業(yè)環(huán)境與可持續(xù)發(fā)展研究所,農(nóng)業(yè)部農(nóng)業(yè)環(huán)境與氣候變化重點(diǎn)實驗室， 北京 100081

2 北京市園林科學(xué)研究院， 北京 100102

3 中國建筑設(shè)計咨詢公司綠色建筑設(shè)計研究院,中國建筑設(shè)計研究院建筑節(jié)能與新能源工程中心， 北京 100120

4 西藏自治區(qū)那曲地區(qū)草原站， 那曲 852100

通過3a(2008—2010年)的藏北高寒草地噴灌試驗，研究了不同噴灌量對草地群落生產(chǎn)力和物種多樣性的影響。結(jié)果表明，豐水年灌溉對藏北高寒草地的影響較小；而在相對干旱年份灌溉對高寒草地生產(chǎn)力和物種多樣性影響顯著。噴灌條件下高寒草地生物量顯著提高，最高增幅出現(xiàn)在高水(GS)樣地中，達(dá)到116%。噴灌明顯促進(jìn)物種重要值提高，其中灌木和闊葉雜草比例增加趨勢更為明顯。不同噴灌條件下優(yōu)勢物種相對重要值均有不同程度的降低，高水處理降低幅度最大。物種多樣性方面，噴灌措施能夠明顯促進(jìn)高寒草地Simpson指數(shù)和Shannon-weiner指數(shù)增加(P< 0.05)，E. Pielou均勻度指數(shù)無顯著變化(P> 0.05)。Shannon-weiner指數(shù)與生物量之間存在顯著正相關(guān)關(guān)系(P< 0.05)。未來降水增多的氣候條件可以減少干旱對高寒草地帶來的負(fù)面影響，有利于提高草地生產(chǎn)力和維持草地物種多樣性，促進(jìn)高寒草地畜牧業(yè)健康發(fā)展。

灌溉; 生產(chǎn)力; 物種多樣性; 高寒草地; 藏北地區(qū)

生物多樣性是全球變化的重點(diǎn)議題，而物種多樣性作為生物多樣性的主要研究層次備受關(guān)注。生產(chǎn)力與物種多樣性是衡量草地生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能的重要指標(biāo)，是維持草地生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定發(fā)展的基礎(chǔ)[1]。降水量是影響草地生產(chǎn)力的主要限制因子，降水量與生產(chǎn)力之間存在正相關(guān)關(guān)系[2-3]。降水量增加有利于草地群落內(nèi)物種豐富度增加，群落水分有效性對于群落結(jié)構(gòu)與組成和物種多樣性具有重要的作用[4]。水分增加不僅對草地植物群落產(chǎn)生直接影響，還將通過增加土壤養(yǎng)分有效性間接促進(jìn)植物生長發(fā)育[5]。而水分脅迫將會對草地生態(tài)系統(tǒng)產(chǎn)生一系列負(fù)面影響[6]。因此，水分條件對于維持草地生產(chǎn)力和物種多樣性具有重要的作用，甚至影響草地生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可持續(xù)性。

藏北地區(qū)位于青藏高原腹地，西藏岡底斯山和念青唐古拉山以北的廣闊地區(qū)，是我國多條江河的發(fā)源地，并且是我國主要的畜牧業(yè)基地之一[7]。藏北地區(qū)生態(tài)系統(tǒng)對氣候變化和人類活動極其敏感。近年來，該地區(qū)氣候發(fā)生了明顯的變化，年平均溫度升高幅度高于全國[8]。氣候變化不僅影響全球溫度，也將導(dǎo)致降水格局發(fā)生相應(yīng)的變化；作為氣候變化高敏感地區(qū)，藏北地區(qū)降水量將顯著增加[9- 11]。降水量的增加會導(dǎo)致草地生態(tài)系統(tǒng)土壤水分升高，進(jìn)而影響草地生產(chǎn)力、群落物種組成、物種多樣性等；這將導(dǎo)致草地生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與功能發(fā)生相應(yīng)的改變[2,12]。草地灌溉作為主要的氣候變化適應(yīng)措施，可以模擬藏北地區(qū)未來降水增加，減少季節(jié)性干旱帶來的負(fù)面影響[13]。本文開展藏北高寒草地生長季噴灌補(bǔ)水試驗，探討水分增加對草地生態(tài)系統(tǒng)生產(chǎn)力和物種多樣性的影響，研究草地生產(chǎn)力與物種多樣性之間的關(guān)系，有助于明確未來降水增多條件下高寒草地生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與功能的變化，確定氣候變化對藏北高寒草地畜牧業(yè)帶來的影響。

1 材料與方法

1.1 樣地概況

試驗區(qū)位于藏北地區(qū)安多縣帕那鎮(zhèn)，32°11′N，91°41′E，海拔4700 m。該地區(qū)是典型的亞寒帶氣候區(qū)，1966—2010年，年平均氣溫為-2.6 ℃，年平均降水量為445 mm。2008—2010年，試驗區(qū)年均氣溫呈上升趨勢，而降雨量呈逐漸減少的趨勢(圖1)。該地區(qū)雨熱同季，月平均溫度在5—9月份高于0 ℃，90%以上的降水也集中在該時段。2010年較2008和2009年為相對干旱年份，年降水量為417 mm；2008和2009年為豐水年，降水量分別為544 mm和501 mm。2008—2010年平均溫度分別為-2.0、-1.0 ℃和-1.1 ℃；生長季(5—9月)平均溫度分別為5.8、6.4 ℃和7.0 ℃。試驗區(qū)內(nèi)，主要莎草科植物有高山嵩草(Kobresiapygmaea)和青藏苔草(Carexmoorcroftii)；早熟禾(Poapratensis)和紫花針茅(Stipapurpurea)為主要的禾草類；主要的雜草類包括二裂萎陵菜(Potentillabifurca)、矮火絨草(Leontopodiumnanum)、小葉棘豆(Oxytropismicrophylla)等。土壤類型為高寒草原土。樣地于2008年開始圍封灌溉。

圖1 試驗區(qū)年平均氣溫和年降水量(2008—2010年)Fig.1 Mean annual air temperature and annual precipitation in experimental area

1.2 實驗設(shè)計

采用輸水帶噴頭對高寒草地進(jìn)行灌溉。樣地大小為1.0 hm2，對照區(qū)(CK)、低水區(qū)(DS)、中水區(qū)(ZS)和高水區(qū)(GS)各0.25 hm2。灌溉區(qū)內(nèi)設(shè)置3條噴灌帶，每條噴灌帶安裝兩個噴頭，共計6個噴頭。每年6—9月，對草地進(jìn)行10次噴灌，灌溉時間間隔為10 d；灌水量分別為6 m3/次(DS)、12 m3/次(ZS)和18 m3/次(GS)，整個生長季灌水量分別為60 m3(DS)、120 m3(ZS)和180 m3(GS)，相當(dāng)于增加降水量24 mm(DS)、48 mm(ZS)和72 mm(GS)，大約是年平均降水量的5%(DS)、10%(ZS)和15%(GS)。

1.3 觀測方法

生長季6—9月，采用標(biāo)準(zhǔn)收獲法在面積為0.5 m×0.5 m的樣方內(nèi)，每月進(jìn)行1—2次地上生物量測定，每個處理區(qū)設(shè)置6個樣方。首先記錄樣方內(nèi)所有物種的高度、蓋度和頻度等，之后將植物齊地面剪下裝入信封內(nèi)，帶回實驗室后置于105 ℃烘箱中殺青0.5 h，以70 ℃恒溫烘干至恒重，稱干重。

1.4 數(shù)據(jù)計算

物種多樣性采用Shannon-Weiner指數(shù)、Simpson指數(shù)和E. Pielou均勻度指數(shù)表示，計算公式如下[14-15]：

重要值(IV)=(相對蓋度+相對高度+相對頻度)/3
相對重要值(Pi)=IV/∑IV
Shannon-Weiner指數(shù)H= -∑Pilg(Pi)
Simpson指數(shù)D= 1/∑Pi2
E.Pielou均勻度指數(shù)E=H/lnS

式中，IV為重要值，Pi為相對重要值，H為Shannon-Weiner多樣性指數(shù)，D為Simpson指數(shù)，E為E. Pielou均勻度指數(shù)，S為群落內(nèi)出現(xiàn)的物種數(shù)。

1.5 數(shù)據(jù)分析

采用Access 2010和Excel 2010對數(shù)據(jù)進(jìn)行初步整理和計算。利用IBM SPSS Statistics 19軟件中的單因素方差分析(One Way ANOVA)、多因素方差分析(Multi Way ANOVA)和重復(fù)測量方差分析(Repeated Measures ANOVA)對不同噴灌量條件下生物量和生物多樣性數(shù)據(jù)進(jìn)行差異顯著性檢驗。采用回歸分析方法(Regression Analysis)對生物量和物種多樣性進(jìn)行相關(guān)性分析。

2 研究結(jié)果

2.1 灌溉對草地地上生物量的影響

藏北高寒草地生物量存在顯著的年際變化和季節(jié)變化(圖2)。CK樣地年最高生物量從2008年的41.7 g/m2上升至2010年的94.7 g/m2。在灌溉條件下生物量的變化趨勢與CK相同，均是逐年升高(圖2)。相比于2008年，2010年DS處理最高生物量增加1.9倍；ZS的增幅與之接近；而GS處理中更是增加了2.5倍。在不同處理間，灌溉處理均顯著高于對照。其中增幅最高年份為2010年，DS、ZS和GS處理中年最高生物量的增幅分別達(dá)到56.9%、52.0%和116.4%。不同灌溉條件下年最高生物量大小順序為GS > ZS ≈ DS > CK。

除年際變化外，藏北高寒草地地上生物量呈顯著的季節(jié)變化規(guī)律。以2010年為例，6月草地生物量相對較低，CK處理中只有21.2 g/m2；進(jìn)入7月，隨著溫度升高和降水增多，草地植物生長迅速；8月達(dá)到最高值94.7 g/m2；9月份有所下降。灌溉對草地生物量季節(jié)變化規(guī)律無顯著影響，均為8月達(dá)到最高值。6月，只有GS處理中草地生物量明顯高于CK(P< 0.05)，其他處理無顯著升高。7—9月，灌溉處理生物量均顯著高于對照；但各灌溉處理間的顯著性關(guān)系無明顯規(guī)律(圖2)。

圖2 不同灌溉條件下高寒草地生物量年際(2008—2010年)和季節(jié)變化(2010年)Fig.2 Annual (2008—2010) and seasonal (2010) variation of alpine grassland biomass under different irrigation conditions不同小寫字母代表相同時間內(nèi)不同處理間差異顯著；CK：對照no irrigation，DS：低水low irrigation，ZS：中水moderate irrigation，GS：高水high irrigation

對不同灌溉條件下藏北高寒草地生物量進(jìn)行顯著性分析(表1)，發(fā)現(xiàn)草地生物量在不同處理、年份和月份之間均有顯著性差異(P< 0.001)；處理和年、處理和月之間存在交互作用；不同年份和不同月份之間也存在交互作用；而處理、年和月三者之間無明顯的交互影響(P> 0.05)。

2.2 灌溉對草地群落物種組成及其重要值的影響

灌溉對藏北高寒草地物種組成具有明顯的影響。以2010年樣地內(nèi)群落物種組成為例(表2)，灌溉條件下樣地中出現(xiàn)了CK中未出現(xiàn)的物種，如白花枝子(Dracocephalumheterophyllum)、獨(dú)行菜(Lepidiumapetalum)、肉果草(Lanceatibetica)和短穗兔耳草(Lagotisglauca)等；而在CK中出現(xiàn)的豬毛菜(Salsolacollina)并未在灌溉處理中出現(xiàn)。不同灌溉量條件下物種組成也有差異，總體上表現(xiàn)為ZS和GS處理的物種數(shù)多于DS。物種重要值方面，多數(shù)物種的重要值在灌溉條件下均有所提高，如羊茅(Festucaovina)、墊狀點(diǎn)地梅(Androsacetapete)、唐松草(Thalictrumaquilegifolium)等；也有部分植物重要值有下降的趨勢，如矮小藍(lán)鐘花(Cyananthusincanus)等；而灌溉對高山嵩草、早熟禾等物種的重要值并無明顯的影響。不同灌溉強(qiáng)度下，多數(shù)物種重要值隨著灌溉量的增加而升高，但藏黃芪(Astragalustibetanus)卻與之相反，其物種重要值隨著灌溉量的增加而降低?？傮w而言，高寒草地物種重要值在灌溉條件下均明顯升高，升高幅度分別達(dá)到11%(DS)、24%(ZS)和57%(GS)。

表1 不同灌溉條件下高寒草地地上生物量年際和季節(jié)變化顯著性Table 1 The significant differences of annual and seasonal variation of alpine grassland biomass under different irrigation conditions

在藏北高寒草地以禾草類植物紫花針茅、早熟禾和銀洽草(Koeleriaargentea)，莎草科植物高山嵩草，雜草類植物二裂萎陵菜、矮火絨草、小葉棘豆為主，以上植物重要值之和在整個群落中所占比例達(dá)到62%。而在灌溉條件下，上述物種重要值之和明顯降低，分別占整個群落物種重要值的49%(DS)、44%(ZS)和40%(GS)。在灌溉條件下，莎草科物種重要值所占比例無明顯變化，而禾本科植物比例減少，雜類草相對重要值明顯增加；這主要取決于金露梅(Potentillafruticosa)、蒲公英(Taraxacummongolicum)和唐松草等植物相對重要值的增加。與CK相比，DS處理莎草和禾草的重要值有所降低，雜草重要值明顯升高；而ZS和GS處理中各植物類群重要值均顯著提高。較高的灌水量有利于高寒草地各植物類群的生長，對雜類草的促進(jìn)作用尤為明顯。

表2 不同灌溉條件下高寒草地群落物種組成及其重要值(2010年)Table 2 Species composition and their importance values of alpine grassland plant communities under different irrigation treatments in 2010

不同植物類群物種相對重要值存在明顯的年際變化(圖3)。2008年，CK樣地中莎草所占比例為19%，到2010年下降為11%；DS和ZS處理中莎草的比例2009年高于2008和2010年；GS處理變化趨勢與CK相同；總體而言，在藏北高寒草地中莎草科物種比例低于20%。禾本科植物在CK和DS群落中所占比例在3a內(nèi)一直維持在30%左右；ZS處理中禾草比例在3a內(nèi)有所下降；GS處理中呈現(xiàn)增加的趨勢；不同處理中禾草所占比例均為30%—40%之間。在藏北高寒草地生態(tài)系統(tǒng)中雜類草所占比例最高，各處理中均高于50%。CK處理中雜草所占比例無明顯年際變化；而各灌溉處理年際波動較大，達(dá)到10%左右。

圖3 不同灌溉條件下藏北高寒草地物種相對重要值年際變化Fig.3 Annual variation of the Pi in alpine grassland under different irrigation conditions

2.3 灌溉對草地物種多樣性的影響

藏北高寒草地物種多樣性對不同灌溉措施具有明顯的響應(yīng)(圖4)。2008年，各處理中物種多樣性均無明顯差異。2009年，Simpson指數(shù)和Shannon-weiner 指數(shù)在DS和GS處理中顯著降低，ZS處理中無明顯變化；E. Pielou均勻度指數(shù)在GS處理中顯著降低；2010年，隨著灌溉量的增加，Simpson指數(shù)和Shannon-weiner 指數(shù)顯著升高，GS處理顯著高于其他處理；灌溉對E. Pielou均勻度指數(shù)無顯著影響(P> 0.05)?？傮w而言，灌溉對高寒草地物種多樣性的影響存在年際波動性，無明顯的規(guī)律可循。

圖4 不同灌溉量對高寒草地物種多樣性的影響Fig.4 Variation of plant diversity of alpine grassland community under different irrigation conditions a：Simpson index；b：Shannon-weiner index；c：E. Pielou evenness index

圖5 藏北高寒草地地上生物量與物種多樣性之間的關(guān)系 Fig.5 Correlation between biomass and species diversity in alpine grassland

藏北高寒草地地上生物量可以解釋Shannon-weiner 指數(shù)的變化，兩者間存在顯著正相關(guān)(P< 0.05，圖5)；生物量與Simpson指數(shù)和E. Pielou均勻度指數(shù)之間無顯著相關(guān)性(P> 0.05)。盡管兩者之間存在相關(guān)性，但生物量并非是決定物種多樣性的唯一因素，生物量只能解釋33%的物種多樣性變化，因此草地生物量并不能作為判斷物種多樣性多寡的唯一依據(jù)。

3 討論

水分是影響草地類型分布、物種組成以及生產(chǎn)力的主要因素[16]。在全球氣候變化條件下，降水格局發(fā)生改變，必將對草地生產(chǎn)力和群落結(jié)構(gòu)產(chǎn)生影響，從而導(dǎo)致草地生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與功能發(fā)生相應(yīng)的變化。在青藏高原地區(qū)，由于其特殊的環(huán)境條件，導(dǎo)致草地生態(tài)系統(tǒng)對水熱因子變化更為敏感[17]。水分增加往往對草地生態(tài)系統(tǒng)產(chǎn)生正效應(yīng)，灌溉或降水增加條件下草地生產(chǎn)力將顯著提高[18- 20]。本文中，不同噴灌量均對藏北高寒草地地上生物量具有促進(jìn)作用，并且隨著噴灌量增加以及噴灌年限的延長，該作用愈加明顯。范永剛等[21]研究表明灌溉措施對新疆巴音布魯克草原生物量具有明顯的促進(jìn)作用，顯著高于自由放牧和圍封禁牧樣地。高天明等[22]發(fā)現(xiàn)作為退化草地恢復(fù)措施，灌溉不僅對草地生物量具有促進(jìn)作用，并且能夠提高土壤肥力和改善土壤種子庫；對不同灌溉量而言，并非灌溉量越大越有利于草地植物生長，適當(dāng)?shù)墓喔攘坎粌H能夠增加草地生物量，并且能有效節(jié)約水資源；而灌溉量過高不利于種子萌發(fā)。水分添加有助于草地生產(chǎn)力提高，因此從生產(chǎn)力的角度出發(fā)，認(rèn)為未來降水增多有利于維持草地畜牧業(yè)健康有序發(fā)展[11]。

物種重要值是評價物種在生物群落中相對作用的綜合性指標(biāo)，通過重要值可以確定物種在群落中的地位，了解各物種相互關(guān)系[23-24]。本研究中，灌溉明顯促進(jìn)各類植物重要值，對雜類草的促進(jìn)作用尤為明顯，雜草相對重要值明顯增加；其最主要原因為以金露梅為主的灌木植物和蒲公英、肉果草等闊葉植物比例增加所致。由于灌溉導(dǎo)致土壤含水量增加，改善土壤環(huán)境，從而使吸水性較強(qiáng)的喜濕植物大量增加，有可能促使以多年生草本為主的草地向灌叢方向發(fā)生演替，加速草地灌叢化。王長庭等[25]研究表明，增加降水20%對高寒草甸禾草類植物無明顯影響，而增加降水40%條件下禾草比例顯著降低。沈振西等[26]認(rèn)為增減降雨對矮嵩草草甸各類植物均無顯著影響，但在缺水年份耐旱的禾草比例增加，而根系較淺的雜草受水分脅迫影響較大，從而導(dǎo)致其生長受限。這也是本研究中相對干旱年份(2010年)，在灌溉條件下對水分變化相對敏感的雜草比例有明顯提高的原因。本研究中，灌溉條件下優(yōu)勢物種比例呈降低趨勢，這與Kardol等[27]在美國棄耕地的研究結(jié)果相反，其原因可能是由于該區(qū)域降水量相比于藏北地區(qū)較為充沛，無水分脅迫所致。噴灌對高寒草地各類物種生長均有促進(jìn)作用，有利于草地生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定和草地畜牧業(yè)發(fā)展；但其優(yōu)勢物種比例降低，雜草比例增加所造成的影響具有不確定性，應(yīng)進(jìn)一步研究探討。

物種多樣性可以促進(jìn)生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性，有助于生態(tài)系統(tǒng)良性運(yùn)轉(zhuǎn)，保障其組織和功能[28]。草地生態(tài)系統(tǒng)中，物種多樣性可以反映草地基況，有助于整個草地生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定健康發(fā)展[29]。降水格局顯著影響藏北高寒草地物種多樣性分布，降水增加有利于物種多樣性升高[30]。趙哈林等[31]的研究結(jié)果也表明氣候的暖濕化趨勢利于物種多樣性增加。本研究中，豐水年高寒草地物種多樣性受水分添加的影響較??；干旱年份中噴灌措施明顯增加物種多樣性，并且隨著噴灌量的增加其效應(yīng)愈加明顯。目前，物種多樣性與生物量之間的關(guān)系尚無明確的定論，其原因為每個生態(tài)系統(tǒng)所處的環(huán)境以及其自身的組成和功能組織均存在差異性，并且人類活動和氣候因素也是影響兩者之間關(guān)系的關(guān)鍵因素[32]。本文研究發(fā)現(xiàn)生物量與生物多樣性之間存在正相關(guān)關(guān)系，但生物量僅能解釋33%的物種多樣性變異，因此生物量并不能作為確定生態(tài)系統(tǒng)物種多樣性的唯一因素。

4 結(jié)論

本文綜合研究表明，在干旱年份，噴灌對藏北高寒草地生產(chǎn)力和物種多樣性影響顯著，而豐水年份其影響較小。噴灌明顯促進(jìn)藏北高寒草地生物量積累；增加灌木和闊葉雜草比例；促進(jìn)物種多樣性升高。物種多樣性和生物量之間存在顯著相關(guān)關(guān)系，生物量升高促進(jìn)物種多樣性增加。未來降水增多可以減少干旱對高寒草地帶來的不利影響，有助于提高草地生產(chǎn)力和維持草地物種多樣性，有利于高寒草地畜牧業(yè)健康發(fā)展。

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Effects of irrigation on alpine grassland Northern Tibet

H. Ganjurjav1, DUAN Minjie2, GUO Yaqi3, ZHANG Weina1, LIANG Yan1, GAO Qingzhu1,*, DANJIU Luobu4, BAIMA Yuzhen4, XIRAO Zhuoma4

1InstituteofEnvironmentandSustainableDevelopmentinAgriculture,ChineseAcademyofAgriculturalSciences/KeyLaboratoryforAgro-Environment&ClimateChange,MinistryofAgriculture,Beijing100081,China2BeijingInstituteofLandscapeArchitecture,Beijing100102,China3ChinaBuildingDesignConsultantsCO.(CBDC)/ChinaArchitecturedesign&ResearchGroup(CAG),Beijing100120,China4NagquGrasslandStation,Nagqu,TibetAutonomousRegion, 852100,China

Productivity and species diversity are important indicators of the service functions and basic factors of stability in grassland ecosystems. Precipitation is a main limiting factor of grassland productivity. There is a positive correlation between precipitation and productivity. Species diversity increases under precipitation enhancement; the water availability of the plant community has an important effect on community structure, composition, and species diversity. An increase in soil moisture content not only affects the grassland plant communities directly but also improves soil nutrient availability to promote plant growth. However, drought could lead to a series of negative effects on grassland ecosystems. Therefore, moisture is an important factor for productivity and species diversity, and it even affects the stability and sustainability of grassland ecosystems.Northern Tibet has low ecosystem stability, so external disturbances, such as climate change and human activities, easily result in variation in the pattern, process, and function of ecosystems. In recent years, Northern Tibet has experienced warming and increased precipitation. Increased precipitation will affect grassland productivity and species diversity, and will even influence animal husbandry. As a main measure of the adaptation strategy for climate change, irrigation could be a reasonable pathway to redistribute and make full use of increased precipitation.In this study, we conducted a growing season irrigation experiment in Northern Tibet (between 2008 and 2010) to simulate the precipitation enhancement in this area. We designed 4 irrigation gradients: CK (no irrigation), DS (low irrigation, plus 5% more than the ambient precipitation), ZS (moderate irrigation, plus 10% more than the ambient precipitation), and GS (high irrigation, plus 15% more than the ambient precipitation). We measured plant biomass, community composition, and species diversity under different amounts of irrigation. The results showed that irrigation had greater effects on alpine grassland productivity and species diversity in drought years than in wet years. Under the irrigation conditions, the grassland biomass increased significantly, and the highest increase was up to 116% in a high irrigation plot. Irrigation promoted the species importance values of alpine grasslands; in particular, the proportion of shrubs and broad-leaved forbs was increased. The proportion of dominant species decreased significantly under irrigation conditions, and the decrease was the highest in the high irrigation plot. The Simpson index and Shannon-Wiener index significantly increased under different amounts of irrigation (P< 0.05). The E. Pielou evenness index was not significantly influenced by irrigation (P> 0.05). There was a positive correlation between biomass and the Shannon- Wiener index (P< 0.05). In short, we can project that grassland biomass and species diversity will increase under future precipitation enhancement; this will reduce the negative impact of drought in alpine grasslands and promote the sustainable development of animal husbandry in alpine grasslands.

irrigation; productivity; species diversity; alpine grassland; Northern Tibet

國家科技支撐課題(2012BAC01B02)；國家自然科學(xué)基金項目(31170460)；西藏那曲地區(qū)與中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院合作項目

2014- 03- 31;

日期:2015- 04- 20

10.5846/stxb201403310599

*通訊作者Corresponding author.E-mail: gaoqingzhu@caas.cn

干珠扎布，段敏杰，郭亞奇，張偉娜，梁艷，高清竹，旦久羅布，白瑪玉珍，西繞卓瑪.噴灌對藏北高寒草地生產(chǎn)力和物種多樣性的影響.生態(tài)學(xué)報,2015,35(22):7485- 7493.

H. Ganjurjav, Duan M J, Guo Y Q, Zhang W N, Liang Y, Gao Q Z, DanJiu L B, BaiMa Y Z, Xirao Z M.Effects of irrigation on alpine grassland Northern Tibet.Acta Ecologica Sinica,2015,35(22):7485- 7493.