贺金生 北京大学 教 授

草地生态系统是全球变化研究的主题，草地主要分布在干旱、半干旱以及寒冷地区，主体分布在北半球中高纬度地带，草地分布面积较广的国家有：澳大利亚、俄罗斯、中国和加拿大。

高寒草地：敏感的生态系统，快速的气候变化

我国青藏高原草地面积约160万km2，主要为52%高寒草原以及48%的高寒草甸，拥有500万只藏西绵羊以及上千万头牦牛以及大量的野生动物。

图1 青藏高原高寒草地的分布

生物多样性低的高寒草原以西藏定日为例，海拔4500 m，植物类型<10种/m2。

生物多样性高的高寒草甸以青海海北洲为例，海拔3200 m，植物类型30~40种/m2。

青藏高原高寒草地经历着快速的气候变化

基本特征是变暖和变湿，年均温变化率：+0.4℃/10a，约是全球平均的2倍；年均降水量：+2.2%/10a；整体上有暖湿化的趋势, 但存在较大空间异质性。

西风与季风的相互作用特征表现为3种模态，1、印度季风模态：冰川退缩，植被返青期推后；2、西风模态：冰川趋于稳定,部分出现前进，返青期提前；3、过渡模态：退缩程度减弱，植被过程比较复杂。

气候变化对高寒草地结构和功能的影响

全球变化研究的主要手段有样带研究、长期监测、控制实验以及模型模拟。

青藏高原高寒草地的样带研究，通过在199个研究地点213种植物功能属性的研究以及在500 个地点中重点调查了60 个研究地点研究表明，地下生物多样性对生态系统功能具有重要的调控作用；区域尺度上的气候及气候变化，很大程度上影响生物多样性及其对生态系统功能性的作用。

气候变化对高寒草地稳定性以及草场质量的影响

温度：气温升高2℃对牧草产量没有显著影响，因为产量最高的禾草产量没有显著变化，豆科产量显著增加，而莎草产量则减少，整体上对产草量影响不大。

降水：减少降水显著降低了产草量，特别是禾草和莎草产量；降水增加显著增加了产草量。

物种水平牧草质量：模拟增温和降水改变对养分含量的影响因物种而异，同一物种的不同养分含量对增温和降水改变也没有表现出一致的响应趋势。

物种水平牧草消化率：增温降低了异针茅和扁蓿豆的消化率，但生物量加权平均后并没有显著改变整体的消化率；减少降水显著提高了整体的消化率，增加降水没有表现出显著影响。

群落水平牧草质量：模拟增温将群落粗蛋白含量从8.6%增加到了9.2%，提高了群落水平的牧草质量；减少降水增加了易消化的细胞内容物含量并减少了难消化的纤维素，提高了群落水平的牧草质量；增加降水对群落水平的牧草质量没有显著影响。

牧草质量的影响因素：群落水平的牧草质量主要受群落组成的影响，气候变化的直接作用远远低于群落组成的作用；气候变化主要通过改变群落组成来影响牧草质量。增温增加了粗蛋白，提高了草场质量；增加降水增加细胞内容物、纤维素和半纤维素产量；减水降低了草场质量。

高寒草地的适应性管理

高寒草地的特点：

1、高的碳密度和碳储量、生态系统碳积累的特点慢进快出，高寒草地土壤有机碳积累非常缓慢，不宜以碳汇为目的建植人工草地。

2、物种多样性在群落适应气候变化中起关键作用，在退化草地恢复和天然草地管理上要重视不同功能群、物种多样性的补偿作用。

人工草地的经营和生态学家的期望

传统人工草地对环境有负面的影响，特别是对土壤和地表水，因为出于生产效益考虑以单作为主，进行大规模机械化生产。

但从生产力维持和稳定性角度，多样性高的群落更优；如果不能多物种混作，至少考虑不同的遗传背景的种群混作。

高寒草地，特别是高寒草甸，并不像以前认为的对气候变化极其敏感；高寒草地群落物种多样性在气候变化下生产力维持过程中起关键作用；全球变暖会降低高寒草地的稳定性；高寒草地土壤有机碳积累非常缓慢，不宜以碳汇为目的建植人工草地。