Альпийская степь

Альпийско-степной
Альпийско-степной
	Каракорум-Западно-Тибетское нагорье, альпийская степь
Экология
Биом	Горные луга и кустарники
География
Тип климата	Засушливый

Альпийская степь — это высокогорные естественные альпийские луга , которые являются частью биома горных лугов и кустарников .

Альпийские степи — это уникальные экосистемы, встречающиеся по всему миру, особенно в Азии , где они составляют 38,9% общей Тибетского нагорья . площади лугов ^{[ 1 ]}

Характеристики

Альпийские луга, как и альпийская степь, характеризуются интенсивным излучением : периоды прямой солнечной радиации составляют в среднем 2916 часов в год. ^{[ 2 ]} Средняя температура в этой экосистеме очень низкая. Например, зимой они могут испытывать температуру около -10 °C, а летом - 10 °C. ^{[ 2 ]} Зимы также обычно длинные и холодные, а лето мягкое и короткое. ^{[ 3 ]} В этой экосистеме также наблюдаются годичные морозы, без сообщений о безморозном сезоне. ^{[ 2 ]}

Годовая норма осадков в альпийских степях очень низкая, средний диапазон составляет от 280 до 300 мм. ^{[ 3 ]} Кроме того, до 80% этого количества приходится на период с мая по сентябрь, в результате чего климат становится засушливым или полузасушливым , что делает окружающую среду намного более суровой для жизни растений и домашнего скота. ^{[ 2 ]}

Растительность

Растительность альпийской степи очень уязвима к изменению климата . Средняя температура воздуха увеличивается примерно на 0,3 градуса по Цельсию каждые десять лет, начиная с 1960-х годов. Это в три раза превышает средний мировой показатель, что указывает на чувствительность этой области. ^{[ 4 ]} Были проведены исследования, которые показывают, что распространение растительности резко изменилось с периода голоцена . Тибетское нагорье состоит из трех основных регионов, в зависимости от годовых уровней осадков и типов растительности, а именно альпийского луга , альпийской степи и альпийской пустынной степи . Начиная с голоцена исследования ископаемых пыльцевых записей показали, что альпийский луг распространился на территории, которые ранее были альпийской степью, поскольку в этот период количество осадков увеличилось. ^{[ 5 ]} Существует унимодальная закономерность в показателях эффективности использования осадков и растительных дождей (RUE), с тенденцией к увеличению в альпийско-степных регионах. ^{[ 6 ]} RUE здесь ниже по сравнению с альпийским лугом из-за различий в видовом богатстве, механическом составе почвы и содержании почвенного углерода . ^{[ 6 ]}

Изменения в растительности в последнее время использовались как индикатор деградации пастбищ на Тибетском нагорье, а также опустынивания земель и снижения общей продуктивности. Сдвиг растительности от неядовитых растений к ядовитым, похоже, коррелирует с усилением деградации земель. Растения, определенные как ядовитые на альпийских лугах, включают такие виды, как лосось , ^{[ 2 ]} который, как известно, очень агрессивен. Ядовитые растения не только являются показателем упадка, но и приводят к увеличению смертности пасущихся животных. Это нашествие ядовитых видов распространилось по всем регионам Тибетского нагорья, но наиболее поражена альпийская степь. ^{[ 2 ]}

Тибетское нагорье является чрезвычайно важной территорией для животноводства, и исторически чрезмерный выпас скота был проблемой устойчивости растительности в этом районе. Были приняты меры по регулированию использования этих лугов, включая создание охраняемых или «огороженных территорий». ^{[ 2 ]} Хотя эти меры, безусловно, являются шагом в правильном направлении с точки зрения законодательства об устойчивом развитии, не было доказано, что они оказывают очень сильное влияние на надземную чистую первичную продуктивность (ANPP). ^{[ 4 ]}

Состав почвы и биома

Согласно исследованиям, проведенным в альпийско-степной зоне Тибетского нагорья, различные питательные вещества почвы по-разному влияют на состав питательных веществ и их усвоение растениями в этом районе. Почвенный фосфор , по-видимому, оказывает гораздо более существенное влияние на соотношение азота и фосфора в растениях, чем почвенный азот . Результаты этого типа могут иметь значение для различных стратегий сохранения питательных веществ среди видов растений в одном и том же сообществе, поскольку растения, по-видимому, более чувствительны к изменениям в почвенном фосфоре, чем азоте, хотя азот по-прежнему чрезвычайно важен. ^{[ 7 ]} Что также делает это интересным, так это тот факт, что азот является ограничивающим фактором для роста растений и поэтому на самом деле имеет решающее значение для общего здоровья растительного сообщества. Показано, что выпас стадных животных положительно влияет на уровень азота в почве за счет возврата азота в экскременты. Добавление навоза в почвы этого региона в лабораторных условиях привело к увеличению доступности аммиака для растений (их основного источника азота). Однако в неизмененной системе азот почвы имеет тенденцию быть более постоянным, тогда как фосфор почвы больше подвержен влиянию климатических изменений, что может объяснить, почему, хотя азот является ограничивающим фактором, фосфор может оказывать большее влияние на соотношение N:P. питательных веществ для растений. ^{[ 8 ]} Диапазон температур на альпийских лугах от 14 градусов по Фаренгейту зимой до 50 градусов по Фаренгейту летом.

Угрозы альпийским степям

Считается, что из-за своей высоты альпийские регионы испытывают более высокие темпы потепления, что делает их более чувствительными и уязвимыми к глобальному изменению климата . ^{[ 9 ]} Другие серьезные угрозы для альпийских степей включают чрезмерный выпас скота , а также изменения в землепользовании, связанные с увеличением численности населения. ^{[ 3 ]} Из-за этого власти по всему Китаю вынуждены реализовывать программы по защите и сохранению этой хрупкой экосистемы.

Одной из таких программ является инициатива «Отказ от поголовья и восстановление пастбищ». ^{[ 3 ]} что требует использования специального ограждения ограждения . Целью этого защитного ограждения является предотвращение выпаса крупного скота, такого как овцы , яки и козы , в попытке восстановить деградировавшую биомассу и поддержать функцию экосистемы. ^{[ 1 ]} Часто эти эффекты лучше всего можно увидеть по изменениям, которые они вызывают в биогеохимических свойствах почвы. ^{[ 1 ]} Общая цель состоит в том, чтобы улучшить хранение углерода , азота и фосфора в экосистеме за счет увеличения запасов этих элементов как в растительности, так и в почве. ^{[ 1 ]} Этот эффект имеет решающее значение, поскольку даже небольшое процентное изменение в хранении углерода может оказать огромное положительное влияние на уровень углекислого газа в атмосфере и глобальный уровень углерода, а также на устойчивость экосистемы. ^{[ 1 ]} Но углерод – не единственный важный фактор. Также было обнаружено, что низкие уровни азота и фосфора ограничивают рост растений и чистую первичную продуктивность. ^{[ 1 ]} В одном исследовании было обнаружено, что защитное ограждение увеличивает содержание углерода в биомассе, а также азота и фосфора в надземной биомассе. ^{[ 1 ]} Однако этот эффект был незначительным и недостаточным для компенсации значительных потерь запасов углерода, азота и фосфора из поверхностного слоя почвы. ^{[ 1 ]} Другое исследование показало, что ограждение является полезным инструментом для снижения выбросов углекислого газа и увеличения потребления метана , что улучшает запасы как углерода, так и азота в почве. ^{[ 3 ]} Хотя результаты противоречивы, ограждение ограждений остается обычной практикой в Китае из-за уязвимости этих лугов.

Примеры

На высоте 4500–6000 м площадь Северного Тибета примерно на 94% покрыта лугами, включая альпийско-степные и альпийские луга. ^{[ 10 ]} Альпийская степь на этом участке имеет менее 20% растительного покрова, который состоит в основном из комплексов Stipa purpurea , Artemisia capillaris и Rhodiola rotundaia . ^{[ 10 ]} По сравнению с альпийским лугом альпийская степь более прохладная, засушливая или полузасушливая, с небольшим количеством осадков и бесплодными почвами. ^{[ 10 ]} Самый высокий запас углерода в растительности наблюдается в августе, а концентрации азота и фосфора в этом районе подвержены сезонным колебаниям на протяжении всего вегетационного периода. ^{[ 10 ]}

См. также

Ссылки

^ Перейти обратно: ^а ^б ^с ^д ^и ^ж ^г ^час {Лу Х., Ян Ю., Сунь Дж., Чжан Х., Чен Ю., Ван Х. и Ченг Г. 2015. Запасы углерода, азота и фосфора в экосистемах альпийских лугов Тибет: последствия исключения выпаса скота. Экология и эволюция, 5(19), 4492–4504., [1] }
^ Перейти обратно: ^а ^б ^с ^д ^и ^ж ^г {Ву, Дж., Ян, П., Чжан, К., Шен З., Ю, К. 2015. Пространственные и климатические закономерности относительного обилия ядовитых и неядовитых растений на Северном Тибетском нагорье. Экологический мониторинг и оценка 187: 491–510.}
^ Перейти обратно: ^а ^б ^с ^д ^и {Вэй Д., Ри Х., Ван Ю., Ван Ю., Лю Ю. и Яо Т. 2012. Реакция потоков CO ₂ , CH ₄ и N ₂ O на изгнание скота в альпийская степь на Тибетском нагорье, Китай. Растительная почва, 359 (1–2), 45–55. [2] }
^ Перейти обратно: ^а ^б {Цэн К., Ву Дж., Чжан К. 2015. Влияние выпаса на надземное и подземное распределение биомассы альпийских лугов на Северном Тибетском плато. PLoS ONE 10(8): e0135173. doi:10.1371/journal.pone.0135173}
^ {Ли, Ц., Лу, Х., Шен, К., Чжао, Ю., Гэ. Вопрос 2016. Сукцессии растительности в ответ на изменения климата в голоцене на центральном Тибетском нагорье. Журнал засушливой среды 125: 136–144}
^ Перейти обратно: ^а ^б {Янг Ю., Фанг Дж., Фэй П., Белл Дж. и Джи К. 2010. Эффективность использования дождя в зависимости от градиента осадков на Тибетском плато. Геофиз. Рез. Летт., 37(15), н/д/д.}
^ {Хонг, Дж., Ван, К., Ву, Дж. 2015. Влияние плодородия почвы на стехиометрию N:P травянистых растений в альпийской степи с ограниченным количеством питательных веществ на северном Тибетском плато. Растение и почва 391: 179–184.}
^ {Ченг, Ю., Цай, Ю., Ван, С. 2016. Возврат навоза яков и тибетских овец улучшает снабжение и удержание азота в почве на двух альпийских лугах на Цинхай-Тибетском нагорье. Биология и плодородие почв DOI 10.1007/s00374-016-1088-6}
^ {Ву Дж., Чжан X., Шен З., Ши П., Ю К. и Чен Б. 2014. Влияние исключения домашнего скота и изменения климата на накопление надземной биомассы на альпийских пастбищах по всей территории Северное Тибетское нагорье. Бюллетень китайской науки Чин. наук. Бюлл., 59(32), 4332–4340.}
^ Перейти обратно: ^а ^б ^с ^д {Лу, X., Ян, Ю., Фань, Дж., Цао, Ю., и Ван, X. 2011. Динамика надземной и подземной биомассы и накопления C, N, P в альпийской степи Северной Тибет. Журнал горных наук, 8(6), 838–844.}

[Steph1-1] Перейти обратно: ^а ^б ^с ^д ^и ^ж ^г ^час {Лу Х., Ян Ю., Сунь Дж., Чжан Х., Чен Ю., Ван Х. и Ченг Г. 2015. Запасы углерода, азота и фосфора в экосистемах альпийских лугов Тибет: последствия исключения выпаса скота. Экология и эволюция, 5(19), 4492–4504., [1] }

[Steph2-2] Перейти обратно: ^а ^б ^с ^д ^и ^ж ^г {Ву, Дж., Ян, П., Чжан, К., Шен З., Ю, К. 2015. Пространственные и климатические закономерности относительного обилия ядовитых и неядовитых растений на Северном Тибетском нагорье. Экологический мониторинг и оценка 187: 491–510.}

[Steph3-3] Перейти обратно: ^а ^б ^с ^д ^и {Вэй Д., Ри Х., Ван Ю., Ван Ю., Лю Ю. и Яо Т. 2012. Реакция потоков CO ₂ , CH ₄ и N ₂ O на изгнание скота в альпийская степь на Тибетском нагорье, Китай. Растительная почва, 359 (1–2), 45–55. [2] }

[ANPP-4] Перейти обратно: ^а ^б {Цэн К., Ву Дж., Чжан К. 2015. Влияние выпаса на надземное и подземное распределение биомассы альпийских лугов на Северном Тибетском плато. PLoS ONE 10(8): e0135173. doi:10.1371/journal.pone.0135173}

[Holo-5] {Ли, Ц., Лу, Х., Шен, К., Чжао, Ю., Гэ. Вопрос 2016. Сукцессии растительности в ответ на изменения климата в голоцене на центральном Тибетском нагорье. Журнал засушливой среды 125: 136–144}

[Steph4-6] Перейти обратно: ^а ^б {Янг Ю., Фанг Дж., Фэй П., Белл Дж. и Джи К. 2010. Эффективность использования дождя в зависимости от градиента осадков на Тибетском плато. Геофиз. Рез. Летт., 37(15), н/д/д.}

[NP-7] {Хонг, Дж., Ван, К., Ву, Дж. 2015. Влияние плодородия почвы на стехиометрию N:P травянистых растений в альпийской степи с ограниченным количеством питательных веществ на северном Тибетском плато. Растение и почва 391: 179–184.}

[Sheep-8] {Ченг, Ю., Цай, Ю., Ван, С. 2016. Возврат навоза яков и тибетских овец улучшает снабжение и удержание азота в почве на двух альпийских лугах на Цинхай-Тибетском нагорье. Биология и плодородие почв DOI 10.1007/s00374-016-1088-6}

[Steph6-9] {Ву Дж., Чжан X., Шен З., Ши П., Ю К. и Чен Б. 2014. Влияние исключения домашнего скота и изменения климата на накопление надземной биомассы на альпийских пастбищах по всей территории Северное Тибетское нагорье. Бюллетень китайской науки Чин. наук. Бюлл., 59(32), 4332–4340.}

[Steph5-10] Перейти обратно: ^а ^б ^с ^д {Лу, X., Ян, Ю., Фань, Дж., Цао, Ю., и Ван, X. 2011. Динамика надземной и подземной биомассы и накопления C, N, P в альпийской степи Северной Тибет. Журнал горных наук, 8(6), 838–844.}

[ 1 ]

[ 2 ]

[ 3 ]

[ 4 ]

[ 5 ]

[ 6 ]

[ 7 ]

[ 8 ]

[ 9 ]

[ 10 ]