1.
青海师范大学地理科学学院,西宁
810008;
2. 青海师范大学青海省自然地理与环境过程重点实验室,西宁
810008
3. 青藏高原地表过程与生态保育教育部重点实验室,西宁
810008
4. 青海湖国家级自然保护区管理局,西宁
810008
摘 要:青海湖流域(97°50′E-101°20′E,36°15′N-38°20′N)是青藏高原东北部重要的自然地理区域,也是青海省“两屏三区”生态安全格局的重要组成部分。流域生物多样性丰富,是青藏高原物种基因库,也是高原生态系统的典型区域。2018年,对流域内31个样点的植被进行了监测,包括样地的植被类型、高度、覆盖度、生物量、科、属、种等,得到青海湖流域31样地植被监测数据集(2018)。该数据集包括:(1)监测样地概况和样地位置数据;(2)温性草原、温性荒漠草原、高寒草原、温性荒漠、山地草甸、低地草甸和高寒草甸的植被类型结构;(3)七种地带性植被主要植物科、属、种数量统计;(4)青海湖自然保护区、鸟类栖息地、普氏原羚活动区植被生物量及可利用生物量统计;(5)温性草原、温性荒漠草原、高寒草原、温性荒漠植物结构、生物量年度比较。
关键词:青海湖;流域;青藏高原;植被监测;样地
DOI: https://doi.org/10.3974/geodp.2022.01.10.
CSTR: https://cstr.escience.org.cn/CSTR:20146.14.2022.01.10.
数据可用性声明:
本文关联实体数据集已在《全球变化数据仓储电子杂志(中英文)》出版,可获取:
https://doi.org/10.3974/geodb.2021.09.09.V1或https://cstr.escience.org.cn/CSTR:20146.11.2021.09.09.V1.
青藏高原由于高寒缺氧、气候恶劣等原因,使其生态环境敏感性和脆弱性比较突出,在此环境中开展生物多样性监测工作,对研究全球变化、生物多样性等具有重要意义,也是评估保护生物多样性成效的重要依据[1]。植被是生态系统存在的基础,在生态系统运行和结构组成中扮演着重要角色[2],青藏高原高寒区植被变化一直是气候和生态学领域关注的热点问题[3]。草地资源是青海湖流域的主体[4],青海湖流域有草地面积208.41万hm2,占流域土地总面积的70.26%。草地类型多样,包含7 个草地类,其中,分布面积最大的主体类型是高寒草甸类,占流域草原面积68.95%。沼泽类草甸集中分布,是全省重要的湿地保护中心;温性草原类植被分布在青海湖流域湖盆地区以及河谷地带,植被类型在适应寒冷干旱方面,呈现自东向西的趋势[5–7]。天然草原鲜草产量平均为2,560.36 kg/hm2,产量最高的是低地草甸类草原,其次是山地草甸类,高寒荒漠类产草量最低[8]。流域享受草原补偿的草地面积占91.22%。青海湖流域不同程度存在草地退化现象,其中轻度退化草地面积为18.76万hm2,占草地总面积的9.00%;中度退化草地面积为85.85万hm2,占比较大,占草地总面积的41.19%;重度退化草地面积为21.54 万hm2,占草地总面积的10.34%。
青海湖流域又称青海湖盆地,位于青藏高原的东北部,是一个独立完整的自然地理单元,是我国东部季风区、西北干旱区和西南高寒区的交汇区[9,10]。本数据集是参照青海湖国家级自然保护区管理局历年植被监测样点[11],监测时间为2018年8月7-14日。通过对蛋岛、鸬鹚岛、海心山岛、布哈河口、向公村、泉湾、黑马河、正去乎、哈达滩、泉吉河口、那仁湿地、甘子河、沙岛、克土、小泊湖、倒淌河湿地、江西沟乡下社夏季牧场、布哈河、沙柳河上游河滩、湖东种羊场、倒淌河镇元者、青海湖农场、哈尔盖、快尔玛、生格等31个植被样地进行定点监测。
《青海湖流域31样地植被监测数据集(2018)》[12]的元数据信息见表1。
植被监测在青海湖环湖区布设31个样地,测定植被结构、植物频度,同时测定16个点位(普氏原羚栖息、鸟类活动地)的地面生物量。对地点进行定点监测,每一区域选择具有代表性的样地,作为植被监测对象,首先详细记载样地的基本特征,包括样地所在行政区、植被类型、海拔高度、地理位置、地貌一般特征、土壤一般特征、水文和水文地质条件、利用方式和利用状况等;设置1个1 m2的植被结构样方,10个1 m2的植被频度样方,灌丛或高大草本(仅指芨芨草)设置1个25 m2的植被结构样方,同时在普氏原羚活动区、重点鸟类栖息地、繁殖地测定植被地面生物量,每个样地2-3个生物量样方,所有样方均为历年监测的固定样方。
灌丛或高大草本样地植被覆盖度与生物量计算方法如下:
样地植被覆盖度=草本样方覆盖度×(1-各种灌木或高大草本合计覆盖度)+各种灌木或高大草本合计覆盖度。其中,各种灌木或高大草本合计覆盖度=Σ(标准株丛长×标准株丛宽×π÷4×标准株丛数)÷样方面积。
样地植被总生物量=各种灌木或高大草本合计生物量÷灌木或高大草本样方面积+草本样方平均生物量×(1-各种灌木或高大草本合计盖度)。
表1 《青海湖流域31样地植被监测数据集(2018)》元数据简表
条 目 |
描 述 |
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数据集名称 |
青海湖流域31样地植被监测数据集(2018) |
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数据集短名 |
Vegetation_QinghaiLakeBasin2018 |
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作者信息 |
陈治荣,青海师范大学,424142312@qq.com 侯元生,青海湖国家级自然保护区管理局,823996451 @qq.com 陈克龙,青海师范大学,ckl7813@163.com 马元希,青海师范大学,346404980@qq.com 王欣烨,青海师范大学,245003744@qq.com |
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地理区域 |
青海湖流域 |
数据年代 |
2018 |
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数据格式 |
.shp、.xlsx |
数据量 |
85 KB |
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数据集组成 |
9个数据文件,压缩为2个 |
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基金项目 |
中华人民共和国科学技术部(2019QZKK0405);国家自然科学基金(41661023);青海省科技厅(2020-ZJ-Y06) |
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出版与共享服务平台 |
全球变化科学研究数据出版系统 http://www.geodoi.ac.cn |
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地址 |
北京市朝阳区大屯路甲11号100101,中国科学院地理科学与资源研究所 |
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数据共享政策 |
全球变化科学研究数据出版系统的“数据”包括元数据(中英文)、通过《全球变化数据仓储电子杂志(中英文)》发表的实体数据集和通过《全球变化数据学报(中英文)》发表的数据论文。其共享政策如下:(1)“数据”以最便利的方式通过互联网系统免费向全社会开放,用户免费浏览、免费下载;(2)最终用户使用“数据”需要按照引用格式在参考文献或适当的位置标注数据来源;(3)增值服务用户或以任何形式散发和传播(包括通过计算机服务器)“数据”的用户需要与《全球变化数据学报(中英文)》编辑部签署书面协议,获得许可;(4)摘取“数据”中的部分记录创作新数据的作者需要遵循10%引用原则,即从本数据集中摘取的数据记录少于新数据集总记录量的10%,同时需要对摘取的数据记录标注数据来源[13] |
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数据和论文检索系统 |
DOI,CSTR,Crossref,DCI,CSCD,CNKI,SciEngine,WDS/ISC,GEOSS |
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4.1 数据集组成
本数据集包括:(1)监测样地概况和样地位置;(2)温性草原、温性荒漠草原、高寒草原、温性荒漠、山地草甸、低地草甸和高寒草甸的植被类型结构;(3)七种地带性植被主要植物科、属、种数量统计;(4)青海湖自然保护区、鸟类栖息地、普氏原羚活动区植被生物量及可利用生物量统计;(5)温性草原、温性荒漠草原、高寒草原、温性荒漠植物结构、生物量年度比较。数据集存储为.shp和.xlsx格式,由9个数据文件组成,数据量为85 KB(压缩为2个文件,73.6 KB)。
4.2 数据结果
(1)本次调查在蛋岛、鸬鹚岛、海心山岛等30个地区,设置31个样地(图1),其中,属于温性草原7个样地,温性荒漠草原1个样地,高寒草原2个,温性荒漠2个样地,山地草甸2个样地,低地草甸1个样地,高寒草甸15个样地,杂类草1个。
(2)2018年青海湖流域植被监测结果显示:植被株营养枝高度平均值为11.50 cm,生殖枝高度的平均值为22.90 cm;其中植被监测优势种营养枝高度的平均值为16.10 cm,生殖枝高度的平均值为27.70 cm。在植被总覆盖度方面,占比为72%,其中优势种覆盖度占比为38%。在植被生物量方面,植被生物量平均值为3,196.22 kg/hm2,生物量的组成以莎草科和禾本科植物为主,占生物量比重的59.67%。以上这些监测数据表明:青海湖自然保护区植被生长的生态环境趋于良好态势。
(3)普氏原羚活动区植被载畜量为91,378个羊单位,比2016年增加20,214个羊单位。按各个普氏原羚活动区载畜能力来看,湖东活动区载畜量最高,可载畜33,486个羊单位,同比增加4,426个羊单位;最低的是生格活动区,仅能载畜4,221个羊单位,同比增加292个羊单位。
(4)通过对5个植被类型的植被生物量与历年均值比较,温性荒漠草原呈增长趋势,其他植被类型生物量均呈下降态势。由于2018年的植物生长期气温与降水不匹配,降水偏多,而气温相应低于往年,造成植物生长发育不良,生物量偏低。
(5)通过对青海湖自然保护区10个植被类型的地面生物量的测定,平均总地面生物量为2,759.20 kg/hm2,其中,禾本科植物为1,208.50 kg/hm2,占总生物量的43.80%,莎草科植物为78.67 kg/hm2,占总生物量的2.85%;豆科植物为353.47 kg/hm2,占比为12.81%;其他科植物1,118.56 kg/hm2,占比为26.24%。
图1 青海湖流域2018年植被监测校点图
本数据集是参照青海湖国家级自然保护区管理局历年植被监测样点,于2018年8月7-14日在蛋岛、鸬鹚岛、海心山岛等30个地区,设置31个样地开展为期8天调查工作。植被类型属于温性草原7个样地,温性荒漠草原1个样地,高寒草原2个,温性荒漠2个样地,山地草甸2个样地,低地草甸1个样地,高寒草甸15个样地,杂类草1个样地。在生态环境脆弱区和敏感区的青海湖流域开展植被监测工作,为维护青海湖良好的生态环境、建设青海湖国家公园提供重要依据,也为青藏高原生态系统保护和修复提供数据支撑。青海省委省政府坚定“生态报国”决心,奋力实施“一优两高”战略,率先建设国家公园示范省,加快推进黄河流域生态保护和修复工作,促进高质量发展,力争把青藏高原打造成国内乃至国际生态文明高地。要走在生态文明建设的世界前列,应将生态保护摆在优先位置。植被监测是青海湖流域生态环境保护的基础工作之一,为绘制青海湖“大、美、净、好”的亮丽底色提供数据支撑。
作者分工:陈治荣、陈克龙对数据集的开发做了总体设计;侯元生、马元希、王欣烨采集和处理了所有数据;陈治荣撰写了数据论文等。
利益冲突声明:本研究不存在研究者以及与公开研究成果有关的利益冲突。
[1] 植毅进, 伊剑锋, 刘威等. 鄱阳湖南矶湿地国家级自然保护区越冬水鸟监测[J]. 生态学杂志, 2020, 39(7): 2400–2407.
[2] 宫照, 栗敏光, 阎凤霞. 青藏高原生态屏障区植被覆盖度监测[J].
地理空间信息,
2020, 18(5): 111–114, 8.
[3] 高黎明, 张乐乐. 青海湖流域植被盖度时空变化研究[J]. 地球信息科学学报, 2019, 21(9): 1318–1329.
[4] 陈娟. 青海湖环湖区草地生态破坏成因及法律对策[J]. 青藏高原论坛, 2016, 4(3): 36–41.
[5] 张馨. 基于生态健康的青海湖流域植被生态补偿标准研究[D]. 西宁: 青海师范大学, 2016.
[6] 马维维. 草地类型及其品质参数的遥感反演方法研究[D]. 上海: 中国科学院研究生院(上海技术物理研究所), 2015.
[7] 芦宝良. 青海湖流域景观格局变化及其对土壤有机碳库的影响[D]. 西宁: 青海师范大学, 2013.
[8] 陈晓琴. 青海湖流域生态环境敏感性评价研究[D]. 西宁: 青海师范大学, 2012.
[9] 张乐乐, 高黎明, 陈克龙. 青海湖流域瓦颜山湿地辐射平衡和地表反照率变化特征[J]. 冰川冻土, 2018, 40(6): 1216–1222.
[10] 高黎明, 张乐乐, 陈克龙. 青海湖流域湿地小气候特征[J]. 干旱区研究, 2019, 36(1): 186–192.
[11] 侯元生, 何玉邦, 星智等. 青海湖国家级自然保护区水鸟的多样性及分布[J]. 动物分类学报, 2009, 34(01): 184–187.
[1]
陈治荣, 侯元生, 陈克龙等. 青海湖流域31样地植被监测数据集(2018)[J/DB/OL]. 全球变化数据仓储电子杂志, 2021. https://doi.org/10.3974/geodb.2021.09.09.V1. https://cstr.escience.org.cn/CSTR:
20146.11.2021.09.09.V1.
[12] 全球变化科学研究数据出版系统.全球变化科学研究数据共享政策[OL]. https://doi.org/10.3974/ dp.policy.2014.05(2017年更新).