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引言1

1 青海湖北岸草地资源与生态概况3

1.1 青海湖北岸草地是重要的畜牧业基地3

1.1.1 青海湖地理位置与草地资源3

1.1.2 青海湖北岸草地畜牧业生产与发展现状4

1.2 青海湖流域草地生态系统的重要性6

1.2.1 青海湖流域生态环境现状6

1.2.2 青海湖流域退化草地恢复与修复8

1.3 草地生态系统中矿物元素营养与循环9

1.3.1 矿物元素是植物生长发育所必需的营养9

1.3.2 草地矿物元素的生物地球化学循环9

1.3.3 矿物元素是草地畜牧业食物链中重要的营养成分10

1.3.4 矿物元素贯穿于草地生态系统演替的全过程10

1.4 科学问题11

1.5 研究目的与意义11

1.5.1 研究目的11

1.5.2 研究意义11

2 草地矿物元素国内外研究现状13

2.1 青海湖流域草地生态系统研究现状13

2.1.1 青海湖流域草地植被与植物资源研究13

2.1.2 青海湖流域草地生态系统演替研究15

2.1.3 青海湖流域草地生境恶化与退化草地修复研究16

2.2 植物矿物元素营养研究现状18

2.3 矿物元素铁的营养与药用基础研究19

2.4 矿物元素锌营养的生理与药理作用研究20

3 研究内容与方法23

3.1 自然概况23

3.2 研究内容与方法26

3.2.1 研究内容26

3.2.2 研究方法27

3.3 研究目标30

3.4 拟解决的关键问题30

3.5 技术路线30

4 草地矿物元素特征32

4.1 问题的提出32

4.2 材料与方法32

4.2.1 样地选择32

4.2.2 样品采集34

4.2.3 元素分析34

4.2.4 数据处理35

4.3 结果与讨论35

4.3.1 天然草地植物中矿物元素特征35

4.3.2 退化与封育草地中矿物元素特征40

4.4 结论46

5 草地矿物元素分布格局48

5.1 问题的提出48

5.2 材料与方法48

5.3 结果与讨论48

5.3.1 空间分布格局48

5.3.2 时间分布格局57

5.4 结论59

6 草地矿物元素蓄积分异行为60

6.1 问题的提出60

6.2 材料与方法60

6.3 结果与讨论61

6.3.1 植被中矿物元素蓄积分异行为61

6.3.2 土壤中矿物元素蓄积分异行为62

6.3.3 同种植物中矿物元素蓄积分异行为63

6.3.4 同科植物中矿物元素蓄积分异行为65

6.4 结论67

7 封育草地中重金属元素蓄积分异行为68

7.1 问题的提出68

7.2 材料与方法68

7.3 结果与讨论68

7.3.1 植被中重金属元素的蓄积分异行为68

7.3.2 同种植物中重金属元素蓄积分异行为69

7.3.3 同科植物中重金属元素蓄积分异行为71

7.3.4 土壤中重金属元素蓄积分异行为72

7.4 结论76

8 草地矿物元素蓄积分异行为的内动力77

8.1 问题提出77

8.2 草地矿物元素“饥饿效应”假说77

8.3 矿物元素蓄积分异行为的内动力——“饥饿效应”79

8.4 对草地中矿物元素特征的解释81

8.4.1 对矿物元素与株高负相关的解释81

8.4.2 对空间分布格局的解释81

8.4.3 对草地演替进程中矿物元素响应的解释82

8.5 结论83

9 草地矿物元素蓄积分异行为的外动力84

9.1 问题提出84

9.2 全球气候变化下草地矿物元素的蓄积分异行为84

9.3 人类活动干扰下草地矿物元素的蓄积分异行为85

9.4 结论88

10 矿物元素蓄积分异行为的数学模型89

10.1 问题提出89

10.2 含有LC等储能元件的过渡过程89

10.3 退化演替进程中矿物元素蓄积分异行为的数学模型91

10.4 封育演替进程中矿物元素蓄积分异行为的数学模型92

10.5 结论92

11 作物种植试验93

11.1 问题提出93

11.2 材料与方法94

11.2.1 样地选择94

11.2.2 试验材料95

11.2.3 种植试验与样品采集95

11.2.4 元素分析与数据处理95

11.3 结果与讨论95

11.3.1 大坂山地区作物种植试验95

11.3.2 拉脊山地区作物种植试验99

11.3.3 不同地区土壤作物盆栽试验103

11.3.4 种植作物中矿物元素铁的分布特征107

11.3.5 种植作物中矿物元素锌的分布特征112

11.4 结论115

12 人工草地中矿物元素特征117

12.1 问题提出117

12.2 材料与方法117

12.3 结果与讨论117

12.3.1 矿物元素的特征谱117

12.3.2 矿物元素的空间分布格局118

12.3.3 与天然草地中矿物元素比较118

12.4 结论120

13 草地矿物元素生物地球化学循环121

13.1 问题提出121

13.2 草-地界面间矿物元素的传递与生物地球化学循环121

13.3 草-畜之间矿物元素的传递与生物地球化学循环123

13.4 结论125

14 在草地畜牧业生产实践中指导作用126

14.1 问题提出126

14.2 在草业科学中的指导作用126

14.3 在草地畜牧业生产与发展中的指导作用127

14.4 在草地生态系统保护中的指导作用128

14.5 结论129

15 结论与展望130

15.1 主要结论130

15.1.1 草地植物中矿物元素的“四个特征，两个格局”130

15.1.2 草地植物中矿物元素的蓄积分异行为及其内外动力学机制130

15.1.3 生物矿物元素“饥饿效应”假说理论131

15.1.4 草地生态系统演替进程中矿物元素的数学模型131

15.1.5 草地植物中矿物元素铁抗缺氧功能作用的新发现131

15.1.6 人工草地中矿物元素特征131

15.1.7 草地矿物元素的生物地球化学循环132

15.1.8 草地矿物元素理论在草地畜牧业生产实践中的指导作用132

15.2 研究展望132

参考文献135