由于高海拔和独特的高寒气候,青藏高原高寒生态系统非常敏感和脆弱。近年来,在气候变化和人类活动的影响下,高寒草地发生了不同程度的退化,严重影响牧民的生产和生活,威胁到我国甚至整个亚洲地区的生态安全。本文通过收集历史文献数据,并在红原高寒草甸和申扎高寒草原两个站点分别选取7个典型连续退化梯度草地进行实验观测,对红原站的7个退化梯度样带进行了1年的禁牧实验,同时研究了红原地区严重沙化的草地土壤和植被特征沿自然恢复时间序列的变化情况。分别从区域和站点两个尺度探索了青藏高原高寒草地退化和恢复演替过程,旨在为该地区草地利用、保护和适应性管理提供依据。主要研究结果如下:(1)区域尺度上,植物盖度、地上生物量、地下生物量、物种多样性、土壤水分、有机碳和全氮均随着退化程度的加深呈下降趋势,而土壤容重和p H则显著上升。不论高寒草原和高寒草甸,中度和重度退化程度的土壤水分、有机碳、全氮、全磷、植被盖度和地上生物量与近似未退化草地相比均显著下降,容重显著上升(P<0.05),且退化程度越强,变化幅度越大。(2)站点尺度上,随着退化程度的加强,植物地上生物量、物种丰富度和多样性均明显降低,而杂草相对于禾本科的权衡值显著上升(P<0.05)。相关性和差异性分析结果表明,草地退化造成土壤水分和养分下降,粘结性变差,与禾本科和杂草植物根系等特征差异,共同决定了草地退化过程中植物群落的变化。(3)站点尺度上,土壤含水量、紧实度、有机碳、全氮、过氧化物酶和脲酶活性,以及C/N、C/P和N/P均沿着退化梯度不断下降。结构方程模型结果表明,草地退化导致的土壤变暖、变干加速有机碳矿化,加上难分解的杂草比例增加,很大程度导致土壤C/N、C/P和N/P的减少。(4)高寒草地退化导致植物地下生物量显著降低。从其垂直分布来看,0-10 cm深度土壤的地下生物量相对于10-30 cm土层的权衡值沿着退化梯度急剧下降,与0-10 cm土壤含水量、紧实度、有机碳、全氮和速效氮显著正相关(P<0.05)。可解释为草地退化对表层土壤性质影响比下层土壤更剧烈,随着表层土壤质量的迅速恶化,浅根系的禾本科植物比例减少,而深根系的杂草比例升高并在植被群落中占据优势。(5)红原站禁牧1年对不同退化程度的草地土壤含水量、有机碳、全氮和植物生物量均有明显提升,并一定程度上降低了土壤容重。表明禁牧是该地区草地恢复的有效途径,可能与其丰富的降水有关。轻度退化草地禁牧1年可恢复到较为理想的状态,而退化相对严重的草地最佳禁牧时间为9年。