高寒草地是青藏高原植被重要组成部分,具有重要生产和生态服务功能,在维护我国环境质量、生态安全、畜牧业可持续发展等方面起着无可替代的作用。长期以来,由于受人为干扰和全球变化的共同影响,草地生态系统的退化、生产力下降和功能失调问题日益突出,严重地影响和制约了其生产与生态服务功能。在这种形势下如何维护人类赖以生存的自然生态系统的可持续利用,是当前面临的巨大挑战。自2003年以来,国家启动退牧还草工程,有效地缓解天然草地的退化,成为退化草地恢复的有效措施之一。虽然在退牧还草技术对天然草地恢复的过程做了大量的研究工作,但以往研究主要集中地上植被群落变化,很少有研究针对性比较不同年限退牧还草对草地植物群落的影响,是否地上植被群落和地下土壤过程恢复具有同步性目前缺乏动态数据。因此本研究针对性选择青藏高原东缘玛曲县极度退化的典型天然草地为研究对象,以不同退牧还草年限对草地的影响为切入点,通过研究5年、10年和15年退牧还草技术对草地地上植物群落及其土壤属性的影响,预测高寒极度退化草地最佳恢复期,为高寒退化草地恢复及其退化草地资源利用提供理论依据和技术支撑。主要研究结果如下:(1)在群落水平上:退牧还草明显增加高寒草地植物群落物种多样性指数、地上生物量、物种均匀度指数和优势度指数,且对退牧年限具有明显依赖性,主要体现在随退牧年限的增加群落特征成先迅速升高逐渐趋于稳定,最终确定0-5年为快速恢复阶段,5-10年为缓冲阶段和15年为恢复稳定阶段。(2)在功能群水平:退牧还草显著改变了草地植物群落功能群组分,且对退牧年限具有明显依赖性,主要体现在草地植物群落先从禾草和杂类草占优势群落变为莎草和豆科为主的群落,然后到莎草为主的群落,最后到莎草和禾草共占优势的群落,可见评价草地植物群落功能群变化是预测退化草地恢复过程的重要指标。(3)退化草地恢复过程土壤属性:退牧技术显著降低土壤p H,导致了土壤由中性向弱酸性转化,增加土壤有机碳和全氮的含量,提高土壤固碳、保氮能力;降低土壤全磷、速效磷和速效氮的含量;退牧还草显著降低土壤总孔隙度,草地恢复15年土壤总孔隙度值远高于未退化的天然草地本底值;相对地上植被群落,退化草地土壤恢复较慢,生物学过程更复杂。总之,退牧还草增加高寒退化草地植物群落生产力和多样性,改变植物群落组成,主要体现在群落功能群更替上,但这些变化显著依赖退化草地恢复年限。同时,退牧还草显著降低土壤p H,提高土壤固碳、固氮的能力,但降低土壤速效养分含量与土壤总孔隙度,说明退化草地地下土壤恢复过程较长、生物学过程更复杂;因此本研究为退化草地恢复研究提供了新视角—退化草地恢复技术研究不仅要关注地上植被群落,而且更加重视地下生态学过程的研究。