祁连山不同海拔梯度和放牧强度土壤呼吸变化特征

分析青海云杉林、灌丛林、放牧草地三者的呼吸速率差异性以及放牧强度对土壤呼吸速率的影响,结果表明:①云杉林、灌丛林和放牧草地在16:00之前的呼吸速率大小顺序为:灌从林>云杉林>草地;16:00之后顺序为:云杉林>灌丛林>草地.②土壤呼吸速率和日均温有Y=10.342e-0.0002x,R2=0.0002的线性关系.这一线性关系可以解释很多土壤呼吸的变化情况.③放牧直接影响土壤含水量,放牧强度与土壤含水量呈负相关,土壤含水量与土壤呼吸速率呈正相关.土壤含水量为:重度放牧区>过度放牧区>极度放牧区;土壤呼吸速率为:重度放牧区>过度放牧区>极度放牧区.④温度是影响土壤呼吸的主要因子,与土壤呼吸速率呈正相关,呼吸速率日均最大值出现在6～7月,为8.66umoL/(m2·s);最小值出现在5月,为0.37umol/(m2·s).     

不同放牧压力下荒漠草原土壤有机碳特征及其与植被之间关系的研究

研究了荒漠草原土壤有机碳的特征及其与植被之间的关系。结果表明:0-10cm和10-20cm土层土壤有机碳含量随着放牧强度的增加而降低,未放牧区(CK)>轻度放牧区(LG)>中度放牧区(MG)>重度放牧区(HG),中度放牧区和重度放牧区分别显著低于未放牧区(P<0.05);0-10cm土层土壤有机碳含量与草地地上生物量和植被盖度具有极强的相关性,与草群高度具有较强的相关性;10-20cm土层土壤有机碳与草地地上生物量和植被盖度具有极强的相关性,而与草群高度的相关性较弱;根据相关性的强弱,建立了土壤有机碳与草地地上生物量和植被盖度的线性回归模型。     

放牧强度对草原化荒漠土壤种子库物种多样性和生活型的影响

2005年5～10月,在内蒙古西部鄂托克前旗境内的温性草原化荒漠进行放牧试验,以山羊为对象,研究草原化荒漠土壤种子库物种多样性及植物生活型与放牧强度的关系.结果表明:轻度放牧强度,种子库中的物种数、种子数量相当于对照的72.7%和74.9%,重度放牧强度仅为对照的31.8%和33%;丰富度指数R1、香农指数H′均表现出下降的趋势,对区照、轻度放牧区、中度放牧区、重度放牧区R1分别为3.952 416,2.985 74,2.081 59,1.426 977, H′分别为2.622 62,2.124 39,1.556 54,1.282 09;均匀性系数变化不明显,但中度放牧强度下最小,整体略呈"V"型.种子库中一年生植物生活型占90%左右.     

塔里木沙漠公路防护林凋落物的持水特性

采用野外典型抽样和室内浸水的方法,对4种定植年限不同的塔里木沙漠公路防护林带内凋落物的储量、持水量和吸水速率进行研究。结果表明：① 不同定植年限防护林内凋落物储量依次为：13 a林带 (42.3 t•hm^-2) >6 a林带 (39.6 t•hm^-2) > 10 a林带 (39.1 t•hm^-2) > 7 a林带 (16.2 t•hm^-2)。② 沙漠公路防护林的林下未分解层凋落物持水量的排序为：梭梭 >柽柳>沙拐枣;而半分解层凋落物持水量的排序是：柽柳>梭梭>沙拐枣,且防护林内凋落物最大持水量半分解层均大于未分解层。③ 各林龄不同树种不同分解程度的凋落物持水量与浸水时间之间呈对数关系,最佳拟合关系式为W=b+a lg t,吸水速率与浸水时间之间呈幂函数关系,关系式为：V=ktⁿ,凋落物吸水速率在0～1 h内急剧下降,4 h以后下降平稳,其吸水作用逐渐减小。     

放牧干扰对荒漠草原优势植物形态可塑性及生物量分配的影响

以宁夏荒漠草原优势植物短花针茅(Stipa breviflora)、蒙古冰草(Agropyron mongolicum)、甘草(Glycyrrhiza uralensis)、牛枝子(Lespedeza potaninii)、牛心朴子(Cynanchum komarovii)和乳浆大戟(Euphorbia esula)为研究对象,探讨了不同放牧强度对植物的高度、叶性状、生物量、根冠比和根生物量比的影响。结果表明:围封区短花针茅、蒙古冰草、甘草、牛枝子和牛心朴子的株高显著高于重度放牧区。随着放牧强度的增加,短花针茅、蒙古冰草和牛枝子的株高呈降低趋势,而甘草、牛心朴子和乳浆大戟呈先升高后降低趋势;短花针茅、蒙古冰草、甘草和牛心朴子的叶面积和叶干重呈先增加后降低趋势,牛枝子的叶面积和叶干重呈显著降低趋势,而乳浆大戟呈显著增加趋势。重度放牧对短花针茅、蒙古冰草、甘草和牛枝子的比叶面积(SLA)影响显著,而中度和轻度放牧没有影响。重度放牧区短花针茅、蒙古冰草、甘草、牛枝子和牛心朴子的个体生物量、根系生物量和地上生物量均显著低于围封区和轻度放牧区。重度放牧区短花针茅、蒙古冰草和甘草的根系生物量分别比围封区降低了66.5%,88.8%和55.5%。说明放牧干扰影响短花针茅、蒙古冰草、牛枝子和牛心朴子生物量在植物地上和地下的分配模式。     

放牧对典型草原土壤中几种生态因子影响的研究

研究了放牧强度对典型草原土壤中的微生物量氮、碳,微生物数量,五种酶活性和土壤理化性状的影响。结果表明:放牧对草原土壤中微生物量以及微生物数量的影响很显著,围栏和轻度放牧有利于保持或提高土壤中各类微生物数量,过度放牧则使土壤中的微生物量和微生物数量显著降低,同时,随放牧强度的增加,土壤的呼吸强度显著降低;轻度放牧使三类水解酶活性增加或极显著增加,中度和重度放牧导致此三类酶活性显著降低,不同程度的放牧均导致土壤中两类氧化酶活性增加;适度放牧有利于速磷的增加,而过度放牧则导致全磷、全氮和速效氮的显著降低。     

放牧对内蒙古典型草原枯落物积累及分解的影响

文中依托中国农业科学院草原研究所锡林浩特试验基地的放牧控制试验平台,测定了大针茅+羊草草原不同放牧强度下枯落物量及厚度,采用分解袋法测定了不同放牧小区内的枯落物残留率和分解速率,研究了短期放牧时间内,放牧强度对大针茅+羊草草原枯落物分解的影响。研究结果表明:1)不同放牧强度下枯落物现存量存在极显著差异(p <0. 01),且随放牧强度的增加而减少,极重度放牧下枯落物现存量比CK减少了95. 49%;2)不同放牧强度下枯落物厚度存在显著差异(p <0. 05),且随放牧强度的增加而减少,比CK减少了25. 93%~93. 22%;3)分解第一年,枯落物质量损失率最大,为45. 75%~53. 1%,尤其是分解的前90天(6~8月),水热条件较好,有利于土壤微生物的生长和繁殖,对枯落物的分解具有促进作用,枯落物质量损失率达到20%左右。分解第二年枯落物分解变慢,质量损失率为12. 55%~20. 8%。4)放牧不同程度的加快了枯落物的分解,轻度和中度放牧强度下分解速率最快,其次为重度和极重度放牧,围封对照区枯落物分解最慢,说明适度放牧更有利于枯落物分解。     

放牧对荒漠灌丛草地土壤团聚体组成及其稳定性的影响

以内蒙古阿拉善盟荒漠草地为研究对象,分析了不同放牧强度对土壤理化性质、团聚体组成、养分含量及其稳定性的影响.结果表明:与轻度放牧相比,重度放牧使0～5 cm、5～10 cm和10～20 cm土层土壤有机C和全N含量显著降低,土壤容重显著增加;各土层中土壤团聚体以0.053～0.25 mm粒径为主,放牧强度的增加造成土壤...     

围栏禁牧对毛乌素沙地土壤理化特征的影响

过度放牧导致干旱半干旱区毛乌素沙地草地严重退化。通过禁牧措施排除放牧干扰,使草地自然恢复,作为一种低投入的措施在世界各国退化草地生态系统恢复中得到广泛采用。文中对毛乌素沙地三种不同管理类型(持续放牧、围栏5年和围栏16年)土壤理化性状进行了研究,研究结果显示:围栏禁牧5年对0～30cm土壤颗粒组成和容重没有显著影响;围栏禁牧16年0～10cm土壤容重显著小于持续放牧区,而极细沙、粉粒和粘粒含量显著高于持续放牧区;围栏5年显著增加了0～5cm土壤有机碳,而0～30cm的全氮均没有显著增加。围栏16年土壤有机碳较放牧区在0～5cm、5～10cm、10～30cm分别显著增加了231%、81%、55%;全氮含量的变化趋势与之相同。结果表明,围栏5年对土壤粘粉粒、全氮含量的恢复基本没有效果;围栏16年能显著增加表层土壤粘粉粒含量和有机碳、全氮,但土壤碳、氮水平还是在比较低的水平(有机碳:4.30g.kg-1;全氮:0.74g.kg-1),即长期禁牧可以逐渐改善土壤质地和提高土壤肥力。研究结果为半干旱退化沙质草地生态系统的恢复、重建及管理提供科学依据。     

围栏与不同放牧强度对东祁连山高寒草甸植被和土壤的影响

在东祁连山高寒草地,对围栏7年和不同放牧强度的草地进行了物种数、地上生物量、地下生物量、土壤理化性质等研究。结果表明,围栏7年的高寒草地鲜草产量为425.8 g·m-2,显著高于夏季中牧159.3 g·m-2和夏季重牧91.0 g·m-2,但与冬季轻牧、夏季轻牧差异不显著。围栏条件下的物种数为26.3种·16 m-2,显著低于其他放牧条件下的物种数,但显著高于夏季重牧条件下的物种数23.0种·16 m-2;轻度或重度放牧都会使物种数减少,夏季中牧下的物种数最高(33.5种·16 m-2)。在0~10 cm的表层土壤中,围栏7年的草地根系生物量显著高于其他放牧强度。随着放牧强度的增加,根系生物量在0~10 cm土壤中呈下降趋势,在30~40 cm土壤中则表现为升高趋势。围栏7年的土壤容重低于其他放牧强度下的土壤容重,但差异不显著;夏季重牧的土壤容重显著高于围栏7年和其他放牧强度的土壤容重。随着放牧强度的增加,0~10 cm土壤碱解氮增加,围栏7年草地最低。围栏封育可有效改善和恢复草地植被,但不能长时间禁牧不进行放牧利用。合理的放牧能够维护高寒草甸草地生态系统功能、促进物种丰富度和土壤营养的均衡。     

乌拉特荒漠草原群落物种多样性和生物量关系对放牧强度的响应

以内蒙古乌拉特荒漠草原灌丛和草本植物群落为对象,研究这2种植物群落的物种组成、物种多样性及其与地上生物量关系对不同放牧处理(对照、中牧、重牧)的响应。结果表明:①随着放牧强度的增加,灌丛群落中红砂(Reaumuria songarica)和碱韭(Allium polyrhizum)的优势度增大,沙生针茅(Stipa glareosa)的优势度减小;重牧降低草本群落中沙生针茅的优势度,增加了蒙古韭(Allium mongolicum)和碱韭的优势度。②不同放牧处理显著降低了灌丛和草本群落的盖度、高度以及灌丛群落的密度,消除了灌丛和草本群落之间盖度的差异(P> 0. 05)。中牧降低灌丛群落的Pielou均匀度指数,重牧降低灌丛群落的物种丰富度,灌丛和草本群落的其他多样性指数在放牧处理之间无显著差异(P> 0. 05)。除物种丰富度外,其他多样性指数在灌丛和草本群落之间差异显著(P <0. 05)。③不同放牧处理降低了灌丛和草本群落的地上生物量和凋落物量,导致灌丛和草本群落之间地上生物量的显著差异(P <0. 05)。④地上生物量与Simpson优势度指数负相关,与Shannon-Wienner多样性指数和Pielou均匀度指数正相关;放牧处理下地上生物量与密度、物种丰富度正相关。放牧处理改变了荒漠草原植物群落组成、结构和功能,进而改变了群落结构和功能的重要关系。     

放牧强度对宁夏荒漠草原植物群落结构及草地生产力的影响

以宁夏盐池县的荒漠草原区为试验地,以现场试验为手段,研究放牧强度(1.50只/hm2、0.75只/hm2、0.50只/hm2、0只/hm2)对荒漠草原植物群落结构及草地生产力的影响。结果表明:随着放牧强度的增加,植物群落优质牧草的重要值明显下降,毒草及家畜厌食植物的重要值明显上升;植物群落总盖度呈下降趋势,植物群落多样性呈现先增加后降低的趋势;草地生产力呈下降趋势,当放牧强度达到1.50只/hm2时,家畜的采食量超过了50%,草产量比封育地下降了54.9%。最后,根据草场资源可持续发展利用原则提出了宁夏荒漠草原合理的放牧强度以0.75只/hm2为宜。     

祁连山区沙棘人工林生态经济效益分析

通过对沙棘人工造林效果的调查,分析总结出了沙棘人工林的生长规律;沙棘地上生物量随年龄增长之间有Y=0. 0002X5 -0. 0658X4 +0. 686X3 -2. 5659X2 +2. 2501X+3.3027(R=0. 96)的规律;沙棘产果量与地上生物量之间有Y=-0. 0819+0. 2299X-0. 0018X2(R=0. 99)的规律;沙棘结实和经济系数有随着树龄的增大而增大,石砾河滩至生长10年以后开始逐渐下降的规律;进一步分析了沙棘人工林对改善土壤物理性质的作用和生态水文功能。结果表明:沙棘林可降低土壤容重,增加土壤含水量; 10年生沙棘林枯落物厚度平均在1~3cm,枯落物重22t/hm2,水容量为绝干重的2. 12 ~4. 25倍;蓄水量达13. 65 ~23. 37t/hm2;林冠郁闭度在0. 7~0. 8时,林冠对降雨的截留量为39. 3%;林地0 ~20cm土壤的初渗率为16. 165#/min是对照区的8. 7倍;稳渗率为2. 4#/min是对照区的2. 53倍。     

天山云杉倒木的持水特性

倒木在森林生态系统尤其是山地森林生态系统的水文功能和水土保育功能等方面具有重要的作用。为了解天山云杉（Picea schrenkiana var. tianschanica）倒木的持水特性和其对天山林区水文功能的影响,沿天山山脉由西至东选取跨越9个经度的5个地区（昭苏、新源、呼图壁、天池和奇台）分别进行取样,运用浸泡模拟法测定天山云杉倒木的吸水过程和持水能力。结果表明：① 天山云杉倒木的吸水过程在5个地区随着浸泡时间的推移,其持水量、持水率和持水能力均随着腐解等级的升高而增加。在浸泡吸水过程中天山云杉倒木的持水量(Q)随着浸泡时间(t)的增加而增加,两者的关系可用Q=aln t+b来拟合。② 浸泡过程中天山云杉倒木吸水速率(V)随着浸泡时间(t)的增加而呈下降的趋势,两者的关系可用V=c t^-d来拟合。③ 天山云杉倒木持水能力(Q′)与腐解等级(x)的关系可用方程Q′=ex²+fx+g来拟合。天山林区5个地区的天山云杉倒木的持水特性存在明显的差异,该成果为进一步开展天山林区水文功能性研究奠定了基础。     

典型草原禁牧条件下土壤水分对降雨模式的响应

通过在锡林郭勒草原设置禁牧和放牧试验点,对气象、植被、土壤要素和5 cm、10 cm、15 cm、30 cm层土壤水分进行监测分析,揭示典型草原禁牧条件下降雨和土壤水分的变化及转化规律,结果表明:禁牧3 a后土壤垂向异质性增强,降雨过程中各土层土壤含水量差异显著,放牧区则相反;土壤水分对降雨响应的滞后时间随土层深度增加而增加,相对于禁牧区,放牧区浅层土壤(5 cm、10 cm)持水性能较弱,入渗完成用时较短;5 mm以下的降雨对禁牧和放牧区土壤水分均无明显补给作用,当降雨连续均匀且强度不超过5 mm·h~(-1)时最有利于入渗,放牧区入渗深度达到15 cm和30 cm层分别需要7.9 mm和大于25 mm的降雨,而禁牧区大于5 mm的降雨就可以入渗到30cm土层;强度5～6 mm·h~(-1)的独立降雨只能入渗到表层土壤中(5 cm),强度大于15 mm·h~(-1)的降雨在禁牧区能通过大孔隙快速入渗到30 cm及更深层土壤,放牧区则表层入渗较快(0～5 cm),深层入渗较慢,会形成地表径流甚至洪水灾害。该研究的结果可以为草地生态水文过程研究和制定合理的放牧政策提供参考。     

Dependency of litter decomposition on litter quality,climate change,and grassland type in the alpine grassland of Tianshan Mountains,Northwest China

Litter decomposition is an important component of the nutrient recycling process and is highly sensitive to climate change. However, the impacts of warming and increased precipitation on litter decomposition have not been well studied, especially in the alpine grassland of Tianshan Mountains. We conducted a manipulative warming and increased precipitation experiment combined with different grassland types to examine the impact of litter quality and climate change on the litter decomposition rate based on three dominant species (Astragalus mongholicus, Potentilla anserina, and Festuca ovina) in Tianshan Mountains from 2019 to 2021. The results of this study indicated there were significant differences in litter quality, specific leaf area, and leaf dry matter content. In addition, litter quality exerted significant effects on litter decomposition, and the litter decomposition rate varied in different grassland types. Increased precipitation significantly accelerated the litter decomposition of P. anserina; however, it had no significant effect on the litter decomposition of A. mongholicus and F. ovina. However, warming consistently decreased the litter decomposition rate, with the strongest impact on the litter decomposition of F. ovina. There was a significant interaction between increased precipitation and litter type, but there was no significant interaction between warming and litter type. These results indicated that warming and increased precipitation significantly influenced litter decomposition; however, the strength was dependent on litter quality. In addition, soil water content played a crucial role in regulating litter decomposition in different grassland types. Moreover, we found that the litter decomposition rate exhibited a hump-shaped or linear response to the increase of soil water content. Our study emphasizes that ongoing climate change significantly altered litter decomposition in the alpine grassland, which is of great significance for understanding the nutrient supply and turnover of litter.     

不同放牧率对草甸植被特征的影响

通过对羊草+苔草草甸进行受控放牧实验,定量研究了草地植被结构对不同放牧率条件下的反应特征。结果表明:所有不同放牧小区的四种牧草牧前高度远远低于对照小区,而且留茬高度差异不大。各种牧草放牧后的高度受草地群落生物量和牧草本身适口性的影响,适口性越高,降低程度越大。在整个生长季内,羊草+苔草草甸群落地上部分生物量一直处于不断增加的状态,其中苔草和芦苇地上生物量于6月份达到峰值;羊草于7月份达到峰值;香茅在整个生长季内不断增加,于8月份达到最大值。各放牧小区群落生物量均明显低于对照小区。随着放牧率的提高,多样性指数先增高后降低,即适度放牧有利于多样性的维持。     

Effects of grazing on net primary productivity,evapotranspiration and water use efficiency in the grasslands of Xinjiang,China

Grazing is a main human activity in the grasslands of Xinjiang, China. It is vital to identify the effects of grazing on the sustainable utilization of local grasslands. However, the effects of grazing on net primary productivity(NPP), evapotranspiration(ET) and water use efficiency(WUE) in this region remain unclear. Using the spatial Biome-BGC grazing model, we explored the effects of grazing on NPP, ET and WUE across the different regions and grassland types in Xinjiang during 1979–2012. NPP, ET and WUE under the grazed scenario were generally lower than those under the ungrazed scenario, and the differences showed increasing trends over time. The decreases in NPP, ET and WUE varied significantly among the regions and grassland types. NPP decreased as follows: among the regions, Northern Xinjiang(16.60 g C/(m~2·a)), Tianshan Mountains(15.94 g C/(m~2·a)) and Southern Xinjiang(-3.54 g C/(m~2·a)); and among the grassland types, typical grasslands(25.70 g C/(m~2·a)), swamp meadows(25.26 g C/(m~2·a)), mid-mountain meadows(23.39 g C/(m~2·a)), alpine meadows(6.33 g C/(m~2·a)), desert grasslands(5.82 g C/(m~2·a)) and saline meadows(2.90 g C/(m~2·a)). ET decreased as follows: among the regions, Tianshan Mountains(28.95 mm/a), Northern Xinjiang(8.11 mm/a) and Southern Xinjiang(7.57 mm/a); and among the grassland types, mid-mountain meadows(29.30 mm/a), swamp meadows(25.07 mm/a), typical grasslands(24.56 mm/a), alpine meadows(20.69 mm/a), desert grasslands(11.06 mm/a) and saline meadows(3.44 mm/a). WUE decreased as follows: among the regions, Northern Xinjiang(0.053 g C/kg H_2O), Tianshan Mountains(0.034 g C/kg H_2O) and Southern Xinjiang(0.012 g C/kg H_2O); and among the grassland types, typical grasslands(0.0609 g C/kg H_2O), swamp meadows(0.0548 g C/kg H_2O), mid-mountain meadows(0.0501 g C/kg H_2O), desert grasslands(0.0172 g C/kg H_2O), alpine meadows(0.0121 g C/kg H_2O) and saline meadows(0.0067 g C/kg H_2O). In general, the decreases in NPP and WUE were more significant in the regions with relatively high levels of vegetation growth because of the high grazing intensity in these regions. The decreases in ET were significant in mountainous areas due to the terrain and high grazing intensity.