草地功能群和土壤特征对小叶锦鸡儿建植密度的响应

以内蒙古中部农牧交错区和林格尔县天然草地为对照,比较相同林龄不同密度小叶锦鸡儿人工灌木草地功能群及土壤特征。结果表明,与天然草地相比,建植小叶锦鸡儿灌木林没有改变草地植被功能群均匀度和优势度指数,但功能群物种组成结构发生了改变,表现为:随着小叶锦鸡儿林分密度增加,禾本科生物量和物种丰富度显著增加,豆科生物量显著增多但物种丰富度无显著变化,菊科和杂草类植物生物量及物种丰富度均显著减少。建植小叶锦鸡儿灌木林可以提高土壤水分与养分含量,建植密度为1200棵/hm^2的小叶锦鸡儿灌木林更有助于土壤涵养水分,且其土壤碱解氮、速效磷和速效钾含量均增加,有助于改善土壤环境,利于植被生长,优化灌木利用资源。     

退化羊草草原围栏封育多样性动态研究

在内蒙古锡林郭勒盟中国科学院内蒙古草原生态系统定位研究站对退化羊草草原围栏封育后的多样性动态进行了研究.样地于1983年围栏封育自然恢复,用封前植被为羊草草原的退化变体,即以冷蒿为建群种的含小叶锦鸡儿斑块的冷蒿+丛生小禾草、羊草群落.对25年恢复过程的群落多样性进行研究的结果表明:退化草原围栏封育自然恢复过程中,密度多度和生物量多度分布基本符合正态分布;植物群落的多样性指数和均匀性指数总体上保持稳定;羊草、冰草、冷蒿的生物量和密度的变化与多样性指数有显著负相关关系,星毛委陵菜的生物量和密度变化与多样性指数有显著的正相关关系.     

火烧对黄土高原典型草原地上植被和繁殖更新的影响

火烧影响着草地植物种群的繁殖策略和形成过程,控制着群落的组成、外貌特征、动态变化和演替进程。本文通过对比黄土高原典型草原未火烧区和火烧区火后第一年地上植被特征、群落结构、物种组成和繁殖更新,探讨了黄土高原典型草原地上植被和繁殖更新对火烧的响应机制。结果表明,火烧显著降低了群落盖度、枯落物厚度与生物量,显著提高了群落的密度。火烧对物种丰富度影响不显著,却显著降低了4个物种多样性指数(Margalef指数、Shannon-Wiener指数、Simpson指数和Pielou指数)。火烧干扰明显改变了植物群落结构和物种组成。火烧显著提高了草地的繁殖更新密度和无性繁殖密度,而对有性繁殖密度和草地繁殖更新的物种丰富度影响不显著。火烧显著提高根茎型和分蘖型植物的密度,而对根蘖型、分枝型和匍匐型植物密度影响不显著。黄土高原典型草原是以多年生克隆植物为主的草原生态系统,地上植被的繁殖更新更依赖于无性繁殖。植物繁殖更新贡献高低与火烧无关,而与草地群落物种组成相关。     

不同刈割强度下羊草草甸草原生物量与植物群落多样性研究

以内蒙古高原南缘羊草草甸草原为对象,设5个利用梯度,即不刈割、留茬2,5,10和15cm,研究了连续刈割处理3年后羊草草甸草原生物多样性与地上生物量的变化规律。结果表明,群落中羊草地上生物量随刈割强度的增大而减小(P<0.05);群落生长量为不刈割处理显著高于留茬10和15cm(P<0.05);多样性指数(Margalef、Simpson、Shannon-Wiener和Pielou指数)随刈割强度的增大而增大(P<0.05)。羊草相对密度随刈割强度的增大而减小,糙隐子草和委陵菜属植物随刈割强度增大而增大(P<0.05)。相关分析表明群落多样性指数与地上生物量之间呈“单峰型”曲线关系,而与草原优势物种——羊草的地上生物量呈显著负相关关系(P<0.05)。     

不同干扰对典型草原群落物种多样性和生物量的影响

采用样方法对内蒙古典型草原区围封27年(E27)、7年(E7)、1年割1次(M)和中度放牧(G)样地的群落物种多样性、群落高度、群落密度、地上生物量进行实地调查分析,以研究不同干扰对典型草原群落物种多样性和生物量的影响。结果表明,围封27年和中度放牧样地的丰富度指数、多样性指数、均匀度指数仍显著高于围封7年和1年割1次样地,但围封27年样地与中度放牧样地之间无显著差异,围封27年和中度放牧相对于围封7年和1年割1次可以维持群落物种多样性;1年割1次和中度放牧样地退化指示植物糙隐子草重要值显著高于围封样地,草原群落呈退化趋势;围封7年样地的地上现存量为454.06 g/m2,显著高于其他样地。说明围封7年可显著提高草原生产力,但围封时间过长将不利于其维持较高的生产力。     

刈割留茬高度对大针茅草原物种多样性及地上生物量的影响

刈割作为草地有效管理手段之一,对生态系统功能与多样性均具有重要的影响。本研究以内蒙古锡林郭勒盟大针茅草原为研究对象,利用围封草地作为对照,探讨了不同刈割留茬高度（留茬8 cm、留茬5 cm和留茬2 cm）对群落生物量与多样性的影响。结果表明：与围封草地相比,留茬8 cm对地上生物量无显著影响,留茬5 cm和2 cm处理显著降低了群落地上生物量（P<0.05）;多年生禾草和大针茅生物量在留茬2 cm处理下显著降低（P<0.05）;留茬8 cm和5 cm处理显著提高了群落物种多样性指数（P<0.05）。相关结果表明合理的留茬高度对草原物种多样性和地上生物量有积极影响,本试验对指导当地生产实际、提高草地合理利用等方面具有重要意义。     

荒漠草原不同带间距人工柠条林平茬对林间生境的影响

研究不同带间距柠条林平茬后林间生境的变化对人工柠条中间锦鸡儿的种植和平茬饲用具有重要意义。以荒漠草原分布的4, 6和8 m带间距中间锦鸡儿林间草原为对象,于2015年4月对3种带间距柠条林进行齐地平茬,研究不同带间距中间锦鸡儿平茬后林间植被、土壤理化性质、气温、风速、风蚀量等变化。结果表明,1)8 m带间距的林间多年生草本物种比例、植被盖度和密度最高(P<0.05),6和4 m间距植被盖度密度接近;3种间距的林间地上生物量、物种多样性无显著差异(P>0.05)。2)随着带间距增加,土壤粉粒含量以及土壤有机质、全氮、速效磷、速效钾含量总体呈现上升趋势。但土壤水分以6 m带间距最高,4 m带间距最低。3)林间平均气温以4 m带间距最高,8 m带间距最低,风速大小正好相反;土壤风蚀量呈现6 m带间距最高(P<0.05),4和8 m带间距最低。4)相关性分析表明,植物多样性与土壤有机质、全氮、粉粒含量正相关,土壤有机质含量与土壤粉粒含量、植被盖度呈正相关。研究认为,8 m人工中间锦鸡儿林种植间距对林间植被多样性增加、土壤质量改善和土壤风蚀减少更为有利。     

围封和施肥对高寒草甸群落特征和植被碳氮库的影响

为探究不同恢复措施对退化高寒草甸的影响,研究了不同围封年限（0、4、13年）和长期施肥（N、P）下草甸群落特征和碳氮库的变化。结果表明：1）随着围封年限增加,物种丰富度指数和Shannon-Wiener指数显著降低,Simpson指数和Pielou指数呈先上升后下降的特征;长期N和P添加分别显著降低了物种丰富度指数和ShannonWiener指数。2）地上生物量和根系生物量在4和13年围封下均显著增加,且在4年围封时最高,而凋落物生物量则随围封年限增加而逐渐增加;长期施肥对生物量的影响不显著。3）围封后,植被碳和氮储量显著增加,其中地上生物量和根系碳、氮库均在4年围封时最高,凋落物碳、氮库则在13年围封时最高;长期施肥对植被碳储量无显著影响,仅长期N添加显著提高了地上生物量氮库。4）偏最小二乘（PLS）路径模型显示：围封和施肥导致环境因子发生变化,抑制了群落多样性,促进了植物生物量和植被碳库的积累,而植被氮库特征在施肥处理下发生变化。综上,围封整体上抑制了物种多样性,但能够促进群落生产力提高和植被碳氮库增汇;长期N添加对物种多样性和植被碳库无显著正效应,但促进了植被氮库增汇。     

不同年限封育对黄土高原典型草原地上植被的影响

为了揭示自然恢复过程中植被动态变化规律,以黄土高原典型草原为研究对象,采用野外调查与室内分析相结合的方法,分析不同年限封育(0、5、15、23和32年)对草地植被特征、物种多样性和群落演替动态变化的影响。结果表明,随着封育年限的增加,枯落物量和厚度呈递增趋势,群落盖度呈先增加后降低趋势,群落密度呈递减趋势,地上生物量和禾草地上生物量均呈先增加后降低的趋势,且均在封育23年草地达到了峰值。不同年限的封育对Simpson多样性指数和Pielou均匀度指数影响不显著(P0.05)。地上植被的物种丰富度呈先增加后降低趋势,且在封育15年达到峰值。地上植被群落封育演替的一般模式为杂类草生长阶段→本氏针茅(Stipa bungeana)逐渐占优势阶段→本氏针茅稳定发展阶段。     

荒漠草原区柠条林地地面节肢动物功能群对补播牧草和平茬措施的响应

以荒漠草原区25年龄人工柠条林为研究对象,调查了未平茬未补播(对照)、非平茬补播、平茬非补播与平茬兼补播处理柠条林地中地面节肢动物类群数和生物量,结合功能群划分,分析了柠条平茬和林带间补播牧草及其交互作用对柠条林地地面节肢动物功能群分布的影响。结果表明,调查样地共捕获地面节肢动物11目31科34个类群,划分为5种不同营养功能群:植食性、捕食性、腐食性、尸食性和杂食性,其中植食性动物是荒漠草原区人工柠条林地地面节肢动物区系的主要组成部分。非平茬补播处理可以显著增加植食性动物的生物量(P<0.05);平茬非补播处理可以显著增加植食性动物的生物量(P<0.05)、捕食性(P<0.05)和杂食性动物的类群数(P<0.01);平茬兼补播处理显著提高植食性和捕食性动物的生物量(P<0.05)。研究表明,荒漠草原区对柠条林地进行平茬和补播可以丰富地面节肢动物功能群数量和提高食物网的复杂性,有利于促进沙化草地生态系统有效恢复。     

内蒙古典型草原小叶锦鸡儿灌丛地上净初级生产力和种群结构对火烧的响应

针对全球范围内由于长期过度放牧引起的草原群落灌丛化问题,本研究以内蒙古锡林河流域小叶锦鸡儿灌丛化的羊草草原为研究对象,通过连续2年的人为控制火烧实验,从株丛和群落2个组织水平研究了火烧对小叶锦鸡儿的影响。结果表明,1)在内蒙古锡林河流域的退化恢复草原群落中,小叶锦鸡儿种群属于增长型的种群,中、小株丛所占的比例较大。实验区内所调查的6588个株丛中,冠幅为0～50cm的株丛占30%,50～150cm的株丛占49%,>150cm的株丛仅占21%;2)在群落水平上,一年火烧和连续2年火烧对小叶锦鸡儿株丛的生长均具有显著的抑制作用,其地上净初级生产力比火烧前分别减少了27%和66%;3)火烧显著地增加了小叶锦鸡儿的枝条密度和茎的生物量分配,减少了叶的生物量分配,使茎叶比由1∶4.4升高为1∶1.1;4)同50～150和>150cm2个冠幅组的大株丛相比,火烧对0～50cm小灌丛影响最为明显,一年火烧和连续2年火烧使其地上净生物量分别下降了57%和60%。实验结果表明,火烧显著地削弱了小叶锦鸡儿的生活力,有效地抑制了其小株丛的生长,对控制灌丛的进一步扩张具有明显的作用。     

半干旱黄土丘陵区微地形变化对人工柠条林草本分布的影响

本研究在典型半干旱黄土丘陵区龙滩小流域内,以水平阶整地方式栽植柠条（Caragana korshinskii）林为研究对象,调查不同坡位柠条林下水平阶内和阶间坡面草本群落组成及生物量,确定微地形及土壤环境变化对草本分布的影响及相对贡献率。结果表明：草本地上生物量及含水量均表现为水平阶内 > 阶间坡面,不同坡位水平阶内和阶间坡面草本组成的相异性为上坡位（75.2%） > 中坡位（60.0%） > 下坡位（50.7%）。pRDA排序表明：土壤含水量、微生境和坡位解释了35.8%的坡面草本群落变异,是影响草本群落分布的主要环境因子。相关分析表明：土壤含水量与长芒草（Stipa bungeana）的重要值呈显著负相关,与茵陈蒿（Artemisia capillaris）和束伞亚菊（Ajania parviflora）呈显著正相关;草本地上生物量与草本物种丰富度、长芒草等草本重要值呈显著负相关,与茵陈蒿等草本重要值呈显著正相关;下坡位草本地上生物量的降低促进了长芒草等地带性草本的恢复。综上所述,水平阶整地提高了林下草本地上生物量,降低了草本的物种丰富度,这在中、上坡位表现尤为明显。     

两种灌丛化草原小叶锦鸡儿的叶片化学计量特征

本研究分析了内蒙古19个灌丛化草原样地（典型草原区11个、荒漠草原区8个）的小叶锦鸡儿（Caragana microphylla）叶片碳（Carbon，C）：氮（Nitrogen，N）：磷（Phosphorus，P）化学计量特征。结果显示：典型草原中小叶锦鸡儿叶片C含量，C：N，C：P，N：P显著低于荒漠草原，N，P含量显著高于荒漠草原；小叶锦鸡儿叶片N，P含量与土壤N，P含量呈正相关关系，叶片C含量与C：N，C：P呈正相关关系，叶片N与P含量呈正相关关系；小叶锦鸡儿叶片化学计量特征具有环境可塑性；叶片C含量在两种草原类型中，随年平均降水量（Mean annual precipitation，MAP）和年平均气温（Mean annual temperature，MAT）的变化趋势不一致；叶片N，P含量与MAP呈正相关关系，与MAT呈负相关关系；叶片C：N，C：P，N：P与MAP呈负相关关系，与MAT呈正相关关系；小叶锦鸡儿的生长主要受P限制。本研究结果有助于了解小叶锦鸡儿的养分利用策略，并为灌丛化草原植被的保护和恢复工作提供参考。     

陕北黄土丘陵区不同植被类型群落多样性与土壤有机质、全氮关系研究

为探讨陕北黄土丘陵区不同植被类型物种多样性与土壤有机质、全氮的关系,在野外调查和室内分析的基础上,采用相关性分析对5种不同植被群落特征、多样性、土壤碳氮之间的关系进行研究。结果表明：植物群落组成主要为菊科、禾本科和豆科,这3大科植物在该区具有较强的生态适应性;不同植被类型群落Gleason丰富度指数为30 a撂荒地最大,16 a撂荒地最小,Simpson指数、Shannon-wiener指数和Sheldon均匀度指数均为30 a刺槐林（Robinia pseudoacacia）最大,16 a撂荒地最小;土壤有机质、全氮含量均随土层深度增加而递减,其平均含量在0~30 cm和30~100 cm土层从大到小为30 a刺槐林>30 a撂荒地>16 a刺槐林>30 a柠条林（Caragana microphylla）>16 a撂荒地,30 a刺槐林表现出较好的土壤碳氮累积效果。相关性分析结果表明,不同植被类型群落物种多样性与土壤有机质、全氮之间显著相关（P<0.05）,表明土壤有机质和全氮是影响植物群落组成和多样性的关键生态因子。     

培育措施对高寒草甸草原植物多样性和生产力的影响

以植物群落特征和根系生物量为主要指标研究了高寒草甸草原对封育(E)、封育+灌溉(EI)、封育+灌溉+施肥(EIF)、封育+灌溉+施肥+补播(EIFR)和全年连续放牧(CG)的响应,以期为该区草地恢复、保护和管理提供支持。结果表明:与CG和E相比,各培育措施均增加了各功能群植物的高度和群落地上、地下生物量,提高了禾本科植物在草群中的比例,垂穗披碱草(Elymus nutans)和冷地早熟禾(Poa crymophila)等优质牧草的重要值显著增加,杂类草植物的重要值降低,其中以EIFR效果最为显著;各培育措施均不同程度的提高了群落物种多样性指数,其中EIF显著高于其他处理;各培育措施不同程度降低了地下与地上生物量比。说明合理选择和组合应用不同培育措施是提升退化高寒草甸草原生产力和有效恢复草地生态的重要手段。     

利用年限对老芒麦生物学特性及群落结构特征的影响

老芒麦生物学特性及群落结构特征随着利用年限的增加而发生明显的变化。结果表明,入侵植物种数随着利用年限的增加呈逐渐增加的趋势。老芒麦在草地群落中相对生物量、相对多度和相对盖度随着利用年限增加而明显下降,而入侵植物相对生物量、相对多度和相对盖度则明显增加。老芒麦的重要值随着利用年限的增加而急剧降低,老芒麦在利用的第2、3年占绝对优势,在第5、6年入侵植物占重要地位,到第9年才逐渐沦为次重要地位。老芒麦的草地物种多样性指数和均匀性指数随着利用年限的增加而逐渐增加,而生态优势度则逐渐降低。     

水蚀风蚀交错区复合植被与单一植被土壤水分特征及其地上生物量差异

采用野外调查的方法,于2013年8月选取位于黄土高原水蚀风蚀交错区的陕西省榆林市神木县六道沟流域典型植被类型样地,研究复合植被与单一植被的土壤水分特征、生物量差异及其影响因素。结果显示:深根型植物与浅根型植物复合后其冠层高度、地表植被盖度、叶面积指数和地上生物量都有显著提高;土壤表层含水量显著增加;物种丰富度也呈增加趋势。影响复合植被和单一植被地上生物量差异的主要因素是其根系对水分吸收利用的差异,以及深根型灌木和浅根型草本植物对不同深度土壤水分的利用差异。草本植被地上生物量随100 cm内土壤含水量的增加而增加,而与容重和导水率相关性不显著。因此在植被恢复建设过程中,深根型植物宜与浅根型植物搭配种植,可以合理有效利用有限水资源,提高植被地上生物量、冠层高度和地表植被盖度,从而可以有效控制水蚀风蚀交错区的土壤侵蚀。     

返青期休牧对玛多高寒草原植物群落特征的影响

针对高寒草原冬春草场退化及草畜不平衡问题,为遏制草地生态系统进一步退化、提高草地生产力,本研究于2018年在青海省玛多县玛查理镇冬春草场开展返青期休牧育草试验。试验采用随机区组设计,设置返青期休牧和返青期放牧两个处理,在休牧结束时期和牧草生长高峰期(7月10日和8月10日)分别进行草地植物群落调查。结果表明:相对于放牧草地,7,8月份休牧草地的禾本科牧草株高增加了236.33%和123.83%(P<0.05),盖度增加了41.13%和61.71%(P<0.05),地上总生物量增加58.66%和33.62%;休牧以后草地主要植物种由原来的沙生风毛菊(Saussurea arenaria Maxim)、山莓草(Sibbaldia procumbens Linn.)等变为紫花针茅(Stipa purpurea Griseb)、疏花针茅(Stipa penicillata Hand.-Mazz)等;休牧草地和放牧草地样点植物群落结构存在差异;休牧草地植物群落物种丰富度、辛普森指数、香农-维纳指数较放牧草地均有所增加。因此,返青期休牧在高寒草原的实施改善了草地植被恢复情况,优化了草地植物群落结构,增强了生态系统多样性。本试验可为退化高寒草原植被恢复及休牧制度的实施提供科学理论依据。     

栽培管理对荻生长特性及生物质成分的影响

为了草本能源植物荻(Triarrhena sacchariflora)在华北地区的科学种植,研究了不同种植密度、施肥量和灌溉处理对其生长特性、生物质成分及生物量的影响。结果表明:在第一个生长季,种植密度对分蘖、生物量和茎叶比影响显著(P<0.05);灌溉对茎叶比、干鲜比和生物量影响显著;施氮肥对所有生长指标和生物量影响显著。在第二个生长季,种植密度对茎叶比影响显著;灌溉对分蘖影响显著;施氮肥对各生长指标及生物量影响不显著;种植密度对荻生物质N、H含量的影响不显著,但种植密度4.0 plant·m^-2降低了C含量;灌溉显著增加其生物质C含量,降低N含量;施氮肥增加了其生物质的N含量;灌溉与施氮肥的交互作用对荻生物质纤维素含量的影响显著,在灌溉条件下施氮肥降低了纤维素含量。栽培管理的关键是在合理种植密度基础上,通过适当灌溉补水和施肥优化其生长特性并提高生物质产量。     

飞播年限对浑善达克沙地植物群落特征的影响

于2013~2017年对浑善达克沙地的11个飞播区和1个未飞播的流动沙地(对照)进行植物群落调查,采用固定样地观测和空间差异代替时间变化相结合的方法,对飞播后浑善达克沙地的植被恢复状况及乔木、灌木半灌木和草本植物的稳定状况进行了分析。结果表明:飞播后,随着恢复年限的延长,沙地植物群落的物种数明显增加,且在恢复第9年时物种数达到最高值;飞播提高了浑善达克沙地植物群落的高度、盖度和密度,但随着恢复年限的延长,沙地植物群落的频度呈先升高后下降的趋势;在浑善达克沙地植被恢复过程中,乔木和灌木半灌木的综合指数波动较小,草本植物波动较大,综合指数变动幅度分别为0.0750、0.0714和0.1617;浑善达克沙地飞播区的乔木、灌木半灌木和草本植物主要呈竞争关系,其稳定指数分别为5.07、6.78、16.74,表现为乔木<灌木半灌木<草本植物。浑善达克沙地飞播区草本植物的稳定性高于乔木和灌木半灌木,且飞播有利于浑善达克沙地退化植被的恢复与重建。