草甸草原天然打草场植物群落对刈割干扰的响应

为了研究刈割干扰下天然打草场植物群落呈现出的消长状态,试验对呼伦贝尔草甸草原天然打草场不同植物群落物种组成、数量特征、物种多样性、生物量等指标进行了定量分析。结果表明:在刈割干扰下,羊草+杂草类群落中物种总数略低于贝加尔针茅+羊草群落;羊草+杂类草群落的密度和盖度均显著高于贝加尔针茅+羊草群落(P0.05);羊草+杂类草群落的Shannon-Wiener多样性指数和Pielou均匀度指数均显著高于贝加尔针茅+羊草群落(P0.05);羊草+杂类草群落的现存量和枯落物量均显著高于贝加尔针茅+羊草群落(P0.05)。说明刈割干扰对羊草+杂类草群落的影响小于对贝加尔针茅+羊草群落的影响。     

利用方式对大针茅草原植物多样性、功能性状及地上生物量的影响

2016年8月(生物量高峰期)在内蒙古锡林浩特市毛登牧场大针茅草原进行野外取样,以围封(CK)为对照,对放牧、刈割两种利用方式下大针茅草原枯落物量,地上生物量,地上现存量,群落物种多样性,共优种大针茅、羊草、糙隐子草植株高度、叶面积等功能性状变化及枯落物量与物种多样性间、物种多样性与地上生物量间相关关系进行研究,结果表明:枯落物量为CK刈割放牧(P0.05),放牧和刈割均造成枯落物减少。与对照相比,放牧显著降低了地上生物量和地上现存量(P0.05),使Simpson指数、Shannon-Wiener指数及Pielou指数显著增加(P0.05)。放牧、刈割均造成群落组成发生变化,禾本科植物地上生物量比重降低,且放牧造成多年生丛生禾草比重降低。与对照相比,放牧、刈割均造成大针茅、糙隐子草和羊草植株高度降低(P0.05),放牧使三者叶面积减小(P0.05),刈割使糙隐子草叶面积减小(P0.05)。刈割过程中,随着枯落物量增加,物种丰富度降低(P0.05);放牧过程中,随着物种丰富度增大,地上生物量降低(P0.05)。     

过度放牧对羊草杂类草群落种的构成和现存生物量的影响

主要分析了典型草原区的羊草Leymus chinensis杂类草草甸草原的土壤及植物群落随放牧强度梯度的变化,结果表明,随放牧压力的增大,表层土壤密度显著性增加,而表层土壤水分变化不明显。重度放牧区地上现存生物量高于中度放牧区,低于轻度放牧区。轻度放牧区的现存生物量与中度放牧区和重度放牧区,存在极显著性差异（P＜0.01）。其演替序列为：羊草草原+杂类草→羊草+糙隐子草Cleistogenes squarrosa+寸草苔Carex duriuscula→糙隐子草+大针茅Stipa grandis+米氏冰草Agropyron michhnoi→糙隐子草+星毛委陵菜Potentilla acaulis+冷蒿Artemisia frigida。因此,退化草原的植物组成取决于利用方式和强度,同时受生境条件的制约。其典型草原区的羊草杂类草草甸草原的演替序列介于典型草原与草甸草原两者之间。     

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)。     

大针茅对放牧生态系统植物群落地上生物量的调控作用

通过放牧梯度试验,研究放牧对内蒙古典型草原5种优势植物在个体、种群和群落水平上的影响,探讨大针茅(Stip grandis)对放牧生态系统植物群落地上生物量的调控作用。结果表明:个体水平,中轻度放牧对以大针茅和糙隐子草(Cleistogenes squarrosa)为代表的丛生禾草株高影响较小,对以羊草(Leymus chinensis)、黄囊苔草(Carex korshinskyi)和米氏冰草(Agropyron michnoi)为代表的根茎型禾草株高影响较大,植物株高的降低与个体地上生物量减少呈显著正相关。种群水平,大针茅种群生物量对放牧的响应迟缓,羊草、米氏冰草、糙隐子草和黄囊苔草种群生物量的减少与多度减少呈显著正相关。群落水平,大针茅的耐牧性使其成为资源重配的获益者,轻中度放牧干扰下,其地上生物量的补偿生长缓冲了放牧对群落的影响,对维持群落生产力与功能稳定性起重要的调控作用。     

典型草原植物养分对生长季不同放牧强度的动态响应

为阐明典型草原生长季放牧过程中植物养分的动态变化，本研究在2017年生长季的不同放牧阶段（放牧早期、放牧中期和休牧后）对不同放牧强度影响下内蒙古典型草原主要物种克氏针茅（Stipa krylovii）、羊草（Leymus chinensis）和糙隐子草（Cleistogenes squarrosa）的碳（Carbon，C）、氮（Nitrogen，N）、磷（Phosphorus，P）浓度及N和P阶段转移率进行了测定。研究结果显示：放牧早期阶段，放牧强度对克氏针茅、羊草和糙隐子草的C，N，P浓度、C/N和C/P无显著影响；放牧中期和休牧后，随放牧强度的增加，3种植物的C浓度、C/N和C/P显著降低，N和P浓度显著提高。休牧后3种植物的N和P阶段转移率随生长季放牧强度的增加显著降低；与克氏针茅和羊草相比，糙隐子草在重度放牧具有最高的N和P阶段转移率。本研究表明典型草原植物养分特征及策略对短期放牧具有快速调整与适应能力。     

羊草群落及主要种群对降雨量和刈割强度变化的响应

采用不同降雨梯度对群落总生物量以及主要种群羊草、南牡蒿和糙隐子草的地上生物量在不同刈割强度下的变化进行了研究.结果表明丰雨年(2006年)群落总生物量为191.1±28.0g/m2,高于少雨年(2005年)的159.8±19.1g/m2(P＜0.05).降雨量的对照处理其总生物量和羊草相对生物量高于减少50%降雨量的处理,而降雨量增加50%时反而降低了羊草在群落中的相对生物量,增加了南牡蒿和糙隐子草在群落中的相对生物量,南牡蒿和糙隐子草2006年生物量显著高于2005年(P＜0.05).     

刈割制度下羊草草原地上生物量的动态变化机制

基于长期定位控制试验,研究了割一年休一年刈割制度对羊草草原地上生物量的影响。结果表明,演替过程可以分为两个阶段,1982~1998年期间植物群落地上生物量显著下降,而且与根茎型禾草地上生物量呈显著正相关。灌木半灌木和根茎型禾草与高大丛生禾草和矮丛生禾草呈不显著负相关,根茎型禾草和矮丛生禾草与杂类草呈负相关;1998~2014年期间植物群落地上生物量没有显著上升,而且与高大丛生禾草、矮丛生禾草和杂类草地上生物量呈显著正相关,根茎型禾草与高大丛生禾草和杂类草呈不显著负相关。刈割对羊草典型草原植物群落地上生物量的作用不仅受刈割制度的影响,还要受刈割年份及演替阶段的影响。     

刈割施氮对羊草草甸土壤—植物化学计量特征的影响

通过刈割频次和施氮处理研究松嫩羊草草甸土壤、植物化学计量学特征以及功能群植物生物量的变化。结果表明,羊草草甸土壤中速效磷的含量受刈割频次的影响显著,与不刈割处理相比,刈割1次和2次分别增加土壤速效磷含量为50.5%和73.4%。施氮处理没有影响松嫩羊草草甸土壤全氮、全磷含量以及速效氮磷含量。刈割、施氮均提高植物群落总氮磷含量,降低植物群落氮磷比至13.68,但植物功能群较植物群落形成了维持体内营养元素含量相对更稳定的能力,其内稳态在刈割频次、施氮处理和二者交互均无显著影响。地上生物量的变化表明,刈割和施氮显著增加群落生物量,但对功能群植物的生物量的增减程度不同。     

生长季降水量和刈割强度对羊草群落地上生物量的影响

对不同降水量和刈割强度下的羊草Leymus chinensis、南牡蒿Artemisia eriopoda、糙隐子草Cleistogenes squarrosa和群落总地上生物量的变化规律进行了研究,结果表明：降水量减少50％（R1）的处理中南牡蒿、糙隐子草的生物量和总生物量显著降低（P<0.05）,羊草生物量变化不明显;降水量增加50％（R3）的处理中南牡蒿和糙隐子草的生物量呈增加的趋势,羊草生物量和总生物量呈减少趋势（P>0.05）;随刈割次数的增加,羊草和南牡蒿的生物量与总生物量都呈增加趋势,南牡蒿的生物量和总生物量增加程度达显著水平（P<0.05）;丰雨年（2006年,311 mm）,南牡蒿和糙隐子草的生物量与总生物量显著高于少雨年（2005年,216 mm）（P<0.05）,羊草的生物量差异不明显;生长季前期干旱的丰雨年（2007年,290 mm）,羊草和糙隐子草的生物量与总生物量显著低于2006年（P<0.05）,羊草的生物量甚至也低于生长季前期不干旱的2005年。 糙隐子草、南牡蒿、羊草和总生物量的变异系数分别为85.2、58.3、36.0和16.5,彼此之间差异达到显著水平（P<0.05）。     

季节放牧对典型草原植物群落不同生长季特征的影响

在内蒙古典型草原区建立放牧试验平台,研究秋季、冬季和初春放牧对草地植物返青期土壤温湿环境和植物生长以及生长旺季植物群落地上生物量及其构成的影响。结果表明:在草地返青季,秋季放牧草地表层土壤湿度相对于其他处理显著降低,而温度相对升高;土壤表层湿度与草地枯落物总量、立枯量呈显著正相关;秋季和冬季放牧显著降低草地返青期的地上生物量;秋季放牧显著降低优势植物地上生物量;而初春放牧不影响草地返青期的群落生物量。在生长旺季,初春放牧草地群落及其高大优势植物大针茅和羊草的生物量显著增加,而其下层的糙隐子草和杂类草生物量显著减少。     

华北农牧交错带不同放牧强度绵羊食性研究

为探讨华北农牧交错带放牧绵羊的食性与草原退化的关系,本文以河北省张家口市塞北管理区典型草原为研究对象,于2016年7-8月运用饱和链烷技术研究羊草群落不同放牧强度下绵羊食性变化。结果表明:随牧压的增大,群落中羊草(Leymus chinensis)、花苜蓿(Medicago ruthenica)和野韭(Allium ramosum)的数量减少,克氏针茅(Stipa krylovii)、冷蒿(Artemisia frigida)和马蔺(Iris ensata)的比例增加;绵羊采食的牧草种类和比例各存在一定的差异,但绵羊优先采食羊草、野韭和花苜蓿,其次为糙隐子草(Cleistogenes squarrosa)和冷蒿,绵羊不喜食克氏针茅和阿尔泰狗娃花(Heteropappus altaicus),拒食马蔺。因此,重度放牧改变了羊草群落的植被组成,优质牧草减少,群落演替为冷蒿、克氏针茅和杂类草群落,从而导致了草地的退化。     

割草地群落特征与土壤化学性质对利用年限的响应

对呼伦贝尔不同利用年限的贝加尔针茅(Stipa baicalensis)+日阴菅(Carexpe pediformis)和羊草(Ley-mus chinensis)+杂类草两种类型的割草地群落特征、植物营养成分及土壤营养成分进行了比较分析。结果表明,多年刈割使群落盖度降低,贝加尔针茅株丛破碎化、小型化,羊草退化;多年刈割的贝加尔针茅+日阴菅样地群落Mar-garlef丰富度指数、Shannon-Wiener多样性指数均高于同类型围封3年的样地,羊草+杂类草割草利用多年的样地Margarlef丰富度指数高于利用5年的样地。随刈割年限的增加,蔷薇科、菊科、毛茛科等一年生植物随之增加,地上生物量、枯落物现存量随着刈割年限的增加而降低;多年刈割使土壤有机质、全氮、速效氮的含量降低。     

刈牧强度对羊草草地植被数量特征影响的研究

两年的草地刈割模拟放牧试验表明：随着刈割强度的增大,羊草优势种的地位逐渐丧失,羊草、克氏针茅、扁蓿豆等优良牧草重要值下降,菊科、蔷薇科等植物重要值增加;草地植被总盖度变化不明显,在重度处理下也能达到78.75%,但羊草分盖度下降明显;羊草密度下降,糙隐子草、猪毛蒿密度增加（p〈0.05）,群落密度变化不显著（p〉0.05）;物种丰富度指标物种数和Margalef指数、多样性指标Simpson指数和Shannon-Wiener指数、均匀度Pielou指数的变化趋势相同,随刈割强度的增大而增大;冠层指标中,叶面积指数随刈割强度的增大而降低,散射辐射透过率却随之增强（p〈0.05）。     

典型草原区植物群落结构特征动态监测

1999-2002年在内蒙古锡林郭勒盟白音锡勒牧场典型草原区海流特,监测主要植物群落结构特征。结果表明,随时间推移,试验区主要群落的优势植物大针茅、羊草相对高度、相对盖度、相对密度和相对生物量呈降低趋势,退化指示植物冷蒿、狼毒相对高度、相对盖度、相对密度、相对生物量呈增加趋势;试验区群落物种丰富度指数、多样性指数和均匀性指数随时间推移均呈降低趋势;围栏在试验区草地植物群落特征的保持方面很有效,但围栏内植物群落特征随时间推移仍呈退化趋势。     

锡林郭勒几种草地类型基况评价

在草甸草原、典型草原及荒漠草原选取具代表性的草地型,通过当前植被草群产量中增加种、减少种及侵入种所占比例的多少将草原基况分为优秀、良好、中等、低劣四个等级,以评价草地资源的自然属性。研究结果表明:羊草 贝加尔针茅草地型基况优良,克氏针茅 糙隐子草草地型基况良好,冷蒿 克氏针茅草地型基况中等偏上,小针茅 无芒隐子草草地型基况中等。     

刈割制度对围封羊草草地群落特征及生物量的影响

以呼伦贝尔草甸草原围封羊草(Leymus chinensis)草地群落为研究对象,对不同刈割制度(连续刈割、隔年刈割)对围封羊草草地的影响进行分析。结果表明,在刈割干扰下,植被群落盖度和地上生物量都会显著降低(P0.05)。隔年刈割和连续刈割两种制度相比,在植被群落数量特征及生物量上,隔年刈割要优于连续刈割,植被群落的平均高度、盖度等数量特征及地上生物量均表现出随着刈割频次的增加而降低的趋势。植被群落的α-多样性在封育下最低,表现出随刈割频次的增加而变大的趋势。在不同刈割方式下,植被群落组成发生了变化且群落中各物种的重要值变化幅度很大,建群种羊草的重要值在连续刈割下低于隔年刈割,而寸草苔(Carex duriuscula)重要值在连续刈割下最大,且群落中其它伴生种的重要值也随刈割频次增加而降低。     

典型草原4种优势种牧草次生代谢物对亚洲小车蝗解毒酶活性的影响

亚洲小车蝗是我国北方草原重要害虫,具有特定的食物选择性和适应性。为揭示其食物选择的形成机制,测定了典型草原克氏针茅、羊草、糙隐子草和冷蒿4种优势牧草的黄酮、萜类、生物碱、酚类和单宁5种次生代谢物含量,并研究了这些次生代谢物对亚洲小车蝗生长发育及关键解毒酶活性的影响。结果表明,冷蒿、羊草中5种次生代谢物含量最高(P<0.05),克氏针茅中含量最低(P<0.05);与冷蒿、羊草处理相比,克氏针茅处理的亚洲小车蝗存活率、发育速率、生活力最高(P<0.05),氧自由簇(ROS)浓度、解毒酶活性、保护酶活性最低(P<0.05);克氏针茅作为最优食物资源,最利于亚洲小车蝗的生长发育和发生。该研究对于揭示蝗虫-植物特异性关系的形成机理,指导亚洲小车蝗的科学防控具有重要意义。     

京津风沙源治理工程不同恢复措施对草地恢复过程的差异性影响

中国北方草原区域作为我国北方重要的防沙治沙生态屏障,长期以来大规模投入实施了系列生态恢复工程。为了解不同恢复措施对草地恢复的影响异同,以京津风沙源治理工程的草原治理区域为研究对象,采用工程区内外对比法探索4种典型工程恢复措施及措施组合(围封禁牧、补播草种、小流域治理和基本草牧场建设)对草地群落物种组成、生产力构成和物种多样性的差异性影响。结果显示:1)各工程恢复措施均趋向增加群落的高度和盖度,其中围封禁牧草地的恢复最为明显;群落中禾本科、莎草科物种重要值增加,杂类草下降,群落建群种由克氏针茅、糙隐子草、百里香等较低矮物种转变为大针茅、羊草、羽茅等较高大的多年生禾草;2)各恢复措施均显著增加群落的地上生物量(P<0.05),但种植人工饲草的基本草牧场地下生物量显著下降,使得群落总生物量也显著减少(49%);只有围封禁牧措施使群落总生物量、地下生物量和地上生物量均显著增加;群落内C₃植物、多年生植物生物量比例趋向增加; 3)各工程恢复措施均未显著增加群落内物种丰富度,却均趋向减少群落物种均匀度,补播草种和基本草牧场建设区域Shannon-Wiener多样性指数下降达到显著水平。以上结果表明长期的恢复措施实施能明显恢复草地的植被覆盖和地上生产力水平,提高草地的饲草品质,有助于区域沙源固定、碳汇增加和饲草供应恢复,但长期的工程干预有可能对区域的植物群落物种多样性水平存在负面影响。     

内蒙古典型草原枯落物的生态水文效应

枯落物是影响干旱和半干旱地区草原生态系统水文过程中重要的因素。本研究利用野外监测和室内试验结合的方法探究内蒙古典型草原枯落物的生态水文效应。结果表明：大针茅（Stipa grandis）群落的枯落物蓄积量显著高于羊草（Leymus chinensis）群落和克氏针茅（S.krylovii）群落的。糙隐子草（Cleistogenes squarrosa）的枯落物最大持水量最高,羊草的最低,均与大针茅的和克氏针茅的有显著差异;羊草群落的枯落物最大持水量显著低于克氏针茅群落的和大针茅群落的。3种群落保留枯落物的土壤水分含量高于去除枯落物的,在春季和夏季尤为明显,但在秋季具有趋同化的特征。降雨时,枯落物会降低小雨对2.5 cm处土壤水分的补充,但对中雨和大雨无显著影响。降雨后,枯落物可使土壤保持较高水分。综合枯落物的截留作用与保水效应,枯落物可以间接增加降雨的有效性。