青藏高原东缘珠芽蓼+线叶嵩草草地植物群落组成及生产力动态监测

对青藏高原东缘珠芽蓼+线叶嵩草草地3年的定位监测研究表明:该草地群落主要以杂类草组成,杂类草占草群密度的89.6%,是高山带典型的杂类草草甸草地,群落共有植物104种,分属18科48属,珠芽蓼、线叶嵩草为优势种,草群构成中,珠芽蓼所占比例最大,在5.7~13.4,且随生育期的延伸呈逐步上升趋势,在整个草群地上植物量的变化中,珠芽蓼处于主导地位,它的增减变化决定其他类草比率的升降。草地生产力月动态变化呈单峰形曲线,6~7月是地上植物量增长最快的时期,产量高峰出现在8月(167.24g/m2)。全年单位面积载牧量(羊单位)为1.833个/hm2,青草期月理论载牧量(羊单位个/hm2)分别为:5月5.3个,6月11.0个,7月17.8个,8月21.6个9月17.3个,10月11.3个。     

Long-Term Increasing Productivity of High-Elevation Grassland Caused by Elevated Precipitation and Temperature

It is important to understand how climate change and increased atmospheric nitrogen (N) deposition over the past decades have affected the productivity of different grassland types. High-elevation grasslands are sensitive to human activities and climate change, however little is reported about the effect of temperature, precipitation, and N deposition on productivity. For monitoring long-term changes in productivity, four ungrazed sites were established in 1984 in a high-elevation grassland of the Tianshan mountains in central Asia and grassland productivity was measured over ≈2−3 decades. In addition, a site with four N addition treatments was established in 2009. We conducted an 8-yr experiment in which nitrogen was added in the high-elevation grassland. These results show an aboveground net primary production (ANPP) increase in both spring and the peak growing season at ungrazed sites with increasing temperature and precipitation in the past 30 yr. ANPP of grasses and total grasses and forbs were strengthened by increased N deposition, especially when heavy snowfall was accompanied by higher spring and growing season temperatures. ANPP of total grasses and forbs was significantly correlated with snowfall. High-elevation grasslands are clearly susceptible to climate change and N deposition.     

江河源区退化天然草地的恢复及其生态效益分析

根据天然草地退化程度的差异,采用松耙 补播 施肥 封育(退化较严重的草地)、封育 施肥(轻度退化草地)等措施,植物群落物种组成、多样性等特征值及其植被盖度发生明显变化.研究第2年结果表明,物种数封育 施肥处理最高(32种),对照居中(26种),补播 施肥处理最低(13种);多样性指数大小依次为封育 施肥(3.126)、对照(2.819)、补播 施肥(1.494);均匀度指数大小依次为封育 施肥(0.902)、对照(0.865)、补播 施肥(0.582);群落总盖度大小依次为封育 施肥(85.9%)、补播 施肥(79.7%)、对照(72.9%);补播 施肥 封育处理后地上生物量最大(460.65 g/m2),原生植被 封育 施肥处理居中(310.14 g/m2),对照最低(178.96 g/m2);地下生物量大小依次为封育 施肥(6 920.37 g/m2)、补播 施肥(1 458.96 g/m2)、对照(828.91 g/m2);补播 施肥 封育处理优良牧草较对照提高近50倍,杂草类减少82.81%,封育 施肥处理较对照良牧草比例提高48倍,杂草类比例减少80.46%.半人工草地通过灭除杂草和施肥相结合的示范试验表明:单纯进行灭杂,地上生物量减少,灭杂和施肥相结合不仅可提高地上生物量,而且可提高优良牧草的比例;不同处理区土壤养分含量各不相同,其中封育 施肥处理全氮、全碳、有机碳最高,对照居中,补播 施肥较低.     

施肥和杂草防除对三江源区人工草地群落特征的影响

针对三江源区多年生人工草地可持续利用问题,采用杂草防除与施肥相结合的方式,对5龄垂穗披碱草(Elymus nutans)人工草地进行改良试验,研究了不同防除剂浓度和不同施肥水平对高寒人工草地群落特征和生产能力影响,为老龄"黑土型"人工草地可持续性利用提供科学依据。结果表明:喷施苯磺隆可有效降低群落中杂类草盖度、生物量和多样性,在苯磺隆108 g·hm^-2浓度时杂类草的防除效果好。随施肥量增加,群落中禾草总盖度和生物量的变化均显著增加,而杂类草生物量差异不显著。喷施苯磺隆108 g·hm^-2、施尿素150 kg·hm^-2和氯化钾60 kg·hm^-2时,改良效果显著高于其他处理,是三江源区人工草地进行改良的适宜参考标准。     

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。     

黄土高原半干旱区天然草地群落结构与土壤水分关系

气候变化导致水热条件发生变化,从而引起土壤含水量改变,必然影响区域植物群落结构和功能。本研究以黄土高原半干旱区天然草地群落为研究对象,在较大空间尺度上根据随机设置样地法调查区域内典型地带性草地群落,研究黄土高原半干旱区土壤含水量的变化对草地群落的影响。结果表明,1)地上生物量、凋落物质量与土壤含水量呈显著正相关;地下生物量和总生物量与土壤含水量虽正相关但不显著;2)物种多样性和物种丰富度均随着土壤含水量的增加而增加;3)植物功能群受土壤水分的影响,表现为禾本科和豆科随着土壤含水量的增加而增加,而杂类草相反。总之,在半干旱区土壤水分是限制群落生产力和物种多样性的重要因子,而禾本科和豆科作为指示物种可以反映土壤的水分状况。土壤水分的变化可能是导致半干旱区天然草地群落演替的驱动力,草地退化可能与土壤含水量的改变有关。     

不同草地利用方式对河北坝上天然草地植物群落特征的影响

本研究以坝上天然草地植物群落为研究对象,分析了不同草地利用方式(打草场、冬牧地、公牧地)对植物群落的数量特征、物种组成、功能群特征及物种多样性的影响.结果表明:冬牧地的群落高度、物种数及物种多样性指数均最大,打草场的群落盖度显著大于放牧地(冬牧地和公牧地)且其地上生物量与冬牧地没有显著差异,同时打草场物种多样性指数与冬...     

不同人工草地对青藏高原温性草原群落生物量组成及物种多样性的影响

青藏高原天然草地生产力较低,草畜矛盾长期尖锐。人工草地逐渐在该区域发展,但不同种植模式人工草地的影响和应用适宜性尚未得到准确的量化评估。以青海省天然草地(NP)为对照,选取相互毗邻的3种不同人工草地:单播垂穗披碱草人工草地(A₁)、单播燕麦人工草地(A₂)和混播燕麦、青稞和油菜的人工草地(A₃)设置实验样地,通过群落调查、刈割称重、根钻采样等方法,测定分析4种群落物种组成、生物量及物种多样性,探讨燕麦和垂穗披碱草两种牧草及单播和混播两种种植方式的差异性影响。结果表明:3种不同人工草地均显著减少有毒植物生物量(P<0.05),显著提高优质牧草占比(P<0.05),改善牧草质量。A₂地上生物量最高(1263.21 g·m^-2),为NP的9.77倍,显著高于其他3种草地(P<0.05)。本研究草地地下生物量占比高(73.22%~95.79%),3种人工种草对地下生物量改变不显著,对总生物量的影响也不显著。A₂、A₃的物种组成与NP迥异,A₂的Pielou均匀度指数显著低于NP和A₃(P<0.05),A₃的Shannon-Wiener指数显著低于NP(P<0.05);而A₁的Gleason指数、Shannon-Wiener指数和Pielou均匀度指数均较高,与NP差异不显著。基于结果,认为相比于天然草地,单播燕麦人工草地可以获得更高的地上生物量,但强烈改变群落物种组成,降低群落物种多样性;而种植垂穗披碱草地上生物量增幅不显著,但其群落物种多样性、均匀度均较高,有利于群落在不利条件下维持相对稳定的生产力。     

不同退化程度高寒草地植物群落与土壤性质变化及相关性分析

为探究退化高寒草地植物群落组成及土壤性质的变化规律,本研究选择铁卜加、河南县不同退化程度高寒草地为研究对象,对轻、中、重度退化高寒草地的植物群落结构组成和土壤理化性质进行了分析研究。结果表明：随退化程度加剧,植被群落优势种由莎草科为主逐渐转变为杂类草为主;植被高度、盖度、地上-地下生物量逐渐减小;Patrick指数、Shannon-Wiener指数、Simpson多样性指数与Pielou指数呈先增后减趋势;土壤含水量、全碳、有机碳、硝态氮含量明显减小且土壤pH值逐渐偏弱碱性,促使土壤养分含量不断流失,贫瘠化加剧;经相关系数矩阵图分析,退化草地群落植被生物量受土壤含水率和氮含量变化影响较为严重。总之,高寒草地退化接替过程中,杂类草逐渐占植物群落组成的主导地位,土壤含水率和氮含量变化是致使这2个地方草地退化的关键性因子。     

不同功能群及先锋种在高寒人工草地建植初期的作用

本研究通过2018年和2019年2年不同物种数量（1,3,6,9,12,15）组合混播试验,分析禾本科、豆科、杂类草和先锋种植物对高寒人工草地植物群落性状的影响,研究不同功能群及先锋种植物在高寒人工草地建植初期的作用,以期为高寒人工草地建设中不同功能群及先锋种植物的选择提供一定的依据。结果表明：禾本科植物能大幅增加人工草地植物群落地上生物量、盖度、高度和减少非播种物种数（P<0.05）,杂类草则会大幅降低人工草地植物群落地上生物量、盖度和高度（P<0.05）,但能增加非播种物种数（P<0.05）;豆科与先锋种植物对群落地上生物量、盖度、高度和非播种物种数影响较小或无影响。因此在建设以生产目的为主的高寒人工草地时,应优先选择禾本科植物;主要考虑草地多功能性时,可选择禾本科植物和杂类草植物组合。     

石羊河上游两种退化草地植物群落特征分析

采取分层取样法,对石羊河上游阿尔泰狗哇花+阿尔泰针茅型和火绒草+阿尔泰针茅型两种退化草地群落特征进行了分析。结果表明,(1)两种毒杂草型草地物种丰富度之间没有显著差异,但群落数量结构及群落成员型明显不同:阿尔泰狗哇花+阿尔泰针茅型草地中,阿尔泰狗哇花占优势地位,阿尔泰针茅次之;多年生杂类草盖度和植物量高于禾本科牧草;地下植物量自表层向下依次减小,且主要集中在0~20 cm土层。火绒草+阿尔泰针茅型草地,火绒草占优势地位,阿尔泰针茅次之;地下植物量变化趋势同阿尔泰狗哇花+阿尔泰针茅型草地。(2)两种退化草地群落功能型发生明显变化,表现为禾草∶杂类草比例与原生植被相比明显倒置。(3)两种退化草地总盖度略高于原生植物群落,差异不显著,但地上植物量明显高于原生植物群落。     

基于物种周转揭示放牧对荒漠草原植物多样性的影响

放牧引起草原生态系统物种更替,进而调控群落植物多样性。然而,放牧过程中物种更替与植物多样性改变间具有怎样的联系,目前缺乏系统的研究。本试验在内蒙古荒漠草原放牧实验平台进行,对群落植物多样性进行了调查。研究发现：随放牧强度的增加,群落物种总数下降了28%～52%且物种组成发生了明显的分异;随放牧强度的增加,群落科的数目和多年生杂类草的物种数逐渐减少,一年生植物的物种数增加,同时群落Simpson指数和Shannon-Weiner指数等显著降低(P<0.05);随放牧强度的增加,物种损失率和周转率显著提高(P<0.05),但物种获得率无显著变化;放牧荒漠草原物种损失率和周转率与植物多样性指数间呈显著负相关关系(P<0.05)。本研究从物种周转的角度揭示了放牧荒漠草原植物多样性降低的驱动机制,为优化荒漠草原管理和利用提供科学支撑。     

青藏高原高寒草甸退化对草地群落生物量及其分配的影响

青藏高原高寒草甸退化严重影响了草地群落结构与生产力。为揭示草地退化对高寒草甸群落结构和生物量地上/地下分配的影响,采用随机区组设计,在青海省海北州选择3个小区,每个小区设置完整的未退化、轻度退化、中度退化和重度退化4个退化梯度,于2020年8月对样地进行群落调查,同时采集植物样品。结果表明,随着退化程度加剧：1)草地的盖度、高度和地上植物生物量均显著下降;2)地上生物量在不同功能群的分配发生显著变化,物种逐步从以禾草类为优势转变为以杂类草为优势的群落;3)地下生物量显著下降,深层土壤根系生物量占比增加。研究结果表明：随着退化加剧群落结构发生颠覆性变化,且地上和地下生物量同步出现严重衰退。因此,针对该区域退化草地的植被恢复应考虑草地物种组配以及地上和地下生物量同步恢复的相应措施。     

放牧强度对草甸草原植物群落主要功能群碳氮磷贮量的影响

本试验以呼伦贝尔草甸草原中禾本科、杂类草和灌木这3种功能型植物为研究对象,开展放牧强度对不同功能型植物碳、氮、磷含量,化学计量特征以及贮量的影响研究.结果表明:禾本科有机碳含量在各放牧强度下均最高;氮磷含量杂类草最高;3种功能群的有机碳含量均在适度放牧时最高,过度放牧时降低;轻度放牧使得禾本科、灌木的碳氮比、碳磷比升高...     

Positive effect of spring advance on the diet quality of an alpine herbivore

Changes in vegetation phenology related to global warming are having alarming effects on the life history traits of many herbivore species. Such changes are particularly critical in alpine ecosystems, where strong climate limitations on plant growth make seasonal synchronization imperative for the growth, reproduction and survival of herbivores. However, despite the pivotal role of resource-use strategies on the performances of such species, few studies have explicitly assessed the mechanistic impact of climate change on their diets. We aimed to fill this gap by studying the effect of spring onset on the dietary composition and quality of a medium-size alpine herbivore while considering density-dependent processes and age- and sex-specific differences in foraging behavior. Using an exceptional, long-term (24 years) direct individual-based dietary monitoring of a Pyrenean chamois population (Rupicapra pyrenaica pyrenaica), we showed that ongoing earlier onsets of spring are leading to an earlier access to high-quality forage and therefore a higher diet quality at a fixed date, without apparent changes in diet composition. We also showed that at high densities, intraspecific competition reduced diet quality by driving animals to feed more on woody plants and less on nutritious forbs and graminoids. By assessing the mechanistic effects of global warming on the dietary patterns of species at the center of trophic networks, this study is an essential step for predictive models aiming at understanding the ongoing ecosystem consequences of the global climatic crisis.     

Precision,Repeatability, and Efficiency of Two Canopy-Cover Estimate Methods in Northern Great Plains Vegetation

Government agencies are subject to increasing public scrutiny of land management practices. Consequently, rigorous, yet efficient, monitoring protocols are needed to provide defensible quantitative data on the status and trends of rangeland vegetation. Rigor requires precise, repeatable measures, whereas efficiency requires the greatest possible information content for the amount of resources spent acquiring the information. We compared two methods—point frequency and visual estimate—of measuring canopy cover of individual plant species and groups of species (forbs vs. graminoids, native vs. nonnative) and plant species richness. These methods were compared in a variety of grassland vegetation types of the northern Great Plains for their precision, repeatability, and efficiency. Absolute precision of estimates was similar, but values generally differed between the two sampling methods. The point-frequency method yielded significantly higher values than the visual-estimate method for cover by individual species, graminoid cover, and total cover, and yielded significantly lower values for broadleaf (forb + shrub) cover and species richness. Differences in values derived by different sampling teams using the same method were similar between methods and within precision levels for many variables. Species richness and median species cover were the major exceptions; for these, the point-frequency method was far less repeatable. As performed in this study, the visual-estimate method required approximately twice the time as did the point-frequency method, but the former captured 55% more species. Overall, the visual-estimate method of measuring plant cover was more consistent among observers than anticipated, because of strong training, and captured considerably more species. However, its greater sampling time could reduce the number of samples and, therefore, reduce the statistical power of a sampling design if time is a limiting factor.     

藏北高寒草地牧草营养品质对放牧的响应机制

基于藏北高原的3个围栏与自由放牧试验样地,探讨了高寒草地牧草营养品质对放牧的响应机制。结果表明：在一个高寒草原化草甸冷季牧场,冷季放牧分别减少了24.29%和18.98%的杂草酸性洗涤纤维和中性洗涤纤维含量,并增加了41.05%的杂草粗灰分含量,从而增加了杂草营养品质;而没有改变群落和优势牧草营养品质。在一个高寒草原化草甸暖季牧场,暖季放牧分别减少了31.82%和27.45%的群落酸性洗涤纤维和中性洗涤纤维含量,并分别增加了137.35%和24.73%的群落粗灰分和粗脂肪含量,从而增加了群落营养品质;暖季放牧分别减少了22.04%和22.50%的优势牧草酸性洗涤纤维和中性洗涤纤维含量,并增加了202.19%的优势牧草粗灰分含量,从而增加了优势牧草营养品质;而没有改变杂草营养品质。在一个高寒草甸暖季牧场,暖季放牧分别减少了37.18%和25.10%的杂草酸性洗涤纤维和中性洗涤纤维含量,从而增加了杂草营养品质;增加了26.55%的优势牧草粗蛋白含量,从而趋于增加了优势牧草营养品质;而对群落营养品质无影响。植物群落营养品质与植物群落α和β多样性相关,优势牧草营养品质主要与土壤变量相关,杂草营养品质与土壤变量和杂草α多样性有关。因此,藏北高寒草地牧草营养品质对放牧的响应因草地类型和放牧季节的不同而不同,高寒草地应该采取分类放牧管理。     

“黑土滩”退化草地、高寒湿地及其交错区植物群落结构多样性

采用样方调查方法研究了青藏高原江河源区"黑土滩"退化草地、高寒湿地及其二者交错区的植物群落结构及其多样性。结果表明,交错区植物群落多样性最高,"黑土滩"退化草地植物群落多样性明显高于高寒湿地植物群落多样性。高寒湿地植物群落中以莎草科植物占优势,"黑土滩"退化草地则以毒杂草占绝对优势,交错区可食性杂草类群较多。从3种植物类型区物种构成变化看,尽管3者互相毗邻,但是"黑土滩"可能是其他高寒植被类型退化演替而形成,不能证明"黑土滩"与其临近的高寒湿地存在群落发生学关系。以毒杂草构成为主的"黑土滩"次生植被则对其周边高寒湿地具有明显的侵入性和生态胁迫,因此必须加强对江河源区"黑土滩"退化草地的治理。     

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。     

放牧强度对晋北盐碱化草地植物经济类群的影响

通过在晋北盐碱化草地设置不放牧（CK）、轻度放牧(LG)、中度放牧(MG)、重度放牧(HG)和极度放牧(EG)5个放牧强度研究该草地群落物种类群的变化,为确定草地合理的载畜量和放牧利用奠定基础。研究表明,随着放牧强度的增大,禾本科类群比例减小,CK与其他4个放牧强度之间差异显著（P＜0.05）;豆科类群比例呈增大的趋势,但各放牧强度之间差异不显著（P＞0.05）;菊科类群比例减小,EG与其他4个放牧强度之间差异显著（P＜0.05）;委陵菜属比例增大,CK和LG之间差异显著（P＜0.05）;杂草类群减小,CK与LG、HG、EG之间差异显著（P＜0.05）。随着放牧强度的增大,草地中禾本科类群、豆科类群和菊科类群的质量指数减小,委陵菜属和杂草类的质量指数增大。