内蒙古典型草原表层土壤有机碳储量差异及影响因素

在内蒙古锡林河流域典型草原设置119个样地,确定群系序列,应用单因素方差分析法和最小差异法来对比分析不同群系0～30cm土壤有机碳储量的差异,并分析了表层土壤有机碳储量和植被群系类型、物种多样性、功能多样性、群落权重均值、地上生物量的关系。结果显示:(1)通过Canoco 5.0软件对119个样方进行PCA排序,结果确定出5个群系:羊草、大针茅、克氏针茅、苔草+委陵菜、冷蒿+冰草群系;(2)5个群系表层土壤有机碳密度变化范围为1.84～2.74 kg/m^2,平均值为2.41±0.84 kg/m^2,其大小关系为:羊草群系>大针茅群系>克氏针茅群系>苔草+委陵菜群系>冷蒿+冰草群系,其中冷蒿+冰草群系显著低于其他群系;(3)典型草原表层土壤有机碳储量与植被群系类型、地上生物量及叶面积呈显著正相关,其中植被群系类型是最主要的影响因素。     

锡林河流域中游草原植被退化遥感监测及合理放牧强度的确定

以内蒙古锡林河流域中游为研究区，应用Landsat TM资料，结合地面生物量定位测定，建立草原地上生物量估产模型，应用Visual C^ 编程，估算了2000年7月中下旬锡林河流域中部草原地上生物量。在锡林河流域中部两大草原植被类型[羊草 大针茅和(大针茅)克氏针茅 冰草]不同生物量的基础上，以象元为诊断单元，判别了各象元所代表地块草原植被的退化等级，绘制锡林河流域中部草原植被退化分布图。1999年锡林河以东草原退化面积为2697．3km^2，占中游草原面积的49．7％，以西退化面积为1644．4km^2，占30．3％。以草原生态系统可持续性为目标，针对不同退化等级草场制定不同的牧草产量利用率，划分6个放牧强度等级，计算各放牧等级的合理放牧得序(标捧羊单位／km^2)、面积和载畜量．研究结果可为草原退化的恢复、畜牧业的可持续发展提供决策支持。     

甘肃尕海湿地退化过程中植物生物量及物种多样性变化动态

以尕海湿地区内的典型沼泽泥炭和沼泽化草甸为研究对象,采用空间序列代替时间序列的方法,研究了尕海湿地退化过程中植物生物量及物种多样性的变化特征。结果表明：在尕海湿地退化过程中,湿地的地上、地下生物量均显著降低,但地下生物量降低幅度较大,地下、地上生物量比例系数呈减小趋势;尕海湿地退化过程中植物群落特征发生明显变化,具体表现为,泥炭沼泽退化过程中的优势种从未退化时乌拉苔草（Carex meyeriana）演变为退化时的问荆（Equisetum arvense）。沼泽化草甸退化过程中的优势种从未退化时藏嵩（Kobresia tibetica）演变为轻度和中度退化程度时的青藏苔草（Carex moorcroftii）和密毛白莲蒿（Artemisia sacrorum.var mess-rschmidtiana）;重度退化程度时仅有零星的冷蒿（Artemisia frigida）、珠芽蓼（Polygonum viviparum）;主要伴生种表现为湿生植物逐渐消失,中、旱生毒杂草逐渐增加。泥炭沼泽的植物物种丰富度和多样性指数呈增加趋势,沼泽化草甸为先增加后降低,均匀度指数恰好相反;群落相似性系数逐渐降低。说明尕海湿地原有植物群落物种多样性分布格局向杂草型退化方向演替,建议减少放牧压力,采取人工措施促进尕海湿地生态功能恢复。     

内蒙古典型草原生物量碳分配格局

以内蒙古呼伦贝尔草原、科尔沁草原、锡林郭勒草原等为研究区域,借助群落分层取样方法,科学估测内蒙古典型草原的生物量碳分配情况,主要结论如下:1)我国内蒙古典型草原的平均生物量碳密度为400.56 g C/m²,其中羊草-杂类草(585.18 g C/m²)、冷蒿-其他小禾草(505.68 g C/m²)以及克氏针茅群落(501.45 g C/m²)具有较高的地下生物量碳密度。2)内蒙古典型草原拥有32.26×10⁶ hm²的面积,贡献了112.76 Tg的生物量碳,其中地上生物量碳20.42 Tg,地下生物量碳92.34 Tg。3)根冠比(R∶S)分布上,内蒙古典型草原的平均根冠比数值为4.52,要大于一般草地类型。4)地下生物量碳(BGB)沿土壤深度的分布情况,糙隐子草、克氏针茅、羊草-杂类草、羊草-丛生禾草、大针茅、冰草等草本群落均属于“指数型”,即BGB沿深度分布符合指数函数,主要分布在0~10 cm土壤层;冷蒿-糙隐子草、冷蒿-其他小禾草、差巴嘎蒿群落等灌丛群落的BGB分布曲线为“抛物线形”,其地下生物量碳主要分布于20~40 cm土壤层,不符合指数函数但符合二次函数。     

辉河湿地不同草甸植被群落特征及其与土壤因子的关系

湿地土壤影响植物的种类、数量、生长发育、形态和分布,湿地植物又影响土壤中元素的分布与变化。以辉河国家级自然保护区核心区为研究区域,对湿地草甸、沼泽草甸、过渡草甸、成熟草甸和盐碱草甸进行植被群落调查,并且对不同草甸的土壤进行实验室分析,研究辉河湿地不同草甸优势植物群落特征和土壤元素分布特征及其相互关系。研究结果表明,辉河湿地不同草甸植被群落特征受土壤元素分布特征、水文情势和植物生长特性影响,植被Shannon-Wiener和Simpson指数均为成熟草甸最高,盐碱草甸最低; Pielou均匀度指数变化为:成熟草甸<盐碱草甸<湿地草甸<沼泽草甸<过渡草甸;其中,沼泽草甸地上和地下生物量最高,盐碱草甸最低。不同草甸植被对土壤养分的含量及变化具有一定影响,湿地草甸土壤因子对其植被的生长也具有重要的反馈作用。不同草甸植物群落下同种元素含量差异显著,过渡草甸对土壤碳、氮、磷的吸收和滞留能力最强。此外,植被群落Shannon-Wiener指数与土壤含水量呈显著正相关,与土壤速效磷呈极显著负相关;土壤有机质、全氮和铵态氮与植被高度均呈极显著正相关;植被盖度与土壤有机质和全氮呈显著正相关;土壤速效磷与植被地上、地下生物量均呈显著负相关,而土壤铵态氮与植被地上、地下生物量均呈极显著正相关;全磷对植被多样性、生长和生物量影响较小。植被群落特征与土壤因子的冗余分析(RDA)排序表明,辉河湿地不同草甸之间存在一定程度的演替,成熟草甸和湿地草甸可能为演替的初始阶段或者是末阶段,而过渡草甸为中间阶段,而且土壤养分受群落演替的影响显著。     

汾河河漫滩三种草本植物群落的生物量研究

草本群落是汾河河漫滩的主要植被类型。在对汾河河漫滩植被全面调查的基础上选择了 3种广泛分布的典型群落 :北水苦荬群落、水莎草 +狼把草群落和苔草群落 ,用收获法对它们的生物量进行了研究。研究结果表明 ,这 3种群落的总生物量分别为 785.9g/ m2 、4 94 .6g/ m2 和 34 5.5g/ m2 ,与其它草地群落相比 ,大于荒漠草地和典型草原 ,小于草甸草原。各群落的建群种或共建种的生物量占群落总生物量和各群落地上部分和地下部分生物量的比例均大于 70 %。北水苦荬群落和水莎草 +狼把草群落的地上部分生物量 >地下部分生物量 ,苔草群落的地上部分生物量 <地下部分生物量。另外 ,通过对群落特征、干鲜重比率以及群落生物量的综合分析得出 ,水因子是影响湿地植被群落结构、组成和生物量的主导因子 ,这 3种群落的分布呈现显著的水分生态梯度     

汾河河漫滩三种草本植物群浇的生物量研究

草本群落是汾河河漫滩的主要植被类型。在对汾河河漫滩植被全面调查的基础上选择了３种广泛分布的典型群落：北水苦荬群落、水莎划＋狼把草群落和苔草群落，用收获法对它们的生物量进行了研究。研究结果表明，这３种群落的总生物量分别为７８５．９ｇ／ｍ＾２、４９４．６ｇ／ｍ＾２和３４５．５ｇ／ｍ＾２，与其它草地群落相比，大于荒漠地和典型草原，小于草甸草原。各群落的建群种或共建种的生物量占群落总生物量和各群落地上部分和地下部分生物量的比例均大于７０％。北水苦荬群落和水莎草＋狼把草群落的地上部分生物量〉地下部分生物量，苔草群落的地上部分生物量〈地下部分生物量。另外，通过对群落特征、干鲜重比率以及群落生物量的综合分析得出，水因子是影响湿地植被群落结构、组成和生物量的主导因子，这３种群落的分布呈现显著的水分生态梯度。     

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.     

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。     

不同放牧率对内蒙古典型草原地下生物量的影响

放牧明显地影响着草原植物地下地上生物量及其比例以及光合产物在地上地下部位的分配。结果表明,地下生物量随着放牧率的增大而呈下降趋势,但不同年份的变动较大,地下地上生物量的比例随着放牧率的增大而增大,但地下生物量与地上净初级生产力的比例则随着放牧率的增大而减小,而降水量的大小可改变其变化趋势。在退化冷蒿草原,地上净初级生产力占总生物量(地上＋地下生物量)的比例随着放牧率的增大而增大,而在干旱条件下光合产物对地上部的分配有所减少。与围栏条件下羊草和大针茅草原比较,退化冷蒿草原的根系有表层化的趋势。     

围栏封育对呼伦贝尔草甸草原群落特征的影响

以呼伦贝尔草甸草原为研究对象,利用围栏封育样地内外连续4年的植被调查资料,对比分析了围栏内外的植被组成和群落特征,结果表明:围栏封育措施提高了草甸草原植被的地上生物量、盖度、高度及密度,其均显著高于相应年份围栏外(P0.05);围栏内外植物群落组成没有发生明显变化;围栏封育使围栏内羊草、贝加尔针茅优势种的优势地位明显增加。     

刈割和养分回添对羊草草原植物群落生物量及其构成的影响

基于2011年开始的养分回添控制试验,研究锡林郭勒盟草原羊草+克氏针茅+糙隐子草群落在不同肥料(氮、植物割取部分和有机质)对羊草割草场植物群落地上生物量的影响。结果表明:与不刈割相比,刈割+有机质回添、刈割+植物回添和刈割处理显著降低了植物群落地上生物量,但刈割+N素回添处理生物量并没有显著降低。4种处理均增加杂类草和一、二年生植物的地上生物量。与单纯刈割相比,刈割+植物回添处理可增加根茎禾草生物量;刈割+N素回添处理显著增加丛生型禾草地上生物量。与单纯刈割相比,刈割+植物回添处理增加了羊草(Leymus chinensis)种群地上生物量,刈割+N素回添处理增加克氏针茅(Stipa krylovii)种群地上生物量并显著增加糙隐子草(Cleistogenes squarrosa)生物量。这说明养分回添对植物群落地上生物量的影响,不仅与所施肥料种类和施肥量有关,还与该草原植物群落物种组成有关。     

温带草原围封对植物群落的影响

物种多样性和地上生物量的变化是退化草地围封后需要关注和研究的重要问题。本研究以锡林浩特典型草原为研究对象，探究不同围封年限(10年、17年、26年、39年)对植物群落结构、物种多样性和地上生物量以及两者之间关系的影响。结果表明：随围封年限增加，植物群落地上生物量呈先增加后降低的趋势；围封后，草原植被群落由以杂类草黄囊苔草(Carex korshinskyi)和一二年生草本植物为主向以多年生禾草(羊草(Leymus chinensis)、大针茅(Stipagrandis))为优势种群落转变，但随着围封年限的增加，植物群落的演替方向又逐渐向杂类草方向倾斜；草原围封显著提升了植物群落盖度、高度和地上生物量，植物多样性呈先下降后上升趋势，且各α多样性指数与地上生物量呈显著负相关。本研究证明进行草原围封管理应结合当地气候、降水等因素，科学决策围封年限才能达到最好的生态恢复效果。     

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。     

祁连山北坡天然草地地上生物量及其与土壤水分关系的比较研究

祁连山北坡天然草地植被以高寒草原、山地草甸、山地草甸草原、山地草原和山地荒漠草原等类型为主,对这5种天然草地地上生物量观测结果显示,地上生物量在5类草地植物群落间差异显著(P＜0.05),其季节动态规律均表现为单峰型,在8月下旬达生物量峰值。5种草地类型地上生物量以山地草甸(100.24 g/m²)最高,其他依次为山地草甸草原(71.24 g/m²)、山地草原(70.20 g/m²)、高寒草原(52.40 g/m²)和山地荒漠草原(20.44 g/m²);用Logistic方程模拟的地上生物量增长曲线表明5类草地群落地上生物量均未达到其环境最大容纳量。不同草地类型地上生物量与降水量、土壤平均含水量的累加值均呈正相关关系。在各种类型草地中,不同土层含水量对地上生物量的影响均不同,根系主要分布层内的含水量与地上生物量显著相关(P＜0.05)。     

内蒙古草甸草原生物量碳分配格局

以中国北方草甸草原为研究对象,借助GIS等工具手段,在草地群落类型实测数据基础上,对内蒙古草甸草原的地上/地下生物量分配开展定量研究,主要结论如下:1)内蒙古草甸草原的生物量碳密度为660.43 g C/m²,其中地榆群落(460.63 g C/m²)具有最高的地上生物量碳密度,地榆群落(787.10 g C/m²)和五花草塘群落(776.22 g C/m²)具有最高的地下生物量碳密度,其他群落间则不存在显著性差异(P>0.05);2)温带草甸草原以16.60×10⁶ hm²的面积,贡献了111.20 Tg的生物量碳,其中地上生物量碳为27.57 Tg,地下生物量碳为83.63 Tg,根冠比(R∶S)为3.03;3)地下生物量沿土壤深度的分布可分为两种类型:线叶菊、芨芨草、野大麦、地榆、贝加尔针茅、苔草以及五花草塘群落属于“指数型”,其地下生物量主要分布在0~10 cm土壤层,且符合指数函数,该类型占据草原群落的主要部分;拂子茅、小叶锦鸡儿以及芦苇群落属于“抛物线”形,其地下生物量主要分布在0~10 cm和20~40 cm土壤层,该类别群落主要为灌木或半灌木,分布曲线不符合指数函数而符合二次函数。     

外源氮素添加对长江源区高寒沼泽草甸土壤养分及植物群落生物量的影响

为探讨氮沉降对高寒沼泽草甸土壤养分及其群落生物量的影响,本研究对风火山地区3种氮添加处理下（0,5和10 g N·m^-2·a^-1）土壤养分及植物群落生物量展开研究。结果显示：外源氮素添加使得沼泽草甸土壤趋向酸化、土壤有机碳及全氮含量发生改变,显著影响了植物对土壤养分的吸收利用,除繁殖期土壤有效氮显著增加外,其他时期显著降低;外源氮素添加使得群落地上生物量增加,总生物量与地下生物量除返青期显著增加外,其他时期明显减少;整个生长季地下生物量的分配比例随施氮的增加而下降;土壤有效氮含量与植物群落生物量及其分配均显著相关（P<0.01）。综上所述,长江源区高寒沼泽草甸土壤有效氮和植物群落生物量对土壤氮素状况的变化反应敏感,在有效养分匮乏的高寒沼泽草甸添加氮素能够促进植物地上部分的增长,从而改变其自身光合产物的分配模式。     

增温改变高寒草甸植物群落异速生长关系

以青藏高原高寒草甸为研究对象,采用红外线辐射器进行模拟增温试验,于2011-2013年、2016-2018年植被生长季进行群落生长特征调查,选取指数函数、线性函数、对数函数和幂函数4种常用基本函数进行最优方程拟合,以确定不增温对照和增温处理下植物群落生长关系的类型,进而探讨增温对高寒草甸植物群落生长关系的影响。结果表明:1)在不增温对照下,地上生物量与密度(P 0.05)、高度(P 0.01)、盖度(P 0.01)均呈显著正相关关系,而在增温处理下,地上生物量与频度(P 0.01)、盖度(P 0.01)呈极显著正相关关系,根冠比与密度(P 0.05)、盖度(P 0.05)呈显著负相关关系;2)在增温处理下,盖度对地上生物量的影响增强(P 0.01),频度对地上生物量的影响由不显著(P 0.05)变为显著正相关(P 0.01),密度和盖度对根冠比的影响也由不显著(P 0.05)变为显著负相关(P 0.05);3)在4种常用基本函数中,幂函数更符合植被的生长关系,说明高寒草甸植被符合异速生长理论;在对照处理下,高寒草甸植被地上部分表现为等速生长,地下部分表现为异速生长关系,整体表现为异速生长关系;而在增温处理下,地上部分和地下部分均表现为异速生长关系,整体也体现为异速生长。这说明在增温处理下高寒草甸植被地上部分由等速生长关系变为异速生长关系,地下部分的异速生长关系进一步增强。本研究结果对正确理解气候变化如何影响高寒草甸植物生长与群落结构具有理论意义。     

增温改变高寒草甸植物群落异速生长关系

以青藏高原高寒草甸为研究对象,采用红外线辐射器进行模拟增温试验,于2011-2013年、2016-2018年植被生长季进行群落生长特征调查,选取指数函数、线性函数、对数函数和幂函数4种常用基本函数进行最优方程拟合,以确定不增温对照和增温处理下植物群落生长关系的类型,进而探讨增温对高寒草甸植物群落生长关系的影响.结果表明:1)在不增温对照下,地上生物量与密度(P<0.05)、高度(P<0.01)、盖度(P<0.01)均呈显著正相关关系,而在增温处理下,地上生物量与频度(P<0.01)、盖度(P<0.01)呈极显著正相关关系,根冠比与密度(P<0.05)、盖度(P<0.05)呈显著负相关关系;2)在增温处理下,盖度对地上生物量的影响增强(P<0.01),频度对地上生物量的影响由不显著(P>0.05)变为显著正相关(P<0.01),密度和盖度对根冠比的影响也由不显著(P>0.05)变为显著负相关(P<0.05);3)在4种常用基本函数中,幂函数更符合植被的生长关系,说明高寒草甸植被符合异速生长理论;在对照处理下,高寒草甸植被地上部分表现为等速生长,地下部分表现为异速生长关系,整体表现为异速生长关系;而在增温处理下,地上部分和地下部分均表现为异速生长关系,整体也体现为异速生长.这说明在增温处理下高寒草甸植被地上部分由等速生长关系变为异速生长关系,地下部分的异速生长关系进一步增强.本研究结果对正确理解气候变化如何影响高寒草甸植物生长与群落结构具有理论意义.     

休牧对西藏高寒草原和高寒草甸植被与土壤特征的影响

休牧是西藏主要放牧管理和草地保护的措施之一,目的是通过自然力的作用使退化草地的植被与土壤得到恢复,维持较高的多样性和生物量。本研究以西藏中部高寒草原和高寒草甸为研究对象,通过野外调查和室内试验分析,研究自由放牧和休牧对高寒草原和高寒草甸植物物种多样性、总生物量、地上地下生物量权衡以及土壤理化性质的影响,对比自由放牧和休牧对高寒草原和高寒草甸植被与土壤特征影响的差异。结果表明:在高寒草原与高寒草甸,休牧6~8年虽一定程度降低了植物群落的Simpson指数、Pielou指数、Shannon-Wiener指数,增加了植被总生物量,但变化均未达到显著水平(P>0.05)。休牧6~8年提高了地上和地下生物量权衡值,并促使植物更多地向地上部分生长,且在高寒草甸的作用效果更为明显。另外,休牧和自由放牧对高寒草甸以及高寒草原草地土壤机械组成、土壤微团聚体、土壤营养元素影响没有显著差异。综合分析发现,休牧对西藏高寒草地的植被恢复尚未产生明显的效果,表现为休牧对群落生物多样性、植被生物量和土壤理化性质影响均未达显著水平,因此,对西藏休牧的实施效果还有待于今后进一步的观测和研究。