放牧干扰下高寒草甸植物功能群组成的时空变化——以甘肃省天祝县为例

在青藏高原东北缘高寒草甸,设置6个可控放牧强度样地,进行连续4年的植物功能群变化研究。应用多重比较和双因素方差分析研究了放牧干扰对禾本科、莎草科和杂类草3大功能群的影响。结果表明:(1)放牧干扰下,高寒草甸群落总多度和各功能群多度均随放牧强度的增加而降低;(2)不同放牧强度区,莎草科多度均随放牧年份基本保持不变。低强度放牧区,禾本科和杂类草多度显著增加;高强度放牧区,禾本科和杂类草多度显著降低;(3)不同放牧强度区禾本科相对多度比例随放牧年份降低,而杂类草相对多度比例增加。综述所得,高寒草甸莎草科对放牧干扰的抵抗能力较强,且禾本科与杂类草对放牧干扰的差异化响应导致了放牧干扰下高寒草甸群落特征的变化。     

高寒人工草地植物生态化学计量及其内稳性特征

以三江源区建植3年、7年、16年和20年的高寒混播禾本科人工草地为研究对象,分析人工草地土壤和植物碳、氮、磷含量及其生态化学计量比对建植年限的响应,对比植物群落和不同功能群碳、氮、磷含量、生态化学计量比及养分的内稳性特征。结果表明：随着建植年限的增加,人工草地0～10 cm、10～20 cm和20～30 cm土层的碳含量、氮含量、碳磷比和氮磷比总体上表现出先升后降的变化趋势,而磷含量和碳氮比分别呈现出升高、降低、再升高和降低、升高、再降低的变化特征,建植7年人工草地土壤碳、氮、磷含量最高。总体上,人工草地植物碳含量、碳氮比、碳磷比和氮磷比按照禾本科植物>植物群落>杂类草的顺序依次递减,氮含量和磷含量则表现为杂类草>植物群落>禾本科植物。随着建植年限的增加,植物群落和杂类草除碳氮比以外的其余指标均有着相似的变化特征,而禾本科植物碳含量、氮含量和碳氮比的变化特征与植物群落和杂类草相比存在一定差异。此外,不论在群落尺度还是功能群尺度,植物氮磷比均在8.0以下,表明人工草地植物的生长主要受氮限制。内稳性模型的拟合结果显示,植物群落和禾本科植物的氮含量和氮磷比表现为绝对稳...     

蒙辽农牧交错区草地植物种群和功能群热值研究

本研究通过对蒙辽农牧交错区的61种植物进行热值分析,分析了不同功能群热值的变化,以期为农牧交错区草地能量固定及资源合理利用提供科学数据和理论支撑。研究结果表明：61种植物的热值平均值为17.14 KJ·g^-1。不同生活型功能群比较,一二年生草本热值显著低于多年生禾草和灌木,与半灌木和多年生杂类草均无显著差异。多年生禾草、灌木、多年生杂类草和半灌木之间无显著差异。不同水分生态功能群之间的热值均无显著差异。旱中生植物的热值平均值略低于其他组。百合科（Liliaceae）、豆科（Leguminosac）、禾本科（Gramineae）、菊科（Compositae）、蔷薇科（Rosaceae）之间热值无显著差异,藜科（Chenapodiaceae）热值显著低于其他科。植物热值与碳含量呈显著正相关关系。     

不同功能群草类植物叶片氮磷重吸收对施肥的响应

在盆栽控制条件下,测定了4个施肥处理下3个功能群组(豆科、禾本科和杂类草)9种草类植物成熟和衰老叶氮(N)和磷(P)浓度,以揭示不同功能群草类植物叶片氮、磷重吸收对施肥的响应。9种草类植物成熟叶N和P浓度(Ng和Pg)、衰老叶N和P浓度(Ns和Ps)、N和P重吸收效率(NRE和PRE)不同,对施肥的响应也不同。豆科草类Ng显著高于禾本科和杂类草,禾本科草类Ns显著低于豆科草类和杂类草,而杂类草NRE最低。杂类草Pg和Ps显著高于豆科和禾本科草类,而禾本科草类PRE最高。施肥对草类植物PRE影响不显著,对Ng、Pg、Ns、Ps和NRE影响显著,而在功能群水平,仅对Ng和Pg影响显著。施肥与物种的交互作用对叶片N、P重吸收有显著影响,与功能群的交互作用则无显著影响。     

放牧对贵南县4种退化指示植物叶片性状的影响

本研究以青海省贵南县高寒草甸4种退化指示植物为研究对象,分析放牧干扰对叶片碳(C)、氮(N)、磷(P)含量及其化学计量特征、叶干物质含量和比叶面积的影响,探讨高寒草甸生态系统中退化植物对环境变化的响应和适应策略。结果表明,4种植物叶片碳、氮、磷含量及化学计量比随放牧强度增加表现为碳含量不变,氮、磷含量上升、化学计量比(C/N、C/P及N/P)下降的变化趋势,且重度放牧后,植物生长受氮元素限制。放牧强度改变显著影响4种植物叶片性状(P<0.01),且对叶片磷含量的影响最大(P<0.001);物种对比叶面积影响最大(P<0.001),且在不同植物间表现出物种差异性。即放牧强度增加时,4种植物叶片均表现出养分储存增加,但植物比叶面积的变化更多表现出物种特异性。     

放牧对锡林郭勒草甸草原群落特征及生产力的影响

于2016年在锡林郭勒草甸草原设置4个不同放牧强度(禁牧、轻度放牧、中度放牧、重度放牧)试验,探究不同放牧强度对草地群落特征及生产力的影响。研究发现:1)中度放牧下群落植物物种数最多,随放牧强度增加,禾本科牧草的重要值先增加后降低、莎草科等杂类草重要值增加;2)随放牧强度增加植物群落的高度下降,多度和盖度呈先增加后降低的趋势;3)中度放牧增加了群落物种丰富度、多样性、优势度及均匀度;4)随放牧强度增加,群落的地上、地下生物量均呈抛物线变化。轻度放牧下群落生产力最高,中度放牧下群落的多样性最高,重度放牧下群落生产力及多样性都最低。综上所述,中度放牧可使锡林郭勒草甸草原生态系统稳定保持良好状态,也是畜牧业生产发展的合理利用方式。     

高寒地区暖季草场放牧牦牛的生产性能及其土壤养分变化

旨在通过不同放牧强度下高寒小嵩草(Alpine Kobresia parva(Nees)Wang et Tang ex Y.C.Yang)草甸和垂穗披碱草(Elymus nutans Griseb.)/星星草(Puccinellia tenuiflora(Griseb.)Scribn.et Merr.)高寒混播草地暖季草场植物初级生产力、土壤养分含量以及牦牛生产性能的研究,为草地合理利用提供有益的依据。结果表明:牦牛个体增重与放牧强度均呈线性关系;高寒小嵩草草甸暖季草场最适放牧强度为1.26头/hm²,垂穗披碱草/星星草混播高寒混播草地暖季草场的最适放牧强度是7.23头/hm²;放牧强度对高寒混播草地速效氮和速效磷的影响不显著,对速效钾的影响显著(P<0.05);随着放牧强度的提高,高寒小嵩草草甸土壤有机质、有机碳、全氮、全磷的含量呈减小趋势;当放牧强度分别达到1.07头/hm²,1.08头/hm²和1.22头/hm²时,0~5 cm,5~10 cm,10~20cm土壤速效氮含量依此达到最小;随着放牧强度的提高,高寒小嵩草草甸禾草和莎草的比例下降,可食杂草和毒杂草比例增加,而高寒混播草地垂穗披碱草的比例降低,星星草和杂类草的比例增加。     

克氏针茅(Stipa krylovii)草原土壤与优势植物碳氮含量对放牧强度的响应

为探究不同放牧强度对土壤和植物的影响,本文以内蒙古阿巴嘎旗克氏针茅（Stipa krylovii）草原为研究区,通过野外采样和室内试验分析了禁牧（UG）、轻牧（LG）、中牧（MG）、重牧（HG）下土壤及优势植物克氏针茅、羊草（Leymus chinensis）和糙隐子草（Cleistogenes squarrosa）中有机碳、全氮含量和碳氮比及其相关性。结果表明：轻牧草场土壤有机碳和全氮含量显著高于其他放牧草场（P<0.05）,而各放牧强度对土壤碳氮比均无显著影响;与禁牧相比,放牧降低了克氏针茅和羊草有机碳含量,却增加了它们的全氮含量;糙隐子草的有机碳和全氮含量均显著增加（P<0.05）;土壤与植物的碳氮含量均无显著相关性。因此,从提高土壤与植物碳氮含量方面考虑,轻度放牧是克氏针茅草原适宜的放牧强度,禁牧并非合理的利用方式,但应避免重度放牧。     

高寒草甸植物叶片生态化学计量特征对长期氮肥添加的响应

氮（N）是植物生长发育所需的基本元素，人为N添加已成为陆地生态系统N输入的主要形式。施N作为改善土壤养分条件的重要途径，可改变土壤理化性质，也会对植物叶片生态化学计量特征产生影响。本研究在2012年5月设置0（CK）、10（N₁₀）、20（N₂₀）、30（N₃₀） g·m^-2·a^-1的N添加试验，并于2018年8月采集禾本科、莎草科、豆科和杂类草叶片，测定其碳（C）、N、磷（P）含量，分析不同水平N添加下植物叶片生态化学计量特征的差异，探索长期N添加下植物叶片生态化学计量特征变化的影响因素。结果表明：1）N添加显著提高了禾本科叶片碳（LC）含量而显著降低了豆科LC含量（P<0.05），莎草科和杂类草LC含量变化不显著（P>0.05）。随施N量增加，4种功能群叶片氮（LN）含量均显著增加（P<0.05），而叶片磷（LP）含量变化趋势不一致。2）N添加下4种功能群植物叶片碳氮比（LC/N）整体呈下降趋势，叶片氮磷比（LN/P）和叶片碳磷比（LC/P）呈上升趋势。3）土壤含水量（SMC）与植物叶片各项指标均显著相关（P<0.05），SMC对植物叶片生态化学计量特征变化的贡献率最高（10.28%，P<0.001）。4种功能群中，杂类草对SMC变化的响应最敏感，表现为杂类草LN、LN/P和LC/P随SMC增加显著降低而LC/N和LP显著升高。综上所述，4种功能群植物叶片生态化学计量特征对N添加的响应存在差异，N添加下影响植物叶片生态化学计量特征变化的重要因子是SMC。     

牦牛和藏羊夏季划区轮牧对高寒草甸3种植物凋落物分解的影响

为深入理解放牧牦牛和藏羊及放牧强度对青藏高原高寒草地凋落物分解的分异影响,在天祝高寒草甸夏季牧场,采用凋落物袋法研究了牦牛和藏羊轮牧强度对垂穗披碱草(Elymus nutans)、矮生嵩草(Kobresia humilis)和珠芽蓼(Polygonum viviparum)凋落物损失率及碳(C)、氮(N)和磷(P)含量的影响。结果表明:3种植物凋落物损失率随处理时间的增加和放牧强度的增大均呈增大趋势。处理15个月后,垂穗披碱草、矮生嵩草和珠芽蓼凋落物损失率分别为24.71%~32.70%,30.56%~38.83%和32.27%~42.96%。放牧藏羊草地上的3种凋落物损失率小于牦牛放牧草地。在同一放牧家畜及放牧强度下,垂穗披碱草的损失率显著小于矮生嵩草和珠芽蓼。3种植物凋落物C含量随着放牧强度的增加依次呈降低趋势,C含量大小依次为:垂穗披碱草矮生嵩草珠芽蓼,但C含量的变化大小依次为:垂穗披碱草矮生嵩草珠芽蓼。3种植物凋落物N含量随放牧强度增加呈现降低趋势;随着时间的增加凋落物N呈现先降低再增加后又降低的趋势。随着放牧强度的增加,珠芽蓼凋落物的P含量总体呈降低趋势;随着放牧时间的增加,珠芽蓼凋落物P含量总体呈增加趋势。藏羊和牦牛对P含量的富集均有抑制作用,并且牦牛的抑制作用大于藏羊。     

不同放牧强度下高寒草甸植被特征和土壤养分变化研究

放牧作为最主要的生物干扰因子之一,影响着草地生态系统植被和土壤的生态进程。在自然放牧条件下,通过不同放牧强度的比较试验,对高寒草甸土壤营养成分及地上群落特征进行分析,为制定合理的放牧强度提供理论依据。结果表明:随着放牧强度加大,地上总生物量、物种丰富度在封育样地最高,在重牧样地最低,而封育、轻牧、中牧样地香浓-威纳多样性指数并没有显著的差异;禾草和莎草的地上生物量和总盖度在中牧条件下最高。与轻牧、中牧和封育样地相比,重牧样地的杂草有较高的地上生物量和总盖度;5月份土壤含水量随放牧强度增加而减少,7月份、9月份则相反;封育、轻牧、重牧样地的土壤容重显著低于中牧样地(P<0.05);在整个生长季节,重牧样地的pH值明显高于其他3个处理,而封育?轻牧?中牧3个样地pH值没有显著差异;在整个生长季节,封育、轻牧、中牧、重牧4个样地土壤有机碳含量随着放牧强度的增加而趋于下降,其中封育、轻牧、中牧3样地土壤有机碳含量都显著高于重牧样地(P<0.05);土壤的全氮含量在各放牧样地里并没有显著变化,而土壤氨态氮、硝态氮则在植物整个生长季节随着放牧强度的加大而增加;在整个生长季节里全磷含量最大值都出现在中牧样地里,速效磷含量表现出了和全磷一致的结果。因此,适度放牧是保护生物多样性,维持土壤养分以及提高草地生产力的有效途径;当高寒草甸由于退化导致生物量锐减,生物多样性丧失等严重后果时,围栏可以作为有效的恢复手段。     

放牧对荒漠草原土壤和优势植物生态化学计量特征的影响

以宁夏荒漠草原土壤和优势植物为研究对象,分析放牧对荒漠草原生态系统土壤和植物C、N、P化学计量学特征的影响机制。结果表明,土壤C、C∶N、C∶P随着放牧强度的增加呈下降趋势,P呈增加趋势,而N及N∶P呈先增加后下降趋势。不同优势植物N含量对放牧强度的响应存在一定的差异,中度和重度放牧区甘草、砂珍棘豆、山苦荬、牛心朴子N含量明显低于轻度和围封禁牧N含量,牛枝子、短花针茅、中亚白草、刺叶柄棘豆、虫实、猪毛菜、乳浆大戟、骆驼蓬N含量明显高于轻度和围封禁牧N含量,表明适度放牧会显著增加某些物种的N含量;13种优势植物C∶N和C∶P在不同放牧强度下均表现为与N、P的规律相反,且不同优势植物N∶P对放牧强度的响应也存在一定的分异性。优势植物P、C∶P与土壤P、C∶P呈显著正相关,而C、N、C∶N和N∶P与土壤C、N、C∶N和N∶P无显著相关性,说明植物叶片的化学计量特征并非是由土壤养分含量特征直接决定的,而更多是受植物自身遗传特性的影响,体现了荒漠草原优势植物对极端环境具有相对稳定的适应能力。     

川西北沙地植被恢复对土壤碳氮磷及生态化学计量特征的影响

本文以川西北退化草地植被恢复区自然放牧草地(NGG)、围栏封育沙化草地(FEDG)、自然灌丛草地(NS)和人工种植高山柳沙化草地(SCDG)为研究对象,通过植物群落调查与土壤理化性质的测定,探讨川西北自然与人工恢复沙化草地土壤碳氮磷及生态化学计量特征。结果表明,除土壤全磷储量外,所选草地植被类型在0~60cm土层土壤碳、氮、磷的含量、储量和比值都存在显著差异(P<0.05),土壤全磷含量高低顺序为NS>FEDG>NGG>SCDG,除氮磷比(N∶P)外,其余土壤指标高低顺序为NS>NGG>FEDG>SCDG,土壤全磷储量在NS显著高于其它类型(P<0.05)。4类植被类型的土壤全氮和全磷含量及NS和NGG的有机碳含量随土层深度增加而显著降低(P<0.05)。除N∶P外,NGG和NS的土壤碳氮比(C∶N)、碳磷比(C∶P)都随土壤土层深度的加深而显著降低(P<0.05)。自然灌丛草地比自然草地和人工植被恢复沙地具有更高的土壤养分含量,可作为沙地生态恢复模式进一步优化的参考。     

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。     

放牧对草地土壤理化特性影响的研究进展

综述了放牧对草地土壤物理特性(容重、渗透率)和化学特性(有机质、全氮、全磷等)的影响。由于草地土壤生态系统本身的复杂性和弹性,放牧对草地土壤特性的影响并没有一致的结论。一般而言,随着放牧强度的增加,牲畜的践踏作用变强,土壤容重逐渐增加,土壤的渗透性降低,导致土壤的含水量下降,随着土壤深度增加其影响减弱。但在有机质含量很低的沙质土壤中,超载过牧造成有机质含量降低,土壤的团粒结构减少,稳定性团聚体减少,土壤结构遭到破坏,使得土壤容重降低。放牧对土壤有机质的影响受多种因素的影响,如温度、降水、植被、土壤和管理措施(持续放牧、轮牧、围栏等),所以有机质的动态转化过程十分复杂,已有的文献放牧管理对土壤有机质的影响有3类结论:无影响、增加和降低。放牧家畜通过采食、践踏、排泄等行为直接或间接地影响土壤中氮的含量,随放牧强度增加,土壤全氮含量呈现出降低、不变和增加等。土壤磷对放牧的响应也有不同的研究报道,有的认为随放牧强度的增加,土壤全磷下降,而速效磷增加,也有研究认为长期放牧对草地的全磷和速效磷变化不大。不合理的放牧是造成土壤退化的最普遍原因,故认识不合理放牧导致草原土壤退化的过程和机制,对遏止草原退化、实现草地畜牧业的可持续发展具有重要的意义。     

放牧强度对黄土丘陵区生物结皮土壤化学计量学特征的影响

研究以位于黄土丘陵区的固原、定边、神木、安塞为研究区域,以各区20年以上封禁草地（G0）为对照,分析了不同放牧强度（以羊粪球密度计：G1,0~10个·m^-2;G2,10~20个·m^-2;G3,>20个·m^-2）下生物结皮层及0~2 cm土层土壤有机碳（SOC）、全氮（TN）、全磷（TP）含量及生态化学计量学特征。结果表明：放牧仅降低安塞藓结皮盖度,对各地区的藻结皮盖度和生物量均无影响;从各区域来看,除神木生物结皮层和0~2 cm土层SOC、TN、N：P、C：P在G3下降低以外,其余地区各放牧强度下SOC、TN、TP含量及C：N、N：P、C：P无降低现象;总体来看,各强度放牧对生物结皮层SOC、TN、TP含量及C：N、N：P、C：P无影响,对0~2 cm土层SOC、TN、TP含量及C：N无影响,而N：P、C：P在G3降低。综上,放牧强度小于G3时,黄土丘陵区退耕草地生物结皮土壤养分及生态化学计量学特征无降低现象。     

放牧强度对环青海湖高寒草原群落物种多样性和生产力的影响

通过2年的连续放牧试验,采用比较样地法,调查了不同放牧强度对环青海湖高寒草原生物多样性和生产力的影响,并探讨了植物物种多样性与草地生产力之间的关系,为高寒草原的合理利用提供基础资料。结果表明:物种丰富度和多样性指数随放牧强度的增加基本呈单峰变化,即在中度放牧下多样性最高,重度放牧下群落物种丰富度、多样性指数和均匀度指数均表现为最小;群落生产力随放牧强度的增加而降低(P<0.05);莎草科地上生物量差异不显著,禾本科和豆科生产力降低(P<0.05),杂类草生物量有增加趋势;禾草和豆科比例减小,莎草和杂类草比例增加;草地生产力与Simpson多样性指数和Alatalo均匀度指数呈显著的单峰函数关系(R²=0.910, P=20.027; R²=0.953, P=20.010),结合Simpson多样性指数和Alatalo均匀度指数才能更好地反映维持草地生产力水平的多样性指标。放牧强度是影响群落物种多样性和生产力及其关系的重要因素。     

不同放牧方式对高寒草地功能群生态化学计量特征的影响

本研究基于青藏高原东北部高寒草甸化草原设置的控制放牧试验，测定牦牛单牧(YG)、藏羊单牧(SG)、牦牛藏羊1∶6混牧(MG1∶6)、牦牛藏羊1∶4混牧(MG1∶4)、牦牛藏羊1∶2混牧(MG1∶2)和禁牧对照(NG)下禾本科、莎草科、豆科和杂类草的C，N，P含量并计算分析其计量特征。结果表明：各放牧处理增加了禾本科和莎草科的N含量，降低了杂类草的C含量，此外仅YG处理增加了莎草科的P含量；各放牧处理降低了禾本科和莎草科牧草的C∶N，除YG降低了莎草科的C∶P和N∶P以外，其他放牧处理增加了C∶P和N∶P；不同放牧方式下各功能群C∶N，C∶P，N∶P与N，P具有显著的负相关性(P<0.05)。依据中度放牧干扰下植物超补偿性生长的机制和植被生长速率假说，YG促进了莎草科物种的生长，同时也表明N、P在促进植被更新方面起到了重要的作用，是高寒草地植被生长重要的限制性元素。     

不同干扰方式下温性草甸草原土壤碳氮磷化学计量特征及其储量研究

为阐明不同干扰方式对呼伦贝尔温性草甸草原土壤碳氮磷化学计量特征及储量分布的影响,本研究于2021年8月末在多年围封、刈割和放牧草地进行样品采集与分析测试。结果表明：地上生物量和凋落物生物量均以围封草地最高,放牧草地最低;3种干扰方式下,土壤容重均随土层深度的增加而增大,土壤含水率均随土层深度的增加而减小,在相同土层,放牧干扰下土壤容重最大,土壤含水率最低;3种干扰方式下,土壤碳氮磷含量均随土层深度的增加而降低,放牧干扰草地中三者含量最低;围封和刈割干扰草地土壤C/N高于放牧干扰草地,而C/P和N/P均以放牧干扰草地最高;放牧干扰草地碳氮磷储量在0~30cm土层的分布占比最高,呈现表层聚集;干扰方式和土层深度及其交互作用均能显著影响土壤理化性质及计量特征。综上,适度干扰更有利于温性草甸草原的可持续发展。