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。     

春季休牧对三江源区典型高寒草甸植物经济类群的影响

为深入了解春季休牧对典型高寒草甸植物经济类群的影响,以果洛州退化高寒草甸为研究对象,进行连续三年的春季休牧,于2019年牧草生长旺季(8月中旬),采用样方法调查休牧区与对照区植物不同经济类群的特征,研究春季休牧对高寒草甸的影响。结果表明,随着春季休牧年限的增加,植物群落的高度、盖度和生物量均在增加,其中莎草科功能群生物量增加较快,其次为禾本科功能群,阔叶型可食草功能群增加缓慢,而杂类草功能群却逐渐减少。因此,春季休牧对于三江源区退化高寒草甸植被恢复具有重要意义。     

不同调控措施对中度退化高寒草甸植被及土壤理化性质的影响

为探究退化草地植被和土壤理化性质对不同调控措施的响应,本研究以中度退化高寒草甸为研究对象,采取春季休牧（T1）,春季休牧-划破草皮（T2）,春季休牧-划破草皮-施肥（T3）,春季休牧-划破草皮-播种（T4）,春季休牧-划破草皮-施肥-播种（T5）措施,以中度退化高寒草甸为对照（CK）,探讨各调控措施下植被与土壤理化性质的变化规律。结果表明：与CK相比各调控措施下物种丰富度、多样性、均匀度指数以及地上、地下生物量均显著增加（P<0.05）;补播‘青海’草地早熟禾（Poa pratensis‘Qinghai’）后样地杂类草重要值降低,禾本科重要值增加;CK土壤pH、容重和铵态氮含量最高;T2下土壤速效磷含量最高;T3下土壤硝态氮含量最高;T4下有机磷含量最高;与CK相比,T5下土壤含水量、有机碳、全氮、全钾、速效钾含量均显著增加（P<0.05）。综上,春季休牧-划破草皮-施肥-播种措施能在短时间内改善退化高寒草甸的现状,提高可食牧草比例,有利于高寒草甸的恢复。     

返青期休牧对退化高寒草甸植被的影响

该项研究试图通过返青期休牧达到快速恢复退化高寒草甸植被的目的,于2015年5-7月在青海省祁连县默勒镇春季草场上进行返青期休牧试验。通过调查3个休牧样地和3个放牧样地,研究草地主要植被的株高、盖度和地上生物量等植被状况和高原鼠兔有效洞口的数量,从而评估返青期休牧对退化草地植被的影响。结果表明:返青期休牧时,草地的牧草高度、群落盖度和地上总生物量相对于放牧草地分别提高了165%,4%和77%,毒草生长明显受到了抑制,且其生物量下降了50%,高原鼠兔有效洞口数下降了72%。因此,我们认为在高寒草地过牧的关键时期实施返青期休牧可快速恢复退化草地植被,为高寒草地的合理利用提供了有效措施。     

返青期休牧对退化高寒草地植被特征及优势种光合生理的影响

为探讨返青期休牧对退化高寒草地植被特征及优势种光合生理的影响,本研究在祁连山区选择已实施返青期休牧6年的高寒草甸开展了植被特征及优势种光合生理相关指标的调查研究。结果表明：返青期休牧6年后,高寒草甸的植被盖度、地上生物量、地下生物量和土壤含水量较未休牧区分别增加了38.44%,985.00%,209.56%和62.62%,其优势禾草垂穗披碱草（Elymus nutans）株高、叶片净光合速率、光化学量子效率、呼吸速率、叶面积、相对叶绿素含量和叶片氮含量分别提高了965.77%,139.86%,4.92%,269.37%,254.13%,197.02%和96.24%（P<0.05）,其地上地下生物量与除叶温和光化学猝灭系数外的指标显著相关,叶片净光合速率与除叶温外的指标显著相关。因此,返青期休牧可显著增强高寒草地优势禾草的光合作用和呼吸作用,促进植物生长及退化草地的恢复。本研究为推广实施返青期休牧这一措施来恢复退化高寒草地植被提供了理论基础。     

休牧对云南退化山地草甸草群结构的影响

为探明休牧对云南退化山地草甸的恢复和改良作用,对3年休牧封育进行监测。结果表明:休牧封育对恢复退化山地草甸植被有明显的效果;休牧封育后植株的高度明显提高;封育3年,轻、中和重度退化草地的草层高度分别较对照区提高了7、16和16倍;封育后群落组成发生显著变化,禾本科牧草比例上升,杂类草明显下降;封育提高了草地群落优良牧草的比率;封育3年即可恢复草地;封育是恢复退化山地草甸的一项有利于畜牧业可持续发展的良好措施。     

退化高寒草甸植物群落和土壤特征及其相互关系研究

为了探究不同退化阶段高寒草甸的植被特征和土壤特征变化及其相互关系,通过野外样方调查和室内分析方法相结合测定了植物生物量、物种多样性指数、土壤养分和土壤理化性质,并分析了不同退化阶段下的特征差异与内在关系。结果表明：从轻度到极度退化过程中植被盖度、地上与地下生物量均呈现降低趋势,植被群落物种多样性指数、香农维纳多样性指数、均匀度指数和辛普森指数均呈下降趋势,土壤养分与理化性质趋于恶化,土壤水分下降和土壤容重的增加导致生物量下降。生物量与土壤性质之间相互作用、相互影响,在中度退化阶段改变植物群落组成和土壤性质,减少土壤养分流失,提高植物群落结构稳定性以及增加植物群落多样性将有利于退化高寒草甸的恢复。本研究有助于理清不同退化阶段高寒草甸的退化规律,并为恢复退化高寒草甸提供科学依据和理论基础。     

不同休牧模式对高寒草甸草原土壤特征及地下生物量的影响

以土壤特征及地下生物量为主要指标研究了东祁连山高寒草甸草原对全生长季休牧、传统夏季休牧和禁牧的响应,以期为该区草地恢复、保护和管理提供支撑.结果表明:与传统夏季休牧相比,禁牧和全生长季休牧改良了高寒草甸草原0~20 cm土壤物理结构,降低了土壤的紧实度,但对深层土壤影响较小;禁牧和全生长季休牧不同程度地改善了高寒草甸草原土壤的持水能力;禁牧显著增加了0~30 cm土壤有机碳含量,全生长季休牧增加了高寒草甸草原表层土壤有机碳含量;禁牧极显著增加了0~10 cm土层根系生物量,而传统夏季休牧草地10~20 cm土层的根系生物量显著高于禁牧与全生长季休牧.说明短期禁牧和全生长季休牧是提升青藏高原高寒草甸草原生产力与生态恢复的重要措施之一.     

玉树典型嵩草草甸植物及土壤特性初探

以青海玉树小嵩草(Kobresia pygmaea)、藏嵩草(K.tibetica)健康草甸和退化草甸为研究对象,测定并分析比较了草甸的株高、盖度等植被特性和土壤有机质、土壤全氮、土壤全磷等土壤养分的变化规律,同时分析了环境因子对生物量的贡献率。结果表明,退化嵩草草甸植被盖度、植被高度和生草层厚度显著降低（P≤0.05）,鼠洞密度、裸地面积显著增加（P≤0.05）;退化嵩草草甸土壤含水量、土壤有机质和土壤全氮显著降低（P≤0.05）;土壤因子对生物量的贡献率最大,土壤因子与其它环境因子存在较高的多重共线性。以上结果说明,土壤因子质的改变是嵩草草甸退化最显著的特征。     

青海省海北地区高寒草甸群落特征和生物量对短期休牧的响应

为揭示高寒草甸植被群落特征和生物量对短期休牧的响应,为高寒草甸合理利用提供依据,于2017年9月上旬采用样方法对青海省海北州门源县的连续放牧、生长季休牧和禁牧1年的高寒草甸样地进行调查、取样和分析,研究了短期休牧对高寒草甸植被群落结构和地上/地下生物量的影响。结果表明:1)生长季休牧和禁牧1年较连续放牧极显著提高了高寒草甸的群落高度、群落盖度和样方物种丰富度(P<0.01),极显著提高了异针茅、矮嵩草、异叶米口袋和青海苜蓿等代表性牧草高度(P<0.01);2)生长季休牧和禁牧1年较连续放牧极显著提高了枯落物量和半腐殖质量(P<0.01),极显著提高了禾本科、豆科和阔叶类植物生物量(P<0.01),极显著提高了总地上生物量和优质牧草产量(P<0.01);3)生长季休牧和禁牧1年较连续放牧极显著提高了表层地下生物量(0~10 cm)和总地下生物量(0~30 cm)(P<0.01)。对于青海海北地区的未退化高寒草甸,可以采用短期休牧技术优化其群落结构,提高生物量和优质牧草产量,促进天然草地资源合理利用。     

两种放牧模式下高寒草甸群落植被构成及稳定性特征

适宜放牧管理模式,利于草地健康、生产力维持及草地稳定性提高。本研究通过对青藏高原东北缘高寒草甸冷季放牧(CSG)和四季放牧(WCSG)模式下,草地植物种重要值、群落特征、功能群生物量构成、群落物种Raunkiaer频度系数、草地演替度及土壤养分进行定量分析,明晰两种放牧模式下草地植被构成变化和稳定性特征,确定适宜草地管理模式。结果表明:1)CSG和WCSG草地植被优势种分别为冷地早熟禾与矮嵩草和垂穗披碱草,地上生物量构成分别以禾草(86.5%)和莎草(59.1%)为主;2)草层高度、盖度和总地上生物量均为CSG草地极显著高于WCSG草地(P<0.001或P<0.01),且前者分别为后者的6.5、1.1和3.0倍;群落植物物种数为CSG草地显著低于WCSG草地(P<0.05),后者是前者的1.3倍;3)CSG草地中地面芽植物的比例极显著高于WCSG草地(P<0.001),前者为后者的1.4倍;但前者地下芽植物和一年生植物的比例均显著低于后者(P<0.01或P<0.05),且前者分别为后者的18.2%和6.8%;4)CSG管理模式利于草地土壤有机碳(C)和全氮(N)维持;5)CSG草地植物物种Raunkiaer频度呈典型反“J”型,群落趋于相对成熟且稳定阶段。研究认为,CSG管理模式促进高寒草甸由莎草/杂类草群落向禾草/杂类草群落演替,提高草地稳定性。     

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。     

不同牧草混播对退化高寒草甸土壤养分及生物量的影响

适宜的牧草混播对于改善退化高寒草甸及高寒地区畜牧业现状具有重要的现实意义,但不同牧草混播条件下退化高寒草甸土壤养分及生物量变化特征尚不明确。为此,本研究以垂穗披碱草（Elymus nutans）、早熟禾（Poa pratensis）、呼伦贝尔苜蓿（Medicago falcata）为试验草种,在三江源区重度退化高寒草甸开展为期3年的混播试验,探讨不同牧草混播对退化高寒草甸土壤养分及生物量的影响。结果表明：不同牧草混播条件下,草甸土壤有机碳含量与全氮及不同形态氮素含量呈显著正相关（P<0.05）;草甸土壤养分含量发生显著变化（P<0.05）,EM（垂穗披碱草+呼伦贝尔苜蓿）混播的土壤养分状况最佳;草甸地上、地下生物量显著增加（P<0.05）,EM混播的效果最为显著（P<0.05）。综上,在重度退化高寒草甸恢复过程中,如采取人工草地建植手段,建议选择EM混播。     

返青期休牧对退化高寒草甸植被生长及其优势植物垂穗披碱草光合作用的影响

返青期休牧为退化草地恢复中最经济可行的措施且已得到了较广泛的推广和应用,为探索返青期休牧对高寒草地植物生长及光合特性的影响,本研究于2015年开始在青海省祁连山区进行返青期休牧试验,于2018年和2019年调查并测定试验样地植物群落特征和光合生理指标。结果表明：返青期休牧4年后,草地总盖度、优势种牧草垂穗披碱草（Elymus nutans）高度、地上生物量和地下生物量较未休牧分别提高了35%,777%,1140%和217%,垂穗披碱草叶绿素含量和净光合速率分别增加了172%和146%;草地总盖度、地上生物量和垂穗披碱草叶绿素含量及净光合速率在休牧第4年和休牧第5年之间差异不显著。因此,在高寒草地实施返青期休牧可提高优势牧草光合作用、促进退化草地植被的恢复,且退化草地植被在休牧一定年限后趋于稳定。本研究为青藏高原推广实施返青期休牧这一措施来恢复退化草地植被提供了理论基础。     

高山草甸垂穗披碱草人工草地群落特征及稳定性研究

通过对江河源区人工草地建成后植被恢复效果、生长动态、植物群落特征、环境因子及其演替的分析表明：植物生长季节，垂穗披碱草人工、半人工草地地上生物量和高度的增长趋势符合“慢（初期）-快（中期）-慢（后期）”的S型规律，植被盖度的增长趋势符合“快（初期）-慢（中期）-慢（后期）”的规律。人工草地建植后第二年，物种多样性指数、生物量、优势种群特征、草场质量和土壤特征因不同草地类型而有所变化。人工草地在建成后4年内植物群落由“生产稳定性”急剧向“生态稳定性”转化，呈现出明显的退化态势，退化原因与毒杂草侵入和有效养分逐步匮缺有关。加强高寒地区人工草地建成以后的后期管理如灭杂、灭鼠、施肥和禁止放牧等，对防止人工草地退化，提高利用效率，保证垂穗披碱草人工草地生产稳定性与生态稳定性之间的平衡极为重要。     

三江源区不同利用方式草地生物量及土壤养分特征

以三江源区玛多县高寒草原、退化高寒草原和垂穗披碱草人工草地为研究对象,研究了不同土地利用方式对地上、地下生物量以及土壤有机碳、全氮、全磷、有效氮、有效磷含量的影响。结果表明:总生物量的高低排序为高寒草原人工草地退化高寒草原,人工草地和退化高寒草原的总生物量分别仅为高寒草原的32.9%和22.8%,人工草地对地上植被的恢复效果较好,地上部生物量最高,为高寒草原地上生物量的359.2%,但对地下生物量的恢复并不理想,0~10cm地下生物量仅为高寒草原的11.5%。3种利用方式草地土壤碳氮磷养分含量均处于较低水平;退化和人工种植草地0~10cm土层的有机碳、全氮、全磷、有效氮、有效磷含量明显较高,而10cm以下土层的各样分含量明显下降;退化对下层土壤的全磷和有效磷含量没有明显的影响,不同利用方式草地的全磷和有效磷含量在不同土层的变异也不明显。     

Restoration Practices Affect Alpine Meadow Ecosystem Coupling and Functions

Degradation of alpine meadows on the Qinghai-Tibetan Plateau is an important issue for ecological science, policy making, and the welfare of local herders. Destruction of alpine meadows results from degeneration of vegetation and soil systems and from the mechanical decoupling of the environment, grassland, livestock, and herders and, subsequently, discordance among these subsystems. In this study, systematic integration of restoration techniques based on the grassland agroecosystems coupling theory was developed for the management and restoration of degraded alpine meadows. To test the effectiveness of these integrated restoration techniques, we conducted restoration trials that included grazing management, enclosed, fertilization, overseeding, and sward ripping by evaluating the ecosystem coupling of soil, plant and livestock, and ecosystem functions. The results of this study suggest that comprehensive restoration practices include grazing and agronomy techniques (fertilizer, overseeding, and sward ripping) that result in the greatest level of ecosystem coupling, while the single restoration practice leads to poorly coupled ecosystems. Restoration practice changes in ecosystem functionality are positively related to changes in ecosystem coupling. Our results highlight the importance of diversified restoration practices for facilitating ecological coupling and functioning in the degraded alpine meadow. The restorative scheme also bridges the gap between restoration theory and practice by providing guidelines for herders and policy makers for the urgent task of restoring degraded alpine meadows.