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。     

封育措施对退化与未退化矮嵩草草甸的影响

连续5年的封育处理对退化与未退化矮嵩草草甸产生了影响.研究表明,除了退化矮嵩草草甸内的均匀度指数下降不显著外,封育使两种矮嵩草草甸样地内的丰富度指数、多样性指数和均匀度指数下降都达显著水平.两种矮嵩草草甸的上下层高度均增加,其中未退化矮嵩草草甸增加显著,退化矮嵩草草甸增加不显著.两种矮嵩草草甸的枯草盖度增加显著,绿草盖度减少显著,各种群特征发生了有规律的消长.未退化矮嵩草草甸的莎草和杂类草地上生物量减少显著,枯草生物量增加显著,禾草和优良牧草的生物量以及总地上生物量增加不显著,优良牧草比例由0.57下降为0.48.退化矮嵩草草甸在封育条件下,枯草、禾草生物量增加显著,莎草、优良牧草的生物量及总生物量增加不显著,优良牧草比例则由0.29上升为0.48,达到显著水平.未退化矮嵩草草甸的草地质量指数明显下降,退化矮嵩草草甸的草地质量指数则明显上升.     

长期放牧对青藏高原高寒灌丛植被的影响

通过在青藏高原对放牧第18年的植物种多样性、群落结构、地上现存生物量和草场质量的研究结果表明随放牧率增加,植物种多样性指数的变化是一个典型的单峰曲线模式.长期重度放牧使高寒灌丛群落结构简化,地上现存生物量特别是优良牧草的现存量减少.植物群落的高度、总盖度和枯草盖度随着放牧强度的降低而增加,绿色植物的盖度在中度放牧样地最高.从轻牧到重牧,灌木和禾草的优势地位被典型杂类草替代.长期重度放牧在青藏高原草场退化过程中起重要作用,在青藏高原实施"取半留半"的放牧原则,对于防止草场退化,提高牧草利用率,维持较高的生物多样性都有益处.     

长期放牧对青藏高原高寒灌丛植被的影响

通过在青藏高原对放牧第18年的植物种多样性、群落结构、地上现存生物量和草场质量的研究结果表明：随放牧率增加，植物种多样性指数的变化是一个典型的单峰曲线模式。长期重度放牧使高寒灌丛群落结构简化，地上现存生物量特别是优良牧草的现存量减少。植物群落的高度、总盖度和枯草盖度随着放牧强度的降低而增加，绿色植物的盖度在中度放牧样地最高。从轻牧到重牧，灌木和禾草的优势地位被典型杂类草替代。长期重度放牧在青藏高原草场退化过程中起重要作用，在青藏高原实施“取半留半”的放牧原则，对于防止草场退化，提高牧草利用率，维持较高的生物多样性都有益处。     

封育措施对退化与未退化矮嵩草草甸的影响

连续5年的封育处理对退化与未退化矮嵩草草甸产生了影响。研究表明，除了退化矮嵩草草甸内的均匀度指数下降不显著外。封育使两种矮嵩草草甸样地内的丰富度指效、多样性指效和均匀度指效下降都达显著水平。两种矮嵩草草甸的上下层高度均增加。其中未退化矮嵩草草甸增加显著。退化矮嵩草草甸增加不显著。两种矮嵩草草甸的枯草盖度增加显著。绿草盖度减少显著。各种群特征发生了有规律的消长。未退化矮嵩草草甸的莎草和杂类草地上生物量减少显著。枯草生物量增加显著。禾草和优良牧草的生物量以及总地上生物量增加不显著。优良牧草比倒由0．57下降为0．48。退化矮嵩草草甸在封育条件下。枯草、禾草生物量增加显著。莎草、优良牧草的生物量及总生物量增加不显著。优良牧草比倒则由0．29上升为0．48。达到显著水平。未退化矮嵩草草甸的草地质量指效明显下降。退化矮嵩草草甸的草地质量指效则明显上升。     

杜鹃灌丛草地响应休牧的植被特征变化

初步探讨了不同休牧模式恢复杜鹃灌丛草地的地上生态过程.结果表明,全生长季休牧对灌丛草地灌木片层产生了积极影响,柳、鬼箭锦鸡儿和金露梅等饲用灌木的高度有明显恢复;苔藓和地面枯草存量增加,灌下微生境趋优;灌间草本群落高度、盖度和生物量有不同程度增加;不同休牧模式在生长季各阶段的表现存在差异,8月份草地禾草+莎草与杂类草的产草量之比:全生长季休牧、枯草期轻牧(全年1.67羊单位/hm2)为1.61.全生长季休牧、枯草期重牧(全年3.49羊单位/hm2)为0.73,对照为0.66,全生长季休牧草地的草群得到优化;枯草期高强度放牧也会影响杜鹃灌丛草地的生态恢复.     

牦牛放牧强度对金露梅灌丛草地群落物种多样性的影响

2004年5月至2006年7月,在甘肃天祝永丰滩高寒草甸对夏、冬季牧场牦牛放牧强度作了对比试验,研究放牧强度对草地的影响。结果表明:夏季牧场随着放牧强度的增加,生物多样性指数逐渐降低,轻度放牧和中度放牧区差异显著(P<0.05),中牧和重牧区差异不显著,重牧、中牧区均与对照区差异显著(P<0.05),而对照与轻牧区差异不显著;丰富度指数、均匀度指数和物种数的变化趋势与生物多样性指数相一致;冬季牧场随着放牧强度的增加,生物多样性指数逐渐降低,轻牧、中牧和重牧区与对照间差异不显著,主要是由于冬季放牧在休眠期进行,放牧对植被影响较小,物种丰富度指数、均匀度指数和物种数的变化趋势与生物多样性指数相一致。     

退牧对安西荒漠化草原植被的生态效应

通过对安西温性荒漠化草原退牧还草围栏建设工程区生态环境监测点放牧与退牧管理后草地生物量的跟踪调查和牧草光合生理生态特征的监测,分析显示:与放牧区相比较,围栏退牧草场内的植株生长高度比围栏外放牧区高4.3～4.8 cm,植被覆盖度高16.6%～17.4%,草场平均产草量高235.2～300.5 kg/hm2,植被生长状况良好,同时草原环境中气温较低,湿度较高,且光合速率较高,有利于牧草的生长,表明退牧措施效果显著.高光谱遥感进一步监测结果显示退牧区牧草光谱反射率高,植被盖度大.草原围栏退牧封育,极大地改善了安西县草原生态环境,草原植被得到有效恢复,提高了草原防风固沙、净化空气、保护生物多样性等生态功能.     

高原鼢鼠洞道空间对高寒草甸植被性状的影响

为了探明高原鼢鼠(Myospalax baileyi)在草地生态系统中的生态学地位,采用网格穿刺法对高原鼢鼠不同洞道空间与植被性状的对应关系以及对洞道上方植被特征的影响进行了研究。结果表明:洞道空间与鼠群密度成负相关,35%～45%的洞道空间是鼠群密度升降的临界区间,也是种群密度相对稳定的区间;适度的洞道空间(35%～45%)对草地植被盖度无显著性影响,但对物种多样性、高度和地上生物量则存在显著促进作用(P<0.05),并可显著提高禾草的优势度(P<0.05),弱化毒害草和根茎型莎草的竞争力;洞道上方植被物种多样性显著低于对照(P<0.05),植被高度和地上生物量均显著高于对照(P<0.05),而盖度则与对照无显著差异;同时,禾草和杂类草在群落中的优势地位也显著高于对照(P<0.05),而毒害草和莎草则显著低于对照(P<0.05)。因此,高原鼢鼠对植被的影响在很大程度上具有建设和修复的性质,是植被自然动态过程的组成部分,即使从人类经济利益的角度出发,这种影响也同样具有积极的意义。     

牦牛放牧率对小嵩草高寒草甸地上、地下生物量的影响初析

牦牛放牧率对小嵩草高寒草甸地上、地下生物量有显著的影响。莎草、禾草地上生物量和总地上生物量在不同放牧率之间差异显著(P<0.05),且随着放牧率的降低,禾草和莎草的比例增加,可食杂草和毒杂草比例下降;两季草场优良牧草生物量组成的年度变化与放牧率均呈负相关(P<0.01),与杂类草均呈正相关(P<0.01)。地上生物量的绝对生长率1999年在7月份达到最大,1998年冷季草场各放牧处理的绝对生长率在8月份达到最大,暖季草场对照和轻牧在7月份最大,而中轻和重牧在8月份最大。各土壤层地下生物量随放牧率增大呈明显下降趋势;暖季草场各放牧处理0～10 cm地下生物量占0～30 cm总地下生物量的88.04％～89.37％,10～20 cm占7.14％～9.34％,20～30 cm占2.25％～3.5％;冷季草场各放牧处理0～10 cm地下生物量占0～30 cm总地下生物量的88.01％～91.14％,10～20 cm占5.44％～8.04％,20～30 cm占3.42％～3.94％。地上生物量、各土壤层的地下生物量(包括活根和死根)与放牧率之间呈负相关,其线性回归方程为y=a-bx(b>0)。地下与地上生物量呈正相关,其线性回归方程为y=a+bx(b>0).     

禁牧对黄河源区不同程度退化草地植物量的影响

对黄河源区不同程度退化草地禁牧4年后的地上、地下植物量变化进行了研究。结果表明：地上、地下总植物量未退化草地的禁牧地低于放牧地（P〉0.05）,中度退化草地的禁牧地显著高于放牧地（P〈0.05）,重度和极度退化草地的禁牧地有增加趋势（P〉0.05）;禁牧使各样地禾草、莎草类地上植物量均有增加趋势,其中中度退化草地差异显著（P〈0.05）,其它样地差异不显著（P〉0.05）,各样地禁牧地杂类草均有降低趋势（P〉0.05）。禁牧使未退化草地根冠比降低（P〉0.05）,其它样地根冠比增高（P〉0.05）。     

高寒矮嵩草草甸不同退化演替阶段植物群落地上生物量分析

通过对高寒矮嵩草草甸不同退化演替阶段植物群落的研究显示,随着退化程度的加重,群落的组成和优势种等发生了很大的变化,植物群落从以禾本科为主,向以杂类草为主的群落演替.中度和重度退化样地与原生植被样地的禾草类、莎草类以及群落总生物量差异极显著(P<0.01).随退化程度的加深,禾草类、莎草类等优质牧草比例下降,取而代之的是杂类草,其比例明显升高,在群落中占据优势地位.     

围栏封育对高寒草地植被数量特征的影响

对青海湖地区高寒草地围栏内外植被进行调查分析。结果显示,围栏封育措施使高寒草地植被的盖度、高度、生物量均明显增加,从不同经济类群分析,其禾草、莎草等可食牧草比例增加,而不可食牧草比例相对下降。围栏封育措施对群落组成结构及植物种的重要值产生不同程度的影响,主要表现在生物多样性增加,一些可食牧草的重要值增加,而不可食牧草的重要值相对下降。     

高寒草地主要物种对放牧方式的响应

以环青海湖高寒草地禾本科、莎草科、豆科和杂类草等各功能群的主要物种为研究对象,探讨禁牧和5种放牧方式(牦牛单牧、藏羊单牧、牦牛?藏羊=1?6混牧、牦牛?藏羊=1?4混牧、牦牛?藏羊=1?2混牧)下各功能群主要物种频度和个体特征对放牧的响应机制。结果表明:1)在不同的放牧方式下特别是牦牛?藏羊=1?2混牧条件下,禾本科、豆科和杂类草中适口性好以及生物量大的物种紫花针茅(Stipa purpurea)、洽草(Koeleria macrantha)、早熟禾(Poa annua)频度有所减少,适口性差、植株低矮的物种星毛委陵菜(Potentilla acaulis)频度有所增加,各功能群主要物种的株高均有所降低。2)禾本科、豆科和适口性好的杂类草单株重有所降低,而低矮丛生型的莎草科物种矮生嵩草(Kobresia humilis)和低矮适口性差的根茎型杂类草星毛委陵菜单株重有所增加。3)除禾本科个别物种株高比低于对照,禾本科、莎草科、豆科和杂类草等各功能群主要物种的株高比高于对照。研究表明,青海湖流域高寒草地植物在物种水平对放牧响应明显,而且不同物种之间差异显著(P<0.05),但在功能群水平对放牧响应不显著(P>0.05);相较其他放牧处理,牦牛?藏羊=1?2混牧处理对高寒草地主要物种的频度和个体特征影响显著。     

不同管理对山地草甸植物空间分布及生物量的影响

研究不同管理措施对山地草甸类自然保护区植物地上和地下生物量变化及其空间分布的规律。结果表明,7月中下旬生物量最高,但各经济类群出现的时间不同。地下生物总量远远超过地上部,其中杂类草、禾草和莎草的根量大于地上生物量,而豆科和菊科植物则相反。缓冲区的杂类草最多,而核心区和实验区的禾草和莎草最多。核心区地上枯死物总量与地上部接近。实验区地上及地下枯死物较少。不同管理措施对株高的影响较大,而对根长的影响不显著。同一植物在不同分区,株高和根长各异,其变化不成正相关。     

高施氮量对高寒矮嵩草甸主要类群和多样性及质量的影响

研究高寒矮嵩草草甸高强度施氮试验（150和300kgN/hm^2)对不同在群的影响。结果表明，昌类植物的反应较大，其综合优势比呈明显增大趋势，非豆科杂草次之，莎草类和豆科杂草的反应不显著。增施氮肥能明显降低矮嵩草草甸的植物多样性，其草甸质量指数以施氮150kg/hm^2最高，过量施氮（300/hm^2)并不再提高草甸质量。其地上生物量对施氮的反应比多样性和草甸质量指数的变化滞后，地上生物总量在施氮后明显增加，其中禾草类明显增加，杂类草则明显降低。7月的降水量及其分布对施氮的效果影响较大。土壤水分状况对施肥效果十分重要。     

放牧和封育对青藏高原南缘亚高山草甸群落结构及物种多样性的影响

为探讨青藏高原南缘亚高山草甸的适宜管理措施,本研究以自由放牧、4年全年封育、4年生长季封育+非生长季放牧和20年生长季封育+季末割草管理下的亚高山草甸典型样地为研究对象,开展放牧和封育管理措施下亚高山草甸群落结构及物种多样性的比较研究。结果表明:退化亚高山草甸经4年的生长季封育+非生长季放牧管理,草地有害植物的优势地位降低,优良牧草的优势地位增加,物种丰富度显著下降,草地生产力、密度、盖度、多样性和均匀度无显著变化;经4年的全年封育管理,草地生产力、密度、盖度及优良牧草的优势度显著增加,优良牧草草地早熟禾(Poa pratensis)成为群落的单优势物种,群落的生态优势度急剧增加,丰富度、多样性和均匀度显著降低;经20年的生长季封育+季末割草管理,草地生产力、密度、盖度及优良牧草的优势度显著增加,草地早熟禾和大花嵩草(Kobresia macrantha)成为群落的优势物种,群落的生态优势度指数和丰富度指数显著增加,多样性和均匀度显著降低。可见,与自由放牧相比,3种封育措施均可增加滇西北退化亚高山草甸优良牧草的优势度,促进退化亚高山草甸植被的恢复,但封育后因群落中单个或少数物种在群落中的优势地位大大增加,草地中伴生种消失,物种丰富度和多样性降低。     

放牧对天山北坡中段草原群落结构和功能群生产力的影响

通过对天山北坡中段典型羊茅草原的动态监测,分析了放牧对草原群落结构和功能群生产力的影响。结果表明：放牧不能改变草原植物生活型功能群的组成结构,且多年生禾草占据主导地位,放牧与不放牧条件下所占比重依次为30．74％～44．999,5、30．819／6～35．71％;中度放牧能够增加草原植物种数,但不能改变羊茅、针茅、草原苔草的优势地位,其优势度分别为11．64％～19．40％,11．05％～19．70％和11．65％～23．79％;植物生活型功能群组成中,半灌木、灌木与多年生禾草、杂类草,多年生豆科草与杂类草间植物量显著正相关,生态互补效应显著。