放牧模式对高山草地蝗虫群落生物多样性的影响及其作用机制

为明确不同放牧模式对高山草地蝗虫群落生物多样性的影响及其作用机制,本研究调查牛放牧、羊放牧、牛羊混合放牧和休牧4种模式下高山草地植物群落特征、蝗虫群落组成和数量,分析蝗虫群落生物多样性特征,利用冗余分析方法分析植物群落与蝗虫群落的相关性,采用结构方程模型分析放牧模式对蝗虫群落的影响路径。结果显示,与休牧相比,牛放牧、羊放牧、牛羊混合放牧模式显著影响高山草地植物群落高度、植物群落覆盖度和禾本科牧草高度,但对植物群落生物多样性影响不显著。4种放牧模式下共捕获蝗虫13种,不同放牧模式下,高山草地的生物指示种不同。与休牧模式相比,牛放牧、羊放牧、牛羊混合放牧模式显著影响高山草地Shannon-Wiener指数、Simpson优势度指数和Pielou均匀度指数;在牛放牧、羊放牧和牛羊混合放牧模式下,高山草地蝗虫群落Shannon-Wiener指数分别为0.36、0.35和0.29,高山草地蝗虫群落Simpson优势度指数分别为0.45、0.45和0.35,高山草地蝗虫群落Pielou均匀度指数分别为0.33、0.33和0.24。高山草地植物群落高度、覆盖度和禾本科牧草高度与红翅皱膝蝗Angaracris rhodopa、鼓翅皱膝蝗A.barabensis、青海痂蝗Bryodema miramae等呈负相关,与狭翅雏蝗Chorthippus dubius呈正相关。结构方程模型分析表明不同高山草地放牧模式主要通过改变植物群落高度间接影响蝗虫群落生物多样性。     

新疆博尔塔拉蒙古自治州草原蝗虫多样性及群落结构特征

2015―2018年,利用百网和“Z”形取样法系统调查了博尔塔拉蒙古自治州草原七个草地类型的蝗虫群落多样性,明确其蝗虫的群落结构特征和多样性组成。经过调查分类鉴定,确定博州草原蝗虫有 65种,隶属于5科30属,优势种为黑腿星翅蝗、黑条小车蝗和小米纹蝗。在博州,黑条小车蝗垂直海拔分布的范围最广（257～2382 m）,亚洲飞蝗和绿纹蝗垂直海拔的分布范围最为狭窄,仅为187～195 m;小翅曲背蝗和西伯利亚蝗多分布于高海拔地区（2000～2200 m）,红斑翅蝗则多分布于低海拔区域（750～1200 m）。温性荒漠的特有种为简蚍蝗、红翅瘤蝗和红斑翅蝗,低地草甸的特有种为亚洲飞蝗、小垫尖翅蝗和绿纹蝗。蝗虫群落的Shannon-Wiener多样性指数在温性荒漠、温性草原化荒漠和温性荒漠草原要显著高于低地草甸;Pielou均匀度指数和Simpson优势度指数在七个草地类型间无显著性差异。温性荒漠草原和温性草原的蝗虫群落最为相似,两者Jaccard相似系数为0.56。     

河北省坝上红松洼草原蝗虫群落结构与多样性调查

为明确不同分区治理下河北省坝上红松洼草原生态环境对蝗虫群落多样性的影响,采用样方法于2019—2020年在不同草原类型和不同功能分区对蝗虫群落进行调查,通过丰富度、个体数、多样性指数以及均匀度指数分析蝗虫的多样性,并对不同生态因子和蝗虫多样性指标进行相关性分析。结果表明:该地区蝗虫发生种类共有5科8亚科14属25种,其中优势种是异色雏蝗Chorthippus biguttulus和北方雏蝗Chorthippus hammarstroemi。在不同草原类型中,杂草草甸和苔草Carex草甸的蝗虫群落各指标之间均无显著差异,沼柳Salix rosmarinifolia var.brachypoda灌木丛草甸的蝗虫多样性指数为0.60,均匀度指数为0.57,均显著低于杂草草甸和苔草草甸。在不同功能分区中,试验区蝗虫群落的丰富度和多样性指数分别为5.17和1.33,显著高于核心区的3.33和0.85,试验区蝗虫个体数为111.50,显著高于核心区的44.73及缓冲区的45.67;缓冲区蝗虫群落均匀度指数为0.69,显著低于核心区的0.84及试验区的0.90。植物群落对蝗虫群落有显著影响,随着植物群落物种数和个体数的增加,蝗虫群落部分指标出现降低,蝗虫群落的多样性和均匀度则显著升高,使蝗虫群落结构更加稳定;海拔对蝗虫群落结构及其多样性也有显著影响,温度和土壤对蝗虫群落结构无显著影响。     

青海省和内蒙古草原蝗虫痘病毒自然资源调查

为了解我国草原蝗虫中昆虫痘病毒的自然分布情况,于2018年、2019年和2021年在青海省环青海湖地区和内蒙古自治区太仆寺旗共采集8种优势蝗虫,通过镜检手段、巢式PCR技术以及蔗糖梯度离心法鉴定、检测并提取昆虫痘病毒,并测定其对宿主的致死效果。结果表明,在青海省分布的白纹雏蝗Chorthippus albonemus、狭翅雏蝗Chorthippus dubius和在内蒙古自治区分布的毛足棒角蝗Dasyhippus barbipes、锡林蛛蝗Aeropedellus xilinensis四种蝗虫中检测到昆虫痘病毒,自然感染率在5.19%~34.65%之间;其中在毛足棒角蝗种群中检测到的昆虫痘病毒自然感染率最高,为34.65%;其次是采集自同一地区的锡林蛛蝗,昆虫痘病毒自然感染率为20.00%;青海省分布的狭翅雏蝗和白纹雏蝗种群中昆虫痘病毒自然感染率较低。从毛足棒角蝗中分离出有较高致病性的昆虫痘病毒,饲喂该病毒处理小麦叶片后10 d毛足棒角蝗4龄若虫的存活率低于10.00%,表明该病毒具有开发为蝗虫生物防治制剂的潜力。     

宁夏草原蝗虫多样性及其对环境因子的响应

为明确宁夏四类主要草原的蝗虫物种组成、多样性和对天敌、植被、土壤及其气候等生物和非生物因子的响应,2019-2020年在宁夏温性草甸草原、温性草原、温性荒漠草原和温性草原化荒漠四类草原对蝗虫及天敌物种进行了调查采集,通过物种数、个体数、多样性指数、优势度指数、丰富度指数及均匀性指数分析蝗虫、天敌和昆虫的多样性,并就草原蝗虫优势种和多样性对天敌、植被、土壤及气候等生物和非生物因子的响应进行分析。结果表明,共采集鉴定草原蝗虫和天敌个体数分别有743头和3592头,物种数分别有27种和24种;温性草原上发生的蝗虫和天敌物种和数量均最多,蝗虫和天敌的物种分别为23种和21种,数量分别为432头和1682头;温性草原化荒漠上发生的蝗虫和天敌物种和数量均最少,蝗虫和天敌的物种分别为8种和7种,数量分别为34头和132头。蝗虫优势种有白纹雏蝗Chorthippus albonemus、短星翅蝗Calliptamus abbreviatus和亚洲小车蝗Oedaleus asiaticus三种,天敌优势种有直角通缘步甲Pterostichus gebleri、麻步甲Carabus brandti和短翅伪葬步甲Pseudotaphoxenus brevipennis三种。温性草原无论是在草原蝗虫群落中,还是整个昆虫和天敌群落中,其丰富度指数均显著高于其他三类草原;草原蝗虫多样性指数和丰富度指数与天敌多样性指数和丰富度指数间均存在极显著正相关关系,与天敌优势度指数间存在极显著负相关关系;短星翅蝗和亚洲小车蝗发生均与天敌直角通缘步甲呈显著正相关关系,白纹雏蝗与禾本科植被盖度、高度、生物量,菊科植被盖度、生物量、频度、高度、土壤饱和持水量、毛管持水量、田间持水量、毛管孔隙度、总孔隙度、有机质、碱解氮、海拔和降水量间均呈显著正相关关系,与土壤容重、pH、平均气温和最高气温间均呈极显著负相关关系。     

内蒙古典型草原蝗虫群落结构和生态位研究

采用定点调查和生物量定量分析方法对内蒙古典型草原不同草地蝗虫群落结构和生态位进行研究,结果表明,典型草原蝗虫群落结构丰富,主要蝗虫有11种,草原蝗虫的时间分布揭示了蝗虫时间生态位的分化,宽须蚁蝗[Myrmeleotettix palpalis(Zubowsky)],亚洲小车蝗(Oedaleus decorus asiaticus B.-Bienko)、短星翅蝗(Calliptamus abbreviatus Ikonnikov)分别构成镶黄旗草原蝗虫早期、中期、晚期优势种;根据蝗虫种群地位,将11种蝗虫划分为优势种、附属种、稀少种,把11种蝗虫按空间地位划分为禾草地类、荒草类、特殊类和全域类4类,优势种蝗虫的种群与空间地位,反映了蝗虫与植被、蝗虫与蝗虫之间关系。优势种蝗虫中短星翅蝗的时空生态位宽度最大,其次是亚洲小车蝗和宽须蚁蝗,说明短星翅蝗对时空"资源"的利用程度最高,共存的蝗虫种类在"资源"利用上存在着明显的分化,亚洲小车蝗与宽须蚁蝗的生态位重叠最大,说明两者利用资源的相似性程度最高。我们用生态位来体现蝗虫种群地位及对资源的利用,同时也用资源的系统聚类来预测蝗虫的潜在发生与危害。本文系统地研究了蝗虫群落结构和蝗虫生态位,将为评价草原蝗虫潜在发生与危害、蝗虫宜生区划分和制定草原有害生物防治策略提供理论基础。     

草原蝗虫防治指标的研究

作者测定了4种蝗虫从孵化至成虫期的食量,把草原蝗虫划分为以红翅皱膝蝗、邱氏异爪蝗和狭翅雏蝗为代表的大、中、小三种食量类型,混合种群虫口密度(x)与其对牧草取食量(y)的模型为y=16.4732x。通过野外混合种群不同密度下对牧草产量损失的测定,回归式为(ŷ)=-20.8070+14.4143x±15.56(r=0.9993,F>F_0.01),两种方法计算的防治指标分别为21.7、26.2头/m²,其经济允许损失均为8.8%。大、中、小三种食料类型的防治指标分别为5.2、17.6和32.3头/m²。     

天山南坡高寒草地物种多样性及地上生物量研究

在新疆天山巴音布鲁克草原对高寒草甸、高寒草原和高寒草甸化草原的物种多样性进行了研究,结果表明:盖度+高度指标测度群落物种多样性指数要优于盖度和株数指标,更适于测度高寒草地的物种多样性指数。丰富度指数、Margalef指数与Shannon-wiener指数相关性显著,在小的空间研究尺度内,草地植物群落物种多样性指数受丰富度指数的影响较大。地上生物量与丰富度指数、Margalef指数和Shannon-wiener指数呈负相关关系。     

高山草原主要蝗虫的生物学特性

据１９８９￣１９９４年的调查研究,甘肃夏河县革加高山草原共有蝗虫３０余种,其中主要种类有狭翅雏蝗、宽须蚁蝗、红翅皱膝蝗鼓翅皱膝蝗、小翅雏蝗和邱氏异爪蝗根据发生时期的不同,可将草地蝗虫划分为早、中、晚３种类型。蝗蝻的发育历期在种类之间差异较大以早期发生的宽须蚁蝗最长,而晚期发生的小翅雏蝗最短。从孵化到成虫死亡所经历的时间,以晚期发生的种类最短。狭翅雏蝗的繁殖力在６种蝗虫中最高,每雌产卵量平均达１２５     

内蒙古亚洲小车蝗种群遗传多样性和遗传分化的ISSR分析

亚洲小车蝗Oedaleus asiaticus Bei-Bienko是我国北方草原和农牧交错区的主要害虫。为评价内蒙古地区亚洲小车蝗种群的遗传多样性和遗传分化,应用ISSR标记方法对内蒙古15个亚洲小车蝗种群遗传多样性及遗传分化进行了分析。结果表明,7条引物扩增出85条ISSR条带,均为多态性条带。多态性比例（P）、Nei''s遗传多样性指数（H）和香农多样性指数（I）分别为82.59%、0.2319和0.3421,表明亚洲小车蝗种群具有较高的遗传多样性。基因流（Nm）和基因分化系数（Gst）分别为1.2298和0.3352,表明亚洲小车蝗不同地理种群具有明显的遗传分化。遗传距离与地理距离呈极显著正相关关系。表明地理距离和地形差异可能是形成亚洲小车蝗种群遗传分化的主要原因。     

新疆巴音布鲁克高山草地物种丰富度与生产力的关系

利用野外调查的物种丰富度和生物量资料,对位于新疆天山中段巴音布鲁克草地的20个样地进行群落数量分类,揭示每种群落类型的物种丰富度和生产力特征,在此基础上,考察了群落内和群落间物种丰富度与生产力的关系,并探讨其形成机制.结果表明:利用TWINSPAN将20个样地划分为6个群落类型(亚高山草原、亚高山草甸化草原、亚高山草原化草甸、亚高山草甸、高山草甸和高山沼泽草甸).6个草地群落类型地上生物量、物种丰富度差异明显:就地上生物量而言,亚高山草原和亚高山草甸较低,高山沼泽草甸和高山草甸较高,而亚高山草甸化草原和亚高山草原化草甸处于两者之间;就物种丰富度而言,亚高山草甸和高山草甸较高,亚高山草原和高山沼泽草甸较低,而亚高山草甸化草原和亚高山草原化草甸处于两者之间.群落内物种丰富度与生产力的关系表现出多种形式:亚高山草原、亚高山草甸和高山草甸的物种丰富度与生产力呈正相关,亚高山草甸化草原的物种丰富度与生产力呈负相关,而亚高山草原化草甸和高山沼泽草甸的物种丰富度与生产力没有表现出显著的相关关系.群落间物种丰富度与生产力呈现"单峰"关系.群落内生产力范围不够大,可能是群落内未能观察到"单峰"关系的原因;环境异质性是导致群落间出现"单峰"关系的关键因素.     

施用蝗虫微孢子对草原地上部分天敌群落多样性的影响

为明确蝗虫微孢子对蝗虫的持续控制,2015年在青海省开展了蝗虫微孢子防治草原蝗虫的试验和连续跟踪调查。结果表明,施用蝗虫微孢子前后温性和高寒草原蝗区天敌种类无明显变化,但部分天敌类群所占比例发生了变化,施用蝗虫微孢子2、3、4周后,温性草原中寄生蝇所占比例分别显著增加了330.6%、752.8%、752.8%,高寒草原中寄生蝇所占比例分别显著增加了108.1%、309.9%、310.8%,温性草原中芫菁所占比例分别显著下降了43.5%、45.5%、75.5%,高寒草原中芫菁所占比例分别显著下降了54.2%、77.2%、76.3%。施用蝗虫微孢子2、3和4周后,温性草原的Shannon指数比防治前分别显著增加了5.7%、7.0%、3.8%,Pielou指数比防治前分别显著增加了6.2%、6.2%、3.7%,Simpson指数比防治前分别显著增加了5.4%、6.8%、4.1%;施用蝗虫微孢子2周后,高寒草原的Shannon指数、Pielou指数和Simpson指数比防治前分别显著升高了4.8%、5.4%、3.8%,施用3周后,3个天敌群落多样性指数比防治前分别增加了1.8%、1.3%、2.2%,但Shannon指数和Simpson指数与防治前无显著差异,而Pielou指数比防治前显著增加,施用4周后,3个指数均与防治前无显著差异。施用蝗虫微孢子2、3和4周后,天敌群落布雷柯蒂斯距离与防治前差异显著,而重复样区间的布雷柯蒂斯距离在整个调查期无显著变化。表明蝗虫微孢子施用后对不同生态类型草原天敌群落多样性有一定的保护作用。     

Changes in the relationship between species richness and belowground biomass among grassland types and along environmental gradients in Xinjiang,Northwest China

The association between biodiversity and belowground biomass (BGB) remains a central debate in ecology. In this study, we compared the variations in species richness (SR) and BGB as well as their interaction in the top (0-20 cm), middle (20-50 cm) and deep (50-100 cm) soil depths among 8 grassland types (lowland meadow, temperate desert, temperate desert steppe, temperate steppe desert, temperate steppe, temperate meadow steppe, mountain meadow and alpine steppe) and along environmental gradients (elevation, energy condition (annual mean temperature (AMT) and potential evapotranspiration (PET)), and mean annual precipitation (MAP)) based on a 2011-2013 survey of 379 sites in Xinjiang, Northwest China. The SR and BGB varied among the grassland types. The alpine steppe had a medium level of SR but the highest BGB in the top soil depth, whereas the lowland meadow had the lowest SR but the highest BGB in the middle and deep soil depths. The SR and BGB in the different soil depths were tightly associated with elevation, MAP and energy condition; however, the particular forms of trends in SR and BGB depended on environmental factors and soil depths. The relationship between SR and BGB was unimodal in the top soil depth, but SR was positively related with BGB in the middle soil depth. Although elevation, MAP, energy condition and SR had significant effects on BGB, the variations in BGB in the top soil depth were mostly determined by elevation, and those in the middle and deep soil depths were mainly affected by energy condition. These findings highlight the importance of environmental factors in the regulations of SR and BGB as well as their interaction in the grasslands in Xinjiang.     

巴音布鲁克主要草地类型表层土壤有机碳特征及其影响因素的研究

以新疆天山中段巴音布鲁克主要草地类型为研究对象,分析了不同草地类型土壤有机碳(SOC)的分布特征及其与气候因子、植被特征和土壤特性的关系。结果表明:分布在盆地海拔最低处的高山沼泽化草甸的土壤有机碳含量最高,而分布在盆地中间海拔的高山草原最低,分布在较高海拔的高寒草甸和高山草原化草甸处于高山沼泽化草甸和高山草原之间。0-30cm土壤有机碳含量与空气相对湿度、草地生产力、植被盖度、土壤含水量呈显著正相关(P<0.05),与土壤容重、土壤紧实度、土壤pH呈显著负相关(P<0.05),土壤有机碳与温度存在一定负相关,但未达到显著水平。偏相关分析显示,影响表层土壤有机碳含量最主要的因素是土壤含水量、土壤紧实度、草地生产力、空气相对湿度。     

祁连山北坡天然草地根冠比与气候因子的关系

利用祁连山北坡5类天然草地地上/地下生物量和同期的气象资料,分析5类草地的根冠比（R/S）与气候因子的关系。结果表明：5类草地生物量为山地草甸＞山地草原＞山地草甸草原＞高寒草原＞山地荒漠草原,除高寒草原、山地草甸草原和山地草原的生物量之间无显著差异外,其余各类之间差异显著（P＜0.05）;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的R/S分别为9.3,8.7,5.1,7.0和7.1;5类草地R/S的季节变化均呈反抛物线型,但变化不尽相同;高寒草原的月R/S随上月土壤含水量的增加而显著降低,山地草甸草原和山地草原的月R/S随上月潜在蒸散量的增加也呈显著降低趋势,而山地草甸和山地荒漠草原的月R/S与前期的水热因子无显著相关关系。     

天山北坡中段草地类型α多样性研究

定量比较天山北坡中段乌鲁木齐地区各草地植被垂直带中具代表性的16个主要草地类型的植物多样性指数、物种丰富度指数和均匀度指数。从各草地类型多样性指数大小来看,山地草甸>草甸草原>典型草原>荒漠草原>亚高山草甸>高寒草甸>荒漠。其中分布于山地草甸的鸭茅+草原老鹳草+杂类草的草地类型和草原老鹳草+杂类草+禾草的草地类型的物种多样性指数最大,而分布于荒漠带土质生境的散枝猪毛菜+角果藜的草地类型和小蓬草地类型的物种多样性指数最小。其结果反映了生境异质性沿着水、热生态梯度变化的规律;从草地物种多样性的角度,揭示了不同草地类型在组成、结构、功能和动态的差异;通过指数间相关关系的分析,探讨草地类型多样性与草地生产力的相互影响,可为该地区的生物多样性资源保护提供科学依据。     

乌拉特荒漠草原群落物种多样性和生物量关系对放牧强度的响应

以内蒙古乌拉特荒漠草原灌丛和草本植物群落为对象,研究这2种植物群落的物种组成、物种多样性及其与地上生物量关系对不同放牧处理(对照、中牧、重牧)的响应。结果表明:①随着放牧强度的增加,灌丛群落中红砂(Reaumuria songarica)和碱韭(Allium polyrhizum)的优势度增大,沙生针茅(Stipa glareosa)的优势度减小;重牧降低草本群落中沙生针茅的优势度,增加了蒙古韭(Allium mongolicum)和碱韭的优势度。②不同放牧处理显著降低了灌丛和草本群落的盖度、高度以及灌丛群落的密度,消除了灌丛和草本群落之间盖度的差异(P> 0. 05)。中牧降低灌丛群落的Pielou均匀度指数,重牧降低灌丛群落的物种丰富度,灌丛和草本群落的其他多样性指数在放牧处理之间无显著差异(P> 0. 05)。除物种丰富度外,其他多样性指数在灌丛和草本群落之间差异显著(P <0. 05)。③不同放牧处理降低了灌丛和草本群落的地上生物量和凋落物量,导致灌丛和草本群落之间地上生物量的显著差异(P <0. 05)。④地上生物量与Simpson优势度指数负相关,与Shannon-Wienner多样性指数和Pielou均匀度指数正相关;放牧处理下地上生物量与密度、物种丰富度正相关。放牧处理改变了荒漠草原植物群落组成、结构和功能,进而改变了群落结构和功能的重要关系。     

围栏封育对新疆山地退化草原植物群落特征的影响

围栏封育作为一种有效的退化草原管理措施,近年来在我国退化草原恢复中得到极为广泛的应用。以新疆巴里坤县退化温性荒漠草原为研究对象,通过连续4 a围栏封育样地和自由放牧样地的植被调查资料,对比分析围栏封育样地和自由放牧样地的植被群落组成和地上生物量的动态特征。结果表明:(1)通过围栏封育措施,退化草原的物种多样性和群落生态优势度与自由放牧样地相比略有提高,群落均匀度略有降低,但通过t检验,差异均未达到显著水平(P0.05)。(2)随着封育措施的实施,总体上草原群落优势种为沙生针茅和伊犁绢蒿,反映出西部内陆半干旱地区温性荒漠草原特有的特征;自由放牧样地,沙生针茅和伊犁绢蒿在群落中的优势地位发生变化。(3)围栏封育措施提高了植物群落的平均高度、地上生物量。随着围封时间的延长,群落地上生物量增加,且显著高于自由放牧区,然而4 a围栏封育并不能使温性荒漠草原产草量达到最高水平,也不能使植物群落的多样性指标与自由放牧样地形成显著差异。