放牧制度对短花针茅群落植物种群地上生物量的影响

在短花针茅荒漠草原群落进行了不同放牧制度对短花针茅、无芒隐子草、碱韭三个主要植物种群地上生物量影响的比较研究.结果表明禁牧能够提高群落种群的地上生物量,与自由放牧相比轮牧有利于种群地上生物量的恢复和提高;不同放牧制度下群落种群的地上生物量结构均呈金字塔型,其干鲜重比值差异不大,季节动态规律基本一致.     

放牧制度对短花针茅群落植物种群有性繁殖能力的影响

在短花针茅荒漠草原群落，进行了放牧制度对主要植物种群有性繁殖能力影响的比较研究。结果表明：不同放牧制度对群落植物种群的有效繁殖能力有影响；与自由放牧相比、轮牧有利于群落种群实生苗的存活和成丛，但不及禁牧的效果好，种群的有效繁殖与水分因子关系密切，降水充沛，有性繁殖能力增强。     

荒漠草原主导种群与植物群落地上现存量的关系

以内蒙古锡林郭勒盟苏尼特右旗短花针茅荒漠草原为对象,采用随机区组放牧试验设计,结合对比分析、线性回归分析以及结构方程模型等数据分析方法,探讨荒漠草原主要种群与植物群落地上现存量的关系及在放牧条件下的变化特点。结果表明:随放牧强度增大,短花针茅、无芒隐子草和碱韭主导种群地上现存量占植物群落地上现存量的比例下降,且主导种群与植物群落地上现存量的线性关系减弱;不同年度间主导种群占植物群落地上现存量比例以及线性关系会产生变动;短花针茅种群对荒漠草原植物群落的影响强于无芒隐子草种群和碱韭种群,但无芒隐子草种群在降雨较好年份具有补偿作用。     

放牧制度对短花针茅群落植物种群有性繁殖能力的影响

在短花针茅荒漠草原群落,进行了放牧制度对主要植物种群有性繁殖能力影响的比较研究.结果表明不同放牧制度对群落植物种群的有性繁殖能力有影响;与自由放牧相比,轮牧有利于群落种群实生苗的存活和成丛,但不及禁牧的效果好;种群的有性繁殖与水分因子关系密切,降水充沛,有性繁殖能力增强.     

不同载畜率对荒漠草原建群种短花针茅种群时空变异性的影响

为探讨不同载畜率下短花针茅（Stipa breviflora）种群的时空变异性特征及差异，本研究于2020年7—9月以荒漠草原建群物种短花针茅为研究对象，分析了对照（无牧）、轻度放牧、中度放牧和重度放牧等不同载畜率下的短花针茅出现频率、种群多度、相对多度及其时空变异性，并运用地质统计学软件进行平面空间分布模拟。结果表明：随着载畜率增大，短花针茅种群多度增加（P<0.05），但群落总多度随载畜率增大而呈现出先增加后降低的趋势；在9月时，与对照相比，放牧造成短花针茅种群变异性显著降低（P<0.05），但不同月份间短花针茅种群变异性无显著差异；通过对7月与9月的短花针茅种群空间分布进行平面模拟发现，在9月时，与对照相比，放牧造成短花针茅种群分布相对均匀，使得其种群变异性降低。综上，在长期放牧过程中，短花针茅种群趋向于均匀分布。     

放牧强度对荒漠草原建群种短花针茅空间异质性的影响

[目的]探讨荒漠草原建群种短花针茅在不同放牧强度下空间异质性的特征和变化。[方法]以建群种短花针茅（Stipa breviflora）为对象,采用半方差函数、克里格插值法和多重分形维数等方法对其空间异质性进行研究。[结果]不同放牧强度下,短花针茅种群密度均值大小为重度放牧（HG）>禁牧（CK）>中度放牧（MG）;短花针茅种群具有多重分形特点;不同放牧强度下短花针茅空间分布有所差异,CK处理区结构比（C/C₀+C）最大,HG处理区次之,均大于75%,说明CK处理区和HG处理区都具有强烈的空间自相关性,而MG处理区最小,小于75%但大于25%,具有中等的空间自相关性;结构因素是导致短花针茅空间变异的主要原因。[结论]重度放牧增加了短花针茅种群密度,而中度放牧因家畜采食践踏作用小,导致短花针茅种群密度降低;在不同放牧强度下,结构因素是影响短花针茅空间异质性的主要因素;禁牧处理区内短花针茅种群空间分布最复杂,具有较强的空间异质性。     

放牧背景下短花针茅荒漠草原研究进展

荒漠草原是脆弱生态系统，探讨荒漠草原对长期放牧等人为干扰的响应，为深入开展脆弱生态系统适应性研究提供更加可靠的理论依据。本文总结了近20年涉及短花针茅(Stipa breviflora)荒漠草原相关研究中的关键发现，从植物个体、种群、群落、生态系统以及土壤理化性质等方面归纳、总结并探讨了短花针茅荒漠草原对不同放牧利用方式和不同放牧强度的响应和适应特征，为有效节省后续研究人员查阅时间的同时，确定了知识薄弱的地方，提出了放牧利用下荒漠草原将来的几个重要研究方向和亟待解决的关键科学问题。     

荒漠草原短花针茅表型特征可塑性对放牧的响应

在内蒙古四子王旗短花针茅荒漠草原测定不同放牧强度下短花针茅的表型特征,包括株高、基丛径、地上生物量、分蘖等性状指标。结果表明:短花针茅的株高不受株丛大小调控但分蘖数量随株丛的增大而显著增加。放牧能够调控植物表型特征的可塑性,可塑性指数越高受放牧强度的影响越大。地上生物量和分蘖数较株高和株丛径更易受放牧强度干扰。短花针茅高度表型,中、小株丛的可塑性较大株丛更强;短花针茅分蘖表型,大株丛的可塑性较中、小株丛更强。重度放牧使小株丛在分蘖表型上的可塑性大大提高,但重牧下短花针茅高度表型可塑性差异消失,说明重度放牧导致短花针茅矮化已经达到可以消除自身高度差异的程度。     

荒漠草原主要植物种群特征对不同轮牧时间的响应

本文对不同放牧时间各轮牧小区主要植物种群特征进行了研究,结果表明,建群种短花针茅的高度在晚放牧的小区表现出明显的优势,碱韭的盖度和密度表现最佳。与早放牧小区相比,晚放牧小区短花针茅、碱韭、无芒隐子草以及栉叶蒿地上现存量较高。各主要植物种群尽管在高度、盖度和密度对不同放牧时间的响应不一致,但晚放牧能够有效地提高主要植物种群地上现存量。     

放牧调控对短花针茅种群年龄及叶性状的影响

草食动物对植物种群结构和功能的调控机制是放牧生态学研究的重要内容。本研究以内蒙古锡林郭勒盟苏尼特右旗荒漠草原的长期放牧控制实验为平台,通过研究荒漠草原建群种短花针茅种群年龄动态与其相应叶性状,以期揭示荒漠草地放牧调控下植物响应机制。结果显示,1)短花针茅种群基径小于4 mm部分植株存活数少;适度放牧处理短花针茅各年龄阶段频度与不放牧基本一致,重度放牧处理龄级Ⅲ的频度和比例分别下降了0.79,0.73;2)短花针茅种群龄级Ⅰ与龄级Ⅱ的短花针茅频度和比例较高,龄级Ⅲ相对较低,属于比较稳定的种群;Godron指数显示短花针茅年龄结构的稳定性重度放牧>适度放牧>不放牧;3)放牧调控下,叶高、叶长、叶干重、叶直立度、叶长宽比为年龄型敏感性状,自然叶宽、完全叶宽、叶卷曲度、叶干物质含量为年龄型保守性状;4)相关分析认为自然叶宽和叶干物质含量与各年龄型敏感性状基本呈协同变化;叶卷曲度与叶干重负相关(P<0.05),与叶直立度呈正相关(龄级Ⅲ、龄级Ⅰ)。研究认为,短花针茅种群在亚稳定下,通过控制种群年龄及叶性状,来完成其生活史对放牧调控的适应。     

大针茅对放牧生态系统植物群落地上生物量的调控作用

通过放牧梯度试验,研究放牧对内蒙古典型草原5种优势植物在个体、种群和群落水平上的影响,探讨大针茅(Stip grandis)对放牧生态系统植物群落地上生物量的调控作用。结果表明:个体水平,中轻度放牧对以大针茅和糙隐子草(Cleistogenes squarrosa)为代表的丛生禾草株高影响较小,对以羊草(Leymus chinensis)、黄囊苔草(Carex korshinskyi)和米氏冰草(Agropyron michnoi)为代表的根茎型禾草株高影响较大,植物株高的降低与个体地上生物量减少呈显著正相关。种群水平,大针茅种群生物量对放牧的响应迟缓,羊草、米氏冰草、糙隐子草和黄囊苔草种群生物量的减少与多度减少呈显著正相关。群落水平,大针茅的耐牧性使其成为资源重配的获益者,轻中度放牧干扰下,其地上生物量的补偿生长缓冲了放牧对群落的影响,对维持群落生产力与功能稳定性起重要的调控作用。     

放牧强度对短花针茅植物种群空间分布的影响

为探讨荒漠草原建群种短花针茅(Stipa breviflora)空间分布的多重分形特征及其在不同放牧强度下的响应规律,本研究以内蒙古四子王旗短花针茅荒漠草原为研究对象,设置对照(CK)、轻度放牧(LG)、中度放牧(MG)和重度放牧(HG)4个放牧强度,载畜率分别为每公顷每半年0、0.93、1.82和2.71个羊单位,结合变异分析和多重分形研究方法,结果表明:在不同放牧强度下,短花针茅植物种群空间分布存在多重分形特征;伴随放牧强度的增大(轻度放牧除外),短花针茅植物种群空间分布的多重分形复杂性降低:生态位宽度几乎没有变化,空间分布由聚集状态转为均匀状态,个体间的竞争强度增大;轻度放牧下短花针茅植物种群空间分布多重分形特征最为复杂:生态位宽度降低,空间分布聚集特征最明显,个体间的竞争强度最小.无论放牧强度如何变化,短花针茅植物种群在植物群落中的主导地位没有改变,空间分布的整体特征是以大概率子集空间分布为主.     

荒漠草原优势种群特征对放牧强度季节调控的响应

以短花针茅草原为研究对象,设置5个放牧强度季节调控试验处理和对照处理,研究了不同放牧强度季节调控对短花针茅荒漠草原优势种群的影响,结果表明:除对照区外,短花针茅、无芒隐子草、旋花、碱韭高度、密度、地上现存量、重要值春季不放牧+夏季重牧+秋季适牧和春季不放牧+夏季适牧+秋季重牧两种放牧处理均高于其他放牧处理,是合理可行的草地利用方式。     

短花针茅种群功能性状对载畜率的响应

对不同载畜率下短花针茅种群的表型功能性状(株高、单株重、叶长、叶面积、比叶面积)和元素类功能性状(叶片N含量、叶片C含量、叶片C/N)等性状指标进行了测定,探讨短花针茅种群对放牧的响应机制。结果表明:随着载畜率增加,短花针茅种群表型功能性状指标逐渐降低,重度放牧显著低于对照(P0.05);载畜率对短花针茅种群叶片C、N含量没有显著影响,中度放牧区C/N显著低于轻度放牧(P0.05);可塑性指数PI值随着载畜率的增加而变大;叶面积是短花针茅响应放牧干扰最显著的指示性状。     

不同载畜率对短花针茅荒漠草原建群种空间异质性的影响

为探讨短花针茅(Stipa breviflora)荒漠草原建群种空间异质性在不同载畜率下的变化特点和差异,本研究以内蒙古自治区乌兰察布盟四子王旗内蒙古农牧业科学院试验基地的短花针茅种群为研究对象,采用半方差函数、分形维数和克里格差值方法进行系统研究,结果如下:短花针茅种群空间异质性随载畜率的增大呈增大趋势。轻度放牧(LG)和重度放牧(HG)处理区短花针茅种群空间分布主要受结构性因素影响,但表现结果的影响过程存在差异;中度放牧(MG)处理区短花针茅种群空间分布除结构性因素占主导地位外,放牧家畜的随机性牧食行为也占较大比重。     

宁夏荒漠草原不同群落蒙古冰草种群空间格局及种间关联性

为探讨蒙古冰草种群对环境的适应对策,以宁夏盐池县荒漠草原短花针茅+蒙古冰草群落、蒙古冰草+牛枝子群落、蒙古冰草+牛心朴子群落为研究对象,采用点格局分析中的O-ring函数统计方法,分析了不同群落中蒙古冰草种群的数量特征、分布类型及优势种群的种间关联性。结果表明:不同群落生境条件下,蒙古冰草+牛枝子群落中蒙古冰草种群的密度、盖度和地上生物量显著高于短花针茅+蒙古冰草群落和蒙古冰草+牛心朴子群落(P0.05),3个群落之间蒙古冰草种群的高度差异不显著(P0.05)。不同群落生境蒙古冰草种群在4 m尺度范围内主要表现为聚集分布,随尺度增大,聚集强度减弱,逐渐过渡到随机分布和均匀分布。蒙古冰草种群与短花针茅种群、蒙古冰草种群与牛枝子种群在小于4 m尺度上呈显著负关联,随尺度的增大趋于无关联;蒙古冰草种群与牛心朴子种群在整个研究尺度上无关联。     

宁夏荒漠草原不同群落蒙古冰草种群空间格局及种间关联性

为探讨蒙古冰草种群对环境的适应对策,以宁夏盐池县荒漠草原短花针茅+蒙古冰草群落、蒙古冰草+牛枝子群落、蒙古冰草+牛心朴子群落为研究对象,采用点格局分析中的O-ring函数统计方法,分析了不同群落中蒙古冰草种群的数量特征、分布类型及优势种群的种间关联性。结果表明:不同群落生境条件下,蒙古冰草+牛枝子群落中蒙古冰草种群的密度、盖度和地上生物量显著高于短花针茅+蒙古冰草群落和蒙古冰草+牛心朴子群落(P<0.05),3个群落之间蒙古冰草种群的高度差异不显著(P<0.05)。不同群落生境蒙古冰草种群在<4 m尺度范围内主要表现为聚集分布,随尺度增大,聚集强度减弱,逐渐过渡到随机分布和均匀分布。蒙古冰草种群与短花针茅种群、蒙古冰草种群与牛枝子种群在小于4 m尺度上呈显著负关联,随尺度的增大趋于无关联;蒙古冰草种群与牛心朴子种群在整个研究尺度上无关联。     

短花针茅草原生态系统稳定性对放牧的响应

为探讨不同放牧强度与生态系统稳定性的关系,在内蒙古短花针茅荒漠草原野外放牧试验基地(2004 年开始放牧)展开研究。试验采用完全随机区组设计,设置 4 个不同的放牧处理：对照 (CK)、轻度(LG)、中度(MG)、重度(HG)放牧,3 个区组(3 个重复)。2019 年对植物群落的物种数、盖度、密度、生物量进行观测,采用 Gordon 稳定性方法评估不同放牧强度对群落稳定性的影响。结果表明：随着放牧强度的增大,植物群落物种数、生物量和盖度显著降低(P＜0. 05),密度随放牧强度的增加呈先增加后降低的趋势,在中度放牧时最高。植物群落多样性指数与群落物种数、盖度、生物量呈显著相关性(P＜0. 05)。植物群落多样性随放牧强度增加而降低,中度放牧强度下群落稳定性最高。     

短花针茅草原主要植物种群与土壤养分对季节调控放牧的响应

试验以短花针茅荒漠草原为研究对象,共设4个试验处理区,进行植物养分与不同土壤土层养分含量变化的研究。结果显示:短花针茅的高度在轻度放牧SA1区、适度放牧SA5区、零放牧CK区显著高于重度放牧SA3区(P<0.05),植物种群的高度SA1区短花针茅最高,植物种群盖度影响最大的植物是碱韭,放牧区与对照组对比差异显著(P<0.05);植物群落的全氮含量在SA1区内最低,植物群落的碳含量在SA1区内最小,CK区次之;N/P数值大小依次为SA5>SA3>CK>SA1;放牧减少了土壤速磷含量,增加了土壤表层土的有机碳。     

不同放牧制度对荒漠草原地上生物量及种间关系的影响

采用围栏放牧控制试验,研究了不同放牧强度和放牧方式对封育9年荒漠草原地上生物量及种间关系的影响。结果显示,1)放牧强度对生长季不同时期牧草地上生物量的影响不同,中度自由放牧小区的牧草地上生物量在整个生长季都高于封育小区;2)环境条件对牧草地上生物量的影响较大,在光热水等资源充足时,自由放牧区3种牧压梯度下的牧草地上生物量均高于封育禁牧小区,当遭遇高温干旱胁迫时,自由放牧区的牧草地上生物量的增长量均比封育禁牧小区低,中度轮牧草场表现出较好的抗胁迫能力;3)放牧能够减小荒漠草原年内牧草地上生物量的时间变异,而其空间变异对不同放牧制度的响应较为复杂,在不同强度、不同方式以及植被生长季的不同时期都有所不同;4)轻度自由放牧不会改变植物的种间关系和群落之间的关系,而重度自由放牧不仅加剧了群落间的资源竞争,还会引起研究区3种群落发生不同程度的逆向演替,中等强度的4区轮牧方式为研究区最优的放牧模式,它一方面减缓了群落界面上的资源竞争,另一方面促进了本氏针茅群落的顺行演替。以上结果表明,合理地调控人类放牧制度能够促进草地生态系统功能,从而起到恢复和保护草原的作用。