刈割强度对大针茅草原植物群落特征和土壤理化性质的影响

探究不同刈割强度对大针茅典型草原植物群落特征以及土壤理化性质的影响,可为大针茅草原制定合理科学的刈割制度提供理论依据。本研究以大针茅典型草原为对象,于2020年在内蒙古锡林浩特市毛登牧场刈割实验平台进行野外植被调查和取样。该实验平台于2014年建立,以不刈割为对照（CK）,设置轻度（LM）、中度（MM）及重度刈割（HM）3个处理。本研究通过计算物种重要值和多样性指数,测定植物群落地上、地下生物量以及土壤理化性质,探究群落特征与土壤理化性质的关系。结果表明：1）与不刈割相比,不同刈割强度均增加了新物种,且中度刈割的物种数最多;与不刈割相比,不同刈割强度均显著增加了群落的丰富度和Shannon-Wiener指数,且轻度刈割显著增加了优势度和均匀度指数,表明轻度刈割最有利于群落多样性的维持;不同刈割强度对大针茅草原的生产力均无显著影响;2）土壤全碳、全氮和pH均在中度刈割时最高,且显著高于不刈割,表明中度刈割对土壤养分有积极影响;3）硝态氮是影响草地生产力的主要土壤因子,土壤含水量是影响草地群落多样性的主要土壤因子。本研究可为大针茅典型草原群落结构、物种多样性以及生产力等方面的研究提供重要参...     

不同刈割强度下草地群落、层片及物种的补偿性生长

群落中不同层片物种对刈割的响应有所不同,探讨不同刈割强度下群落各层片物种的补偿性生长对提高群落生产力具有重要意义。本试验以水热条件较好的南方草地——重庆云阳岐山草场为研究样地,采用梯度刈割方式(不刈割、留茬10 cm、留茬6 cm),进而研究不同刈割强度下,草地植物群落、层片以及物种补偿性生长的响应。结果发现,1)中度刈割(MC)下群落生物量恢复最快,而重度刈割下群落地上相对生长速率最大;2)生长季末时,中度和重度刈割下地上部分均实现了超补偿生长;3)顶层物种在中度刈割下地上相对生长速率(relative growth rate, RGR)最大,而中层物种在重度下最大;4)中度刈割下,群落的顶层物种生物量与群落生物量显著正相关,重度刈割下,顶层和中层物种生物量与群落整体生物量正相关,底层物种生物量与群落总生物量在两种刈割强度下均不相关;5)物种水平上芭茅、鸭茅和白三叶生物量变化与群落地上生物量变化基本一致。研究结果表明,在草地群落中,不同层片物种对刈割的响应存在差异,中度刈割更利于顶层物种的超补偿生长,重度刈割则有利于中层物种的超补偿生长。因此根据不同层片物种所占群落的比重确定草地刈割强度能更有效发挥草地的增产潜力。     

刈割施氮对羊草草甸土壤—植物化学计量特征的影响

通过刈割频次和施氮处理研究松嫩羊草草甸土壤、植物化学计量学特征以及功能群植物生物量的变化。结果表明,羊草草甸土壤中速效磷的含量受刈割频次的影响显著,与不刈割处理相比,刈割1次和2次分别增加土壤速效磷含量为50.5%和73.4%。施氮处理没有影响松嫩羊草草甸土壤全氮、全磷含量以及速效氮磷含量。刈割、施氮均提高植物群落总氮磷含量,降低植物群落氮磷比至13.68,但植物功能群较植物群落形成了维持体内营养元素含量相对更稳定的能力,其内稳态在刈割频次、施氮处理和二者交互均无显著影响。地上生物量的变化表明,刈割和施氮显著增加群落生物量,但对功能群植物的生物量的增减程度不同。     

甘肃马鹿冬季牧场牧草再生性对刈割的短期响应

在肃南裕固族自治县甘肃马鹿(Cervus elaphus kansuensis)不同放牧率(1.00、1.45、2.45、3.45、4.85、6.90AUM·hm-2)的冬季牧场,研究草原生产力与群落结构对牧草最佳生长期刈割的短期响应。结果表明,1)随放牧强度增加,刈割群落物种丰富度呈先增加后减少趋势,其中4.85 AUM·hm-2放牧率下的群落物种丰富度最高;刈割显著增加草地地上生物量。2)刈割群落的牧草株高和地上生物量均表现为超补偿生长,补偿指数分别以3.45、6.90AUM·hm-2放牧样地最高;各优势种变化趋势不同。3)刈割群落的Simpson优势度指数、Pielou均匀度指数在放牧较重样地最高;随放牧强度增加,群落Shannon-Wiener多样性指数呈先增加后减少趋势,以4.85 AUM·hm-2群落最高;且除4.85 AUM·hm-2群落外,刈割后的群落Shannon-Wiener多样性指数显著高于刈割前的(P0.05)。4)各功能群植物对不同放牧强度响应不同。因此,适宜放牧强度下,刈割能发挥草地最大生产潜力并维持群落结构稳定性。     

刈割制度对围封羊草草地群落特征及生物量的影响

以呼伦贝尔草甸草原围封羊草(Leymus chinensis)草地群落为研究对象,对不同刈割制度(连续刈割、隔年刈割)对围封羊草草地的影响进行分析。结果表明,在刈割干扰下,植被群落盖度和地上生物量都会显著降低(P0.05)。隔年刈割和连续刈割两种制度相比,在植被群落数量特征及生物量上,隔年刈割要优于连续刈割,植被群落的平均高度、盖度等数量特征及地上生物量均表现出随着刈割频次的增加而降低的趋势。植被群落的α-多样性在封育下最低,表现出随刈割频次的增加而变大的趋势。在不同刈割方式下,植被群落组成发生了变化且群落中各物种的重要值变化幅度很大,建群种羊草的重要值在连续刈割下低于隔年刈割,而寸草苔(Carex duriuscula)重要值在连续刈割下最大,且群落中其它伴生种的重要值也随刈割频次增加而降低。     

高寒草甸地上净初级生产力、物种多样性及土壤因子的关系

为揭示高寒草甸地上净初级生产力与物种多样性指数及土壤因子的关系,通过样方法分析了高寒嵩草草甸物种多样性、地上植物量及土壤养分。结果表明,群落多样性指数(H)与地上植物量呈极显著负相关(P≤0.01),土壤速效氮、速效钾与地上植物量呈显著负相关(P≤0.05),土壤全氮、土壤速效氮、土壤有机质、土壤速效钾与H呈显著正相关(P≤0.05)。主成分分析表明,不同样地差异来源主要是土壤全氮、土壤全钾、土壤有机质、土壤速效氮、土壤速效磷及土壤速效钾,贡献度为49.76%,高于多样性指数的贡献度。这些结果表明,物种多样性指数和土壤养分相互作用,共同影响高寒草甸群落的变化。     

呼伦贝尔市羊草割草地刈割技术对牧草产量及品质的影响

[目的] 阐明呼伦贝尔市羊草割草地刈割技术对牧草产量及品质的影响,确定适宜的刈割时期和刈割留茬高度,获得高产优质牧草,保证割草地稳定和可持续利用。[方法] 以呼伦贝尔市羊草割草地为研究对象,设置3个刈割时期和4个刈割高度（留茬高度）试验处理,采用野外观测与室内分析相结合的方法,进行不同刈割技术对植物群落地上生物量、牧草营养物质含量以及单位面积营养成分粗蛋白（CP）收获量影响的研究。[结果] 群落地上生物量受降雨因素影响年度间波动较大,刈割时期和刈割高度均影响牧草收获量。单位面积营养成分CP的收获量取决于群落地上生物量。早期刈割群落多样性指数较高,随着刈割高度的降低群落多样性指数呈上升趋势。8月15日左右刈割,且刈割高度为5 cm时单位面积营养成分CP的收获量较高。[结论] 刈割时期和刈割高度均影响牧草收获量,单位面积营养成分CP的收获量取决于群落地上生物量;呼伦贝尔市羊草割草地适宜的刈割时间为8月15日左右,刈割高度为5 cm左右比较合适;干旱年份刈割高度要适当降低。     

放牧和刈割对呼伦贝尔草甸草原物种多样性的影响

研究了内蒙古呼伦贝尔草甸草原贝加尔针茅（Stipa baicalensis)群落物种多样性对放牧和刈割的响应。结果表明,放牧条件下优势种贝加尔针茅的重要值高于刈割利用的,而样方内的物种数、Margalef指数、Shannon Wiener指数和Pielou指数均低于刈割利用,说明刈割利用较放牧增加了草原贝加尔针茅群落的α多样性。     

不同刈割强度下羊草草甸草原生物量与植物群落多样性研究

以内蒙古高原南缘羊草草甸草原为对象,设5个利用梯度,即不刈割、留茬2,5,10和15cm,研究了连续刈割处理3年后羊草草甸草原生物多样性与地上生物量的变化规律。结果表明,群落中羊草地上生物量随刈割强度的增大而减小(P<0.05);群落生长量为不刈割处理显著高于留茬10和15cm(P<0.05);多样性指数(Margalef、Simpson、Shannon-Wiener和Pielou指数)随刈割强度的增大而增大(P<0.05)。羊草相对密度随刈割强度的增大而减小,糙隐子草和委陵菜属植物随刈割强度增大而增大(P<0.05)。相关分析表明群落多样性指数与地上生物量之间呈“单峰型”曲线关系,而与草原优势物种——羊草的地上生物量呈显著负相关关系(P<0.05)。     

利用方式对大针茅草原植物多样性、功能性状及地上生物量的影响

2016年8月(生物量高峰期)在内蒙古锡林浩特市毛登牧场大针茅草原进行野外取样,以围封(CK)为对照,对放牧、刈割两种利用方式下大针茅草原枯落物量,地上生物量,地上现存量,群落物种多样性,共优种大针茅、羊草、糙隐子草植株高度、叶面积等功能性状变化及枯落物量与物种多样性间、物种多样性与地上生物量间相关关系进行研究,结果表明:枯落物量为CK刈割放牧(P0.05),放牧和刈割均造成枯落物减少。与对照相比,放牧显著降低了地上生物量和地上现存量(P0.05),使Simpson指数、Shannon-Wiener指数及Pielou指数显著增加(P0.05)。放牧、刈割均造成群落组成发生变化,禾本科植物地上生物量比重降低,且放牧造成多年生丛生禾草比重降低。与对照相比,放牧、刈割均造成大针茅、糙隐子草和羊草植株高度降低(P0.05),放牧使三者叶面积减小(P0.05),刈割使糙隐子草叶面积减小(P0.05)。刈割过程中,随着枯落物量增加,物种丰富度降低(P0.05);放牧过程中,随着物种丰富度增大,地上生物量降低(P0.05)。     

Glyphosate Alters Aboveground Net Primary Production,Soil Organic Carbon,and Nutrients in Pampean Grasslands (Argentina)

We have previously demonstrated that recurrent application of glyphosate causes dramatic shift in the vegetation structure of the native grasslands of Flooding Pampa. As these structural changes might alter functional processes such as primary production, carbon, nitrogen and phosphorus cycling, this study aims to evaluate functional changes associated with the application of glyphosate in these temperate grasslands. We measured aboveground net primary production (ANPP) during two consecutive years, and the concentration of organic carbon, nitrogen and phosphorus in the soil during the following six years after primary production measurements ended in glyphosate treated and non- treated (control) paddocks of a commercial livestock far. We related the vegetation data, basal cover, species richness and diversity, obtained in a previous study conducted in the same paddocks of the livestock farm, with ANPP data obtained in this one. Late summer applications of glyphosate greatly reduced the biomass contribution of warm-season perennial grasses and legumes and increased the contribution of cool season annual grasses, altering the seasonal pattern of ANPP. As the reduction of the spring and summer productivity could not be compensated by the increase of cool-season productivity, the annual ANPP was lower in the glyphosate-treated paddocks than in control paddocks. Glyphosate applications also decreased soil organic carbon and phosphorus concentration, probably because of the reduction of ANPP, the changes of its seasonal distribution and the shift in the floristic composition of the community, which may modify the amount and quality of the litter. We found a linear positive relationship between basal cover, species richness and species diversity with ANPP, which suggest that the negative effects on ecosystem functioning would be directly related with the changes in vegetation structure caused by glyphosate application.     

施氮和刈割对盐角草生长及盐分累积的影响

为了研究施氮与刈割对盐角草盐分累积规律及其生长的影响。本试验在大田种植情况下,研究刈割处理和4个氮水平(0,150,300,450 kg/hm²)对盐角草的生长、钾钠钙镁含量及其累积量的影响。结果表明,施氮能够增加盐角草生物量,提高钾钠钙镁的累积量,但施氮对盐角草体内盐分离子含量的影响与离子种类、生育时期及刈割有关。随施氮量递增,盐角草体内4种阳离子浓度变化趋势发生转变,但方向与拐点存在差异。刈割能够增加鲜物质量,减少干物质累积量。刈割能够提高盐角草体内钾离子浓度及其累积量;钠钙变化与施氮量有关;镁的浓度主要与刈割时期相关。随施氮量增加,刈割处理中钠含量呈先降低后升高的趋势,拐点在150～300 kg/hm²;未刈割相反。刈割盐角草体内钙含量随着施氮量增加呈先增加后降低的趋势,拐点出现在300 kg/hm²处;未刈割反之,但拐点出现在150 kg/hm²处。花果期的镁浓度随着施氮量增加而降低;收获期镁浓度随着施氮量增加呈逻辑斯谛增长模式。本试验条件下,施氮刈割能够促进盐角草生长及提高盐渍土的生物改良效果。     

毛乌素沙化草地植被群落特征及物种多样性对不同生态修复措施的响应

[目的] 研究不同生态修复措施对毛乌素沙化草地植被群落特征及物种多样性的影响。[方法] 以围封作为对照（Ⅳ）,采用施肥（Ⅰ）、补播（Ⅱ）、喷藻（Ⅲ）、藻类补播拌种（Ⅴ）和施肥+补播（Ⅵ）措施对内蒙古鄂尔多斯市乌审旗苏力德苏木沙化草地进行修复,通过监测植被群落特征及计算物种多样性指标,评价其对生态修复措施的响应。[结果] 施肥（Ⅰ）、补播（Ⅱ）、喷藻（Ⅲ）、藻类补播拌种（Ⅴ）和施肥+补播（Ⅵ）处理区的植被群落平均高度均显著（P<0.05）高于对照区（Ⅳ）;藻类补播拌种（Ⅴ）处理区的植被群落盖度、密度和地上生物量显著（P<0.05）高于其他5个处理区;施肥（Ⅰ）处理区的植物种类最多,共20种;补播（Ⅱ）处理区最少,共10种;喷藻（Ⅲ）、施肥（Ⅰ）和藻类补播拌种（Ⅴ）处理区的Margarlef丰富度指数、Shannon-Wiener多样性指数较高,显著（P<0.05）高于其他处理组。[结论] 不同修复措施对于沙化草地植被群落特征及物种多样性均有显著影响。喷藻或拌藻、施肥等具有养分输入作用的修复措施对短期内修复沙化草地具有显著效果,修复后植物种类、物种丰富度明显增加,植被群落变得相对复杂。     

施肥对草地早熟禾草坪质量、剪草量及蒸散量的影响

通过盆栽试验,研究施肥对草坪颜色、剪草量、蒸散量及土壤中速效氮的影响。结果表明:施N肥能够明显改善草坪的颜色,增加草坪的剪草量,提高草坪的蒸散量;苗期施P肥将导致草坪剪草量明显增加;当土壤中速效N和速效P供应充足时,施K肥导致草坪颜色和剪草量明显降低。单施N肥能够加快土壤中铵态氮的硝化过程,氮磷钾平衡施肥则能够延缓土壤中铵态氮的硝化过程,降低土壤中硝态氮的含量,从而降低土壤中硝态氮淋失的风险。草坪的蒸散量与剪草量之间存在着显著的线性正相关(r=0.9965);控释肥料和常规肥料之间养分释放模式存在很大差异,使得施肥初期常规肥料处理草坪颜色、剪草量及蒸散量均高于控释肥料处理,施肥末期情况则相反。     

高寒草甸草原净初级生产力对气候变化响应的模拟

利用1957-2014年气象数据和1998-2014年实测数据驱动CENTURY模型模拟海北高寒草甸草原生态系统地上净初级生产力(ANPP)的动态变化,并利用典型浓度路径RCP4.5和RCP8.5情景下5个大气环流模型的气候情景数据来模拟未来气候变化和CO₂浓度变化对草地生态系统ANPP的影响。结果表明:1)研究地点1998-2014年的ANPP观测值与模拟值变化趋势吻合度较高,Pearson相关性系数为0.67,均方根误差为19.62 g·m^-2,CENTURY模型适用于模拟气候变化对高寒草甸草原影响的研究。2)过去50多年,高寒草甸草原的年平均最低气温、最高气温和年平均气温都呈极显著的波动上升趋势(P<0.01),年降水量年际波动特征比较明显,降水主要集中在植被的生长季。过去50多年,高寒草甸草原ANPP平均值达到271 g·m^-2,总体变化趋势为增加,但变化趋势不显著(P>0.05)。3)与基准时段(2001-2014年)相比,高寒草甸草原未来2030s(2015-2040年)、2050s(2041-2070年)、2080s(2071-2099年)时段多模型年平均降水量、年平均温度、年平均最低和最高温度变化率均为正值。不考虑CO₂肥效作用下,高寒草甸草原多模型平均ANPP在RCP4.5和RCP8.5情景下分别增加2.21%,11.53%,17.78%和8.34%,21.68%,40.32%;考虑CO₂肥效作用下,高寒草甸草原多模型平均ANPP在RCP4.5和RCP8.5情景下分别增加2.89%,14.29%,24.28%和11.57%,31.74%,57.29%。考虑和不考虑CO₂肥效的情况下,5个大气环流模型引起的模拟结果的不确定性都在合理范围之内,多大气环流模型与CENTURY耦合模拟的ANPP结果较为一致。     

两种措施下施氮肥对狼毒型退化草地群落及营养品质的影响

施肥是退化草地恢复常用的管理措施。以狼毒型退化天然草地为对象,研究了禁牧和刈割两种措施下不同施氮量10(N₁)、20(N₂)、30(N₃)、40(N₄) kg·hm^-2对狼毒型退化草地群落结构、功能及牧草品质的影响。结果表明:两种措施下狼毒密度及地上生物量均显著低于对照区(P<0.05),且禁牧+施肥处理下狼毒种群下降最明显。在禁牧区,N₄处理的丰富度指数具有最高值,但与CK处理差异不显著(P>0.05),N₁的Alatalo指数最高;而在刈割区,Shannon-Wiener指数最高的为N₄,刈割后不施肥的Alatalo指数显著高于N₄(P<0.05),且其物种数最多。不同施氮水平的草地群落功能群地上生物量均显著高于CK,莎草科的地上生物量均高于禾本科,不同施肥水平间的总地上生物量和各个功能群的生物量差异均不显著(P>0.05),禁牧+N₃的总生物量和莎草科的增产比率均为最高,分别为47.21%和48.24%,禁牧+N₄的禾本科的增产比率最高,为119.35%。不同施肥水平牧草营养物质含量除粗蛋白含量禁牧显著高于禁牧+N₁(P<0.05)、粗灰分含量刈割+N₂显著高于CK(P<0.05)和中性洗涤纤维含量刈割显著高于刈割+N₂(P<0.05)外差异均不显著(P>0.05)。通过分析单位面积的粗蛋白和粗脂肪的含量得到粗蛋白含量在各施肥样区差异不显著(P>0.05),但与CK差异显著(P<0.05),粗脂肪含量为禁牧+N₄显著高于禁牧和CK(P<0.05),刈割+N₁显著高于刈割和CK(P<0.05)。     

施肥对环青海湖地区草甸群落生长的影响

通过环青海湖地区草甸羊粪添加控制试验,研究不同用量羊粪（S0,S1和S2分别为0,0.34,0.56 kg·m^-2）对该草甸群落结构和生产力、生物多样性及土壤含水量的影响。结果表明：S1与S0,S2与S0,S1与S2间的植物群落高度存在显著差异（P<0.05）,植被平均盖度差异不显著;除籽蒿（Artemisia sphaerocephala）外,各处理对研究地区的主要物种高度均存在显著差异（P<0.05）;各处理间植株重要值差异不显著;除了豆科地上生物量和地上总生物量各处理间无显著差异,其他主要物种地上生物量几乎都存在显著差异（P<0.05）;各处理间群落丰富度指数变化不显著,群落均匀度指数为 S0高于S1和S2, S0与S1存在显著差异（P<0.05）;对于物种多样性指数,S1和S2均低于S0,S0与S2差异不明显,且S0与S1及S1与S2存在极显著差异（P<0.01）。施肥对0~15 cm表层土壤含水量的影响较为明显,对15~30 cm土壤含水量影响不大。     

草地恢复措施对高寒草甸植物群落的影响

为探讨不同恢复措施对高寒草甸生态系统植物群落的影响,分别对高寒草甸天然草地进行了施肥、补播、划破和综合措施(施肥+划破+补播)4种恢复措施处理。结果表明,施肥、补播、划破和综合措施对草地物种功能群组成、群落结构、物种多样性及生产力有不同影响。各种恢复措施对草地植物功能群组成的影响不大,但对功能群内物种数有不同影响;对群落高度有显著影响(P<0.05),但对群落盖度影响不大(P>0.05)。补播和综合措施处理样地物种数与对照呈显著差异(P<0.05),其他处理影响不显著。而Simpson指数除综合措施处理外,其他处理均与对照间呈显著差异(P<0.05)。各恢复措施均对草地生产力的提高有显著作用(P<0.05)。不同草地恢复措施虽然对物种组成、群落结构、物种多样性的影响格局不同,但对草地生产力的提高则有显著的促进作用。因此,可以认为,这些措施是改良退化草地的有效方法。     

Clipping by Plateau Pikas and Impacts to Plant Community

Plateau pikas (Ochotona curzoniae) often clip tall plants near active burrow entrances to detect and avoid predators. This clipping behavior influencing plant communities near active burrow entrances has not been well documented. A field experiment was conducted to investigate the effects of this clipping behavior on plant communities across three sites in the Qinghai-Tibetan Plateau by comparing plant communities near active burrow entrances with communities near abandoned burrow entrances. This study showed that the clipping behavior decreased plant community height and increased plant cover and species richness of the community and had no effect on plant community biomass across three sites or at each site. This study further showed that clipping behavior decreased the plant biomass of the graminoid group and had no effect on the plant species richness of the graminoid group, whereas it increased the plant biomass and plant species richness of the forb group across the three sites or at each site. These findings suggest that a general pattern concerning the effect of the clipping behavior can increase plant species richness and decrease the grazing quality of alpine meadows near active burrow entrances.     

刈割对天然草地影响的研究进展

刈割是管理天然草地的重要方式,探讨刈割对天然草地的影响,进而采取合理的刈割技术,对于实现天然草地生态安全、畜牧业可持续发展具有重要意义。在综合国内外大量研究成果的基础上,主要综述了刈割对天然草地地上生物量和牧草品质、群落结构、物种多样性和土壤理化性质的影响及其作用机理。同时,根据目前研究中存在的不足,对该领域的研究进行了展望,以期更好地揭示刈割对天然草地的影响,从而为在生产实践中适当利用刈割提高天然草地生态、社会效应提供理论依据和实践指导。