藏北高寒草甸不同退化阶段植物群落特征及其繁殖分配研究

以西藏北部羌塘草原高寒草甸为研究对象,研究不同退化阶段草地植物群落特征及16种主要组分种的繁殖分配,试图揭示多年生草本植物及其繁殖分配与草地退化程度的关系。结果表明:随着退化程度的加剧高寒草甸植物群落内优势植物发生明显变化,草地群落的各项指标随着草地退化程度的增加而降低;退化程度对群落内物种个体生物量大小和生物量分配有着显著影响,伴随退化程度的加剧各物种对繁殖的绝对投入所受影响不明显,但繁殖投入升高。在群落水平上,草地退化使植物群落繁殖分配增加,茎分配和叶分配减少。不同植物群落内共有种繁殖分配存在差异,表明其繁殖分配跟退化程度有关;植物繁殖投入随退化程度的变化,反映了植物繁殖对策和繁殖投入在生活史特征中的可塑性。     

放牧强度对青藏高原东部高寒草甸植物群落特征的影响

通过对青藏高原东部玛曲高寒嵩草草甸植物群落在3个放牧梯度下的特征比较,分析了该类草甸主要群落特征对放牧强度差异的响应。结果表明,随着放牧强度的增加,草甸群落的高度、盖度和地上生物量都呈现显著降低的趋势;草甸群落中优势种群的莎草科和禾本科物种的优势度逐渐降低,被一些杂草类物种(黄帚橐吾和火绒草)所取代。放牧强度的增加,导致了禾草类和莎草类功能群生物量比例的显著降低,及豆科类、毒草类和杂草类功能群生物量比例的显著增加。中度放牧下的草甸群落表现出了最高的物种丰富度指数、多样性指数和均匀度指数,排序为中牧草甸>重牧草甸>禁牧草甸。随着放牧干扰强度的增加,高寒草甸群落将经历一个由上层的莎禾草类为主的草甸群落→上层莎禾草类＋中层杂草类共存的草甸群落→中下层杂草类为主的草甸群落的演替过程。     

牦牛放牧模式对西藏高山嵩草草甸群落特征的影响

利用样方法对西藏高山嵩草（Kobresia pygmaea）草甸群落进行实地调查,分析了2010-2012年不同强度的牦牛放牧试验对植物群落动态和地上生物量的影响,以期为高寒牧区退化草地的恢复及草地高效利用提供理论指导。结果表明：适度放牧能提高物种多样性、丰富度、均一度和地上生物量,降低植物群落盖度;重度放牧降低植物群落的多样性和生物量;重度延迟放牧能缓减重度放牧对草地的不良影响;相关分析结果表明,植物群落盖度与均匀度、丰富度、植物密度、多样性和地上生物量成正相关。高山嵩草草甸的功能群随着放牧强度的增加而显著变化,其优势功能群多年生根茎型牧草高山嵩草和苔草（Carex moorcroftii）、多年生丛生型牧草紫花针茅（Stipa purpurea）的盖度和地上生物量随着放牧强度增加而下降。     

放牧强度对高寒草甸物种多样性和生产力关系的影响

放牧对草地植物群落结构和功能的影响深远而复杂,为了探讨高寒草甸植物物种多样性和生产力受长期不同放牧强度的影响,在高寒草甸草地群落设置不同放牧强度试验,分析不同放牧强度下植物群落物种多样性和生产力及其关系的变化,以期为高寒草甸生态系统的可持续利用和管理提供理论依据。结果表明,随着放牧强度的增大,草地植物群落的Shannon-Wiener指数和Margalef丰富度指数先增大后减小,高寒草甸植物群落的优势物种由禾本科向莎草科和杂类草转变,其中禾本科植物的优势度从70%降到12%,杂类草植物的优势度由13%增大到82%,植物群落的地上净初级生产力(ANPP)逐渐减小,轻度放牧处理减少了61.56%,中度放牧处理减少了76.75%,重度放牧处理减少了78.72%,重度放牧处理地下净初级生产力(BNPP)比禁牧处理降低了90.06%,轻度放牧、中度放牧处理地下净初级生产力与禁牧处理无明显差异,3个处理下的地下净初级生产力(NPP)总体保持稳定。放牧强度增大会导致植物群落高度下降,中度放牧处理会增加植物群落中莎草科植物的分蘖数。高寒草甸上植物群落的Pielou指数和NPP负相关,Margalef指...     

不同放牧模式下青藏高原高寒草甸植被群落和土壤差异

不同放牧模式会对草原植物群落和土壤产生不同的影响,目前少有研究系统关注冬季、夏季和全年放牧对高寒草甸植物群落和土壤影响的差异。本研究以位于青藏高原东缘四川省红原县境内的全年放牧(AG)、冬季放牧(WG)和夏季放牧(SG)的高寒草甸为研究对象,分析了3种放牧模式下高寒草甸植物群落和土壤理化性质的差异。结果表明:1) AG模式下草甸的群落盖度和物种数均显著低于WG和SG (P 0.05);AG和SG模式下草甸的群落高度、地上生物量和地下生物量均显著低于WG (P 0.05),而杂草类牧草比例相反;同时根冠比在这3种放牧模式下无显著差异(P0.05)。2)植物群落优势种在3种放牧模式下发生明显变化,即AG模式下以菊科和毛茛科植物为主,WG则以禾本科、毛茛科和莎草科植物为主,而SG以菊科和禾本科植物为主。3)土壤pH (0-20 cm)在AG和WG影响下无显著差异(P 0.05),但均显著高于SG (P 0.05),并在两个土层深度(0-10 cm和10-20 cm)间无显著差异(P 0.05);土壤铵态氮、硝态氮、速效磷和全氮含量均是WS和SG高于AG,而土壤全磷含量则是AG和SG间无显著差异(P0.05),但均低于WG;同时上述指标均是0-10 cm土层土壤中的值显著高于10-20 cm土层(P 0.05)。本研究表明,与季节放牧(WG和SG)相比,全年放牧降低了群落高度、盖度、生物量、凋落物和物种数,并改变了牧草比例,从而降低了高寒草甸植物群落的稳定性,使得土壤养分流失严重,肥力降低。研究结果显示,季节性放牧能让草甸植物群落更加稳定,群落生产力及稳定性能够得以维持,有利于青藏高原高寒草甸牧场的可持续发展。     

不同放牧模式下青藏高原高寒草甸植被群落和土壤差异

不同放牧模式会对草原植物群落和土壤产生不同的影响,目前少有研究系统关注冬季、夏季和全年放牧对高寒草甸植物群落和土壤影响的差异.本研究以位于青藏高原东缘四川省红原县境内的全年放牧(AG)、冬季放牧(WG)和夏季放牧(SG)的高寒草甸为研究对象,分析了3种放牧模式下高寒草甸植物群落和土壤理化性质的差异.结果表明:1)AG模式下草甸的群落盖度和物种数均显著低于WG和SG(P<0.05);AG和SG模式下草甸的群落高度、地上生物量和地下生物量均显著低于WG(P<0.05),而杂草类牧草比例相反;同时根冠比在这3种放牧模式下无显著差异(P>0.05).2)植物群落优势种在3种放牧模式下发生明显变化,即AG模式下以菊科和毛茛科植物为主,WG则以禾本科、毛茛科和莎草科植物为主,而SG以菊科和禾本科植物为主.3)土壤pH(0?20 cm)在AG和WG影响下无显著差异(P>0.05),但均显著高于SG(P<0.05),并在两个土层深度(0?10 cm和10?20 cm)间无显著差异(P>0.05);土壤铵态氮、硝态氮、速效磷和全氮含量均是WS和SG高于AG,而土壤全磷含量则是AG和SG间无显著差异(P>0.05),但均低于WG;同时上述指标均是0?10 cm土层土壤中的值显著高于10?20 cm土层(P<0.05).本研究表明,与季节放牧(WG和SG)相比,全年放牧降低了群落高度、盖度、生物量、凋落物和物种数,并改变了牧草比例,从而降低了高寒草甸植物群落的稳定性,使得土壤养分流失严重,肥力降低.研究结果显示,季节性放牧能让草甸植物群落更加稳定,群落生产力及稳定性能够得以维持,有利于青藏高原高寒草甸牧场的可持续发展.     

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。     

青藏东缘高寒草甸植物群落结构及功能群特征对长期季节放牧的响应

为阐明高寒草甸植物群落对长期季节放牧的响应机制,本试验选取有10年以上冷、暖季放牧历史的湿生、中生、旱生高寒草甸进行探究。结果显示暖季放牧(6月至10月)下,湿生草甸香农指数与物种丰富度均显著小于冷季放牧(11月至翌年5月)(P＜0.05),而旱生草甸多样性指数显著大于冷季放牧(P＜0.05);冷季放牧地上生物量显著高于暖季放牧(P＜0.05),其中暖季放牧下莎草科地上生物量所占比例最高。湿生草甸暖季牧场与旱生草甸冷季牧场莎草科重要值最高,其余牧场均为双子叶杂草重要值最高(P＜0.05);经ANOSIM检验,季节性放牧下群落结构均有显著差异(P＜0.01),湿生、旱生草甸群落结构差异较大,而中生草甸群落结构差异较小。本研究表明长期季节性放牧会影响植物群落结构特征,研究可为不同生境草甸的放牧制度和可持续发展提供理论基础。     

不同利用方式下高寒草甸的植被变化

本文研究了不同利用方式对高寒草甸植被特征的影响。结果表明高寒草甸在中度放牧条件下物种数、多度和物种多样性最高,植被高度、盖度随放牧强度增加而降低;冬季牧场的地上生物量最高,可达1316.74g/m2;禾草和莎草功能群重量随放牧强度增加表现出先增加后降低的趋势,在中度放牧下最大;重度放牧下毒杂草所占比重显著增加;相比不同放牧强度的草地,冬季牧场的禾草功能群和莎草功能群比重较大,草地质量优于夏季草场;同时还可在一定程度上说明轮牧是改善退化草甸的有效途径。     

高寒草甸植被群落特征及其营养品质对围栏封育的响应

为探究长期封育对高寒草甸植被功能群落特征和营养品质年际动态的影响,本研究以围封11年和连续放牧高寒草甸为研究对象,采用3年连续野外群落调查和室内牧草营养品质分析相结合的方法,比较了长期围封和连续放牧2种草地管理措施对5个植被功能群特征和营养品质的影响。结果表明：围封样地禾本科（Grass group,GG）、莎草科（Sedge group,SG）、豆科（Leguminous group,LG）和杂类草（Forbs group,FG）4个功能群盖度和地上生物量显著高于放牧样地（P<0.05）,功能群密度、物种丰富度指数、Shannon-Wiener指数、粗蛋白（Crude protein,CP）和体外干物质消化率（In vitro dry matter digestibility,IVDMD）显著低于放牧样地（P<0.05）;围封样地4个功能群的密度、群物种丰富度指数、Shannon-Wiener指数、CP和IVDMD表现出不受年际降雨量影响而逐渐下降的趋势。研究建议对围封11年的高寒草甸可进行适当的放牧以增加植被功能群物种多样性和牧草营养品质。     

高寒草甸优势种功能多样性对增温和模拟放牧的响应

为探究全球变化背景下高寒草甸优势牧草的功能性状与生态系统功能的关系及变化,本研究以高寒草甸的3种优势种矮嵩草（Kobresia humilis）、冷地早熟禾（Poa crymophila）和垂穗披碱草（Elymus nutans）为试验材料,采用国际通用的开顶式生长小室（Open top chambers,OTC）的增温方法模拟全球变暖,测定增温后优势种的功能多样性指标以及群落的生产力和稳定性。结果表明：中度增温对高寒草甸群落功能丰富度和功能离散度有积极影响,但降低了功能均匀度,而轻牧只提高了功能离散度;增温和放牧均会降低高寒草甸群落稳定性和地上生产力。高寒草甸的群落稳定性与地上生产力没有显著关系;优势种的功能多样性并不影响群落稳定性,但是与群落地上生物量是负相关关系,增温没有改变这种影响方式,轻度放牧会调控优势种的功能多样性以提高地上生产力。在未来持续气候变化的背景下,适度放牧是一种保持草地可持续发展的良好管理方式。     

封育和放牧对高寒草甸植被群落特征和土壤特性的影响

为探究封育和放牧对高寒草甸植被群落和土壤特性的影响,本研究以封育13年和连续放牧高寒草甸为研究对象,采用野外群落调查和室内土壤分析相结合的方法,探究封育和放牧对植被群落状况和土壤特性的影响。结果表明：封育显著提高了群落的盖度和地上生物量（P<0.01）;封育显著提高了0~30 cm土壤总氮（Total nitrogen,TN）、速效氮（Available nitrogen,AN）、速效磷（Available phosphorus,AP）和速效钾（Available potassium,AK）（P<0.01）;封育显著降低了群落密度、物种丰富度指数、香农-维纳多样性指数和均匀度指数（P<0.01）。总之,封育虽增加了高寒草甸植物群落生物量和土壤养分,但在一定程度上导致草地植物群落多样性的下降,研究建议针对封育13年的高寒草甸进行适当的放牧以增加群落物种多样性和丰富度。     

放牧强度对高寒草地产草量及羊体质量增加的影响

以托云牧场高寒草地为研究对象,通过设置3个放牧样地,一个对照样地,研究不同强度放牧对草地地上生物量的影响以及在不同放牧压力下羊体质量增加的效果。结果表明,1）托云牧场是以银穗草（Leucopoa albida）、羊茅（Festuca arioides）、点地梅（Androsace umbellata）和棘豆（Oxytropis falcatae）为优势种的高山草地;2）高寒草地地上生物量较低,禁牧区7月地上生物量（干物质）仅830 kg·hm-2;3）放牧活动对地上生物量有较大影响,重度放牧能显著降低牧场地上生物量;4）以羊体质量增加值为评价指标,该高寒牧场在载畜量为1.05羊单位·hm-2时能获得较好的体质量增加效果。     

青藏高原东北边缘高寒草甸植物种群生态位特征对牦牛放牧的响应

在甘肃天祝县境内的青藏高原高寒草甸牦牛牧区设置不同强度放牧小区,采用野外样方调查法研究了放牧对青藏高原高寒草甸植物组成、种重要值和种群生态位特征的影响。结果表明,青藏高原高寒草甸随放牧强度增大植物种数逐渐减少,其中紫花针茅、西藏香青、高山韭等种类在重度放牧条件下消失。在中度条件下,优势种线叶嵩草的重要值最高;另一优势种珠芽蓼的重要值则是先增加后降低再升高,以轻度放牧条件下最高。在3个放牧强度条件下,珠芽蓼和线叶嵩草的生态位宽度均位居所有种群前两位,并随着放牧强度增加二者的生态位宽度呈增大趋势,在重度放牧条件下二者生态位宽度相等。3个放牧强度下,优势种珠芽蓼和线叶嵩草与各种群间的生态位重叠系数不尽相同,封育或者轻度放牧条件下,珠芽蓼是种群间竞争较强的一方,但当放牧强度达到中度及以上时,珠芽蓼则退出种群间竞争强度激烈的局面;线叶嵩草是重度放牧下,种群间竞争强度最大的一方。说明放牧强度对青藏高寒草甸植物群落植物物种组成、重要值、生态位宽度和生态位重叠值均产生一定的影响,中度放牧强度是珠芽蓼和线叶嵩草的适宜放牧强度。运用“生态位理论”分析青藏高原高寒草甸植物群落生态特征,其结果与“中度干扰理论”相吻合,中度放牧是青藏高原高寒草甸优势种适宜的放牧强度。     

放牧对川西北高寒草甸植物物种丰富度和生物量的影响

为确定川西北地区高寒草甸的最佳放牧强度,根据牦牛的采食量和草地地上生物量,设置了轻度(0.71头·hm~(-2))、中度(1.19头·hm~(-2))、重度(1.60头·hm~(-2))3个放牧强度处理,进行连续3年的放牧,测定其对草地植物物种丰富度、地上生物量的影响。结果表明,随着放牧强度的增加,植物物种丰富度呈下降趋势;放牧第3年,中度放牧草地年度地上生物量最高,显著高于其它两处理(P0.05),轻度放牧次之,重度放牧最低;和放牧第1年相比,轻度放牧和中度放牧草地地上生物量中杂类草生物量比例显著减少(P0.05),禾草生物量比例显著增加(P0.05),而重度放牧草地杂类草生物量比例未变,禾草生物量比例显著下降(P0.05),但3个放牧处理中莎草占地上生物量的比例均显著增加(P0.05)。因此,川西北地区高寒草甸的最佳放牧强度为1.19头·hm~(-2),这利于草地高产和优良牧草禾草及莎草的生长。     

不同强度放牧对祁连山高寒草甸优势种牧草营养价值的影响

为了研究放牧强度对祁连山高寒草甸优势牧草营养价值的影响,本研究以10年围封、轻度、中度和重度放牧处理下的高寒草甸作为研究对象,研究放牧强度对4个优势种牧草营养价值年际、月际变化和种的影响。结果表明：放牧显著增加了矮生嵩草（Kobresia humilis Sergiev）的粗蛋白（CP）和锦鸡儿（Caragana sinica Rehder）的干物质消化率（DMD）,显著降低了锦鸡儿的中性洗涤纤维（NDF）（P<0.05）;4种优势牧草CP和DMD表现出明显的年际和月际变化规律,即多雨年份CP和DMD显著高于干旱年份（P<0.05）,6月份牧草返青季CP和DMD含量显著高于9月份牧草枯黄季（P<0.05）,而NDF含量变化趋势则与之相反;4种优势牧草CP、DMD和NDF受到放牧强度、年际变化、月际变化和种的相互影响。因此,建议对围封高寒草甸进行放牧,并在干旱年份和牧草生长季末家畜转场或补饲,实现祁连山草地畜牧业的可持续发展。     

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。     

放牧管理对西藏高寒沼泽植物群落结构和土壤碳氮的影响

对西藏当雄县3种不同放牧管理模式(冬季放牧、冬春季放牧和全年放牧)下的高寒沼泽的植物群落结构和土壤碳氮进行了调查。调查发现,3种放牧管理模式下的高寒沼泽植物群落总盖度差异不显著,而优势物种藏嵩草的高度和盖度差异显著;放牧管理对沼泽群落结构和物种多样性影响较大,随着放牧强度的增加,物种丰富度增加;放牧利用显著降低了高寒沼泽湿地群落优势物种藏嵩草的高度和盖度,其优势度也显著降低,使得高寒沼泽逐渐退化。冬季放牧、冬春季放牧和全年放牧沼泽地上生物量和地下生物量依次降低。同时,随着放牧强度的增加,高寒沼泽表层土壤有机碳氮的含量也显著降低,且高寒沼泽表层土壤碳氮与地上和地下生物量显著正相关。通过对比分析,冬季放牧是当前西藏高寒沼泽较好的放牧管理模式。