不同干扰对高寒草原群落物种多样性和生物量的影响

通过对新疆巴音布鲁克高寒草原天然草地进行灌溉、围栏(2年、7年、13年)和自由放牧处理,探讨不同干扰类型对草地植物多样性和生物量的影响。结果表明:灌溉使草地植物群落的高度、盖度和地上、地下生物量达到较高的水平,物种多样性也有一定程度的增加;而在自由放牧制度下,由于干扰过于剧烈,草地已呈退化趋势,物种多样性和生物量均较低;在围栏草地中,随着围封年限的增加,群落高度、盖度、地上、地下生物量逐渐增加,物种丰富度、多样性指数、均匀度指数呈现先增加后减小的趋势。在5种干扰类型中,物种丰富度、Shannon-W iener指数(H′)的排列顺序为:放牧草地<围栏2年草地<灌溉草地<围栏13年草地<围栏7年草地;P ielou均匀度指数的排列顺序为:围栏2年<放牧<灌溉<围栏13年<围栏7年;地上生物量的变化趋势为:放牧草地<围栏2年草地<围栏7年草地<围栏13年草地<灌溉草地;地下生物量的变化趋势为:放牧草地<围栏2年草地<灌溉草地<围栏7年草地<围栏13年草地。     

围栏禁牧对毛乌素沙地土壤理化特征的影响

过度放牧导致干旱半干旱区毛乌素沙地草地严重退化。通过禁牧措施排除放牧干扰,使草地自然恢复,作为一种低投入的措施在世界各国退化草地生态系统恢复中得到广泛采用。文中对毛乌素沙地三种不同管理类型(持续放牧、围栏5年和围栏16年)土壤理化性状进行了研究,研究结果显示:围栏禁牧5年对0～30cm土壤颗粒组成和容重没有显著影响;围栏禁牧16年0～10cm土壤容重显著小于持续放牧区,而极细沙、粉粒和粘粒含量显著高于持续放牧区;围栏5年显著增加了0～5cm土壤有机碳,而0～30cm的全氮均没有显著增加。围栏16年土壤有机碳较放牧区在0～5cm、5～10cm、10～30cm分别显著增加了231%、81%、55%;全氮含量的变化趋势与之相同。结果表明,围栏5年对土壤粘粉粒、全氮含量的恢复基本没有效果;围栏16年能显著增加表层土壤粘粉粒含量和有机碳、全氮,但土壤碳、氮水平还是在比较低的水平(有机碳:4.30g.kg-1;全氮:0.74g.kg-1),即长期禁牧可以逐渐改善土壤质地和提高土壤肥力。研究结果为半干旱退化沙质草地生态系统的恢复、重建及管理提供科学依据。     

不同牧压强度对草原土壤水分、养分及其地上生物量的影响

本文通过对不同放牧强度的研究表明 :随着牧压强度的增加 ,土壤表层 (0— 2 0 cm)水分含量明显下降 ,土壤容重与硬度增大、孔隙度减少 ;土壤全量养分下降 ,但速效养分则显著升高 ;植物群落高度降低 ,地表盖度下降 ,地上生物量较大幅度减少 ,特别是优质牧草生物量减少迅速。因此 ,放牧强度是影响草场退化的重要因素。     

东祁连山河谷高寒草地植被群落特征及其与土壤性状的关系

为探究东祁连山河谷高寒草地植被群落特征与土壤性状的关系,根据研究区河谷地形地貌及河谷高寒草地分布特征,选取了分布在河谷山地阳坡上部和下部、河谷山地阴坡上部和下部及河谷水平阶地的5类不同植被类型的高寒草地为研究对象。研究草地植被群落和土壤性状特征及相关关系。结果表明:河谷中不同坡向、坡位高寒草地植被群落优势种不同,河谷阳坡高寒草地以嵩草属植物为主,阴坡以蓼属植物为主;阴坡植被总盖度高,阳坡低;河谷阴坡下部草层高度最高,而水平阶地最小;植被群落总科数、总属数和总种数均表现为坡下部高于上部,阴坡高于阳坡;地上生物量依次为:阴坡下部>阳坡上部>阴坡上部>阳坡下部>水平阶地;0~60 cm土层地下生物量依次为:阴坡下部>阳坡下部>阴坡上部>水平阶地>阳坡上部。不同高寒草地土壤性状之间有显著差异(P<0.05)。相关分析表明,土壤含水量、容重、孔隙度和全氮等指标与植被总盖度、地上生物量、总科数、草地平均高度有显著的相关关系。可见,研究区河谷高寒草地植被与土壤之间的影响主要表现为土壤含水量、容重、孔隙度和全氮与植被总盖度、地上生物量、总科数、草地平均高度间的相互作用。     

不同改良措施对典型草原植物群落及土壤的影响

于2010年4-9月在宁夏云雾山草原自然保护区实验区内对草地进行各种改良措施应用试验,以寻求加快宁南半干旱区草原生态恢复的关键技术.改良后的测定结果表明:草地松耙后的植物群落多样性与对照之间差异不显著(P＜0.05),盖度和生物量明显低于对照,分别低7％、32.4 g·m-2;草地松耙、草地松耙+补播、草地松耙+施肥、草地松耙+补播+施肥、围栏封育处理后的土壤含水量与对照之间差异显著(P＜0.05),容重均小于对照；草地松耙+补播+施肥的土壤养分与对照之间差异显著(P＜0.05).     

奈曼旗几种主要土地类型土壤碳氮特征

在野外采样和试验分析的基础上,研究了奈曼旗几种主要土地类型(农田、杨树林地、草地、固定沙丘、半固定沙丘和流动沙丘)土壤的容重、粒级组成、有机碳和全氮含量及其储量。结果表明:这几种土地类型土壤容重、粒级组成、有机碳和全氮含量及其储量存在明显差异,但其显著程度不尽相同。这几种土地类型土壤100cm深有机碳储量依次为:农田(7701.6g·m-2)杨树林地(3726.2g·m-2)草地(2306.0g·m-2)固定沙丘(1014.3g·m-2)半固定沙丘(724.7g·m-2)流动沙丘(613.8g·m-2),全氮储量依次为:农田(785.4g·m-2)林地(416.3g·m-2)草地(265.8g·m-2)固定沙丘(111.2g·m-2)半固定沙丘(96.2g·m-2)流动沙丘(73.9g·m-2)。通过分析可以看出,土地类型是影响土壤有机碳和全氮含量及其垂直分布特征的主要因素。     

围栏封育对草原植被及多样性的影响

通过对乌鲁木齐地区典型草原围栏内外植被特征、多样性指数、土壤种子库及地下生物量的调查研究,结果表明:2年围栏后,草原植物群落的盖度、产量有大幅度提高,显著高于围栏外,且优势种表现更加明显;围栏内外物种丰富度指数S、优势度指数D和Shannon-Wiener指数H'、均匀度指数Jsw差异不显著;围栏内0～5 cm和10～15 cm土层中的地下生物量明显高于围栏外,但地下总生物量差异不显著,且主要分布在0～15 cm的土层中;围栏后的土壤种子总数及分层种子数明显高于围栏外,且种子主要集中在0～5 cm的土层中.     

草原植被-土壤的关系及对干扰响应差异研究

草原土壤跟植被有密切的关系,它们之间的关系对草地的退化和恢复机制研究十分重要。通过对内蒙古草原区(主要是典型草原)具有不同群落特征的14个样点进行植被与土壤调查,分析植被群落数量特征与土壤理化指标之间的相关关系,探讨围封与放牧作用下植被、土壤响应差异。结果表明:群落地下生物量、群落盖度、单位面积物种数与土壤有机碳、全氮含量均呈显著正相关关系(p<0.05),与土壤容重呈显著负相关关系(p<0.05)。土壤全磷含量与群落地下生物量和群落盖度存在显著正相关关系(p<0.05),而与单位面积物种数相关不显著。由于地上现存生物量受随机放牧和围封的影响较大,与土壤各项指标之间相关不显著。在围封26年、7年、2年和自由放牧4个样地中,土壤各指标除表层容重变化显著外,土壤粒径组成和有机碳、全氮、全磷含量变化均不明显(P>0.05),但4个样地在群落盖度、高度、生物量、群落物种数量、丰富度指数、多样性指数等群落数量特征上均呈现显著差异(P<0.05)。基于上述研究结果讨论了植被与土壤之间的关系,并提出了人为驱动力作用下草原植被-土壤响应差异的概念模型。     

不同强度放牧后沙质草场土壤微生物的分布特征

本文通过对科尔沁沙质草场不同强度放牧后围栏封育过程中表层(0-5cm)和亚表层(5-15cm)土壤微生物及土壤因子的研究表明:不同放牧强度围栏内,土壤微生物总数表现出:轻牧区>中牧区>对照区>重牧区>自由放牧区,11年的围栏封育不能使不同放牧强度下的沙质草场恢复到相同水平;亚表层土壤的细菌、真菌和放线菌数量、pH、电导率和含水量均大于表层土壤。轻牧和中牧有利于微生物各类群的生长繁殖,过度放牧会抑制微生物的活动,一直自由放牧则会严重破坏沙质草场表层土壤,使其微生物数量和土壤含水量减少,土壤碱性增强。     

放牧对荒漠灌丛草地土壤团聚体组成及其稳定性的影响

以内蒙古阿拉善盟荒漠草地为研究对象,分析了不同放牧强度对土壤理化性质、团聚体组成、养分含量及其稳定性的影响.结果表明:与轻度放牧相比,重度放牧使0～5 cm、5～10 cm和10～20 cm土层土壤有机C和全N含量显著降低,土壤容重显著增加;各土层中土壤团聚体以0.053～0.25 mm粒径为主,放牧强度的增加造成土壤...     

青藏高原草地降水利用效率时空动态及对气候变化的响应

本研究利用CASA(Carnegie-Ames-Stanford Approach)模型模拟了2000—2013年青藏高原草地净植被生产力(Net Primary Production,NPP),结合实测数据、气象数据和土地覆被数据计算了草地降水利用效率（PUE）,探究其时空分布特征,以及不同草地类型PUE及其对气候变化的响应。结果表明：青藏高原草地PUE在研究年限内呈现波动增加趋势,增加速率为每年0.0035 g·m^-2·mm^-1,14 a的平均值为0.38 g·m^-2·mm^-1。PUE的空间分布具有明显的异质性,呈现东部高、中西部低的基本格局。PUE分布在0.2～0.4 g·m^-2·mm^-1之间的比例最大,占青藏高原总面积的55.63%,呈减少趋势的区域主要分布在青藏高原的北部和西部,以及东部的边界地区,呈增加趋势的地区集中在研究区的中部和南部。研究年限内PUE的变异系数分布在0.07～0.85之间,变化稳定的区域所占面积最大,为总面积的43.43%,主要分布在唐古拉山脉和横断山脉附近。不同草地类型间PUE均值存在差异,具体表现为：草甸（1.06 g·m^-2·mm^-1）>坡面草地（0.80 g·m^-2·mm^-1）>平原草地（0.30 g·m^-2·mm^-1）>高山与亚高山草甸（0.29 g·m^-2·mm^-1）>荒漠草地（0.23 g·m^-2·mm^-1）>高山与亚高山草地（0.094 g·m^-2·mm^-1）。总体上,青藏高原草地PUE与降水成负相关关系,而与气温呈正相关,PUE的变化对降水响应更加敏感。     

不同保护和利用方式下羊草草原群落生物量及能量功能群构成的比较

基于野外调查数据,结合能量功能群分类方法,对不同围封年限(围封4年,围封9年,围封29年)及不同利用方式(放牧、割草)影响下羊草草原的生物量、根冠比及不同能量功能群优势度进行比较分析,结果表明:围封使得群落地上、地下总生物量增加,并随着围封年限的增加渐趋稳定。相比围封保护,放牧和打草利用均会使群落根冠比变大。5个样地比较,放牧退化对群落的能量功能群构成影响较大,相比其他样地,低能值植物功能群优势度明显增加,而中能值和高能值植物功能群则明显下降。几个围封样地和打草场样地之间则没有显出规律性变化。相比重度放牧而言,围封和打草这两种利用方式都可以使羊草草原得到很好的保护。而对于围封而言,围封3-5年后对羊草草原加以适度的利用对草原保护和经济的发展都是有利的。     

放牧对典型草原土壤中几种生态因子影响的研究

研究了放牧强度对典型草原土壤中的微生物量氮、碳,微生物数量,五种酶活性和土壤理化性状的影响。结果表明:放牧对草原土壤中微生物量以及微生物数量的影响很显著,围栏和轻度放牧有利于保持或提高土壤中各类微生物数量,过度放牧则使土壤中的微生物量和微生物数量显著降低,同时,随放牧强度的增加,土壤的呼吸强度显著降低;轻度放牧使三类水解酶活性增加或极显著增加,中度和重度放牧导致此三类酶活性显著降低,不同程度的放牧均导致土壤中两类氧化酶活性增加;适度放牧有利于速磷的增加,而过度放牧则导致全磷、全氮和速效氮的显著降低。     

围栏封育对新疆蒿类荒漠草地植被及土壤养分的影响

以新疆封育3年的蒿类荒漠草地为对象,研究干旱区封育对草地植被及土壤养分的影响.结果表明:封育后荒漠草地群落的盖度、产量明显增加(P<0.05),分别比对照提高了11.0%,51.6 g/m~2,且盖度、产量的增加主要是由藜科草类引起;荒漠草地80%以上的地下生物量集中在0～40 cm土层中,且封育促进了0～10 cm土层内生物量的增加(P<0.05);与放牧地相比,封育后土壤有机质、全氮、全磷、全钾及速效氮、磷、钾含量均有所提高,且在0～10 cm的土层中差异显著(P<0.01),而pH值略有上升.     

高寒草甸不同类型草地土壤机械组成及肥力比较

研究了青藏高原高寒草甸不同类型草地土壤机械组成和土壤养分变化特征,并用相关分析探讨了土壤理化特征、土壤机械组成对不同草地类型群落物种组成、生物量变化的响应。结果表明:不同草地类型土壤机械组成分布大致是矮嵩草草甸:粉粒>细砂粒>粘粒>粗砂粒;高山嵩草草甸:细砂粒>粉粒>粘粒>粗砂粒;藏嵩草沼泽化草甸:细砂粒>粉粒>粘粒>粗砂粒;金露梅灌丛:粉粒>粘粒≥细砂粒>粗砂粒。矮嵩草草甸、高山嵩草草甸为粉砂质粘壤土,藏嵩草沼泽化草甸为壤土,金露梅灌丛为壤质粘土。矮嵩草草甸、高山嵩草草甸和金露梅灌丛土壤颗粒分布相对比较均匀(除藏嵩草沼泽化草甸外),主要集中在<0.5mm的范围内,土壤粘粒含量普遍大于20%。土壤全量养分和速效养分以及土壤物理特征均影响着高寒草甸不同草地类型土壤质量和土壤结构。土壤结构和养分状况是判断高寒草甸生态系统生态功能维持的关键指标之一。     

科尔沁沙质草地封育过程中的植被变化及其机制

对科尔沁沙地乌兰敖都地区的沙质草地封育后的植被变化及其机制进行分析研究。结果表明：① 围栏封育使植被物种丰富度、密度显著提高,群落的优势种发生明显变化;围封地的Simpson多样性指数和Shannon-Wiener多样性指数均表现为随封育时间增加而下降,而Pielou均匀度指数随围封时间增加表现出先增加后下降的趋势。② 围栏封育可以增加土壤表层（0~10 cm）的养分含量,但电导率随围封时间表现出先降低后增加的趋势,同时围栏封育使土壤水分含量下降。③ 土壤表层（0~10 cm）各因子对多样性的影响不同,全氮和pH与Pielou指数呈显著(P<0.05)负相关;全氮对于丰富度指数呈显著(P<0.05)正相关;其他土壤环境因子与多样性指数间关系均不显著,表明在沙质草地封育不利于植物多样性的维持,但有利于土壤养分的积累。     

Effects of fencing on vegetation and soil restoration in a degraded alkaline grassland in northeast China

In order to restore a degraded alkaline grassland, the local government implemented a large restoration project using fences in Changling county, Jilin province, China, in 2000. Grazing was excluded from the protected area, whereas the grazed area was continuously grazed at 8.5 dry sheep equivalent（DSE）/hm2. In the current research, soil and plant samples were taken from grazed and fenced areas to examine changes in vegetation and soil properties in 2005, 2006 and 2008. Results showed that vegetation characteristics and soil properties improved significantly in the fenced area compared with the grazed area. In the protected area the vegetation cover, height and above- and belowground biomass increased significantly. Soil pH, electrical conductivity and bulk density decreased significantly, but soil organic carbon and total nitrogen concentration increased greatly in the protected area. By comparing the vegetation and soil characteristics with pre-degraded grassland, we found that vegetation can recover 6 years after fencing, and soil pH can be restored 8 years after fencing. However, the restoration of soil organic carbon, total nitrogen and total phosphorus concentrations needed 16, 30 and 19 years, respectively. It is recommended that the stocking rate should be reduced to 1/3 of the current carrying capacity, or that a grazing regime of 1-year of grazing followed by a 2-year rest is adopted to sustain the current status of vegetation and soil resources. However, if N fertilizer is applied, the rest period could be shortened, depending on the rate of application.     

内蒙古乌兰察布短花针茅草原生物量动态的初步分析

短花针茅草原是荒漠草原的代表类型之一。其植物种类组成简单。地上生物量季节性变化十分明显,最高可达116.90gm~(-2),而地下生物量(0—100cm)为1256g·m~(-2),其r值等于10.74。在其地上生物量中,死壳占全剖面生物量的24.48％。这可能与棕钙土的长期干旱有关。     

Effects of warming and clipping on plant and soil properties of an alpine meadow in the Qinghai-Tibetan Plateau,China

Climate warming and livestock grazing are known to have great influences on alpine ecosystems like those of the Qinghai-Tibetan Plateau(QTP) in China. However, it is lacking of studies on the effects of warming and grazing on plant and soil properties in these alpine ecosystems. In this study, we reported the related research from manipulative experiment in 2010–2012 in the QTP. The aim of this study was to investigate the individual and combined effects of warming and clipping on plant and soil properties in the alpine meadow ecosystem. Infrared radiators were used to simulate climate warming starting in July 2010, while clipping was performed once in October 2011 to simulate the local livestock grazing. The experiment was designed as a randomized block consisting of five replications and four treatments: control(CK), warming(W), clipping(C) and warming+clipping combination(WC). The plant and soil properties were investigated in the growing season of the alpine meadow in 2012. The results showed that W and WC treatments significantly decreased relative humidity at 20-cm height above ground as well as significantly increases air temperature at the same height, surface temperature, and soil temperature at the depth of 0–30 cm. However, the C treatment did not significantly decrease soil moisture and soil temperature at the depth of 0–60 cm. Relative to CK, vegetation height and species number increased significantly in W and WC treatment, respectively, while vegetation aboveground biomass decreased significantly in C treatment in the early growing season. However, vegetation cover, species diversity, belowground biomass and soil properties at the depth of 0–30 cm did not differ significantly in W, C and WC treatments. Soil moisture increased at the depth of 40–100 cm in W and WC treatments, while belowground biomass, soil activated carbon, organic carbon and total nitrogen increased in the 30–50 cm soil layer in W, C and WC treatments. Although the initial responses of plant and soil properties to experimental warming and clipping were slow and weak, the drought induced by the downward shift of soil moisture in the upper soil layers may induce plant belowground biomass to transfer to the deeper soil layers. This movement would modify the distributions of soil activated carbon, organic carbon and total nitrogen. However, long-term data collection is needed to further explain this interesting phenomenon.