亚高山草甸类草地牧草生长发育与气象条件的关系研究

利用亚高山草甸类草地牧草生长发育定位观测资料和对应气象观测资料,分析牧草生长发育与气象条件的关系,结果表明,研究区域主要禾本科牧草返青到籽实成熟需140～150 d,≥0 ℃积温1 000～1 200 ℃,降水量400～450 mm,日照时间1 000～1 100 h;牧草在返青后64 d开始,由缓慢生长转为迅速生长阶段,在返青后的第88天,生长速度最快。返青后112 d开始,其生长从迅速生长又转为缓慢生长。气温对牧草产量形成在返青到抽穗期、枯黄期为正效应,其中,拔节到抽穗期、籽实成熟期牧草产量形成对气温变化十分敏感;降水量对牧草产量形成除籽实成熟期为负效应外,其余时段均为正效应,在禾本科牧草分蘖拔节期牧草产量形成对降水量变化十分敏感。日照时间对牧草产量形成影响在返青到分蘖期、籽实成熟期到黄枯期为正效应,拔节到开花期为负效应;抽穗期牧草产量形成对日照时间变化十分敏感。     

青海省兴海县天然草地牧草生长发育与气候条件的关系

为了解青海省兴海县天然草地牧草生长发育及其与气候条件的关系,本研究基于青海省兴海县近11年的气象和牧草观测数据,较系统地分析了该区牧草返青、生长高度和产量与水热因子的关系特征。结果表明,春季多雨与春季干旱年份牧草返青期相差38d,牧草返青期提前或推迟主要与≥0℃初日的时间、当年3-4月份降水量和上年9-11月份降水量密切相关,牧草返青期降水的最佳气候模型为一次线性回归方程;牧草全生育期植物高度增加量与降水呈显著正相关关系(P0.05),而与气温呈负相关关系;另外,牧草生长高峰期6-7月份降水量每增加10 mm,鲜草增产225kg·hm~(-2)。因此,降水量是限制青海省兴海县天然草地牧草返青和生长发育的主要气象因子。     

玛沁县近20年高寒草甸植物物候变化特征

利用玛沁县气象局2003～2021年牧业气象观测站高寒草甸植物的物候资料及1961～2021年气象资料，分析了牧草返青期、开花期、枯黄期与气象因子的关系。结果表明：（1）近61 a来，玛沁县年平均气温以0.4℃/10 a的趋势升高，年降水量以9.7 mm/10 a的趋势增加，年日照时数以20 h/10 a的趋势减少。（2）牧草返青期平均日期为5月7日，平均开花日期为7月14日，平均枯黄日期为9月28日,平均生长期143 d。（3）牧草返青期和开花期呈不显著推迟趋势，枯黄期呈明显的推迟趋势，生长期呈延长趋势。（4）牧草返青期与4月中旬降水量呈负相关；牧草开花期与3月下旬气温呈负相关，与5月上旬气温正相关；牧草枯黄期与前期降水量和气温呈正相关。     

高寒草甸冷季牧场不同休牧期对土壤种子库的影响

为明晰青藏高原高寒草甸冷季牧场的适宜休牧期,在东祁连山天祝高寒草甸设置了土壤解冻临界期—牧草枯黄期(RP1)、土壤解冻后期—牧草枯黄期(RP2)、牧草返青初期—牧草枯黄期(RP3)、牧草返青后期—牧草枯黄期(RP4)和当地传统休牧(优势牧草高5 cm—牧草枯黄期)(RP5)5个休牧期,研究了土壤种子库的物种组成、密度、多样性及其与地上植被的关系。结果表明：供试土壤种子库中共萌发27种植物,分属12科23属;5个休牧期土壤种子库密度表现为RP1(2 136.67粒·m^-2)>RP2(1 983.33粒·m^-2)>RP3(1 576.67粒·m^-2)>RP4(1 220粒·m^-2)>RP5(863.33粒·m^-2);香农-威纳指数和辛普森多样性指数在RP1休牧土壤种子库中较高,Pielou均匀度指数在RP5中最高;5个休牧期土壤种子库与地上植被的Sorensen相似性指数在0.38～0.49,其中RP1休牧与地上植被的相似性最高。综上,土壤解冻临界期—牧草枯黄期休牧更有利于土壤储备植物种子,增加草地的抗干扰能力。     

青海湖流域植被物候格局时空动态变化及其与植被退化的关系

本研究利用2000-2014年期间MODIS 16 d合成EVI 数据,选用阈值法模型提取了青海湖流域逐年的植被关键物候期,分析了物候时空动态变化特征及其与植被退化的关系。结果表明,青海湖流域内植被陆续在4月中旬-6月中旬进入返青阶段,8月中旬-10月中旬进入枯黄期,生长季长度在100~150 d之间。植被陆续进入返青期的时间在流域整体空间上呈现由东南向西北延迟的水平地带性变化趋势,多高山分布区域的植被进入返青期时间表现出垂直非地带性特征。植被进入枯黄期的时间与进入返青期早晚的时间在空间格局上相反,生长季长短空间格局与植被进入返青时间早晚的空间格局一致。气候变化趋势下,流域植被物候时空动态变化存在空间异质性,返青期均值年际变化趋势不明显,枯黄期均值提前6.4 d,生长季均值缩短8.9 d。流域内植被物候除受气候因子影响外,与植被退化也有密切关系。植被生长趋于茂盛,返青期呈现延迟趋势;植被生长退化趋势,返青期呈现提前倾向。枯黄期与植被退化的关系较复杂,整体上未表现出明显一致的相关性。植被生长季与植被退化呈现强负相关,即植被生长呈现茂盛趋势的区域,生长季缩短。     

干旱对内蒙古草地牧草返青期的影响

利用4月份降水量与牧草返青期的关系分析干旱对牧草返青期的影响。研究表明,内蒙古草地牧草返青期与4月份降水量呈显著负相关;在荒漠草原,当4月份降水量减少30%～50%时,牧草返青期将推迟5～15 d;在典型草原和草甸草原,当4月份降水量减少50%以上时,牧草返青期才受降水偏少的影响,推迟10 d左右。建立了干旱等级与补饲、人畜饮水成本损失的对应关系,实现了干旱对草地返青期直接经济损失的定量评估,评估模型符合草地牧草生长规律和畜牧业生产特征,实例评估符合畜牧业实际损失程度,因此,能够在干旱对草地畜牧业影响评估服务中推广应用。     

气候变化对高寒草甸垂穗披碱草生育期和产量的影响

基于1976～2007年青海省果洛州甘德县基准气候站气象资料和1994～2006年高寒草甸中优势牧草垂穗披碱草生育期和产量的观测资料,运用Pearson相关分析法对垂穗披碱草生育期间产量与气温、降水量的相关性进行分析,结果表明:1976～2007年甘德地区年平均气温呈上升趋势,气候倾向率为0.295℃/10a;降水量表现为微弱下降趋势,线性拟合倾向率为-5.71mm/10a。随着气候的变化,垂穗披碱草的整个生育期延长。垂穗披碱草的返青期、成熟期和枯黄期都呈现延迟趋势,其中枯黄期延迟趋势显著;抽穗期和开花期均呈提前的趋势。返青期与9月的平均气温呈显著正相关,相关系数为0.656(P<0.05),与3月平均气温呈显著负相关,相关系数为-0.577(P<0.05),其他气象因子与返青期相关性均不显著;垂穗披碱草开花期与6月降水量正显著相关,相关系数为0.624(P<0.05),与4月降水量呈负显著相关,相关系数为-0.655(P<0.05);垂穗披碱草抽穗期、成熟期和枯黄期与气候因子的相关系数较低,都未达到显著水平。限制垂穗披碱草产量积累的主要因素是生长季(4～9月)降水量和年降水量,其无偏相关系数分别为0.823(P<0.01)、0.794(P<0.01);气温变化对牧草产量的影响不显著,但是有的年份如2005年和1994年,当气温和降水量都较高时垂穗披碱草产量出现峰值。回归分析与相关性分析结果一致,降水对垂穗披碱草产量的影响大于气温,但生长季(4～9月)降水和气温合理的匹配也是影响垂穗披碱草产量的重要条件。     

天山北坡中山带天然牧草生长发育与气象条件的关系研究

利用2004—2015年新疆乌鲁木齐市牧业气象试验站收集的天山北坡中山带天然牧草生长发育期与产量数据和气温、积温、降水量、日照时数等气象数据,研究气象条件对该地区天然牧草的生长发育以及产量的影响。结果表明,不同类别的天然牧草在春季返青期对于温度的需求存在差异,喜凉牧草为-0.3~1.1℃,喜温牧草为3.5~9.5℃;牧草黄枯期出现的时间点和日平均气温在5℃左右的时间点相一致,后者对前者具有预测意义;不同种类牧草在不同生育期所需的积温存在差异;禾本科牧草的返青期与黄枯期的间隔时间平均为160 d左右,豆科牧草仅有140 d左右,5种牧草最长和最短的间隔时间相差18 d;降水量和气温对牧草产量存在较大影响,在成熟之前,牧草产量随着降水量与气温的增减而增减;与鲜草重相比,干草重与气象要素的相关系数更大,利用积温、降水量、日照时数对牧草干草重进行估算较为准确;在各种气象要素与牧草产量的相关系数中,降水量最大,其次为积温,日照时数最小;年降水量和降水量的季节分配对天山北坡中山地段的天然草地牧草产量有影响,6月和7月的降水量尤其关键,决定了当年牧草产量的多少。天山北坡中山地段的气象条件对该地区天然牧草的生长发育期有一定影响,相关气象条件对天然牧草的产量具有一定的预测意义。     

影响天然牧草产量气候因素的多元积分回归分析

利用三江源区兴海县牧业气象站1999～2007年的牧草生长期各时段气温、降水、日照时数和天然牧草产草量观测资料,应用积分回归统计方法,分析了不同时段不同气候因素对天然牧草产量的影响。结果表明,在牧草的返青—展叶（4月中旬～5月下旬）时期,温度对牧草产量的影响呈负效应,降水量呈正效应,而日照从负效应到正效应变化。6月份温度对牧草产量的影响呈正效应,7月份呈负效应,而降水量和日照对牧草产量的影响一直呈正效应。8月中旬至9月上旬,此时温度、光照对牧草产量的影响呈正效应,温度的正效应9月上旬达到最大,降水量8月中下旬为负效应。     

三江源区高寒草地牧草发育期及其产量与降水、热量因子的关系

根据青海省三江源区同德县1999-2011年天然牧草数据和气候资料,分析了三江源区同德县天然牧草生长发育与气象条件的关系,探讨了降水量、热量因子对同德县牧草发育期、高度、覆盖度及产量形成的影响。结果表明：三江源区同德县牧草返青期与日均气温≥5℃的初日相一致,黄枯期与日均气温≤0℃的终日相吻合,牧草返青期与黄枯期均提前,而且黄枯期的提前程度大于返青期;覆盖度每年以0．47个百分点的倾向率减少,而牧草高度则以每年0．78em的线性趋势上升;对13年的牧草产量与同期降水和热量因子资料进行对比分析,探讨了降水、热量因子对高寒草地牧草产量的影响,牧草产量与生育期内4、6、7、8月份日照时数和年平均气温呈负相关,与7月份日照时数呈显著的负相关,相关系数为-0．6621;与4月份平均气温、4月份降水量、4—9月生育期内总降水量以及年降水量呈显著正相关,相关系数分别为0．6793、0．6471、0．5560,而牧草产量与5月份、9月份日照时数呈正相关,相关系数分别为0．1940、0．2063。对牧草产量与生育期内降水、热量各因子进行多元逐步回归分析表明,降水因子的4月份、7月份、4．9月份的降水量对牧草产量起正向的促进作用,热量因子的7月份的日照时数和9月份的平均气温对牧草产量起负作用。     

春季牧草返青期休牧的好处是什么？

正1.春季牧草返青期是牧草最为脆弱的时期,通过春季休牧可以有效减少牲畜对返青期牧草的踩踏,有利于牧草充分返青及后续生长,可提高牧草产量,有利于优质植物生长。2.经专家测定,牲畜因春季"跑青",导致体重减少10%以上,严重的会造成牲畜死亡。开展春季牧草返青期休牧,可有效遏制牲畜"跑青"现象。     

飞播兼灭鼠治沙效果研究

于1989年4月中旬在扎鲁特旗进行了飞机投撒灭鼠毒饵兼补播牧草治理沙化草地试验,结果由于施工时间偏早,造成鸟、鼠觅食草种,加之风沙掩埋使牧草种子的损失较大;施工时间过晚则会错过灭鼠的最佳时期.故飞播和飞机投饵灭鼠不宜同步进行.因为最佳灭鼠期在牧草返青前,即鼠类尚未开始繁殖并缺乏食物的时期(4月中间).最适宜的补播期应在大风期过后,雨季来临之前(6月上、中旬).     

典型草原区3种牧草生育规律及物候期气象指标

为了解典型草原区天然牧草生长发育规律,根据锡林浩特国家气候观象台多年牧草观测资料,运用统计学原理、物候学方法对典型草原区克氏针茅（Stipa kryloyii）、羊草（Leymus chinensis）、糙隐子草（Cleistogenes squarrosa）3种牧草生育规律及物候期气象指标进行了研究。结果表明,3种牧草生长季高度与盖度、产量变化趋势一致,8月末牧草高度、盖度、产量同时达最高值。返青期在4月下旬至5月初,成熟期在8月中旬至9月上旬,抽穗期牧草生长速率最快,各物候期与40 cm日平均地温存在显著的相关性。牧草生长发育有着自身的生物学特性,生态环境的变化制约着牧草的生长发育规律。     

返青期休牧对退化高寒草甸植被生长及其优势植物垂穗披碱草光合作用的影响

返青期休牧为退化草地恢复中最经济可行的措施且已得到了较广泛的推广和应用,为探索返青期休牧对高寒草地植物生长及光合特性的影响,本研究于2015年开始在青海省祁连山区进行返青期休牧试验,于2018年和2019年调查并测定试验样地植物群落特征和光合生理指标。结果表明：返青期休牧4年后,草地总盖度、优势种牧草垂穗披碱草（Elymus nutans）高度、地上生物量和地下生物量较未休牧分别提高了35%,777%,1140%和217%,垂穗披碱草叶绿素含量和净光合速率分别增加了172%和146%;草地总盖度、地上生物量和垂穗披碱草叶绿素含量及净光合速率在休牧第4年和休牧第5年之间差异不显著。因此,在高寒草地实施返青期休牧可提高优势牧草光合作用、促进退化草地植被的恢复,且退化草地植被在休牧一定年限后趋于稳定。本研究为青藏高原推广实施返青期休牧这一措施来恢复退化草地植被提供了理论基础。     

共和盆地高寒干旱草原降水量季节分配对地上生物量的影响

根据对共和盆地天然草场连续16年的牧草产量统计以及同期气候资料,在此基础上应用积分回归模型计算,得出4月上旬至9月上旬各旬降水量对牧草产量的影响系数,分析了牧草生育期4月上旬至9月上旬旬降水量及其季节分配对共和盆地高寒干旱草原牧草产量的影响。结果表明:牧草生育期4月上旬至9月上旬旬降水量的变化及其季节分配直接导致了干旱草原的天然牧草产量波动;4月上旬至5月上旬、6月中旬至8月上旬及8月下旬至9月上旬的旬降水量对牧草产量均具有正效应,是牧草对水分需求的3个关键时期。     

返青期休牧对祁连山区中度退化草原化草甸草地的影响

为解决祁连山区高寒草地牧草返青期季节性超载过牧问题,自2015年5月至7月起连续两年在青海省祁连县默勒镇瓦日尕村的冬春放牧地上进行了为期60d的返青期休牧试验,休牧期间放牧家畜全部采用舍饲圈养,并于2016年8月中旬对休牧草地进行植被调查。结果表明,返青期休牧可使草地群落的总盖度、总植物量显著增加(P0.05),使禾本科牧草株高、分盖度和植物量显著增加(P0.05),对莎草科植物影响不显著(P0.05);阔叶型毒杂草的株高、盖度、生物量均有下降的趋势。休牧两年与休牧一年相比,群落中禾本科植物的株高、盖度、植物量均在继续增加,阔叶型毒杂草的各项指标继续下降。结果证明,返青期休牧可有效促进祁连山区草原化草甸退化草地的植被恢复,并大幅度提高草地生产力。     

气候变化对兴海县高寒草地产草量的影响分析

利用1961—2009年气温、降水、日照时数等气象要素,1999—2009年高寒草地牧草产量和牧草生长季旬温度、降水、日照时数等数据,对青海省兴海县近50年气候变化和牧草产量与气象条件的关系进行了研究。结果表明：近50年来兴海高寒草地气温显著上升,气候倾向率为0.34℃/10年,49年累计升温1.65℃。牧草生长季4—8月气候倾向率在0.16～0.28℃/10年,6月的倾向率最大,8月最小,7月、6月的上升趋势显著。降水量呈不显著微弱增加趋势,降水变率大,倾向率为10.1 mm/10年,49年间累计增加49.4 mm。牧草生长季,7、6月降水量增加较多,5月降水量呈减少趋势;年日照时数近50年来呈显著减少趋势,倾向率为-42.5 h/10年,49年间累计减少208.3 h。牧草生长季各月日照时数均呈减少趋势;牧草产量呈波动中显著增加趋势,每年增加146.8kg。牧草生育期内4月上旬、4月中旬至5月中旬旬平均气温对牧草产量的影响最为明显,分别对应最大正效应和负效应。降水量以4月中旬至5月中旬的正效应最大,负效应中以4月上旬为最大。5月上旬至6月中旬、8月上中旬2个时段日照时数增加是正效应,4月各旬、6月下旬至7月下旬、8月下旬3个时段是负效应。     

气候变化对青藏高原高寒草甸优势植物物候期的影响

为了探讨青藏高原草地对气候变化的响应,试验对1993—2005年青藏高原高寒草甸优势植物的物候期进行了分析。结果表明:高寒草甸4个优势种的返青期发生显著变化,主要受3月份气温和4月份日照时数的影响;枯黄期主要受8月份日照和气温、9月份日照和气温的影响。影响生育期的因子较多,主要受3,5,8月份平均气温和9月份平均降水量的影响。4种优势植物的返青期较接近,但是枯黄期和生育期相差较大。     

青海湖地区气候变化对西北针茅生长发育和产量的影响

利用青海湖北岸海北牧业气象试验站西北针茅（Stipa krylovii）定位观测资料,应用逐步回归、小波分析、Logistic曲线拟合、M K检验等方法,分析了气候变化对牧草生长发育和产量形成的影响。结果表明,研究区年平均气温呈极显著上升趋势,升幅为每10年0.529 ℃,1986年和1997年气温发生突变;降水量呈逐年上升趋势,气候倾向率为每10年4.955 mm,年降水量有一个9年左右的振荡周期;年蒸散量和日照时数也呈上升趋势;气候变暖使青海湖北岸温性草原典型牧草西北针茅营养生长期提前,生殖生长期推迟,从而使牧草整个生育期延长,为物质和能量的积累及产量形成奠定了基础。影响西北针茅返青、开花、成熟和黄枯期的主要因子是热量条件,水分和日照条件也是影响牧草生育期的因子,对于不同生育期,其影响大小有所不同;返青期主要受2-4月最高气温和上年8月降水量的共同影响,气候变化可使返青期提前,黄枯期推迟;6月平均最低气温和3-6月小型蒸发量共同影响牧草高度,气候变化使西北针茅高度增加;牧草产量与6-7月最低气温呈正相关关系,与6-8月日照时数呈负相关关系,这两个因子变化趋势使产量呈增加趋势。     

气候变化对三江源区兴海县天然牧草的影响

根据青海省三江源区兴海县牧业气象站1999-2007年天然牧草数据和气候资料,分析了三江源区兴海县天然牧草生长发育与气象条件的关系,探讨了气候变化对兴海县牧草发育期、高度及产量形成的影响。结果表明：三江源区兴海县牧草返青期与日平均气温≥5 ℃的初日相一致,黄枯期与日平均气温≥5 ℃的终日相吻合;牧草返青期与黄枯期均提前,而且黄枯期的提前程度大于返青期;覆盖度每年以1.73个百分点的倾向率减小,而牧草高度以1.08 cm/a的线性趋势上升;在全球气候变暖的背景下,牧草生长季温度升高,加之进入21世纪以来该地区降水量逐渐增多,水热匹配较好,牧草产量增加。