内蒙古典型草原主要草食动物食性及其营养生态位研究——以羊草群落为例

为探讨典型草原主要食草动物(绵羊、达乌尔黄鼠和亚洲小车蝗)的食性及其种间生态位变化与草原退化的关系,以内蒙古典型草原为研究对象,于2003年7-8月运用饱和链烷技术研究羊草群落不同放牧强度下绵羊、达乌尔黄鼠和亚洲小车蝗的食性及其生态位变化。结果表明,随牧压的增大,群落中羊草和克氏针茅的数量减少,星毛委陵菜比例增加;随牧压的增加,绵羊采食黄囊苔草的比例显著增加,在重度放牧区,绵羊没有采食西伯利亚羽茅和米氏冰草,而是增加了对星毛委陵菜的采食;达乌尔黄鼠在围栏内采食羊草的比例显著高于围栏外放牧区;但在围栏内没有采食米氏冰草、黄囊苔草和星毛委陵菜;围栏内无法捕捉亚洲小车蝗,在放牧区亚洲小车蝗对克氏针茅的采食随牧压的增加显著降低,但增加了对米氏冰草和星毛委陵菜的采食。三者同时采食羊草和糙隐子草,且对羊草的选择性指数最高;随牧压的增大,绵羊的生态位宽度变宽,而达乌尔黄鼠和亚洲小车蝗的生态位宽度变窄,三者生态位重叠程度类似。因此,重度放牧改变了羊草群落的植被组成,使其演替为星毛委陵菜群落,从而导致了草地的退化,而鼠类和蝗虫的危害则加剧了草地的退化演替,三者对草地资源的共同掠夺导致草原严重退化。     

内蒙古典型草原主要草食动物食性及其营养生态位研究——以大针茅群落为例

为探讨典型草原主要食草动物绵羊(Ovis aries)、达乌尔黄鼠(Spermophilus dauricus)和亚洲小车蝗(Oedaleus asiaticus)的食性及其种间生态位变化与草原退化的关系,以内蒙古典型草原为研究对象,于2003年7-8月运用饱和链烷技术研究大针茅(Stipa grandis)群落不同放牧强度下绵羊、达乌尔黄鼠和亚洲小车蝗的食性及其生态位变化.结果表明:随牧压的增大,群落中羊草(Leymus chinensis)和大针茅的数量减少,糙隐子草(Cleisto-genes squarrosa)和猪毛菜(Salsola collina)比例增加;绵羊、达乌尔黄鼠、亚洲小车蝗3种食草动物采食的牧草种类和比例存在一定的差异,但同时采食羊草、猪毛菜和大针茅时优先采食羊草;随牧压的增大,达乌尔黄鼠和亚洲小车蝗的生态位宽度变宽,且在放牧区绵羊的生态位宽度最大,三者生态位重叠程度类似.放牧改变了大针茅群落的植被组成,使其演替为糙隐子草群落,3种食草动物对草地资源存在激烈的竞争,因此,控制鼠、虫的种群密度,防止鼠、虫害的发生对保证放牧家畜的食物安全具有十分重要的现实意义.     

锡林郭勒典型草原植物多样性和蝗虫种群的关系

通过对锡林郭勒典型草原4种群落（羊草＋糙隐子草、大针茅＋羊草、克氏针茅＋冷蒿、克氏针茅＋糙隐子草）的物种丰富度指数、物种多样性指数、生态优势度指数和均匀度指数进行比较分析,对各种指数与蝗虫群落关系进行了研究。结果表明：羊草＋糙隐子草和克氏针茅＋糙隐子草群落的丰富度指数和多样性指数低于大针茅＋羊草群落,但高于克氏针茅＋冷蒿群落,优势度指数高于大针茅＋羊草,均匀度指数低于克氏针茅＋冷蒿群落;克氏针茅＋冷蒿群落的物种丰富度指数和物种多样性指数最低,生态优势度指数较高,群落均匀度指数高于其他3种群落;大针茅＋羊草群落的物种丰富度指数、物种多样性指数最高,优势度指数最低。相关分析表明,蝗虫种类数与均匀度指数极显著相关,蝗虫个体数与物种多样性指数显著相关。     

放牧绵羊选食次序和季节性食谱重叠

通过对牧草适口性指数的建立和绵羊选食牧草次序的划分，研究了大针茅草原放牧绵羊季节性食性特点和食谱结构重叠。结果表明，牧草的适口性随着季节的变化而不同，导致绵羊的日粮组成各季间产生一定的渐变性。从采食量的大小来看，糙隐子草、知母、冷蒿和羊草为该草场放牧绵羊的四季平衡牧草。     

放牧绵羊选食次序和季节性食谱重叠

通过对牧草适口性指数的建立和绵羊选食牧草次序的划分，研究了大针茅草原放牧棉羊季节性食性特点和食谱结构重叠。结果表明，牧草的适口性随着季节的变化而不同，导致绵羊的日粮组成各季间产生一定的渐变性。从采食量的大小来看，糙隐子草，知母，冷蒿和羊草为该草场放牧绵羊的四季平衡牧草。     

不同牧压梯度下植物群落特性的比较

用主分量分析法(PCA)分析了羊草草原退化系列上群落的分类及其群落特征,结果表明:所选择的退化系列可划分为无放牧、轻度放牧、中度放牧和重度放牧四个群落退化阶段.主要种群对放牧退化阶段划分作用大小的相关性分析表明,羊草和大针茅与牧压的增加呈负相关,冷蒿和菊叶萎陵菜则与牧压的增加呈正相关.多样性指数大小为轻度放牧>无放牧>中度放牧>重度放牧;均匀性指数的变化趋势与多样性指数的变化相同,即轻度放牧>无放牧;均匀性指数的变化趋势与多样性指数的变化相同,即轻度放牧>无放牧>中度放牧>重度放牧.各退化阶段群落类型为:无放牧时为羊草+冰草+丛生禾草群落;轻度放牧时为羊草+大针茅+冷蒿+丛生禾草群落;中度放牧时为羊草+冷蒿+隐子草+丛生禾草群落;重度放牧时为冷蒿+隐子草+小丛生禾草群落.     

克氏针茅草原种群特征对放牧强度的响应

于2010年和2011年在内蒙古锡林郭勒盟正镶白旗额力图牧场克氏针茅草原实施控制性放牧试验,采用对比分析的方法测定了主要植物种群特征在不同放牧强度下的变化。结果表明:随着放牧强度增加,群落的优势种克氏针茅、羊草等优良牧草的多度在中度放牧区出现最高值,重要值、高度、盖度均明显降低并逐渐被冷蒿、糙隐子草等耐牧性牧草所取代,草地初级生产力下降。     

利用饱和烷烃技术对短花针茅荒漠草原放牧绵羊食性的测定

为进一步研究饱和烷烃技术在放牧绵羊食性测定中的应用,本研究在4.4 hm2放牧试验区内,放牧8只蒙古羊,分别于6、9和11月利用饱和烷烃技术对放牧绵羊的食性进行测定.结果表明,同一季节,不同牧草的烷烃模式存在差异,其中以C27和C31差异最为显著,C33次之,C29最差.绵羊的食性表现出明显的季节性变化,夏季羊只所食的牧草主要以冷蒿、无芒隐子草和银灰旋花为主,分别占79.68%、12.12%和7.30%,而短花针茅只占0.90%;而进入秋季后,随着适口性好植物密度的降低,羊只开始对短花针茅进行采食,由原来占食入牧草总量的0.90%升高到3.81%,同时无芒隐子草的采食量也开始增加,由原来占食人牧草总量的12.12%提高到23.57%;冬季家畜采食牧草的种类开始减少,冷蒿占羊只采食量的86.26%,无芒隐子草和银灰旋花分别减少到8.33%和5.41%,而对短花针茅不采食.综上,饱和烷烃技术可以准确测定短花针茅荒漠草原放牧绵羊的食物组成.     

克氏针茅草原七种植物脂肪酸组分及其变化

为更好地了解放牧对家畜肉品质的改善机制,对由克氏针茅、糙隐子草、羊草、苔草、野韭和少量细叶葱构成的典型草原主要植物中的脂肪酸(FA)组分及含量进行了分析。试验结果表明,克氏针茅草原主要植物中多不饱和脂肪酸占56%,饱和脂肪酸占37%,单不饱和脂肪酸占7%;n-3脂肪酸占总FA的40%,约是n-6FA的3倍;羊草中亚麻酸(AIA)的平均含量最高(为48%),针茅次之(为37%),糙隐子草和野韭最低(均约为22%);野韭和细叶葱中分别平均含有4.10%和1.66%的二十碳五烯酸(EPA),而其他牧草中没有检出该脂肪酸组分;生长时间显著(P<0.05)影响牧草中脂肪酸组分,随着生长时间的推移,棕榈酸、硬脂酸和EPA呈降低趋势,而AIA则呈增加趋势,亚油酸含量则在8月最高。     

典型草原4种优势种牧草次生代谢物对亚洲小车蝗解毒酶活性的影响

亚洲小车蝗是我国北方草原重要害虫,具有特定的食物选择性和适应性。为揭示其食物选择的形成机制,测定了典型草原克氏针茅、羊草、糙隐子草和冷蒿4种优势牧草的黄酮、萜类、生物碱、酚类和单宁5种次生代谢物含量,并研究了这些次生代谢物对亚洲小车蝗生长发育及关键解毒酶活性的影响。结果表明,冷蒿、羊草中5种次生代谢物含量最高(P0.05),克氏针茅中含量最低(P0.05);与冷蒿、羊草处理相比,克氏针茅处理的亚洲小车蝗存活率、发育速率、生活力最高(P0.05),氧自由簇(ROS)浓度、解毒酶活性、保护酶活性最低(P0.05);克氏针茅作为最优食物资源,最利于亚洲小车蝗的生长发育和发生。该研究对于揭示蝗虫-植物特异性关系的形成机理,指导亚洲小车蝗的科学防控具有重要意义。     

松嫩平原农牧交错区绵羊放牧系统粗饲料的链烷特征

链烷是一类普遍存在于植物表皮蜡质中的饱和直链碳氢化合物,应用链烷技术可以测定放牧动物采食量和食性组成,本试验采用气相色谱法对松嫩平原农牧交错区绵羊放牧系统(人工和天然羊草草地、玉米和大豆农田残茬)中主要粗饲料的链烷含量和特征进行了分析,以期为农牧交错区放牧绵羊营养研究提供基础数据。试验结果表明,松嫩平原草地和农田残茬饲料资源所含的链烷具有明显的种间特征,在C₂₁~C₃₅链烷之间,奇数链烷的含量总体上高于偶数链烷的含量,不同生长时期的全株羊草、5月份的野稗和碱蒿、5和8月份的苣荬菜、8月份的狗尾草、大豆和玉米残茬的茎、叶、荚中均以C₃₁含量最为丰富,马蔺C₂₉含量最为丰富,而羊草穗、7月份野稗、8月份的碱蒿以C₂₇含量最为丰富。     

刈牧强度对羊草草地植被数量特征影响的研究

两年的草地刈割模拟放牧试验表明：随着刈割强度的增大,羊草优势种的地位逐渐丧失,羊草、克氏针茅、扁蓿豆等优良牧草重要值下降,菊科、蔷薇科等植物重要值增加;草地植被总盖度变化不明显,在重度处理下也能达到78.75%,但羊草分盖度下降明显;羊草密度下降,糙隐子草、猪毛蒿密度增加（p〈0.05）,群落密度变化不显著（p〉0.05）;物种丰富度指标物种数和Margalef指数、多样性指标Simpson指数和Shannon-Wiener指数、均匀度Pielou指数的变化趋势相同,随刈割强度的增大而增大;冠层指标中,叶面积指数随刈割强度的增大而降低,散射辐射透过率却随之增强（p〈0.05）。     

典型草原4种优势种牧草次生代谢物对亚洲小车蝗解毒酶活性的影响

亚洲小车蝗是我国北方草原重要害虫,具有特定的食物选择性和适应性。为揭示其食物选择的形成机制,测定了典型草原克氏针茅、羊草、糙隐子草和冷蒿4种优势牧草的黄酮、萜类、生物碱、酚类和单宁5种次生代谢物含量,并研究了这些次生代谢物对亚洲小车蝗生长发育及关键解毒酶活性的影响。结果表明,冷蒿、羊草中5种次生代谢物含量最高(P<0.05),克氏针茅中含量最低(P<0.05);与冷蒿、羊草处理相比,克氏针茅处理的亚洲小车蝗存活率、发育速率、生活力最高(P<0.05),氧自由簇(ROS)浓度、解毒酶活性、保护酶活性最低(P<0.05);克氏针茅作为最优食物资源,最利于亚洲小车蝗的生长发育和发生。该研究对于揭示蝗虫-植物特异性关系的形成机理,指导亚洲小车蝗的科学防控具有重要意义。     

锡林郭勒几种草地类型基况评价

在草甸草原、典型草原及荒漠草原选取具代表性的草地型,通过当前植被草群产量中增加种、减少种及侵入种所占比例的多少将草原基况分为优秀、良好、中等、低劣四个等级,以评价草地资源的自然属性。研究结果表明:羊草 贝加尔针茅草地型基况优良,克氏针茅 糙隐子草草地型基况良好,冷蒿 克氏针茅草地型基况中等偏上,小针茅 无芒隐子草草地型基况中等。     

围封年限对典型草原群落结构及物种多样性的影响

针对退化草地恢复与合理利用问题,选取生长季围封调制干草,其他时间轻度放牧利用的草地为研究对象,同时选取自由放牧草地为对照,进行不同围封年限群落结构及植物多样性的比较研究。结果表明,重度退化草地采用生长季围封措施后,群落生产力与物种多样性增加,群落结构和各物种的优势地位发生较大改变。随围封年限的延长,群落盖度与密度增加,到１４年达最大,之后降低,高度和产量持续增加,围封２５年达最大。草地由星毛委陵菜＋冷蒿＋克氏针茅演替为羊草＋ 糙隐子草＋ 麻花头。经５ 年围封,物种的丰富度、均匀度和多样性增加。随围封年限的延长,物种丰富度继续增加,到围封１４ 年达最大,但由于围封１４ 年后形成以羊草为单优势种的群落,物种均匀度及多样性降低。之后,随围封年限的继续延长,群落逐步趋于稳定,均匀度和多样性增加。群落相似性分析证明,采用生长季围封措施后,围封样地与未围封对照间的相似性降低,表明围封在改变群落的环境条件上也具有较好的效果。生长季围封调制干草,其他时间轻度放牧利用的管理方式可保证退化草地在一定程度上得到恢复,综合考虑群落结构、产量及物种多样性,认为１４年是较适宜的围封年限。     

内蒙古细毛羊日食量及对典型草原牧草的选食性测定

家畜对牧草的选食系数及基季节变化是草场评价和放牧决策的基础,家的采食量是评估草平衡的基本参数,在内蒙古典型草原区,对内蒙古细毛羊日食量与牧草无穷生测定表明,其日采食胆整个生长季平均为２．０６ｋｇ干物质,其季节动态为春季低,夏季高,秋季居中,在所研究草场上选食羊草、扁蓿豆、双齿葱、木地肤和糙隐子草等,而避弃大针茅、寸草 和星毛委陵菜等,为合理放牧提供了依据。     

星毛委陵菜乙醇浸提物化感作用的研究

用土壤营养成分分析法及室内生物检测方法,研究星毛委陵菜(Potentilla acaulis)退化草地主要植物斑块土壤的营养成分,以及星毛委陵菜地上、地下部分的乙醇浸提物对4种受体植物克氏针茅(Stipa krylovii)、羊草(Leymus chinensis)、冰草(Agropyron cristatum)和冷蒿(Artemisia frigida)幼苗生长的影响,以期从化学生态学角度阐明星毛委陵菜作为草原沙化的阻击者,对典型草原优势植物种群存在的化感作用。结果表明:星毛委陵菜斑块土壤的营养成分除有效氮含量低于冷蒿斑块土壤外,其他营养成分含量均最高;星毛委陵菜地上、地下部分乙醇浸提物的化感效应因受体植物和浸提物浓度不同而存在显著差异。星毛委陵菜地上、地下部分浸提物均显著抑制克氏针茅幼苗的生长(P＜0.05),且随着浸提物浓度的增大抑制作用增强;对羊草和冷蒿幼苗生长具有"低促高抑"的效应:浓度≤0.004 g·mL^-1时促进羊草和冷蒿幼苗苗的伸长生长,浓度＞0.004 g·mL^-1时则表现为抑制作用;浓度为0.002 g·mL^-1时,地上部分浸提物能够促进冰草幼苗苗和根的伸长生长。星毛委陵菜乙醇浸提物对受体植物幼苗根生长的抑制作用要大于对幼苗苗生长的作用,并且星毛委陵菜地下部分的化感作用大于地上部分的。对星毛委陵菜化感作用最敏感的植物是克氏针茅,其次是羊草、冷蒿和冰草。     

天然羊草草地绵羊采食的季节变化

饱和链烷技术在国际上已被认为是估测家畜采食组分最为准确的方法，并且随着额外指示剂长链醇和长链酸的引入，进一步完善了该技术，使得对复杂采食组分的估测成为可能。本试验中利用饱和链烷与长链醇或长链酸的适当组合对绵羊在天然羊草（Leymus chinensis）草地的采食组分进行了测定。结果表明，在整个放牧季羊草、苔草(Carex duriuscula)和碱蓬(Suaeda heteroptera)为主要采食组分，但具有明显的季节性差异。6月，碱蓬所占比例最大，其次为羊草和苔草；7月，绵羊对苔草和碱蓬的采食出现大幅下降，而对羊草的采食出现大幅上升；8月，苔草成为最主要的采食组分，对羊草的采食降至放牧季最低，碱蓬的比例明显增加；其他草种如滨藜（Atriplex patens）、蒲公英（Taraxacum mongolicum）、芦苇（Phragmites communis）等为微量组分或采食比例不大。这种采食差异与草地植被的水平和垂直分布密切相关，而且采食植物的适口性在一定程度上也会影响家畜采食。另外，采食比例较大的植物组分，如羊草，择食指数并不高甚至表现为避食，而采食比例较低的植物，如芦苇、滨藜等，择食指数则较高。     

过度放牧对羊草杂类草群落种的构成和现存生物量的影响

主要分析了典型草原区的羊草Leymus chinensis杂类草草甸草原的土壤及植物群落随放牧强度梯度的变化,结果表明,随放牧压力的增大,表层土壤密度显著性增加,而表层土壤水分变化不明显。重度放牧区地上现存生物量高于中度放牧区,低于轻度放牧区。轻度放牧区的现存生物量与中度放牧区和重度放牧区,存在极显著性差异（P＜0.01）。其演替序列为：羊草草原+杂类草→羊草+糙隐子草Cleistogenes squarrosa+寸草苔Carex duriuscula→糙隐子草+大针茅Stipa grandis+米氏冰草Agropyron michhnoi→糙隐子草+星毛委陵菜Potentilla acaulis+冷蒿Artemisia frigida。因此,退化草原的植物组成取决于利用方式和强度,同时受生境条件的制约。其典型草原区的羊草杂类草草甸草原的演替序列介于典型草原与草甸草原两者之间。     

刈割和养分回添对羊草草原植物群落生物量及其构成的影响

基于2011年开始的养分回添控制试验,研究锡林郭勒盟草原羊草+克氏针茅+糙隐子草群落在不同肥料(氮、植物割取部分和有机质)对羊草割草场植物群落地上生物量的影响。结果表明:与不刈割相比,刈割+有机质回添、刈割+植物回添和刈割处理显著降低了植物群落地上生物量,但刈割+N素回添处理生物量并没有显著降低。4种处理均增加杂类草和一、二年生植物的地上生物量。与单纯刈割相比,刈割+植物回添处理可增加根茎禾草生物量;刈割+N素回添处理显著增加丛生型禾草地上生物量。与单纯刈割相比,刈割+植物回添处理增加了羊草(Leymus chinensis)种群地上生物量,刈割+N素回添处理增加克氏针茅(Stipa krylovii)种群地上生物量并显著增加糙隐子草(Cleistogenes squarrosa)生物量。这说明养分回添对植物群落地上生物量的影响,不仅与所施肥料种类和施肥量有关,还与该草原植物群落物种组成有关。