高寒草甸草地与其退化产物——“黑土滩”生物多样性和群落特征的初步研究

依据草地退化特征将高寒草甸草地退化产物－－“黑土滩”草地划分为６个等级，研究了各级蜡地的物种多样性和植物群落特征，中度退化的“黑土滩”草地（秃斑地面积占２７．６％）物种多样性和均匀性较大，为３．２３４和１．１１５．随草地退化程度的加大，秃斑地面积比例和毒杂草比例有明显增加的趋势（Ｐ〈０．０１）；原生植被嵩草属植物优势度和草地活根量（３０ｃｍ）趋于明显减少（Ｐ〈０．０１）；群落产量在各级草地内变化不     

江河源区"黑土滩"退化草地秃斑与鼠洞的分形特征

近年由于自然和人为因素的双重影响,导致三江源高寒草甸发生不同程度的退化.综合分析草地土壤斑块(鼠洞和秃斑)形成的规律,对揭示高寒草甸退化机理极为重要.于2009年7-8月对高寒草甸在不同退化梯度下的标志之一--土壤斑块(鼠洞和秃斑)特征进行了调查与分析.结果表明:重度退化区斑块多样性指数是中度退化区的5.14倍;中度退化区秃斑斑块密度为鼠洞的2.83倍,而重度退化区样线上鼠洞的个数是秃斑的2.8倍;重度退化区中、低和亚低坡是鼠害高发区,各坡段鼠洞总面积和鼠洞破碎度指数大体呈现反变关系,鼠洞形状和分形维数与退化程度相关;各坡段秃斑总面积和秃斑破碎度指数并不严格呈现反变关系;秃斑形状与退化程度相关;在同一退化程度的尺度范围秃斑图形具有统计自相似性,不同的退化程度构成了秃斑的等级结构.由于不同斑块对于放牧侵蚀的功能不同,因此,不同斑块的不同形状特征对于土壤侵蚀的意义有待进一步探索.     

人类活动对高寒矮嵩草草甸的碳容管理分析

应用空间尺度代替时间尺度的方法研究青藏高原高寒矮嵩草草甸退化演替系列与人工草地恢复演替系列植物、土壤及植物-土壤系统有机碳分布及储量特征,以探讨该类型草地的适宜碳容管理方式。结果表明,随着草地退化程度的加剧,草地载畜能力逐渐下降;地上植物有机碳储量逐渐降低,最高值出现在禾草-矮嵩草草甸,为(145.9±6.7) g/m²;土壤有机碳储量和土壤-植物系统有机碳储量均先增高后降低,最高值均出现在矮嵩草草甸,其土壤及植物-土壤系统有机碳储量分别为(14 023.1±289.5) g/m²和(18 555.7±879.7) g/m²。对极度退化的高寒矮嵩草草甸(黑土滩-杂类草次生裸地)进行人工草地建植,随着建植年限的增加,地上植物、土壤及植物-土壤系统有机碳储量较建植前有不同程度提高。说明矮嵩草草甸是该退化演替系列中碳储能力、经济生产服务能力及生态系统稳定性配比最合理的阶段,是该退化演替系列的适宜碳容管理阶段;对黑土滩-杂类草次生裸地建植人工草地后围栏禁牧,可以明显提高草地的生态及生产服务能力,是该类草地的适宜碳容管理方式。     

不同退化程度高寒嵩草草甸基况的初步研究

以高寒嵩草草甸退化群落指标为依据,研究了青海省未退化、轻度退化、中度退化和重度退化阶段,高寒嵩草草甸植物群落的结构特征及土壤特性的差异性。结果表明:不同退化程度的高寒嵩草草甸,其地上、地下生物量,牧草高度,生草层厚度,裸斑面积,物种数,土壤含水量等呈显著差异。同未退化阶段相比,重度退化阶段的优良牧草生物量和地下生物量分别降低了43.2和10.1 g/m2。而重度退化阶段时,裸斑面积则达到最大值65 m2,土壤含水量则为最小值22.83%,鼠洞密度则随着高寒嵩草草甸退化程度的加剧,呈倒"V"变化趋势。分析表明,高寒嵩草草甸退化的结果是,由莎草科和禾本科为主的植物演替为杂类草地。     

围栏封育对“黑土型”退化高寒草甸植物群落的影响

通过对青海省河南县的不同退化程度高寒草甸3年的封育研究,结果表明:轻度退化草地封育3年后的总盖度从78%提高到98%,优良牧草产量增加156.96g/m2(52.8%),毒杂草产量减少29.7g/m2(33.1%);中度退化草地封育3年后总盖度从55%提高到79%,优良牧草产量增加151.9g/m2(96.1%),毒杂草产量减少60.0g/m2(29.4%);重度退化草地封育3年后总盖度提高了35%,可食杂类草和不可食杂类的盖度分别提高了25%和7.3%,优良牧草产量增加22.9g/m2(35.0%),毒杂草产量增加59.0g/m2(25.5%)。     

青藏高原高寒草甸的植被退化与土壤退化特征研究

对青藏高原典型高寒草甸在不同退化程度下植物群落、生物量和土壤特征的研究结果表明,随着高寒草甸退化程度加大,植被盖度、草地质量指数和优良牧草地上生物量比例逐渐下降,草地间的相似性指数减小,而植物群落多样性指数和均匀度指数在中度退化阶段最高,随着退化程度加大,呈单峰式曲线变化规律.地上总生物量在轻度退化阶段最高,在极度退化阶段最低,随着退化加剧,杂草生物量显著增加,而莎草和禾草生物量显著减少.地下总生物量(0～40 cm)、莎草和禾草地下生物量随着草地退化程度的加重而递减,杂类草地下生物量的变化则是逐渐上升,至极度退化阶段有所降低.随着退化程度加剧,分布在各层的植物根系量越来越少,地下根系具有浅层化特点.各类群地上、地下生物量之间均为正相关,达到显著水平.随着草地退化程度的加大,土壤有机质、速效磷、速效钾和交换性锰的含量以及土壤坚实度、湿度都减小,土壤容重增加.土壤速效氮含量在极度退化阶段不能满足植物生长的需要.随高寒草甸退化程度加大,有机质含量在表层土壤中流失严重.在各个退化阶段,有效锌和交换性锰的含量均能满足植物生长的需求,而有效铜含量偏低,对牧草生长不利.随着植被的退化演替,土壤退化越来越严重,土壤越来越贫瘠化.     

围栏封育对“黑土型”退化高寒草甸植物群落的影响

通过对青海省河南县的不同退化程度高寒草甸3年的封育研究,结果表明:轻度退化草地封育3年后的总盖度从78%提高到98%,优良牧草产量增加156.96g/m2(52.8%),毒杂草产量减少29.7g/m2(33.1%);中度退化草地封育3年后总盖度从55%提高到79%,优良牧草产量增加151.9 g/m2(96.1%),毒杂草产量减少60.0g/m2(29.4%);重度退化草地封育3年后总盖度提高了35%,可食杂类草和不可食杂类的盖度分别提高了25%和7.3%,优良牧草产量增加22.9g/m2(35.0%),毒杂草产量增加59.0 g/m2(25.5%).     

青藏高原退化高寒草地土壤氮矿化特征以及影响因素研究

为了明确青藏高原退化高寒草地土壤氮矿化特点以及影响因素,以高寒草甸和高寒草原为研究对象,运用原位培养法对健康与退化条件下2类型草地中土壤硝化速率、氨化速率以及氮素转化微生物、植物和土壤等因子进行了研究。结果表明:1)草地退化显著降低了高寒草甸和草原土壤净硝化速率和净氨化速率;2)草地退化降低了2类高寒草地土壤硝化细菌和氨化细菌数量,降低了土壤蛋白酶、脲酶活性;3)草地退化显著降低了NH₄-N和NO₃-N含量,降低了微生物生物量氮含量。相关分析表明,高寒草地中土壤硝化速率和氨化速率与土壤硝化细菌和氨化细菌的数量以及蛋白酶和脲酶密切相关。植物生物量、土壤含水量、有机碳、全氮含量通过影响微生物数量、微生物生物量及酶活性而成为影响土壤氮素转化的主要因素。因此,草地退化通过降低高寒草地硝化细菌和氨化细菌、土壤酶活性而降低土壤氮素转化速率和土壤有效氮的供给。     

高寒草甸退化阶段植物群落多样性与系统多功能性的联系

高寒草地在碳储量、生产力、养分循环以及涵养水源等方面的系统功能与群落生物多样性紧密相关,但现阶段大多数研究仅从少数的或单一生态系统功能与群落多样性之间的关系展开。基于此,本研究采用冗余分析和因子分析对青藏高原东缘退化高寒草甸群落进行了多功能性评价,探讨草地生态系统多功能性与植物群落多样性之间的关系。结果表明：随草地退化程度加剧,土壤多功能评价指标表现为未退化（86.61）>中度退化（25.86）>轻度退化（23.98）>极度退化（-7.51）;草地生态系统多功能性与Margalef丰富度成显著正相关关系,与Pielou均匀度指数和Shannon-Wiener指数呈显著负相关关系;退化高寒草甸植物的分布和群落结构的变化主要受到土壤总孔隙度、土壤含水量、毛管持水量和通气孔隙度等土壤功能性状的影响。综上所述,高寒地区植被退化对于生态系统的多功能性影响显著,本研究为进一步研究高寒草甸多功能性及合理保护和利用草地提供一定的理论依据和参考价值。     

称多县清水河乡典型退化草地调查研究

对玉树州称多县清水河乡典型退化草地不同退化梯度高寒草甸的群落结构持征、土壤养分和退化成因等进行了调查研究。结果表明,4种不同退化梯度的草地中,植物的物种多样性、土壤养分和含水量等均随退化程度的加剧而降低;原生植被和轻度退化草地是受害轻微的退化草地生态系统;重度退化草地和极度（“黑土型”）退化草地是受害程度极大的退化草地生态系统。     

青海湖地区紫花针茅型中度与重度退化草地地下植物量的比较研究

对青海湖地区紫花针茅型中度与重度退化草原地下植物量进行了比较研究,结果表明,中度与重度退化样地地下植物量的季节积累动态并不相同,随着退化程度加重,在草地植物地上部枯黄之前,光合产物向地下部的运转减少,根部贮藏的营养物质减少,地下与地上植物量的比值随退化程度的加重而增大。两个退化样地地下植物量的80%分布在0~20 cm土层,用y=axb能够很好描述中度与重度样地在生长季各土层平均分布的植物量及其所占比例。在40 cm深的土层中,中度与重度退化样地地下植物量每年的净生产量分别为849.6 g/m21、346.05 g/m2;周转值分别为32.45%、51.93%。     

甘肃天祝高山线叶嵩草草地的第一性物质生产和能量效率——1、群落学特征及植物量动态

甘肃天祝金强河地区高山线叶嵩草草地的地上植物量在6～11月呈单峰曲线变化,最大植物量出现在8月21日,为373.02克/米~2干物质,或336.67克/米~2有机物质(去灰分物质);净第一性生产力为340.09克/米~2年干物质,或307.97克/米~2·年有机物质。地下植物量6～10月平均为5162.66克/米~2干物质,呈U形曲线变化;净第一性生产力为780.36克/米~2年干物质,或671.15克/米~2·年有机物质,其中活根为570.91克/米~2·年干物质,或489.27克/米~2年有机物质。地上部分最大绝对生长率出现在7月20日至8月21日,平均为5.16克/米。·天干物质,之后变为负值。地下部分绝对生长率在8月21日以前为负值.最大负值出现在7月20日至8月21日,表明地上部分的最大生长对地下部分营养物质的供给有强烈的依赖性。最大相对生长率出现在5月1日至6月20日,为0.0965克/克·天干物质。表明地上部分的生长效率以生长初期最高。     

火烧对结缕草草地杂草的防控研究

在结缕草萌动前对结缕草草地进行火烧处理,研究生长季内不同月份火烧对结缕草草地杂草的控制效果。结果表明:整个生长季内火烧对结缕草草地杂草株数、植物量(地上,干重)均有较好的防控效果,平均防控效果分别为23.97%、39.90%;株数防控效果最好为5月份,为40.95%,植物量防控效果最好为10月份,为65.74%;火烧对结缕草草地杂草的防控效果在春季主要表现在防控杂草的数量(株数),在秋季主要表现在防控杂草的重量(地上植物量)。     

江河源区退化天然草地的恢复及其生态效益分析

根据天然草地退化程度的差异,采用松耙 补播 施肥 封育(退化较严重的草地)、封育 施肥(轻度退化草地)等措施,植物群落物种组成、多样性等特征值及其植被盖度发生明显变化.研究第2年结果表明,物种数封育 施肥处理最高(32种),对照居中(26种),补播 施肥处理最低(13种);多样性指数大小依次为封育 施肥(3.126)、对照(2.819)、补播 施肥(1.494);均匀度指数大小依次为封育 施肥(0.902)、对照(0.865)、补播 施肥(0.582);群落总盖度大小依次为封育 施肥(85.9%)、补播 施肥(79.7%)、对照(72.9%);补播 施肥 封育处理后地上生物量最大(460.65 g/m2),原生植被 封育 施肥处理居中(310.14 g/m2),对照最低(178.96 g/m2);地下生物量大小依次为封育 施肥(6 920.37 g/m2)、补播 施肥(1 458.96 g/m2)、对照(828.91 g/m2);补播 施肥 封育处理优良牧草较对照提高近50倍,杂草类减少82.81%,封育 施肥处理较对照良牧草比例提高48倍,杂草类比例减少80.46%.半人工草地通过灭除杂草和施肥相结合的示范试验表明:单纯进行灭杂,地上生物量减少,灭杂和施肥相结合不仅可提高地上生物量,而且可提高优良牧草的比例;不同处理区土壤养分含量各不相同,其中封育 施肥处理全氮、全碳、有机碳最高,对照居中,补播 施肥较低.     

环湖草原重度退化线叶嵩草型草地一年内地下植物量变化研究

本研究以青海湖地区重度退化线叶嵩草型草地为研究对象,采用土柱法测定地下植物量一年内的季节变化动态。研究结果显示:线叶嵩草型中度退化样地地下植物量季节变化动态呈“V”字形曲线;在牧草生长季的不同时期,随着土壤深度的增加,地下植物量的分布呈明显递减趋势,地下86.65%的植物量分布在0￣20cm深的土层中,在地下0￣40cm土层内,其根系的净生产量及周转值分别为1 190.6g/m.2a、51.33%;地下/地上植物量的值为27.22。     

青藏高原东缘珠芽蓼+线叶嵩草草地植物群落组成及生产力动态监测

对青藏高原东缘珠芽蓼+线叶嵩草草地3年的定位监测研究表明:该草地群落主要以杂类草组成,杂类草占草群密度的89.6%,是高山带典型的杂类草草甸草地,群落共有植物104种,分属18科48属,珠芽蓼、线叶嵩草为优势种,草群构成中,珠芽蓼所占比例最大,在5.7~13.4,且随生育期的延伸呈逐步上升趋势,在整个草群地上植物量的变化中,珠芽蓼处于主导地位,它的增减变化决定其他类草比率的升降。草地生产力月动态变化呈单峰形曲线,6~7月是地上植物量增长最快的时期,产量高峰出现在8月(167.24g/m2)。全年单位面积载牧量(羊单位)为1.833个/hm2,青草期月理论载牧量(羊单位个/hm2)分别为:5月5.3个,6月11.0个,7月17.8个,8月21.6个9月17.3个,10月11.3个。     

不同沙化程度草原地下生物量及其环境因素特征

为探讨草原沙化演替过程中地下生物量的变化规律,以内蒙古正蓝旗温性草原区为例,采用样地调查方法,研究了不同沙化程度草地地下生物量的垂直分布格局及其土壤环境特征。结果表明,1)草地地下生物量由土壤表层向深层急剧下降,总体呈“T”形分布,0~30 cm土层地下生物量占总地下生物量的80%以上;随着草原沙化程度的加剧,地下生物量呈显著下降趋势(P<0.05),未沙化草地、轻度沙化草地、中度沙化草地、重度沙化草地的地下生物量平均密度分别为2 598.67,2 318.45,390.26,117.25 g/m²。2)土壤温度随深度的增加而降低,30 cm以下土壤温度基本保持稳定;沙化草地深层土壤含水量略高于表层含水量,未沙化草地土壤保水能力优于沙化草地。3)在草原沙化演替进程中,土壤理化性质发生了一系列变化,与未沙化草地相比砂粒含量显著增加(P<0.05),沙化草地砂粒含量占90%以上;温性草原土壤pH值总体属于中性,各类型沙化草地间差异不显著(P>0.05);随着沙化程度的加剧,土壤有机质、全氮和速效氮含量均值较未沙化草地显著下降(P<0.05)。     

大豆播种密度对籽实产量及其构成因素影响的研究

研究了早熟18大豆品种不同播种密度对籽实产量及构成因素的影响.结果表明,播种密度与单株分枝数、单株荚数和单株籽实重呈极显著负相关(P<0.01),相关系数依次为-0.963 8,-0.970 6和-0.966 3,与茎数/m2、荚数/m2呈极显著正相关(P<0.01),相关系数依次为0.985 3和0.971 7.茎数/m2与荚数/m2呈极显著正相关(r=0.973 7,P<0.01),荚数/m2与单株籽重、单株荚数和单荚重均呈极显著负相关(P<0.01),相关系数依次为-0.967 6,-0.963 5和-0.946 2.播种密度(以株距表示)与茎数/m2补偿效应呈显著直线回归关系(P<0.05),与荚数/m2,籽实重/m2补偿效应均呈极显著三次抛物线回归关系(P<0.01).单位面积籽实重随株距增加而变化的回归方程为: W=404.270 0-0.301 7 h 4.706 1 h2-1.965 1 h3(r=0.850 3,P<0.05),以10株/m2(h=20 cm)的籽实产量最高,达427.3 g/m2,高于、低于此播种密度,单位面积籽实产量均下降.     

宁夏东部荒漠草原向灌丛地转变过程土壤微生物响应

为探究荒漠草原向灌丛地人为转变过程中土壤微生物及其酶活性的响应特征,选取宁夏东部荒漠草原近30年典型草地-灌丛地镶嵌体区域的荒漠草地、草地边缘、灌丛边缘、灌丛地为研究样地,开展各样地不同微生境（植丛和空斑）下的0~20 cm土层土壤理化性质、微生物数量、微生物生物量及其酶活性特征研究。结果显示：随转变过程各样地土壤水分、土壤有机碳、全碳、全氮以及全磷含量分别由6.84%、8.54 g·kg^-1、22.67 g·kg^-1、0.85 g·kg^-1、0.32 g·kg^-1显著下降至1.78%、5.85 g·kg^-1、6.63 g·kg^-1、0.16 g·kg^-1、0.23 g·kg^-1（P<0.05）,pH无明显变化。细菌数量呈先降后升变化,荒漠草地略高于灌丛地,真菌数量呈“下降-上升-再下降”非线性变化,灌丛地略高于荒漠草地,放线菌数量下降趋势明显。微生物生物量碳、氮含量分别由87.66、5.94 mg·kg^-1显著下降至9.94、1.85 mg·kg^-1（P<0.05）。过氧化氢酶、碱性磷酸酶、蔗糖酶和脲酶活性呈显著波动或线性下降趋势,荒漠草地均显著大于灌丛地（P<0.05）。土壤微生物特性和酶活性在各样地不同微生境均表现为植丛显著大于空斑（P<0.05）。随着植被转变过程土壤水分、全碳、全氮与土壤微生物（放线菌、土壤微生物量碳氮、过氧化氢酶、脲酶、碱性磷酸酶）呈极显著正相关（P<0.01）,土壤有机碳、全磷与土壤微生物量碳、脲酶呈显著正相关（P<0.05）,pH与土壤微生物无显著关系（P>0.05）;放线菌数量、过氧化氢酶、碱性磷酸酶和脲酶活性与微生物量碳、氮呈极显著正相关（P<0.01）,细菌、真菌数量和蔗糖酶活性与微生物量碳、氮呈正相关（P>0.05）。荒漠草原向灌丛地过渡转变过程,虽各指标存在升高、降低或过渡边界效应,但当过渡到灌丛地均显著低于荒漠草地,表明该年限灌丛地土壤微生物活性显著降低。