放牧和围封条件下草地土壤种子库特征研究

通过对比研究放牧草地、围封5年和10年草地.分析土壤种子库的种类组成、多样性特征以及种子库物种与地上植被的关系,揭示辽宁彰武地区草地围封后的土壤种子库特征.结果表明:放牧草地土壤种子库植物种数为9种,密度为(6573.15±210.14)粒·m-2:围封5年和10年草地种子库植物种数分别为9种和6种,密度分别为(9987.25±255.01)粒·m-2和(14675.16±535.72)粒·m-2.放牧草地土壤种子库群落中以1年生杂类草居多,围封草地则以多年生禾本科牧草和豆科牧草为优势种.放牧和围封5年、10年草地土壤种子库的丰富度指数分别为0.91.0.87和0.52.物种多样性指数呈现相同的变化趋势.3个样地土壤种子库与其地上植被之间相关性较低.     

划区轮牧对短花针茅荒漠草原植被及土壤的影响

采用划区轮牧试验,在宁夏盐池县四墩子短花针茅(Stipa breviflora)荒漠草原研究不同划区轮牧方式对天然草地植被及土壤的影响,并探讨不同轮牧方式下的荒漠草原的健康状况.结果表明,试验区共出现26种植物,隶属于10科19属,其中多年生牧草占绝对优势,占出现植物种的90%以上.不同轮牧方式对物种组成有一定的差异,群落优势种发生了一定的变化.不同轮牧方式对草地植被盖度、地上生物量和物种密度均有显著地影响,但各指标变化并不一致;土壤有机质含量表现为:轮牧有利于增加0~40 cm土壤有机质含量,封育有利于土壤粉粒含量的积累.选取3个植被特征指标和2个土壤特征指标对不同轮牧方式下短花针茅荒漠草原进行健康评价,各处理的健康程度排序依次为:2区轮牧>6区轮牧>4区轮牧>连续放牧>封育处理.     

基于16S rDNA基因文库的黄河三角洲盐生植被土壤细菌群落多样性研究

[目的]研究黄河三角洲光板地及2种盐生植被(獐茅和罗布麻)下土壤细菌群落结构多样性,探究其与植被演替的关系.[方法]采用细菌16S rDNA基因文库方法,各文库挑选200个阳性克隆子进行测定.[结果]光板地、獐茅和罗布麻3个文库中分别得到121、150、155条有效序列.獐茅土壤细菌的Shannon指数和ACE指数最高.土壤中检测到变形菌门(Proteobacteria)、拟杆菌门(Bacte-roidetes)、酸杆菌门(Acidobacteria)等共8门.变形菌门在光板地、獐茅土壤和罗布麻土壤中的相对丰度分别为37.45％、51.09％、37.11％,拟杆菌门分别为33.02％、3.03％、4.47％,其他细菌相对丰度均较低.[结论]3种覆被类型下土壤细菌在种群组成与分布上差异明显,变形菌为优势菌群.当盐生植被处于不同演替阶段时,土壤细菌群落结构差别较大.     

宁夏荒漠草原典型群落的植被特征及其优势植物的水分利用效率

通过系统调查宁夏盐池县研究区在雨季前后蒙古冰草(Agropyron mongolicum)、甘草(Glycyrrhiza uralensis)和短花针茅(Stipa breviflora)群落植被特征,分析研究群落生境土壤含水量、优势植物叶片的碳稳定同位素组成(carbon stable isotopic composition,δ13C)、叶片相对含水量和脯氨酸含量的变化,探讨荒漠草原植物群落特征和植物对水分利用的差异,为荒漠草原地区优良乡土牧草的筛选和利用提供理论与技术依据。结果表明:蒙古冰草、甘草、短花针茅和牛枝子(Lespedeza potaninii)为群落优势种,猪毛蒿(Artemisia scoparia)为主要伴生种,群落中C3植物居多,优势种均为C3植物。雨季期间降水量使群落物种丰富度、多样性指数及土壤含水量均明显增加。降水量对上述5种植物叶片的δ13C值、脯氨酸含量和相对含水量的影响显著,且与不同物种之间有显著的交互作用,5种植物之间也呈现显著的种间差异。其中,甘草的水分利用效率最高,蒙古冰草的抗脱水能力较强,牛枝子和猪毛蒿具有较强的渗透调节能力,短花针茅具有稳定的水分利用效率。由相关性分析可知,植物的δ13C值与土壤含水量呈极显著负相关,与叶片脯氨酸含量和相对含水量呈显著正相关。总之,降水量显著影响了群落植被物种组成数量、结构及优势植物的水分利用效率和利用方式,其中,甘草最节水,猪毛蒿和短花针茅的水分利用比较保守,蒙古冰草和牛枝子具有灵活的用水模式。     

荒漠草原不同大小“土岛”生境中短花针茅种群小尺度点格局分析

荒漠草原经过长期人为、自然等因素的干扰引起原始生境退化、破碎化,形成原生硬质灰钙土斑块并散布在广大沙化土地中,类似岛状的土被结构,我们称之为"土岛"。为研究不同大小"土岛"生境对优势种短花针茅种群空间格局的影响,2016年9月在宁夏盐池县杨寨子村选取大(200～300 m~2)、中(约100 m~2)、小(约50 m~2)"土岛"各3个,共9个"土岛",然后在每个"土岛"上选取一个2 m×2 m样方开展研究。结果表明:1)所有"土岛"上的短花针茅种群均处于老龄衰退阶段,幼龄小苗极少。2)随着"土岛"面积增大,"土岛"内部0～40 cm土层的土壤黏粉粒含量呈现增加趋势(P0.05),细砂粒含量逐渐减少(P0.05),土壤有机碳含量在不同土层均有所增加(P0.05)。3)小"土岛"上的短花针茅种群主要表现为聚集分布,随着"土岛"面积的增大,短花针茅种群的生态对策发生转变,在大、中"土岛"上变成以随机分布为主。4)在各"土岛"上,短花针茅都为优势种,随着"土岛"面积增大,短花针茅种群密度表现为先增加后减小,推测短花针茅的最适"土岛"生境面积大约为100 m~2。此次研究表明,随着"土岛"生境不断缩小,短花针茅种群点格局从随机分布变为聚集分布,种群的生存状况受到极大威胁,说明荒漠草原典型植被的这种原始生境破碎化可能会引起种群的衰退甚至消失。今后在对荒漠草原的原始植被进行保护时,首先应当保障其生境的完整性、连续性,进而保障典型植被种群的规模。     

长期增温对荒漠草原短花针茅群落组成和土壤养分及酶活性特征的影响

【目的】为了揭示长期增温对荒漠草原短花针茅群落组成和土壤养分及酶活性特征的影响.【方法】采用远红外线辐射器模拟开顶式生长室(OTCs)增温的方法,连续6年(2014～2019)对比和研究了荒漠草原短花针茅群落组成和土壤养分及酶活性对增温的响应.【结果】增温样地0～10、10～20、20～30、30～40 cm土壤平均温度均高于对照样地,在表层OTC和CK土壤平均温度相差较大,在30～40 cm,OTC和CK土壤平均温度基本一致;而平均含水量与土壤温度变化趋势相反,说明荒漠草原增温试验能够显著改变土壤温度和含水量,主要集中在表层土壤.增温样地和对照样地群落物种组成基本相同,说明增温作用没有明显的改变试验样地内植物群落组成.增温样地内Margalef丰富度指数、Shnnon-Winener指数、Sinpson指数均高于对照样地,而Pielou指数差异并不显著(P>0.05),说明温度升高使荒漠草原植物群落的均匀度增加,但并没有提高草地植物的物种多样性.增温样地内0～10、10～20、20～30、30～40 cm土壤养分含量和酶活性均高于对照样地,OTC和CK样地土壤养分含量和酶活性随着土壤深度的增加而逐渐降低趋势,在表层OTC和CK相差较大,在30～40 cm,OTC和CK基本一致.【结论】长期增温并未改变荒漠草原短花针茅的群落组成,而提高了群落丰富度指数和多样性指数,同时增加了土壤养分和酶活性,而并未改变其垂直变化规律.     

短期围封对伊犁绢蒿荒漠群落特征 及植被多样性的影响

【目的】 研究伊犁绢蒿荒漠群落数量特征、多样性对短期围封的响应规律,为退化蒿类荒漠恢复与重建提供理论依据。【方法】 以伊犁绢蒿荒漠为研究对象,通过对群落盖度、高度、密度、生物量的野外测定,并计算群落Simpson(D)、Shannon-Wiener(H)、Pielou(J)及Margalef(P)指数,研究短期围封对荒漠群落特征及其多样性的影响。【结果】 围封后,群落高度、盖度和生物量分别显著增加了89.7%,153.9%,130.8%(P<0.05),而群落密度显著降低了19.8%(P<0.05)。(2)与围封区相比,放牧区的Simpson指数和Pielou指数显著高于围封区(P<0.05),Shannon-Wiener指数略高于围封区,而Margalef指数低于围封区,但差异不显著(P>0.05)。【结论】 围封已成为恢复及重建退化草地的最有效的措施,通过围封可以提高退化荒漠植被生物量,但植被多样性指数偏低,放牧降低丰富度指数。     

冀西北坝上地区围封对植物物种多样性及生物量的影响

冀西北坝上地区为典型的生态脆弱区,为了解围封对冀西北坝上地区植被的影响,对封育林地及未封育林地草本植物层的物种多样性及其生物量进行调查研究。结果表明:围封采伐地内草本植物的科、属、种数量,以及α多样性指数均显著高于未围封林地(P0.05);围封林地内草本植物的丰富度指数高于未围封林地(P0.05),但多样性指数和均匀度指数低于未围封林地(P0.05)。3种林地的生物量具有显著差异(P0.05),以围封采伐地最高,围封林地次之,未围封林地最低,未围封林地仅为围封林地、围封采伐地的49%和23%。该地区草本植物层中具有典型草原的建群种,包括冰草(Agropyron cristatum)、羊草(Leymus chinensis)和针茅(Stipa capillata)等,且已成为该地区的优势种。由此得出结论,围封明显提高了冀西北坝上地区草本植被的物种多样性及生物量,促进了草本植被的恢复;通过围封排除外来干扰可促进该地区草本植被向地带性草原植被的演替。     

围封年限对荒漠草原群落结构及物种多样性的影响

为探明不同围封年限对荒漠草原群落结构及物种多样性的影响,揭示荒漠草原群落及植被随围封年限的变化规律,选取宁夏盐池县未围封、围封5年、8年、12年和15年的荒漠草原天然草地为研究对象,比较其群落组成、地上植被特征及物种多样性指数。结果表明:随着围封年限的增加,物种所属的科种数目呈倒V型,围封第5年达最多;一年生和多年生草本植物随围封年限的增加呈递减趋势;围封样地植被的盖度、高度及地上生物量均大于未围封样地,各围封年限之间地上生物量差异均显著(P0.05);未围封样地与围封8年、12年的Simpson多样性指数间无差异显著性,与围封5年和15年的草地间差异显著(P0.05)。围封对退化的草地生态系统有一定的改善作用,但有草地灌丛化的趋势,不利于草场发展,初次封育5年较合理,长期封育15年较适宜。     

荒漠草原矮小型针茅属建群的植物群落特征研究

为阐释荒漠草原不同矮小型针茅属为建群种的植物群落特征及其相互关系，本文以荒漠草原短花针茅（Stipa breviflora）、小针茅（Stipa klemenzii）、沙生针茅（Stipa glareosa）和戈壁针茅（Stipa gobica）植物群落为研究对象，结合建群种、共有种及群落物种的重要值特征综合分析植物群落各成员型在群落中的地位和作用。结果表明：(1)4种矮小型针茅属植物的重要值具有显著差异（P<0.05），且小针茅≥戈壁针茅≥沙生针茅>短花针茅；(2)不同植物群落中共有种的重要值具有显著差异（P<0.05），在群落中无芒隐子草（Cleistogenes songorica）和银灰旋花（Convolvulus ammannii）的作用相对较大，而猪毛菜（Salsola collina）的作用相对较小；(3)4种矮小型针茅属植物在群落中重要值的排序均较靠前，小针茅在植物群落中的重要值最大。研究结果可为荒漠草原生态保护和可持续管理提供理论指导和数据支撑。     

Effects of Rest Grazing on Organic Carbon Storage in Stipa grandis Steppe in Inner Mongolia,China

This study was aimed to evaluate the potential effects of rest grazing on organic carbon storage in Stipa grandis steppe of Inner Mongolia, China. Using potassium dichromate heating method, we analyzed the organic carbon storage of plant and soil in Stipa grandis steppe after rest grazing for 3, 6, and 9 yr. The results indicated that as the rest grazing ages prolonged, the biomass of aboveground parts, litter and belowground plant parts (roots) of the plant communities all increased, meanwhile the C content of the biomass increased with the rest grazing ages prolonging. For RG₀, RG_3a, RG_6a, and RG_9a, C storage in aboveground vegetation were 60.7, 76.9, 82.8 and 122.2 g C m⁻², respectively; C storage of litter were 5.1, 5.8, 20.4 and 25.5 g C m⁻², respectively; C storage of belowground roots (0–100 cm) were 475.2, 663.0, 1 115.0 and 1 867.3 g C m⁻², respectively; C storage in 0–100 cm soil were 13.97, 15.76, 18.60 and 32.41 kg C m⁻², respectively. As the rest grazing ages prolonged, the organic C storage in plant communities and soil increased. The C storage of belowground roots and soil organic C was mainly concentrated in 0–40 cm soil body. The increased soil organic C for RG_3a accounted for 89.8% of the increased carbon in vegetation-soil system, 87.2% for RG_6a, and 92.6% for RG_9a. From the perspective of C sequestration cost, total cost for RG_3a, RG_6a, and RG_9a were 2 903.4, 5 806.8 and 8 710.2 CNY ha⁻¹, respectively. The cost reduced with the extension of rest grazing ages, 0.15 CNY kg⁻¹ C for RG_3a, 0.11 CNY kg⁻¹ C for RG_6a and 0.04 CNY kg⁻¹ C for RG_9a. From the growth characteristics of grassland plants, the spring was one of the two avoided grazing periods, timely rest grazing could effectively restore and update grassland vegetation, and was beneficial to the sustainable use of grassland. Organic C storage for RG_9a was the highest, while the cost of C sequestration was the lowest. Therefore, spring rest grazing should be encouraged because it was proved to be a very efficient grassland use pattern.     

围栏封育对盐池荒漠草原植被群落特征的影响

通过对盐池县不同立地类型围栏内外封育3年的荒漠草原植被数量特征及多样性研究,结果表明:围栏后,荒漠草原草本植物密度围栏内比围栏外增加了2～10株/m2、盖度增加5%～38%。草原围栏内产草量比围栏外增加了560～2 077.7 kg/hm2,固定沙地白沙蒿的减少使得围栏外产草量比围栏内高594.8 kg/hm2;围栏封育后荒漠草地植物的群落结构发生了很大的改变,围封草地上的退化指示植物逐渐从群落中退出,多年生禾本科植物增加。植物群落Shannon-Wiener指数增加,Pielou、Partrick和Simpson指数都发生了变化,群落植被的丰富度得以改善,优势植物的优势地位也逐渐明显,而且植被分布也趋向均匀稳定。     

绢蒿荒漠草地两种主要植物的生态化学计量特征分析

【目的】研究退化伊犁绢蒿荒漠草地恢复后,主要植物的生态化学计量特征的变化,为干旱区草地恢复提供理论依据。【方法】以该草地的建群种伊犁绢蒿(Seriphidium transiliense)和伴生种木地肤(Kochia prostrata)为对象,分析两种植物的C、N、P、K含量及计量比以及放牧和封育条件下,两种植物的生态化学计量特征,研究两种植物的养分利用策略以及封育对两种植物的生态化学计量特征的影响。【结果】伊犁绢蒿的P(0.82 g/kg)极显著高于木地肤的P(0.58 g/kg),伊犁绢蒿的N(15.11 g/kg)、K(13.06 g/kg)含量和N/P(22.46)极显著低于木地肤的N(25.14 g/kg)、K(21.17 g/kg)含量和N/P(43.75)。封育改善了荒漠草地植物的生长环境,但与放牧相比,伊犁绢蒿与木地肤的C、N、P、K含量及元素计量比变化不显著。【结论】伊犁绢蒿与木地肤的养分利用策略不同,伊犁绢蒿以吸收利用P为主,木地肤以吸收利用N和K为主,伊犁绢蒿的生长率高于木地肤。封育对荒漠草地两种植物的生态化学计量特征影响不显著。     

禁牧条件下不同类型草地群落结构特征

利用幂乘方法则模型探讨了鄂尔多斯3种不同类型草地在禁牧情况下的群落结构特征,包括物种组成、物种多样性、生物量和空间分布规律.结果表明:幂乘方法则在解析鄂尔多斯不同类型草地的空间异质性时具有很好的吻合性;羊草(Leymus chinensis)草地、芨芨草(Achnatherum splenfens)草地和油蒿(Artemisia ordosica)灌丛草地均比随机分布呈现了较强的空间异质性,群落整体的空间异质性指数表现为油蒿灌丛草地＞羊草草地＞芨芨草草地;群落整体的物种多样性指数为油蒿灌丛草地＞羊草草地＞芨芨草草地;L-样方(50cm×50cm)内的平均物种数和物种多样性指数均表现为羊草草地极显著地高于油蒿灌丛草地,油蒿灌丛草地又极显著地高于芨芨草草地(P＜0.001);L-样方内的平均生物量表现为油蒿灌丛草地极显著地高于芨芨草草地(P＜0.001),而羊草草地与油蒿灌丛草地以及芨芨草草地之间没有显著性差异;这3种类型的草地其L-样方内的平均生物量和物种多样性指数都随着群落整体空间异质性指数的增大而增大.     

新疆山地草甸植被群落特征及养分含量对围封和放牧的响应

【目的】 研究新疆山地草甸草地的植被群落特征和养分含量对围封和放牧的响应规律,分析其在不同生长季的动态变化规律,为退化草甸的恢复和科学管理提供理论依据。【方法】 在围封(5 a)与放牧条件下,以新疆山地草甸草地为对象,采用野外调查取样和室内分析相结合的方法,测定整个生长季(5~8月)的草地群落物种组成、数量特征、植物多样性以及牧草养分。【结果】 (1)围封和放牧条件下,禾本科植物在山地草甸草地中均占重要地位,其重要值分别为46.48%和26.91%,而在放牧区退化指示植物(如草原老鹳草、草原糙苏和紫花鸢尾等)所占比重增加;但围封降低了植物多样性。(2)植物群落数量特征对围封和放牧的响应明显,围封区群落植被密度、高度、盖度、地上生物量(7~8月)和地下生物量(0~10 cm)均高于放牧区。(3)与围封区相比,放牧区牧草粗纤维含量在生长季前期(5月)显著降低了18.95%,而牧草粗蛋白含量在生长季中期(6月)显著提高了的8.37%。【结论】 围封能提高草地的数量特征,增加优质牧草的比例,有效恢复退化草甸草地,但不利于植物多样性的维持;而在生长季前期适度放牧有利于提高群落的牧草品质。     

白牦牛放牧强度对高寒草原植物群落物种多样性的影响

采用典型样地调查方法,对地处青藏高原东北缘的天祝地区3个典型白牦牛放牧地的夏季、冬季牧场进行植被调查,运用多样性、丰富度、均匀度、优势度指数对高寒草原植物群落进行物种多样性测度.结果表明,夏季牧场的放牧强度乌鞘岭(40.05头.d/hm2)>岱乾(14.7头.d/hm2)>南泥沟(11.25头.d/hm2),而它们的群落物种多样性指数分别是(1.44±0.321),(1.68±0.095)和(2.03±0.022).说明随着放牧强度的增加物种多样性指数逐渐降低.乌鞘岭、岱乾、南泥沟的物种丰富度指数分别是(1.29±0.05),(1.81±0.203)和(2.14±0.066);均匀度指数分别为(0.4±0.103),(0.43±0.115)和(0.55±0.034).3个夏季牧场的丰富度指数、均匀度指数和物种数的变化趋势与物种多样性指数的变化趋势相一致.冬季牧场的放牧强度南泥沟(320.55头.d/hm2)>岱乾(259.2头.d/hm2)>乌鞘岭(40.05头.d/hm2),而它们的物种多样性指数分别是(1.63±0.122),(1.74±0.052)和(1.44±0.321),即物种多样性指数,岱乾>南泥沟>乌鞘岭.南泥沟、岱乾和乌鞘岭的物种丰富度指数分别是(1.87±0.078),(1.91±0.082)和(1.28±0.05);均匀度指数分别为(0.41±0.085),(0.38±0.036)和(0.4±0.010 3).3个冬季牧场的丰富度指数的变化趋势与物种多样性指数的变化趋势相一致.随着放牧强度的增强,群落物种的多样性、丰富度、均匀度均有所降低,高寒草原植物群落结构越简单,原生优势物种逐渐被适口性较差的物种替代,优良牧草种数减少.     

围封对希拉穆仁草原植被和土壤种子库的影响

围栏封育有利于受损草地生态系统的恢复。通过在希拉穆仁草原进行5年的围封试验,对样地的植被和土壤种子库进行连续监测的方法,研究围封对退化草地的地上植被与土壤种子库的综合修复效果。结果表明:①围封样地植被产量、盖度和高度等生产性能明显高于重牧样地。种类数和Shannon-Wiener生物多样性指数则围封样地低于重牧样地。围封样地中克氏针茅和羊草等优质牧草占优势,重牧样地中冷蒿、银灰旋花和猪毛菜等劣质牧草占优势。②降水量是影响年际间土壤种子库状况的主要因素。围封可促进草地土壤中各种植物种子的积累。围封样地土壤种子库中克氏针茅占多数,重牧样地劣质牧草种子占多数。围封可提高草地生产性能和土壤种子库的积累,但长此以往不利于草地生物多样性,因此应适当中轻度放牧以提高草地的生物多样性。     

退化高寒干旱草地植物群落多样性特征

对青海省三角城种羊场的高寒干旱草地植物群落多样性特征进行了调查研究,结果表明,随退化程度的加剧,放牧草地的群落物种组成、结构和植被群落多样性发生了重大改变。在长期的放牧利用过程中,草地群落的优势物种由原始的赖草、早熟禾逐渐演变为紫花针茅,其伴生种也发生了明显的相互更替。随着草地退化程度的加重,群落的植物多样性和物种丰富度及均匀度都明显的随之降低,而群落的优势度逐步增大。而围栏封育的草地物种多样性、丰富度和均匀度均显著低于适度放牧利用的草地。因而,对于高寒干旱草地,适度的放牧利用有利于群落物种丰富度和多样性的提高,过度放牧势必导致植被群落的逆向演替,长期的围栏封育并不利于物种多样性和丰富度的提高。     

豫西地区红富士苹果叶片养分含量与果实品质的关系

[目的]揭示苹果叶片营养元素含量与果实品质之间的关系。[方法]对豫西地区22个苹果园红富士苹果叶片N、P、K含量和果实硬度、总糖含量、可滴定酸含量、糖/酸进行了分析。[结果]叶片N、P、K含量分别为(21.52±3.30)(、2.37±0.41)(、9.72±1.68)g/kg,Fe、Mn、Cu、Zn含量分别为(99.06±17.32)(、32.22±6.53)(、3.38±0.53)(、26.51±5.58)mg/kg;果实硬度、总糖含量、可滴定酸含量、糖/酸分别为(11.13±0.98)kg/cm2(、113.7±8.2)g/kg(、2.35±0.20)g/kg(、48.81±4.98)。叶片养分含量与果实品质的相关分析和通径分析表明,K含量分别与硬度、总糖含量和糖/酸呈显著正相关,Fe含量与硬度呈显著负相关。[结论]对果实硬度和糖/酸影响最大的是叶片K和Fe的含量,其他元素对果实品质的影响相对较小。