伊犁绢蒿荒漠群落特征及植物多样性对短期封育的响应

【目的】研究封育对草地群落特征和植物多样性的影响规律,为该类退化草地恢复治理和科学经营提供理论依据。【方法】以玛纳斯县封育3a的伊犁绢蒿荒漠草地为对象,采用野外调查取样的方法,测定不同生长季(5月、7月和9月)围栏内外的群落数量特征,计算植物多样性指数。【结果】(1)与放牧区相比,伊犁绢蒿荒漠草地短期封育(3a)后群落高度、盖度和生物量分别显著提高52.55%~91.80%,40.28%~108.75%和44.36%~75.32%(P<0.05),但植物多样性指数对封育的响应较小;(2)5月围栏内外的群落盖度、密度、Margalef指数、Shannon-Wiener指数和Simpson指数均显著高于7月和9月(P<0.05),群落高度均显著低于7月和9月(P<0.05),而围栏内外生物量在月际间差异不显著(P>0.05)。【结论】短期封育(3a)有利于退化伊犁绢蒿荒漠草地植被的恢复,但对植物多样性影响相对较小。     

放牧对山地草甸草地植物多样性与生产力关系的影响

【目的】 研究不同放牧强度下,山地草甸草地植物群落变化,为合理利用该类草地提供科学依据。【方法】 2016~2018年连续3年采用野外取样和室内分析相结合的方法,以天山北坡中段山地草甸草地为研究对象,设置轻度放牧(LG)、重度放牧(HG)和无放牧对照(CK),分析山地草甸草地植物群落数量特征、多样性指数,以及多样性指数与地上生物量间的关系。【结果】 (1)不同放牧强度下山地草甸草地以多年生草本植物为绝对优势,主要优势种有细果苔草(Carex stenocarpa)、溚草(Koeleria cristata)、针茅(Stipa capillata)、醉马草(Achnatherum inebrians);在重度放牧(HG)条件下,家畜首先采食适口性较好的植物,群落中适口性好的植物数量减少,群落优势地位逐步被有毒植物醉马草所替代。(2)CK与LG、HG条件下,随着放牧强度的增加,2016~2018年间植物群落地上生物量、群落高度和盖度呈下降趋势(P<0.05);群落密度在2016~2017年间呈下降趋势(P<0.05)。(3)随着放牧强度的增加,植物群落物种Shannon-Wiener多样性指数、Simpson优势度指数和Pielou均匀度指数均下降趋势,表现为CK＞LG＞HG;2016~2017年CK、LG、HG之间差异不显著(P＞0.05),2018年CK与LG、HG之间差异显著(P＜0.05)。(4)植物群落Pielou均匀度指数、Shannon-Wiener多样性指数和Margalef丰富度指数与地上生物量在LG、HG和CK条件下,均呈现正线性相关关系(P＜0.05)。【结论】 不同放牧强度下,山地草甸植物群落Simpson优势度指数、Pielou均匀度指数和Shannon-Wiener多样性指数随放牧强度的增加而降低;群落地上生物量与均匀度指数、多样性指数和丰富度指数均有显著的正线性相关关系(P<0.05)。     

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。     

新疆野生梯牧草种质资源分布与保护利用

【目的】 研究野生梯牧草在新疆的地理分布与种的分布区形成和结构、群落特征以及开发利用与保护,为新品种选育、种质创新、种质保护提供基础材料和科学依据。【方法】 以新疆野生梯牧草(Phleum. pratense L.)为研究对象,调查种质资源的分布、群落学特征。【结果】 (1)新疆是我国野生梯牧草分布的重要区域,集中分布于天山山地的中段和西段海拔1 900～2 200 m山地草甸植被中;(2)梯牧草在天然草地中数量极少,在群落中常以伴生种和偶见种出现,少有以优势种出现的种群分布;(3)在天然草地中,梯牧草种群个体空间分布多数地段呈聚集分布,随机分布形式较少。【结论】 新疆野生梯牧草具优异的种质资源特性,有重要的开发利用价值。     

天山中段主要草地类型牧草饲用价值评价与动态分析

【目的】研究放牧条件下草地群落质量动态。【方法】采用连续定位测定方法,分析1985~2001年间植物群落牧草饲用价值动态。【结果】（1）饲用价值评定上,荒漠草原草地植物群落中,良等牧草是群落植物组成的主体,占群落历年平均地上生物量的80.1%;草原草地植物群落中,优等牧草与良等牧草占群落地上生物量的59.5%;草甸草地组成群落牧草的饲用价值较低,中、低等牧草占历年平均值的91.6%。（2） 牧草饲用价值动态上,各类型草地牧草的地上生物量均处于波动状态之下,草地类型不同,群落植物的消长变化规律不同,群落中饲用价值高的类群要较低的类群年变率大。【结论】（1）草地群落牧草饲用价值不稳定,受组成群落各类牧草地上生物量的波动影响较大;（2）3类草地牧草不同类群的数量消长模式,各年度间始终处于连续的波动状态,且年度之间波动系数、年变率较大;（3）山地荒漠草原、山地草原草地的波动具有可逆性,而山地草甸主要类群饲用价值变化,不具备可逆性,是过度利用导致群落饲用价值退化的表现。     

短期封育对博乐绢蒿荒漠群落特征和碳密度的影响

【目的】研究封育对荒漠草地群落特征和物种多样性影响,分析生态系统碳库对草地封育的响应规律,为退化荒漠草地的修复和科学管理提供科学依据。【方法】以新疆博乐绢蒿荒漠为研究对象,采用野外调查和室内分析相结合的方法,对封育4 a的荒漠草地群落数量特征、物种多样性和生态系统碳库(生物量碳库,凋落物碳库和土壤碳库)测定分析。【结果】(1)与自由放牧区(FG)相比,封育4 a后博乐绢蒿荒漠草地的植被高度、盖度、密度、多样性指数、均匀度指数和丰富度指数降低了6.2%~48.4%(P>0.05)。(2)封育不利于生物量的积累,茎、枯落物和地下(0~100 cm根系)生物量封育后显著下降了18.6%~31.1%(P<0.05),但根冠比没有显著变化。(3)封育降低了博乐绢蒿荒漠草地地上生物量碳密度、表层土壤有机碳含量,且土壤上层(0~50 cm)有机碳密度降低幅度为53.5~233.6 g/m²。【结论】短期封育不利于博乐绢蒿荒漠草地生物多样性的维持和生态系统碳库的积累,在封育措施的基础上配合施肥、补播等其他恢复措施。     

不同利用方式对天山北坡中段山地草甸草地植物生物量分布的影响

【目的】研究游牧放牧与定居放牧不同利用方式下山地草甸草地植物群落地上生物量与地下生物量的变化规律,为提高山地草甸草地生产力及确定合理的放牧方式提供依据。【方法】采用野外实地调查取样的方法,以天山北坡山地草甸草地为对象,分别在游牧放牧区和定居放牧区设置轻度放牧(Light grazing,LG)和重度放牧(Heavy grazing,HG)2种放牧强度,围栏打草场(未放牧区)为对照(Check test),分析2种放牧方式下植物群落地上生物量与地下生物量的分布。【结果】(1)在LG和HG下,不同利用方式下植物群落地上总生物量有显著差异(P<0.05)。游牧放牧和定居放牧在不同放牧强度下植物群落地上总生物量大小均为CK>LG>HG;除杂类草外,多年生禾草、多年生豆科草、多年生莎草地上生物量随放牧强度增加呈逐渐减少趋势。游牧放牧区与定居放牧区多年生莎草和杂类草地上生物量在LG下有显著差异(P<0.05),多年生豆科草地上生物量在HG下具有显著差异(P<0.05)。(2)在CK和LG下,不同放牧方式下土层0~10、10~20、20~30 cm的植物群落地下生物量有显著差异(P<0.05),且定居放牧区植物群落地下生物量比游牧放牧区分别高出36.79%、31.55%、27.38%。游牧放牧区植物群落地下生物量范围在743.99~1 229.83 g/m²;定居放牧区植物群落地下生物量分布范围在864.33~1 550.95 g/m²。(3)在LG和HG下,不同利用方式下植物根冠比有显著差异(P<0.05),定居放牧区植物群落根冠比游牧放牧区分别高出19.38%、9.91%。在不同放牧强度下,游牧放牧区和定居放牧区植物群落根冠比由大到小依次为HG>CK>LG。【结论】山地草甸草地的不同利用方式改变了植物群落地上、地下生物量的分布,定居放牧方式下植物群落地上、地下总生物量显著高于游牧放牧方式(P<0.05)。     

游牧与定居放牧下山地草甸草地植物群落特征分析

【目的】研究游牧与定居放牧2种方式对天山北坡中段山地草甸草地植物群落数量特征及多样性的影响,为该区域冬季牧场合理利用提供理论依据。【方法】以天山北坡中段昌吉市阿什里哈萨克民族乡的冬季牧场为对象,在游牧与定居放牧2种处理下分别设计轻度放牧、重度放牧2个放牧强度,无放牧区(围栏打草场)作为对照,采用野外实地调查取样的方法,测定分析草地植物群落种类组成、植物重要值、地上现存量及植物多样性指数。【结果】随着放牧强度的增加,植物种类数量变化表现定居>游牧,植物群落种类组成发生了明显改变,禾本科和豆科等植物重要值下降,群落优势种逐步被杂类草及醉马草等取代;植物高度、盖度、密度和地上现存量变化表现定居>游牧,植物盖度和地上现存量在游牧与定居放牧区存在显著差异(P<0.05),2个指标差异性均在定居显示最高;Margalef丰富度指数、Pielou均匀度指数、Shannon-Wiener多样性指数和Simpson生态优势度指数变化表现为定居>游牧,但两者差异不显著(P>0.05)。【结论】游牧和定居放牧影响天山北坡中段山地草甸冬季牧场植物群落基本特征。与定居放牧区相比,游牧区植物高度、盖度、密度和地上现存量随着放牧强度的递增逐步降低降幅分别为23.45%、7.43%、9.42%和13.57%;植物高度、密度、盖度和地上现存量均在游牧区处于较低水平,α多样性指数均在游牧区达到最低值。定居轻度放牧下植物种类数量最多,植物多样性和生态优势度维持在较高水平。     

放牧强度对草甸草原植物群落特征及营养品质的影响

【目的】 植物群落特征是草地生态系统功能变化的敏感指标,是判别干扰条件下植被退化的重要生态学指标之一。研究不同放牧强度下温性草甸草原植物特征及品质变化情况,以了解放牧作用下草原植物退化的过程和机制,为退化草地生态恢复提供理论依据。【方法】 以呼伦贝尔草甸草原肉牛控制放牧试验为平台,分析6种不同放牧强度（对照区G0.00:0,轻度放牧G0.23:0.2 cow.AU/hm²,较轻度放牧G0.34:0.34 cow.AU/hm²,中度放牧G0.46:0.46 cow.AU/hm²,较重度放牧G0.69:0.69 cow.AU/hm²,重度放牧G0.92:0.92 cow.AU/hm²）下温性草甸草原植物群落数量特征、多样性、功能群与营养品质的变化,并探讨他们之间的相关性。【结果】 放牧强度大于0.34 cow.AU/hm²时,群落盖度、群落高度、群落地上生物量、原有优势植物（羊草(Leymus chinensis))和贝加尔针茅(Stipa baicalensis)）生物量、地下生物量、枯落物生物量均呈现显著降低（P<0.05）,退化指示植物生物量（冷蒿、二裂委陵菜、星毛委陵菜和寸草苔）显著增加（P<0.05）;随着放牧强度的增加,群落α多样性指数呈现先升高后降低的趋势,放牧强度为0.34—0.46 cow.AU/hm²时,草地群落α多样性指数最高,符合中度干扰假说;植物功能群禾本科植物及其优势植物重要值随着放牧强度的增加逐渐降低,当放牧强度大于0.23 cow.AU/hm²时,优势植物重要值显著降低（P<0.05）,莎草科与退化指示植物重要值显著增加（P<0.05）。放牧不同程度增加了植物粗蛋白、粗灰分、总磷、钙和无氮浸出物含量,显著降低了植物粗脂肪、中性洗涤纤维和粗纤维含量（P<0.05）;群落α多样性指数相互之间呈极显著正相关（P<0.01）,与植物功能群豆科植物和杂类草重要值呈显著正相关、与禾本科植物重要值呈负相关;植物功能群禾本科和毛茛科植物重要值与植物酸性洗涤纤维和钙呈显著负相关、与中性洗涤纤维呈显著正相关,莎草科植物重要值与之相反。【结论】 不同放牧强度下植物群落特征及营养品质发生不同程度的变化,放牧强度为0.23—0.34 cow.AU/hm²较为适宜,适度放牧有利于提高群落物种多样性,保持草地植物群落稳定,促进草地生态系统可持续发展。     

那拉提山地草甸合理放牧强度研究

【目的】明确山地草甸毒害草蔓延现状下的合理载畜量,研究不同放牧强度下草地植被特征、毒害草白喉乌头种群的变化规律。【方法】采用野外调查取样的方法,在那拉提山地草甸测定不同放牧强度(轻牧13.5只羊/hm²,中牧20.3只羊/hm²,重牧26.3只羊/hm²,极牧33.0只羊/hm²)下绵羊增重量、白喉乌头的种群特征以及草场质量指数状况。【结果】(1)随着放牧强度的增加,可食牧草的生物量、高度、盖度均呈逐渐下降的变化趋势,放牧区可食牧草生物量和草场质量指数比对照区极显著降低了32.2%~70.2%、23.6%~65.7%(P<0.01);(2)白喉乌头重要值随放牧强度的增加呈逐渐下降的变化趋势,且放牧区极显著高于对照的51.5%~114.7%(P<0.01);(3)放牧强度与单位绵羊增重、可食牧草生物量、草场质量指数呈显著(P<0.05)或极显著负相关系(P<0.01),但与白喉乌头重要值呈极显著正相关关系(P<0.01)。【结论】在毒草增生的山地草甸合理的放牧强度为20.0只羊/hm²。     

退化草原恢复中草原植物群落特征的变化

【目的】分析实施禁牧和草畜平衡后的退化草原植被群落特征,研究退化草原生态环境恢复情况,为乌鲁木齐市退化草地的恢复重建提供科学指导。【方法】选取乌鲁木齐市实施禁牧和草畜平衡的天然草地为对象,对不同恢复年限禁牧区和草畜平衡区的植被长势变化及植物群落平均高度、盖度和地上生物量等进行实地调查和分析,研究退化草地在恢复过程中植物群落特征的变化。【结果】(1)实施草原补奖政策后,恢复5 a后较恢复1 a,恢复8 a较恢复5 a草原植物长势明显变好。(2)禁牧区不同草地类型的植被盖度、高度和生物量随恢复时间的延长呈上升趋势,草畜平衡区不同草地类呈现先升高后降低的趋势,在恢复8 a时出现下降趋势,这可能与2018年乌鲁木齐市降雨量较低有关。【结论】通过实施禁牧和草畜平衡,乌鲁木齐市草地退化的现象得到了一定程度的遏制和改善,在政策实施8 a后草地植被恢复较好,但不同草地类型的变化有所差异,需继续加强草地资源监测。     

放牧与舍饲条件下夏洛莱牛肠道微生物多样性及差异分析

【目的】采用高通量测序技术研究放牧与舍饲条件下夏洛莱牛肠道微生物多样性及差异。【方法】选取新疆塔城地区健康的舍饲夏洛莱牛(CB组)和放牧夏洛莱牛(CG组)各5头,分别采集CB、CG组每头夏洛莱牛的直肠粪便,提取微生物总DNA,通过Illumina HiSeq 测序技术,分析10个粪便样品的菌落结构及多样性。【结果】所有样本共检测出1 089个OTUs(CB:1 044、CG:1 087),归属于12门24纲33目57科170属的细菌。在门水平,厚壁菌门和拟杆菌门在2组中均为优势菌门,其次为疣微菌门、放线菌、广古菌门和变形菌门,在科水平的优势菌依次为瘤胃球菌科、理研菌科、毛螺菌科、消化链球菌科、普雷沃氏菌科、克里斯滕森菌科、拟杆菌科等;其中CB组中拟杆菌门、拟杆菌纲、拟杆菌目、理研菌科、消化链球菌科丰度显著高于CG组(P<0.05),CG组中厚壁菌门、瘤胃球菌科的丰度显著高于CB组(P<0.05)。【结论】舍饲夏洛莱牛和放牧夏洛莱牛肠道微生物结构与组成存在显著性差异,放牧夏洛莱牛肠道微生物具有更强的纤维消化的能力。     

基于高通量测序技术的酿酒葡萄产区土壤微生物多样性

【目的】研究新疆4大酿酒葡萄产区土壤中的微生物群落结构及多样性,为构建新疆酿酒葡萄主产区的微生物菌库奠定基础。【方法】分别从新疆酿酒葡萄主产区采集土壤样品,提取总DNA,通过Illumina MiSeq高通量测序结合生物信息学分析,得到新疆酿酒葡萄主产区的土壤微生物群落结构及多样性。【结果】在12份土壤样品中,伊犁河谷土壤中细菌的群落多样性最高,天山北麓土壤中细菌群落多样性最低;吐哈盆地中真菌群落多样性最低,焉耆盆地中真菌的群落多样性最高。节杆菌属细菌和耐冷酵母属真菌是吐哈盆地和天山北麓葡萄园土壤中的优势菌属;芽单胞菌属细菌和刚毛四枝孢属真菌是伊犁河谷葡萄园土壤中的优势菌属;节杆菌属细菌和赤霉菌属真菌是焉耆盆地葡萄园土壤中的优势菌属。土壤pH值对细菌群落组成的影响最显著,Mn元素含量对真菌群落组成的影响最显著。【结论】揭示了新疆酿酒葡萄主产区土壤中细菌和真菌群落组成,新疆酿酒葡萄产区的微生物多样性存在差异。     

不同油菜品种对盐碱土壤理化性质与微生物多样性的影响

【目的】研究不同油菜品种对土壤细菌群落和结构的影响并分析对土壤理化性质的影响为新疆地区盐碱地种植油菜提供理论依据。【方法】以不同油菜品种1、16-P22外、华5号和金油158为研究对象,应用Illumina MiSeq测序技术。,筛选出更适宜盐碱地种植的油菜品种。【结果】种植油菜品种16-P22外对降低盐碱地土壤pH值、提高碱解氮、速效磷、有机质含量效果最显著(P<0.05);土壤样品微生物群落丰富度间无显著性差异,微生物群落多样性指数最大为1。不同油菜品种土壤中优势菌门为Proteobacteria、Actinobacteria、Acidobacteria和Chloroflexi,Pontibacter 耐盐菌属相对丰度大小顺序为16-P22外>1 >金油158>华5号; PCA主成分分析显示细菌群落中相似性最高在16-P22外与华5号之间;土壤碱解氮和速效磷与土壤细菌群落分布显著相关。【结论】油菜品种16-P22外更适宜盐碱地上进行种植,促进盐碱土壤优势菌群的形成。     

喀纳斯泰加林火成演替群落多样性及其测度指标

【目的】比较分析以多度、盖度和重要值作为测度指标对群落多样性测度指数值的影响,研究适用于泰加林火成演替群落多样性分析的测度指标和测度指数。【方法】以新疆喀纳斯泰加林火成演替群落为研究对象,调查8种群落类型的383个典型样方数据,分别以多度、盖度和重要值作为测度指标,选取测度群落物种丰富度、多样性、优势度和均匀度的11个指数进行分析。【结果】以重要值作为测度指标,8种群落类型的同类型物种丰富度指数值、多样性指数值、优势度指数值和均匀度指数值变化趋势相同或相近;物种均匀度对群落物种多样性的影响大于物种丰富度;Patrick 丰富度指数、Shannon多样性指数和Simpson优势度指数对物种丰富度的敏感性较其它同类型指数高;McIntosh均匀度指数对物种丰富度的敏感性较其它同类型指数低。【结论】可以重要值作为喀纳斯泰加林火成演替群落的多样性测度指标,以Patrick 丰富度指数、Shannon多样性指数、Simpson优势度指数和McIntosh均匀度指数作为群落多样性的测度指数。物种均匀度对喀纳斯泰加林火成演替群落物种多样性指数值的贡献要大于物种丰富度。