围封对荒漠草原植物群落与土壤养分变化的影响

为进一步阐明围封对荒漠草原植物群落特征及土壤养分变化的影响规律,采用野外调查与室内分析的方法,分别对内蒙古希拉穆仁荒漠草原上东河小流域放牧样地、围封样地进行植被群落样方调查与土壤样品养分含量测定。结果表明:围封后,植物群落结构发生了显著变化,放牧样地植物群落以冷蒿、银灰旋花和针茅为优势种,围封3年后样地群落优势种改变为针茅、冰草和糙隐子草。放牧样地的植物物种数基本保持在18种左右,随着围封年限的增加,物种数减少,围封13年物种数减少至8种。围封显著提高了植物群落的高度、盖度和地上生物量,降低了群落的丰富度指数和多样性指数。其中,围封13年的地上生物量是围封前的5倍,为217.67g/m~2;群落盖度,围封前23.82%、围封3年34%、围封7年47%、围封13年达到70.33%。围封恢复使得土壤养分(全氮、全磷、全钾、速效氮、速效磷、速效钾、有机质)大都呈增加趋势,土壤有机质与地上生物量呈极显著的正相关关系(P0.01)、全钾、全磷与地上生物量呈显著正相关关系(P0.05)。如果考虑水量平衡因素,控制好围封时间与空间尺度,对干旱半干旱地区荒漠草原生态修复具有重要意义。     

围封年限对藏北退化高寒草原植物群落特征和生物量的影响

为了评估西藏生态安全屏障工程-围封禁牧工程对高寒退化草地植被恢复效益,本研究在申扎高寒草原与湿地生态系统观测试验站附近,采用样线法和样方法对围封8年、围封4年和自由放牧的藏北高寒草原群落特征和生物量进行调查与采样分析。结果表明:自由放牧样地经过围封后,群落结构由杂类草矮火绒草(Leontopodium nanum)和昆仑蒿(Artemisia nanschanica)转变为多年生禾草紫花针茅(Stipapurpurea)和青藏苔草(Carex moorcrofii)为优势种的植物群落,植被高度、盖度、丰富度和多样性均增加。但是,围封后地上生物量却呈降低趋势。因此,应结合各个指标与群落结构特征综合评价退化草地的恢复状况。     

不同年限封育对黄土高原典型草原地上植被的影响

为了揭示自然恢复过程中植被动态变化规律,以黄土高原典型草原为研究对象,采用野外调查与室内分析相结合的方法,分析不同年限封育(0、5、15、23和32年)对草地植被特征、物种多样性和群落演替动态变化的影响。结果表明,随着封育年限的增加,枯落物量和厚度呈递增趋势,群落盖度呈先增加后降低趋势,群落密度呈递减趋势,地上生物量和禾草地上生物量均呈先增加后降低的趋势,且均在封育23年草地达到了峰值。不同年限的封育对Simpson多样性指数和Pielou均匀度指数影响不显著(P0.05)。地上植被的物种丰富度呈先增加后降低趋势,且在封育15年达到峰值。地上植被群落封育演替的一般模式为杂类草生长阶段→本氏针茅(Stipa bungeana)逐渐占优势阶段→本氏针茅稳定发展阶段。     

封育对荒漠草原植物群落组成和物种多样性的影响

以盐池县退化荒漠草原为研究对象,采用空间序列代替时间序列的方法,对未围封和围封不同年限的草地植物群落组成和物种多样性变化进行了研究。结果表明,退化草地实施围栏封育后,多年生草本植物的优势地位逐渐增加,一年生草本植物和半灌木的优势地位逐渐降低。群落物种各种多样性指数随围封年限的增加,呈先降低后升高的趋势,围封5年时多样性指数最低。     

不同围封年限对典型草原群落及大针茅种群特征的影响

为研究围封时间对退化草地恢复过程中的建群种种群特征以及群落特征的影响,于2008年7月以自由放牧的草地群落和大针茅(Stipa grandis P.Smirn)种群为对照,选取围封不同年限(围封4年、围封9年和围封29年)的草地群落进行样方调查,分析围封不同年限后植物群落和大针茅种群特征的变化,以期为退化草地建群种的恢复提供理论基础。结果表明:不同围封年限对植物群落和大针茅种群特征存在显著影响;随着围封年限的延长群落多样性和物种数目逐渐增加,围封到9年后,群落优势种和结构组成与原生境的相似,在围封29的样地中多年生杂类草和小灌木或半灌木种类增加;建群种大针茅种群特征和个体形态性状如生殖枝高度、营养枝长度和营养枝叶鞘长度等随着围封年限的延长呈增加趋势,围封9年后呈降低趋势,大针茅繁殖分配的变化趋势与形态特征变化趋势相似;大针茅比叶面积随着围封年限的延长呈逐渐降低的趋势,而叶片氮含量呈先降低后增加的趋势。这表明长期完全围封会对大针茅种群的更新存在负面影响。     

云雾山本氏针茅草地群落恢复演替过程中的物种多样性变化动态

采用样方法对云雾山干草原区本氏针茅草地群落进行长期定位监测,对未封育样地和封育5,10,15,20和25年样地群落的平均高度、盖度、多度和地上生物量以及植物多样性进行实地调查分析,以研究围栏封育对草地植物群落特征动态变化的影响.结果表明,围封10年样地群落的高度、多度以及地上生物量最大,而群落的盖度则随封育年限的增加呈显著增加趋势,在封育25年达到最大;围栏封育的不同年限也显著影响了群落的物种多样性,在围封10年样地群落具有最高的多样性指数,围封15年样地具有最高的丰富度指数,而均匀度指数则是在未封育群落中表现为最高值,最低值是在物种丰富度最高时出现.由此可见,围栏封育在一定时间范围内可以显著改善群落的特征,增加群落的生产力,对于本研究地本氏针茅群落的最佳封育期限为10～15年,但围封时间过长在草地退化方面有一定程度的影响.     

放牧对锡林郭勒草甸草原群落特征及生产力的影响

于2016年在锡林郭勒草甸草原设置4个不同放牧强度(禁牧、轻度放牧、中度放牧、重度放牧)试验,探究不同放牧强度对草地群落特征及生产力的影响。研究发现:1)中度放牧下群落植物物种数最多,随放牧强度增加,禾本科牧草的重要值先增加后降低、莎草科等杂类草重要值增加;2)随放牧强度增加植物群落的高度下降,多度和盖度呈先增加后降低的趋势;3)中度放牧增加了群落物种丰富度、多样性、优势度及均匀度;4)随放牧强度增加,群落的地上、地下生物量均呈抛物线变化。轻度放牧下群落生产力最高,中度放牧下群落的多样性最高,重度放牧下群落生产力及多样性都最低。综上所述,中度放牧可使锡林郭勒草甸草原生态系统稳定保持良好状态,也是畜牧业生产发展的合理利用方式。     

防除狼毒后狼毒型退化草地群落结构变化特征

为明确防除狼毒后草地植被变化特征,以防除后围封的狼毒型退化草地为研究对象,研究防除狼毒后草地群落多样性、狼毒密度以及地上生物量等指标的年变化特征,为狼毒型退化草地恢复和治理提供基础理论依据。结果表明:狼毒防除后,随着防除年限的增加各处理狼毒的密度和地上生物量下降;豆科的重要值显著增加(P0.05),莎草科、禾本科、杂类草变化不显著(P0.05);随着处理年限的增加防除狼毒处理和围封处理的丰富度指数、香农威纳指数、优势度指数、均匀度指数与CK处理相比均有所下降;各处理下总物种数随年份增加而相应减少,总地上生物量按CK、围封、防除狼毒处理呈上升趋势。因此,在围封的基础上采用化学药剂防除狼毒,一定程度上可以改善狼毒型退化草地的群落结构,有利于退化草地的恢复。     

不同干扰对典型草原群落物种多样性和生物量的影响

采用样方法对内蒙古典型草原区围封27年(E27)、7年(E7)、1年割1次(M)和中度放牧(G)样地的群落物种多样性、群落高度、群落密度、地上生物量进行实地调查分析,以研究不同干扰对典型草原群落物种多样性和生物量的影响。结果表明,围封27年和中度放牧样地的丰富度指数、多样性指数、均匀度指数仍显著高于围封7年和1年割1次样地,但围封27年样地与中度放牧样地之间无显著差异,围封27年和中度放牧相对于围封7年和1年割1次可以维持群落物种多样性;1年割1次和中度放牧样地退化指示植物糙隐子草重要值显著高于围封样地,草原群落呈退化趋势;围封7年样地的地上现存量为454.06 g/m2,显著高于其他样地。说明围封7年可显著提高草原生产力,但围封时间过长将不利于其维持较高的生产力。     

青藏高原腹地不同海拔带青藏公路取土迹地恢复草地植物群落的特征

线状工程取土迹地植被的恢复是青藏高原草地生态系统恢复的重要组分。本研究以天然未退化草地植物群落为参照,从植物群落总数量指标和经济类群指标两个层面,分析了青藏公路取土迹地(约30 cm深)恢复区域植物群落沿海拔梯度的变化特征。结果表明:天然未退化草地植物群落地上生物量、高度及覆盖度随海拔增加呈递减趋势,而恢复区域植物群落地上生物量、高度及覆盖度随海拔增加呈先增加后降低趋势;天然未退化草地植物群落和恢复区域植物群落内豆科(Leguminosae)植物和莎草科(Cyperaceae)植物高度、覆盖度及地上生物量随海拔增加表现为先增加后降低趋势;虽然天然未退化草地植物群落和恢复区域植物群落内杂类草(Weed)植物的高度和覆盖度随海拔梯度增加呈先增加后降低趋势,但地上生物量随海拔增加却呈降低趋势;天然未退化草地植物群落和恢复区域植物群落内禾本科(Graminea)植物覆盖度和地上生物量随海拔增加呈递减趋势,但恢复区域植物群落内禾本科植物高度随海拔梯度增加呈先增加后降低趋势。天然未退化草地植物群落和恢复区域植物群落中多样性指数随海拔梯度变化均呈先增加后降低趋势,而丰富度指数和均匀度指数则随海拔梯度的上升无明显差异。说明恢复植物群落和天然植物群落随海拔升高,总群落高度、覆盖度、生物量和多样性指数变化一致,但各个经济类群的高度、覆盖度、生物量变化不一致。     

围封对内蒙古典型草原群落特征及土壤性状的影响

围封作为退化草原恢复与重建的重要措施之一,已被广泛应用于我国草原生态恢复工程中。为科学评价围封对退化草原的恢复效果,在内蒙古典型草原,选择围封及其对应的围栏外自由放牧草原,采用野外样方调查与室内分析相结合的方法,分析了围封对群落植物种组成、功能群组成、物种多样性、地上生物量及土壤有机碳和全氮的影响。结果表明,围封处理中植物种类(22种)多于自由放牧处理(17种),群落多样性指数(H)、丰富度指数(Pa)、均匀度指数(JP)和地上生物量在围封和自由放牧处理间无显著差异(P>0.05)。灌木、半灌木和多年生杂类草的重要值、物种所占比例、地上生物量和3种多样性指数(H、Pa和JP)在围封处理中显著大于自由放牧处理(P<0.05);多年生禾草仅地上生物量在围封处理中高于自由放牧(P<0.05);一、二年生草本的重要值、物种所占比例、地上生物量和3种多样性指数在围封处理中显著小于自由放牧处理(P<0.05)。生态类型功能群物种所占比例和地上生物量在围封和自由放牧处理间无显著差异(P>0.05)。土壤有机碳和全氮含量在两种处理间未达到显著差异(P>0.05),但都随土层深度的增加呈现显著下降的趋势(P<0.05),围封处理下降幅度小于自由放牧处理。     

围封对天山北坡中段温性草原植被特征和土壤理化性质的影响

以新疆天山北坡中段的温性草原为研究区域,分析不同围封年限(2年、10年和11年)对植被特征(植物群落组成、丰富度和生物量)及土壤理化性质(土壤pH、容重、电导率、碳氮含量)的影响。结果表明:与未围封草地相比,围封2年后豆科植物所占总地上生物量的比例增加了11.81%,5～10cm和10～20cm土壤全氮含量及密度显著降低。围封10年后禾本科植物的比例降低了30.08%,10～20cm土壤容重、全氮含量及密度和有机碳密度均显著降低。围封11年后禾本科植物的比例降低了48.46%,杂类草比例增加了219.40%;植物物种丰富度和地上活体及凋落物生物量显著增加;土壤表层容重和pH值显著降低;10～20cm土壤有机碳含量显著增加。随着围封年限的增加,地上生物量显著增加,土壤pH值显著降低。因此,围封年限越长对植被特征和土壤理化性质的影响范围越广、程度越深。     

不同围封年限克氏针茅群落物种多样性分析

本文是在正镶白旗草原采用样线,样方进行了围封年限对克氏针茅群落物种多样性影响的研究,试验选取未围封、围封五年、围封十年的样地,通过分析不同围封年限克氏针茅群落主要物种组成,密度、高度、重要值和多样性指数,探讨围封对克氏针茅群落物种多样性的影响。主要研究结果如下：（1）不同围封年限克氏针茅群落物种重要值表现为：克氏针茅和冷蒿在十年围封区达最大值;糙隐子草在五年围封区达最大值;阿氏旋花在未围封地区达最大值。（2）群落多样性指数中：丰富度指数,优势度指数,表现为围封五年区最高,同时优势度指数和均匀度指数十年围封区最高。（3）围封年限对克氏针茅数量特征的影响：随着围封年限的延长,克氏针茅种群中个体的数量特征呈先增加后减小的趋势。     

高原鼠兔干扰对青海湖流域高山嵩草草甸植物多样性及地上生物量的影响

采用堵洞法设置高原鼠兔干扰区和非干扰区,然后在干扰区和非干扰区内利用样方法研究了高原鼠兔干扰对青海湖流域高山嵩草草甸植物多样性和地上生物量的影响。结果表明,植物物种多样性和不同植物功能群多样性对高原鼠兔干扰的响应并不一致,其中干扰增加了杂类草功能群丰富度指数与物种丰富度指数,降低了物种均匀度指数、莎草科功能群丰富度指数和禾草科功能群均匀度指数(P<0.05)。干扰区内物种均匀度指数、物种丰富度指数和杂类草功能群丰富度指数随干扰强度增加而呈增加趋势,但禾草科功能群均匀度指数却呈显著降低趋势。虽然高原鼠兔干扰显著降低了植物群落总生物量,莎草科、禾草科和豆科功能群生物量(P<0.05),但显著增加了杂类草功能群生物量(P<0.05)。干扰区随干扰程度增加,莎草科功能群和豆科功能群生物量逐渐降低,杂类草功能群生物量逐渐增加,而禾草科功能群生物量则先增加后降低。鉴于高山嵩草草甸植物群落物种多样性和功能多样性对高原鼠兔干扰的响应不一致,植物物种多样性和功能群多样性之间不能互相替代。     

锡林郭勒放牧草地封育后植被恢复过程的研究

通过对不同时期(1987、1997、2003年)围封禁牧的草地与自由放牧草地的对比试验,研究了封育后锡林郭勒典型草原的恢复过程,结果表明:围封禁牧对草原植被的盖度、地上生物量、净生产力都有显著的影响;随禁牧时间的增加,群落覆盖度及生物量都有明显的增加;随着封育时间的延长,草原生态系统的物种多样性和丰富度都表现出先上升后下降的趋势;长期封育不利于草地物种多样性的提高。     

草原毛虫对小嵩草草地植被群落的影响

采用人工控制方法(移除和未移除),研究了草原毛虫对高寒草甸小嵩草草地植被群落(地上生物量、植被盖度、群落高度及植物多样性等)的影响。结果表明:在不同调查期草原毛虫种群数量随着时间的变化呈现出先增加后降低的趋势,最大值出现在7月10日,最小值是8月11日。草原毛虫对草地地上总生物量影响不大,但对莎草科和杂类草植物地上生物量影响显著。草原毛虫显著降低莎草科生物量,增加杂类草生物量(P0.05),草原毛虫移除试验区莎草科的地上生物量比对照增加26.92%,而杂类草的地上生物量仅为对照的64.08%。草原毛虫对群落盖度影响不大,能够显著降低群落高度(P0.05),移除试验区的高度是对照区的1.43倍。草原毛虫对丰富度指数没有影响(P0.05),显著降低了Simpson指数、Shannon-Wiener指数和Pielou指数(P0.05)。草原毛虫对草地群落的影响主要是由其选择性采食,改变了群落植物种的竞争关系,使其生态位发生变化。     

蜥蜴对内蒙古典型草原群落多样性和地上生物量的影响

为研究蜥蜴(Phrynocephalus frontalis)活动对内蒙古典型草原群落多样性、地上生物量、群落结构、生活型组成以及优势种生物量的影响,于2012年6月和8月在内蒙古毛登牧场围封草场内布设有蜥蜴样地和对照样地,进行样方调查和生物量取样.结果表明:与对照样地相比,蜥蜴样地6月的Shannon-Wiener指数和均匀度显著降低,8月Shannon-Wiener指数、均匀度和物种丰富度均显著低于对照样地;蜥蜴样地的群落生物量在6月和8月分别比对照样地高68.85和111 g·m^-2;在功能群水平,蜥蜴样地一年生植物和多年生禾草的生物量比例比对照样地增加了19.1%和11.0%,而多年生杂类草生物量比例降低了19.8%;在物种水平,蜥蜴样地羊草(Leymus chinensis)生物量的比例在生长季节初期达到了75.0%.可见在内蒙古典型草原,蜥蜴干扰可使一年生植物和多年生禾草的生物量比例增加,而使多年生杂类草的物种数和生物量比例显著降低;蜥蜴干扰显著促进了羊草的生长;同时会降低群落的物种多样性,提高地上生物量.     

京津风沙源治理工程不同恢复措施对草地恢复过程的差异性影响

中国北方草原区域作为我国北方重要的防沙治沙生态屏障,长期以来大规模投入实施了系列生态恢复工程。为了解不同恢复措施对草地恢复的影响异同,以京津风沙源治理工程的草原治理区域为研究对象,采用工程区内外对比法探索4种典型工程恢复措施及措施组合(围封禁牧、补播草种、小流域治理和基本草牧场建设)对草地群落物种组成、生产力构成和物种多样性的差异性影响。结果显示:1)各工程恢复措施均趋向增加群落的高度和盖度,其中围封禁牧草地的恢复最为明显;群落中禾本科、莎草科物种重要值增加,杂类草下降,群落建群种由克氏针茅、糙隐子草、百里香等较低矮物种转变为大针茅、羊草、羽茅等较高大的多年生禾草;2)各恢复措施均显著增加群落的地上生物量(P<0.05),但种植人工饲草的基本草牧场地下生物量显著下降,使得群落总生物量也显著减少(49%);只有围封禁牧措施使群落总生物量、地下生物量和地上生物量均显著增加;群落内C₃植物、多年生植物生物量比例趋向增加; 3)各工程恢复措施均未显著增加群落内物种丰富度,却均趋向减少群落物种均匀度,补播草种和基本草牧场建设区域Shannon-Wiener多样性指数下降达到显著水平。以上结果表明长期的恢复措施实施能明显恢复草地的植被覆盖和地上生产力水平,提高草地的饲草品质,有助于区域沙源固定、碳汇增加和饲草供应恢复,但长期的工程干预有可能对区域的植物群落物种多样性水平存在负面影响。     

围封年限对内蒙古羊草-针茅典型草原植物功能群及其多样性的影响

以内蒙古锡林郭勒盟白音锡勒牧场境内的中国科学院内蒙古草原生态系统定位站羊草样地为研究对象,选取2004年,1999年和1979年围封羊草样地,分种记录生物量、盖度、密度、株高等相关指标,研究不同围封年限条件下草原群落的物种组成、生物多样性及群落的功能群特征。结果表明,随着围封年限的增加,植物功能群结构及其多样性发生了变化,且最终趋于稳定。1999和1979年围封与2004年围封相比,多年生禾草和灌木、半灌木累积优势度显著降低(P＜0.05),多年生杂类草累积优势度出现不同程度升高;1999年和1979年围封条件下香农-韦弗指数显著高于2004年,1999年和1979年之间没有显著差异(P＞0.05);丰富度指数和均匀度指数2004年围封条件下显著高于1999年和1979年围封条件,1999年和1979年之间没有显著差异(P＞0.05);1999年和1979年围封条件下总生物量、多年生杂类草生物量、多年生禾草生物量及灌木和半灌木生物量均比2004年增加,其中总生物量及灌木和半灌木生物量显著高于2004年围封,1979年围封条件下灌木和半灌木生物量显著高于1999年围封,1999年和1979年围封条件下总生物量之间没有显著差异(P＞0.05),杂类草生物量1999年,1979年和2004年围封之间均表现出显著差异(P＜0.05),顺序为1979年＞1999年＞2004年。综上所述,长期围封促使草场灌丛化,降低草地利用价值,导致草地出现退化。     

不同生态恢复措施对宁夏黄土丘陵区典型草原植物群落特征的影响

以宁夏黄土丘陵区典型草原为对象,研究了封育、水平沟和鱼鳞坑3种生态恢复措施实施0年(1年)、3年、6年、10年和15年的草地植物群落组成、多样性、稳定性等,并采用RDA排序结合Pearson相关分析探讨了植物群落特征与土壤理化因子间的关系。结果表明:3种措施的多年生草本物种数、物种及重要值比例、多样性均在10年时达到最高。随恢复年限延长,封育草地植被盖度、高度及地上生物量呈上升趋势(P 0.05),水平沟和鱼鳞坑盖度呈增加趋势(P 0.05)。相近恢复年限下,植被盖度、高度及地上生物量为封育最高,放牧地高度及生物量最低;丰富度、多样性和均匀度指数为封育草地较低。各措施下群落均处在不稳定的演替阶段,水平沟和鱼鳞坑间群落相似性较高,土壤含水率是影响研究区植物特征的主要因子。研究认为,封育有利于多年生草本物种数、植被盖度和地上生物量的增加,水平沟和鱼鳞坑措施增加了物种多样性,长期封育会使物种多样性降低。