呼伦贝尔沙化草地人工固沙植物种间生态位关系研究

采用样方法对呼伦贝尔地区沙化草地不同恢复年限人工播种固沙区进行调查,并计算其主要植物的重要值、生态位体积及生态位重叠值,以研究呼伦贝尔沙化草地人工固沙植物群落特征及演替状况。结果表明:人工固沙植物冰草(Agropyron pectinatum(Bieb.)Beauv.)的平均生态位体积在时间尺度上,呈持续增加趋势,是改良沙化草地的优良草种;小麦(Triticum aestivum L.)与小叶锦鸡儿(Caragana microphylla Lam.)、冰草与羊柴(Hedysa-rum laeveMaxim)生态位重叠值为0.9213和0.7512,在演替过程中具较强的竞争作用。自然恢复植物与人工播种植物间,多数生态位重叠值不高。自然恢复多年生植物大针茅(Stipa grandis P.Smirn.)、糙隐子草(C1eistogenes squarrosa(Trin.)Keng)等逐渐出现,表明该地区植被群落结构向稳定共存的人工-天然植被群落结构方向发展。     

伊犁河谷围封草地群落组成及植物多样性的变化

以伊犁河谷昭苏马场春秋牧场不同围封年限草地为对象,对围封条件下退化草地自然恢复过程中草地植被特征及物种多样性的变化进行了初步分析。结果表明,随着围封年限的延长和立地条件的改善,草地植物群落由未围封的异株百里香（Thymus marschalianus）+草原苔草（Carex liparocarpos）逐步向适应当地气候条件的针茅（Stipa capillata）+草原苔草（Carex liparocarpos）方向演进。随围封年限的延长,草地植物的群落高度、生物量围封5年时达到最大,之后降低;而群落盖度和优良牧草比例继续增加,围封6年时达到最大;丰富度指数围封6年时达到最大,与其它样地之间差异显著（P<0.05）;多样性指数和均匀度指数都是在围封1年时达到最大;优势度指数围封6年时达到最大;不同围封年限草地之间的相似性指数都在0.65以上;围封6年与围封5年草地的相似性指数最大,说明草地恢复到一定阶段后群落趋于稳定,未围封草地受放牧干扰,物种变化波动较大,与围封草地群落的相似性指数较小。     

围封年限对西藏高寒草甸植被特征与土壤养分的影响

围栏禁牧是高寒草地恢复的重要技术手段之一,但学术界对适宜的围栏年限还存在较大争议。本研究以青藏高原腹地的高寒草甸草地为研究对象,比较分析了退化高寒草甸自由放牧、围封5年、围封7年和围封11年后植物多样性、生物量和土壤理化性质的变化。结果表明:1)相比自由放牧草地,不同年限围封显著提高了退化高寒草甸植物物种丰富度、多样性指数、盖度和地上生物量(P0.05)。不同围封年限之间,围封7年的物种丰富度和多样性指数最高,但与围封5年和围封11年无显著差异(P0.05)。围封5年的地上生物量最高,且与围封11年存在显著差异(P0.05)。2)围封降低了退化高寒草甸土壤容重,显著增加了土壤有机质含量(P0.05)。相比自由放牧草地,不同年限围封提高了高寒草甸土壤全氮、全磷含量。不同围封年限之间,土壤有机质含量随围封年限的增长而增加,土壤全氮和全磷无显著变化(P0.05)。3)总体而言,围封有效恢复了退化高寒草甸的植被与土壤。不同围封年限下,围封5年和7年更有利于退化高寒草甸的植被恢复。     

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。     

典型草原封育过程中土壤种子库的变化特征

研究内蒙古巴林右旗退化草原围封不同阶段土壤种子库的数量和物种组成以及其与地上植被的关系。结果表明:随着封育年限增加,土壤种子库中物种数目呈增加趋势,一年生植物种类逐渐减少,多年生植物种类逐渐增加,至封育6年时一年生植物在典型草原群落中基本消失;土壤种子库密度随着围封年限增加而逐渐增加,表现为围封1年时草地土壤种子库密度平均为1192粒·m^-2,而围封10年时草地土壤种子库密度达到2544粒·m^-2,较围封1年的群落增涨53.1%。     

围封、浅耕翻改良技术对退化羊草草地植被恢复的影响

为探求华北农牧交错带地区退化草地适宜的改良技术,于2005年在中国农业大学河北沽源草地生态野外试验站研究了围封、浅耕翻改良处理对退化天然羊草(Leymus chinensis(Trin.)Tzvel.)草地地上植被恢复的影响。结果表明:与过度放牧相比,围封、浅耕翻改良均能有效地改善退化羊草草甸草地地上植被的物种组成结构和群落结构,显著提高退化羊草草甸草地地上植被盖度、高度和地上生物产量(P<0.05),其中以浅耕翻改良的效果最为明显;围封、浅耕翻改良导致退化羊草草地植被物种饱和度、物种均匀性指数、物种丰富度指数和物种多样性指数显著下降(P<0.05),其中以浅耕翻的影响效果最明显。从利用的角度看,围封、浅耕翻改良4年后,羊草已占绝对优势,地上植被得到一定程度的恢复,地上生产量也显著提高(P<0.05),草地可以开始有计划地加以利用,其中,浅耕翻改良对促进退化羊草草甸草地地上植被生产力的恢复,尤其是羊草种群的恢复较围封改良效果更好。     

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。     

温带草原围封对植物群落的影响

物种多样性和地上生物量的变化是退化草地围封后需要关注和研究的重要问题。本研究以锡林浩特典型草原为研究对象，探究不同围封年限(10年、17年、26年、39年)对植物群落结构、物种多样性和地上生物量以及两者之间关系的影响。结果表明：随围封年限增加，植物群落地上生物量呈先增加后降低的趋势；围封后，草原植被群落由以杂类草黄囊苔草(Carex korshinskyi)和一二年生草本植物为主向以多年生禾草(羊草(Leymus chinensis)、大针茅(Stipagrandis))为优势种群落转变，但随着围封年限的增加，植物群落的演替方向又逐渐向杂类草方向倾斜；草原围封显著提升了植物群落盖度、高度和地上生物量，植物多样性呈先下降后上升趋势，且各α多样性指数与地上生物量呈显著负相关。本研究证明进行草原围封管理应结合当地气候、降水等因素，科学决策围封年限才能达到最好的生态恢复效果。     

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。     

季节性围封对内蒙古典型草原植被恢复的影响

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,开展季节性围封对典型草原植被恢复影响的研究。结果表明:重度退化草地采用生长季围封措施后植被恢复演替,草地生产力、盖度、密度和地下生物量显著增加(P<0.05),围封13年达最大,之后降低。围封后各物种的优势地位发生较大改变,经20年围封,草地由星毛委陵菜(Potentilla acaulis)+冷蒿(Artemisia frigida)+糙隐子草(Cleistogenes squarrosa)演替为羊草(Leymus chinensis)+克氏针茅(Stipa krylovii)+冷蒿+糙隐子草。就围封后物种多样性的变化来看,经7年围封,物种的丰富度、多样性、均匀度和生态优势度指数显著增加(P<0.05)。但由于各物种的竞争能力不同,经10~13年围封,群落成为具有单优或寡优势种的群落,物种丰富度、均匀度和多样性指数降低,生态优势度指数急剧增加。之后,随着围封年限继续延长至20年,群落逐步趋于稳定,形成多优或优势不明显的群落,群落的丰富度、均匀度及多样性指数增加,生态优势度指数降低。综上所述,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,综合考虑草地产草量、群落结构及物种多样性,认为13年是较适宜的围封年限,但围封后的适宜利用问题(如适宜的割草制度)有待进一步研究。     

休牧对云南退化山地草甸草群结构的影响

为探明休牧对云南退化山地草甸的恢复和改良作用,对3年休牧封育进行监测。结果表明:休牧封育对恢复退化山地草甸植被有明显的效果;休牧封育后植株的高度明显提高;封育3年,轻、中和重度退化草地的草层高度分别较对照区提高了7、16和16倍;封育后群落组成发生显著变化,禾本科牧草比例上升,杂类草明显下降;封育提高了草地群落优良牧草的比率;封育3年即可恢复草地;封育是恢复退化山地草甸的一项有利于畜牧业可持续发展的良好措施。     

封育对干热河谷Savanna植物群落种间关联性的影响

为探讨封育措施对干热河谷稀树灌草丛（Savanna）群落种间关系的影响，在金沙江干热河谷实施水土保持封育20年的区域及其周边区域设置封育区和干扰区样地开展植被调查，应用方差比率（VR）法、χ2检验结合Jaccard指数法以及Spearman秩相关系数法对25个优势物种的种间关系进行比较分析。结果表明：封育导致稀树灌草丛群落组成及结构发生明显变化，有助于橘草等多年生乡土禾草的生长，促进假杜鹃（Bc）、清香木（Pw）和地檀香（Gf）等一些木质化程度较高的物种留存，同时抑制一年生物种、杂草类物种和外来物种的出现，在群落中形成多个建群物种；干热河谷稀树灌草丛群落总体种间联结以正联结为主，封育促进群落形成更加复杂的种间联结关系；相较于封育区，干扰区群落物种间存在较高的资源竞争或生态关系的相互排斥，促进一年生物种、杂草类物种和外来物种间形成较强的正联结关系，形成以黄茅为代表的单优势建群种群落，而封育区群落总体种间关系呈现显著正联结状态，促进豆科物种、木质化物种、乡土物种间形成正联结关系，优势物种间正负相关关系同时加强。以上结论表明，封育措施对干热河谷稀树灌草丛优势植物种间关系有重要影响，通过影响植...     

云雾山天然草地30年恢复演替过程中优势草种生态位动态

为探究云雾山天然草地30年恢复演替过程中优势草种的生态位动态,通过典型样方调查,运用Levins和Pianka公式分别对封育5年、9年、14年、18年和30年天然草地的主要物种生态位进行了分析。结果表明：不同封育年限草地的物种组成与群落类型具有明显差异,阿尔泰狗哇花（Heteropappus altaicus）、大针茅（Stipa grandis）、二裂委陵菜（Potentilla bifurca）和百里香（Thymus mongolicus）4个种群生态位总宽度较大,且在5个不同封育年限草地均有出现。云雾山原建群种长芒草（Stipa bungeana）生态位宽度也较大,但在封育30年样方中未发现其分布。不同封育年限各物种生态位宽度排序和其总宽度排序并不相同,封育5年、9年和14年的草地中生态位宽度最大的分别是长芒草、甘肃蒿（Artemisia gansuensis）和猪毛蒿（A.scoparia）,封育18年和30年草地大针茅最大。随着封育年限增加,优势物种的生态位宽度出现波动,大针茅的生态位宽度随封育年限增加呈现“升-降-升”的动态变化,封育5~18年,长芒草生态位宽度变化表现为先降后升,甘青针茅（S.przewalskyi）只在封育30年样地出现,但其生态位宽度仅次于大针茅。种群间生态位重叠与不同封育年限草地种群生态位宽度无线性关系,封育9年草地种群间的生态位重叠指数均值最大,封育14年和30年草地的生态位重叠指数均值呈递增趋势。随着封育年限的增加,草地生态系统逐渐得到恢复,种间竞争也随之增加。     

基于光谱指数的伊犁绢蒿荒漠草地恢复状况的判定

为了从光谱角度探讨退化伊犁绢蒿封育的适宜年限,对未封育、封育2年、7年和10年的草地从群落数量指标、群落光谱特征及特征植物光谱进行研究。通过对植被数据与光谱数据进行回归分析,对比群落和特征植物光谱指数随封育年限的变化趋势,探讨植被高光谱对伊犁绢蒿荒漠草地恢复状况的响应及最佳封育年限判定的可行性。结果表明：随着封育年限的增加,草地的盖度、密度及生物量呈先增加后降低的趋势;对群落的数量指标、群落光谱指数及建群种光谱指数回归均指示在5年左右达到最大值,表明可以通过植物光谱来对草地恢复状况及封育最佳年限加以判定。     

围栏封育对温性草甸草原植物群落构成及生态位特征的影响

为明确温性草甸草原群落构成和生态位对围栏封育的响应,运用了Levins生态位指数和Pianka生态位重叠指数以及物种多样性指数分析围栏内外植物种对资源的利用情况和种间竞争情况。结果表明:围栏封育显著促进退化草地植被恢复,植被地上生物量和地下生物量分别较对照提高255.06%,51.06%;物种多样性与丰富度分别增加了10.36%,10.34%。围封样地内生态位宽度排名前2位的植物为囊花鸢尾和羊草,生态位宽度值分别为0.921和0.873;自由放牧样地生态位宽度排在前2的植物为蒲公英和寸草苔,生态位宽度值依次为0.912和0.791。围栏封育可以显著提高草地生产力,并且对物种多样性也有一定的促进作用,是应对退化温性草甸草原恢复的有效措施;与自由放牧相比,围栏封育增加了群落植物种整体生态位重叠值和种间竞争。     

不同植被重建管理方式对沙质草地土壤及植被性质的影响

以陕北横山县雷龙湾乡恢复15年的退化沙质草地为研究对象,对未封育自然恢复、封育自然恢复、未封育人工恢复和封育人工恢复4种管理方式对植被和土壤性质的影响及二者的相关性进行了研究,以期为退化沙质草地筛选科学的植被恢复模式选择提供科学依据.结果表明:与流动沙地对照组相比较,经过15年的植被恢复4种管理方式均可不同程度的改善退化草地土壤及植被性质,地表植被高度、盖度和生物量分别提高0.12~1.03 m,12.70%~53.18%和7.27~29.08 g·m^-2,土壤容重降低0.12~0.27 g·cm^-3,土壤总孔隙度提高6.80%~17.01%,有机质、阳离子交换量、全氮及速效养分含量也显著提高.封育管理方式下植被与土壤的恢复效果优于未封育方式,人工植被恢复优于自然植被恢复,采取封育与人工植被恢复相结合的管理方式,严重退化沙质草地在植被恢复过程中植被与土壤特征形成了相互作用、相互影响的协调关系.为了促进农牧交错带退化沙质草地生态恢复,研究区应该采取封育与人工恢复相结合的植被恢复管理方式.     

基于群落结构及土壤理化性质对围封7年青藏高原东南缘高山草地的综合评价

过度放牧作为青藏高原长期存在的人为干扰方式,严重地破坏了高山草地生态系统的结构及其功能。简便有效的围栏封育方式广泛应用于退化草地的修复过程中,但其修复效果存在两面性,因此系统科学地评估草地围封后的质量状况至关重要。本研究针对围封7年的青藏高原东南缘退化高山草地,基于围栏与放牧处理之间的草地群落生物量、物种多样性及土壤理化性质的差异对比,对草地质量进行了综合评估。结果表明:1)通过围栏修复7年后,围栏内大部分土壤理化指标有所改善,但仅有硝态氮含量差异达到显著水平;2)围栏内地上生物量和凋落物量均显著高于放牧区,分别增加了35.73%和65.75%,而围栏内外的物种多样性无显著性变化;3)采用主成分分析法对土壤质量进行评估,发现围栏内土壤质量有所改善,其综合得分(0.1)高于放牧区(-0.02),同时利用草地各项指标的变化与其权重值之间的关系对草地进行综合质量评估,发现围封7年后草地综合质量得到一定程度的恢复(相对得分为0.209),更多归因于土壤理化性质的改善。研究表明,围栏7年后退化高山草地质量有所提高。针对其修复作用的时效性,需实际应用中定期评估草地的修复状况,以达到围栏的最优实施效果。     

宁夏荒漠草原自然恢复演替过程中土壤有机碳及其分布的变化

以宁夏荒漠草原自然恢复的围封草地为对象,通过野外调查和室内分析,研究了未封育、封育3、5、7和10年的草地总有机碳及其在土壤剖面和不同粒级团聚体中的分布。结果表明,土壤有机碳含量随封育年限的增加呈波动性增加,除0~5 cm土层外,各土层有机碳含量以封育7年、10年的草地较高;就有机碳在不同粒径团聚体中的分布看,0~10 cm表层土壤以封育3年及未封育草地各粒级团聚体有机碳含量较高,而10~40 cm土层各粒级团聚体有机碳随封育年限的延长呈增加趋势,各土层团聚体有机碳含量均以1~0.5 mm与0.5~0.25 mm粒级较高;各粒级团聚体对有机碳的贡献率在0~10 cm表层以<0.25 mm微团聚体最高,10~20 cm土层以>5 mm粒级和<0.25 mm粒级较高,20~40 cm土层以>5 mm粒级最高。综上所述,封育有利于荒漠草原土壤有机碳的固存,退化荒漠草原生态环境恢复在封育7年时出现转折;随土层的加深,团聚体有机碳贡献率对封育的响应减弱,且大团聚体对全土有机碳的贡献率逐渐增大。     

云南省巧家县石漠化区不同治理措施草地植被特征研究

以天然草地为对照,对云南巧家县尖山社不同治理措施(人工草地、改良草地、封育草地)下石漠化草地的物种组成、群落结构特征、植物种生物多样性和草地植被的年鲜草总产量等进行了比较分析。结果表明:封育草地物种数最多,改良草地次之,人工草地最少。4种草地共有植物种少,不同草地的优势种、亚优势种、伴生种或偶见种不同;人工草地优势种为多年生黑麦草Lolium perenne,改良草地为白三叶Trifolium repens,封育草地为西南委陵菜Potentilla fulgens。4种草地的Simpson多样性指数(D)、Shannon-Wiener多样性指数(H′)和丰富度指数均为封育草地天然草地改良草地人工草地,均匀度为封育草地改良草地天然草地人工草地;产草量和优良牧草比为人工草地改良草地封育草地天然草地;各类草地的产量和品质与其植物多样性指数间存在相反变化趋势;人工草地为最有效石漠化退化草地治理措施,其次是改良草地,封育草地治理效果较差。