放牧强度对高寒草甸物种多样性和生产力关系的影响

放牧对草地植物群落结构和功能的影响深远而复杂,为了探讨高寒草甸植物物种多样性和生产力受长期不同放牧强度的影响,在高寒草甸草地群落设置不同放牧强度试验,分析不同放牧强度下植物群落物种多样性和生产力及其关系的变化,以期为高寒草甸生态系统的可持续利用和管理提供理论依据。结果表明,随着放牧强度的增大,草地植物群落的Shannon-Wiener指数和Margalef丰富度指数先增大后减小,高寒草甸植物群落的优势物种由禾本科向莎草科和杂类草转变,其中禾本科植物的优势度从70%降到12%,杂类草植物的优势度由13%增大到82%,植物群落的地上净初级生产力(ANPP)逐渐减小,轻度放牧处理减少了61.56%,中度放牧处理减少了76.75%,重度放牧处理减少了78.72%,重度放牧处理地下净初级生产力(BNPP)比禁牧处理降低了90.06%,轻度放牧、中度放牧处理地下净初级生产力与禁牧处理无明显差异,3个处理下的地下净初级生产力(NPP)总体保持稳定。放牧强度增大会导致植物群落高度下降,中度放牧处理会增加植物群落中莎草科植物的分蘖数。高寒草甸上植物群落的Pielou指数和NPP负相关,Margalef指...     

青藏高原东北边缘高寒草甸植物种群生态位特征对牦牛放牧的响应

在甘肃天祝县境内的青藏高原高寒草甸牦牛牧区设置不同强度放牧小区,采用野外样方调查法研究了放牧对青藏高原高寒草甸植物组成、种重要值和种群生态位特征的影响。结果表明,青藏高原高寒草甸随放牧强度增大植物种数逐渐减少,其中紫花针茅、西藏香青、高山韭等种类在重度放牧条件下消失。在中度条件下,优势种线叶嵩草的重要值最高;另一优势种珠芽蓼的重要值则是先增加后降低再升高,以轻度放牧条件下最高。在3个放牧强度条件下,珠芽蓼和线叶嵩草的生态位宽度均位居所有种群前两位,并随着放牧强度增加二者的生态位宽度呈增大趋势,在重度放牧条件下二者生态位宽度相等。3个放牧强度下,优势种珠芽蓼和线叶嵩草与各种群间的生态位重叠系数不尽相同,封育或者轻度放牧条件下,珠芽蓼是种群间竞争较强的一方,但当放牧强度达到中度及以上时,珠芽蓼则退出种群间竞争强度激烈的局面;线叶嵩草是重度放牧下,种群间竞争强度最大的一方。说明放牧强度对青藏高寒草甸植物群落植物物种组成、重要值、生态位宽度和生态位重叠值均产生一定的影响,中度放牧强度是珠芽蓼和线叶嵩草的适宜放牧强度。运用“生态位理论”分析青藏高原高寒草甸植物群落生态特征,其结果与“中度干扰理论”相吻合,中度放牧是青藏高原高寒草甸优势种适宜的放牧强度。     

青藏高原放牧高寒草甸主要温室气体通量及其主控因素研究

在青藏高原高寒草地不同放牧强度区设4个试验样地,分别为原生草甸(NM)、轻度退化草甸(LM)、中度退化草甸(MM)和重度退化草甸(HM),监测草地温室气体通量。结果表明:不同放牧强度对草地温室气体通量影响显著,放牧活动对高寒草甸的影响首先表现在植被上,而土壤环境的变化比较迟滞。通过逐步回归分析和因子拆分得知,草甸甲烷通量影响较大的环境因素为土壤紧实度和有机质,分别能解释44.6%和28.4%的总变异,CO2通量影响较大的环境因素为紧实度和生物量,分别能解释36.1%和32.8%的总变异,氧化亚氮通量影响较大的环境要素为紧实度和有机质,分别能解释50.1%和22.9%的总变异,家畜的践踏作用使退化草地紧实度增加,进而引起温室气体通量的改变,高寒草甸退化演替发展到重度退化阶段时释放大量温室气体。     

称多地区牦牛不同放牧强度对高寒草甸植被特征的影响

研究不同放牧强度对高寒草甸植被特征的影响。结果表明称多地区高寒草甸在重度放牧处理下矮嵩草的高度与其它处理存在差异显著性(P﹤0.05),放牧强度对毒草类植被高度影响不显著。不同放牧强度对植被盖度的影响各不相同,矮嵩草经放牧处理盖度有明显减少,重度放牧可降低植被总盖度,其它处理影响不显著。重度与中度放牧可使高寒草甸草场地上、地下生物量明显减少。     

不同放牧强度下祁连山南麓高寒草甸草毡层及其土壤水分特征

为探讨放牧强度对高寒草甸草毡层及其土壤水分特征的影响,本研究分析了不同放牧强度[轻度(4.5羊单位·hm^-2)、中度(7.5羊单位·hm^-2)、重度(15羊单位·hm^-2)和极重度(30羊单位·hm^-2)]对祁连山南麓高寒草甸草毡厚度、根土比、硬度、抗剪强度、容重、孔隙度、饱和导水率和持水能力的影响。结果表明：1)随着放牧强度的增加,植物群落结构从轻度至重度放牧较稳定,至极重度放牧,禾本类植物重要值占比显著下降(P <0.05),莎草类和杂草类植物重要值显著增加。2)草毡层厚度和根土比均随放牧强度增加呈上升趋势,在极重度放牧达到最大。土壤硬度无显著变化(P> 0.05)。土壤抗剪强度呈先增加后稳定的趋势,中度放牧样地最大;土壤容重随放牧强度增加呈先减少后增加趋势,重度放牧样地最低,极重度放牧样地显著增加。总孔隙度、毛管孔隙度随放牧强度增加呈先上升后降低趋势,在重度放牧样地达到最大,至极重度放牧,较重度放牧样地显著降低。3)最大持水量、毛管持水量、田间持水量及饱和导水率随放牧强度增加呈先升...     

放牧强度对青海海北高寒矮嵩草草甸碳交换的影响

以禁牧、轻度放牧、中度放牧和重度放牧4种不同放牧强度的高寒矮嵩草草甸为研究对象,分别于2014年和2015年植物生长季5～9月,使用LI-6400便携式光合仪和同化箱测定生态系统净CO_2交换(NEE)和生态系统呼吸(ER),并利用土壤温湿度自动记录仪测定土壤10cm处的温度和体积含水率,以研究放牧强度对青海海北高寒矮嵩草草甸碳交换的影响。结果表明:生长季5～9月,试验地10cm土壤温度的变化范围在7.21～13.23℃,随放牧强度增大而增大;体积含水率在19.68%～32.33%间波动,随放牧强度增大而减小。高寒草甸NEE在生长季表现出明显的"V"型变化,5月NEE最大,为1.43μmolCO_2/m^2·s,此时草地仍处于碳排放状态,7月最小(碳吸收速率最大),为-14.32μmolCO_2/m^2·s,吸收强度表现出随放牧强度增大而增大的趋势;ER呈倒"V"型变化规律,7月最大,为12.15μmolCO_2/m^2·s,放牧强度仅对7月的ER产生影响,其余月份4个样地差异均不显著。相关分析表明,NEE与土壤温度和绿体生物量极显著负相关,相关系数分别为-0.910和-0.559,与土壤湿度显著正相关,相关系数为0.559;ER与土壤温度和绿体生物量显著正相关,相关系数分别为0.824和0.453,与土壤有机碳含量极显著负相关,相关系数为-0.605,与土壤湿度、枯体生物量和全氮含量相关不显著。     

刈牧胁迫对高寒草甸牧草补偿生长的影响

通过青海省环湖区高寒草甸草场天然牧草生长胁迫与再生力关系的试验研究,认为高寒草甸草场对生长胁迫的耐受、补偿能力较低海拔地区的弱,在遭受生长抑制后对不利天气的抵抗能力也减弱。牧草对刈割强度的补偿性生长表现为:轻度和中度刈割后牧草为超补偿生长,重度以上为欠补偿生长。放牧强度和放牧时间均为影响牧草再生能力的显著因子,并且放牧强度的影响要大于放牧时间的影响。     

放牧对川西北高寒草甸植物物种丰富度和生物量的影响

为确定川西北地区高寒草甸的最佳放牧强度,根据牦牛的采食量和草地地上生物量,设置了轻度(0.71头·hm~(-2))、中度(1.19头·hm~(-2))、重度(1.60头·hm~(-2))3个放牧强度处理,进行连续3年的放牧,测定其对草地植物物种丰富度、地上生物量的影响。结果表明,随着放牧强度的增加,植物物种丰富度呈下降趋势;放牧第3年,中度放牧草地年度地上生物量最高,显著高于其它两处理(P0.05),轻度放牧次之,重度放牧最低;和放牧第1年相比,轻度放牧和中度放牧草地地上生物量中杂类草生物量比例显著减少(P0.05),禾草生物量比例显著增加(P0.05),而重度放牧草地杂类草生物量比例未变,禾草生物量比例显著下降(P0.05),但3个放牧处理中莎草占地上生物量的比例均显著增加(P0.05)。因此,川西北地区高寒草甸的最佳放牧强度为1.19头·hm~(-2),这利于草地高产和优良牧草禾草及莎草的生长。     

基于Meta分析的中国北方草地土壤pH对放牧的响应研究

基于Meta分析,通过对中国北方草地已开展的24个有关不同放牧强度对土壤pH影响的试验结果进行整合分析.结果 表明:放牧轻度增加我国北方草地土壤pH值,平均效应值为0.009±0.006,增幅0.91％.放牧极显著增加温性草甸草原土壤pH值(P＜0.01),但降低高寒草甸土壤pH值.不同放牧强度对pH平均效应值的影响无显著性差异,从高到低为轻度放牧＞重度放牧＞中度放牧.土壤全磷对放牧草地平均效应值具有显著负效应(P＜0.05),可以解释14.56％的效应值变异.土壤速效氮、速效磷、有机质、全钾和容重也是解释效应值变异的主要因素.放牧利用对北方草地土壤pH不会产生较大影响,中度放牧利用为最适宜的草地利用方式.     

不同放牧强度下祁连山南麓高寒草甸植物群落及土壤水分特征

为探讨不同放牧强度对祁连山南麓高寒草甸植物群落演替及水源涵养功能的影响，本研究以青海海北地区典型高寒草甸为研究对象，通过野外实地监测与室内分析相结合的方法，分析轻度(LG, 4.5羊·hm^-2)、中度(MG,7.5羊·hm^-2)、重度(HG, 15羊·hm^-2)和极重度放牧(SG, 30羊·hm^-2)条件下植物群落特征、土壤容重及持水能力的变化特征。结果表明：1)随着放牧强度的增加，植物群落结构呈先稳定后显著变化的趋势。从LG至HG，禾本科、莎草科和杂类草重要值占比分别稳定在52.3%、4.2%和43.5%上下。至SG，禾本科重要值占比HG显著下降92.6%(P <0.05)，莎草科和杂类草分别比HG显著增加202.6%、100.2%(P <0.05)。2)从LG到HG，植物群落平均高度、盖度和特征性指数均无显著变化。至SG，植被平均高度、盖度、Shannon-Wiener指数和Patrick指数较HG显著降低94.8%、25.0%、41.8%和68.5%。3)从LG到HG，地上生物量和...     

不同强度短期放牧对高寒草甸植被特征的影响

为探索不同强度短期放牧对高寒草甸植被特征的影响,在碌曲县加仓村选择禁牧5年的高寒草甸草地作为试验样地,通过不同强度放牧试验,探究其地上生物量变化规律及其相互之间的关系,结果表明:对照组禁牧的地上生物量值最大,为1084 g/m2,当放牧强度不断增大时,地上生物量逐步减小;重度放牧物种丰富度、Shannon-Wiener多样性指数最低,中度放牧最高,与"中度干扰理论"相契合;禾草和莎草在中度放牧条件下密度最大,重度放牧使禾草物种丰富度和株高减小,与禁牧差异显著(P＜0.05);杂类草在重度放牧条件下所占比重最高,其中,当放牧强度逐渐增大时,毒草和可食杂草物种丰富度明显减小,毒草密度随着放牧强度增大而增加,但差异不显著(P＞0.05),重度放牧可食杂草密度与禁牧、轻度放牧差异显著(P＜0.05);试验区出现的毛茛科植物绝大多数为毒草,其物种丰富度和密度表现出了和毒草相似的变化趋势,即物种丰富度逐渐下降,密度逐渐增加,禁牧株高与三个放牧实验组差异显著(P＜0.05).因此适宜强度的牦牛放牧可使草地植被结构与功能得以改善,当高寒草甸发生退化时,可利用围栏禁牧作为有效恢复手段.     

放牧对中国北方草地生态系统水分利用效率的影响

解析草地生态系统植物水分利用效率对不同放牧强度的响应特征,对于提升草地生产和生态屏障功能具有重要意义.收集中国北方草地开展的38个放牧试验中关于放牧对植物水分利用效率影响的试验数据进行Meta分析.结果 表明:放牧对中国北方草地植物水分利用效率影响的平均效应值为--0.18±0.04(95％置信区间:-0.27～-0.10),放牧极显著降低草地生态系统植物水分利用效率(P＜0.01).不同类型草地平均效应值降低幅度从高到低依次为典型草原＞高寒草地＞草甸草原＞温性草原＞荒漠草原.放牧对典型草原与高寒草地、草甸草原平均效应值具有极显著和显著影响,对荒漠草原与温性草原无显著影响.植物水分利用效率对放牧强度的响应顺序从高到低依次为重度、轻度和中度放牧,重度放牧极显著降低植物水分利用效率(P＜0.001),中度放牧可以提高植物水分利用效率,轻度放牧对于植物水分利用效率影响不显著.土壤C/N、海拔和年均气温分别可以解释60.88％、11.81％和6.45％效应值变异.基于优化放牧制度以及对重度退化草地恢复的治理,提高草地土壤有机碳含量,将会提升草地生态系统植物水分利用效率.     

放牧强度对三江源典型高寒草甸生物量和土壤理化特征的影响

为了揭示高寒草甸生态系统在放牧扰动下的植被和土壤特征变化,通过野外样地调查和室内分析法研究和探讨围栏封育(EN)、轻度放牧(LG)、中度放牧(MG)、重度放牧(HG)、对照区(CK)几种不同放牧强度对草地生物量和土壤碳特征的影响,为高寒草甸的退化研究提供依据。结果表明,封育区地上生物量和地下生物量最高,随着放牧强度的增加,草地地上生物量和地下生物量均呈减少趋势;放牧干扰对高寒草甸土壤湿度也产生影响,其中封育区和轻牧区土壤湿度显著高于其他处理(P0.05);在土壤剖面上,随着土层深度的增加土壤湿度呈明显降低趋势;放牧的践踏作用不仅影响土壤湿度,而且随着放牧强度的增加土壤容重增加;土壤全氮和土壤有机碳也对放牧有一定的响应,土壤全氮表现为LGENMGCKHG,土壤有机碳从高到底为LGENMGHGCK。草地受到放牧干扰时,适度的践踏干扰将提高草地生产力和碳固存,但是高强度的放牧对草地植被和土壤结构的干扰作用不利于草地生态系统的可持续发展。     

温性草甸草原羊草功能性状对不同放牧强度的响应

【目的】研究锡林郭勒盟温性草甸草原建群种羊草（Leymus chinensis）茎叶性状在羊放牧干扰下的响应机制和相关关系。【方法】设置四个不同放牧强度（禁牧、轻度放牧、中度放牧、重度放牧）处理,测定锡林郭勒盟温性草甸草原羊草个体生长特征性状,量化分析羊草茎叶对不同放牧强度的响应,研究其关系、变化规律及其影响因素。【结果】随着放牧强度增加,温性草甸草原羊草重要值下降,植株出现矮小化,其株高、单株重、叶片数、叶宽和总叶面积减少;羊草地上生物量与株高、茎干重、叶干重和总叶面积显著正相关,而与叶片数无显著相关。轻度和中度放牧对羊草叶长有促进作用,而重度放牧对叶长有抑制作用。轻度放牧增加羊草比叶面积,中度放牧与禁牧比叶面积相差较小,但重度放牧时比叶面积显著减少。【结论】Corner法则同样适用于草原植物,轻度、中度放牧下叶性状较为敏感,并出现补偿现象,重度放牧下个体生长特征性状较为敏感。     

放牧强度对高寒草甸群落碳氮磷化学计量特征的影响

植被生态化学计量特征是高寒草甸生态系统稳定性的基础,但其对放牧管理的响应仍不清楚。为此,以2011年在青海海北高寒矮嵩草(Kobresia humilis)草甸建立的不同放牧强度试验地为研究对象,于2014年植物生长季的5月-9月,通过测定禁牧(对照,CK)、轻度放牧(light grazing,LG)、中度放牧(moderate grazing,MG)和重度放牧(heavy grazing,HG)样地的地上植被生产力和植被群落结构及群落叶片碳(carbon,C)、氮(nitrogen,N)、磷(phosphorus,P)含量,研究放牧强度对高寒草甸群落生态化学计量的影响。结果表明,MG能显著提高地上生物量和优良牧草禾草类植物的生物量比例,C含量的变异均在MG处理下最大,此结果支持了中度干扰理论;重牧能显著提高群落叶片的N含量(P0.05);放牧管理对叶片P含量的影响无明显规律;禁牧有利于系统N和P的周转。本研究结果显示,适度的放牧强度有利于高寒草甸生产力的提高,而禁牧可能通过改变群落优势种增强系统的N、P循环强度。     

不同利用方式下高寒草甸的植被变化

本文研究了不同利用方式对高寒草甸植被特征的影响。结果表明高寒草甸在中度放牧条件下物种数、多度和物种多样性最高,植被高度、盖度随放牧强度增加而降低;冬季牧场的地上生物量最高,可达1316.74g/m2;禾草和莎草功能群重量随放牧强度增加表现出先增加后降低的趋势,在中度放牧下最大;重度放牧下毒杂草所占比重显著增加;相比不同放牧强度的草地,冬季牧场的禾草功能群和莎草功能群比重较大,草地质量优于夏季草场;同时还可在一定程度上说明轮牧是改善退化草甸的有效途径。     

放牧和AM真菌对夏季青藏高原东缘老芒麦生长和白粉病的影响

自玛曲3个放牧强度放牧地取土样,并采集优势植物老芒麦(Elymus sibiricus)种子,在温室条件下研究了3个放牧强度下土壤丛枝菌根(arbuscular mycorrhiza)真菌对老芒麦生长和白粉病的影响。放牧强度分别为轻度放牧、中度放牧和重度放牧,土壤处理分别为未作任何处理(自然土)、湿热灭菌土、湿热灭菌后还原除AM真菌外微生物土以及湿热灭菌后接种根内球囊霉(Rhizophagus intraradices)和幼套球囊霉(Claroideoglomus etunicatum)混合菌剂土。结果表明,放牧和AM真菌均可影响老芒麦生长和白粉病发生。老芒麦白粉病的发病率因不同放牧强度和土壤处理而异,中度放牧和重度放牧土壤处理下,老芒麦白粉病发病率低于轻度放牧处理,老芒麦总生物量、总磷含量、光合速率均高于轻度放牧土壤处理。老芒麦在自然土处理下白粉病发病率最高,为59.83%,灭菌土处理下老芒麦白粉病发病率最低,为44.73%。与自然土处理相比,接种AM真菌处理老芒麦白粉病发病率降低13.15%,总生物量增加56.46%。放牧强度和土壤处理对老芒麦总磷含量、叶绿素含量、多酚氧化酶存在交互效应。     

放牧对青藏高原高寒草地土壤有机碳含量的影响

【目的】受气候变化和人类活动影响,青藏高原生态安全屏障仍然面临退化草地面积大、固碳能力降低等生态风险。揭示放牧对青藏高原高寒草地土壤有机碳含量影响及调控因素,对于提升高寒草地生态屏障功能具有重要作用。【方法】采用 Meta 分析,明晰不同放牧强度对青藏高原土壤有机碳含量、理化性质影响的平均效应值,结合混合效应模型,揭示放牧对土壤有机碳影响效应的主要调控因素。【结果】放牧干扰极显著降低高寒草地土壤有机碳含量,降幅约 13. 93%,平均效应值-0. 15±0. 04 （P＜0. 001）。轻度、中度和重度放牧草地土壤有机碳降幅分别为 12. 19%、13. 06% 和 15. 63%,轻度放牧处理未达到显著性检验水平。放牧干扰显著降低高寒草地土壤速效钾、全磷、全氮和全钾含量,降幅分别为 14. 55%、10. 74%、9. 14%（P＜0. 01）和 3. 17%（P＜0. 05）。放牧显著增加速效氮含量和土壤容重,增幅分别为 11. 90% 和 12. 66%。放牧草地土壤有机碳效应值,主要受土壤速效钾、全氮含量、土壤容重和海拔影响,均达到显著性检验水平,效应值变异的解释强度为 69. 73%。【结论】轻度放牧提高土壤速效钾含量,有利于降低放牧引起的青藏高原高寒草地碳排放量。     

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。     

草甸生态系统水源涵养服务功能的时空异质性

基于土壤水分动态监测数据,研究分析了青海海北高寒草甸生态系统定位研究站矮嵩草草甸、金露梅灌丛的有效水源涵养服务、潜在水源涵养服务和剩余水源涵养服务的时空异质性。矮嵩草草甸0~40cm土层的平均有效水源涵养量、潜在水源涵养量和剩余水源涵养量分别为108.8mm、204.8mm和566.3mm,而金露梅灌丛则分别为227.7mm、328.0mm和641.4mm。不同层次的土壤有效水源涵养量、潜在水源涵养量、剩余水源涵养量存在显著的差异性,且具有显著的季节变化特征。线性回归分析结果表明,矮嵩草草甸0~40cm水源涵养量与10~20cm水源涵养量的相关性最为显著,而金露梅灌丛则与30~40cm土层的水源涵养量相关性最强。