围栏封育下蒿类草地群落变化的研究

本试验在退化的蒿类半灌木荒漠草地中分别设置围栏4年(2005年4月实施围栏)和围栏2年(2008年4月实施围栏)两个处理,并以全年放牧草地作为对照,对不同围栏年限下伊犁绢蒿草地群落的变化规律。(1)草地植被在围栏中,围栏4年的总盖度、平均高度均显著高于未围栏的相应指标(P<0.05),而围栏2年与未围栏的总盖度、平均高度之间均没有显著性差异(P>0.05),围栏4年与围栏2年草地间也存在显著性差异(P<0.05)。但群落密度和物种数变化均不明显。同时,围栏封育对蒿类半灌木草地植物地上总生物量和建群种伊犁绢蒿生物量的影响都表现为:围栏4年>围栏2年>未围栏,但随着季节的变化,地上总生物量呈现逐渐下降趋势,而伊犁绢蒿生物量呈现"V"字型曲线。(2)随着围栏时间的增加,围栏封育内短命植物数量逐渐较少,而适应当地气候条件的新疆落芒草却逐渐增多,伊犁绢蒿的重要值也增加较快,在群落中处于绝对优势地位。     

围栏封育对荒漠草原土壤种子库的影响

为了研究围栏封育和未围栏封育不同年限草地土壤种子库的变化情况,试验以盐池县退化荒漠草原为研究对象,采用室内萌发的方法对土壤种子库进行了测定。结果表明:不同围栏封育年限草地土壤种子库组成以多年生草本植物为主;在围栏封育条件下土壤种子库密度是190~690粒/m2,围栏封育5年的草地土壤种子库密度最高,随着围栏封育年限的继续延长,种子库的密度有所降低;土壤种子库与地上植被的相似性系数较低;不同围栏封育年限草地地上植被密度与土壤种子库密度呈正相关。     

青海草地早熟禾植物量生长动态研究

以青海草地早熟禾(Poa pratensis L.cv.Qinghai)栽培草地为研究对象,分析了不同生长年限草地的地上、地下植物量的动态变化。结果表明,青海草地早熟禾栽培草地地上总植物量在生长第二年达到最高(633.95g/m2),随生长年限的延长总体呈下降趋势。优势种青海草地早熟禾的植物量也呈下降的趋势,生长2年的青海草地早熟禾植物量显著高于其他各生长年限的草地(P0.05),生长到第10年,青海草地早熟禾植物量的变化趋于稳定。生长2年和4年的草地其他禾草的植物量差异不显著(P0.05);到第5年,其他禾草的植物量为232.63g/m2,与生长2年、4年和10年草地的差异显著(P0.05),与生长9年草地差异不显著(P0.05)。杂类草随着生长年限的延长呈增加的趋势。不同生长年限青海草地早熟禾栽培草地的大部分地下植物量分布在地表0~10cm处,除40~50cm土层外,生长2年草地的地下植物量均大于其他生长年限的栽培草地;不同生长年限的青海草地早熟禾栽培草地地下植物量的分布随着土层深度的增加呈递减趋势;地下/地上植物量比值呈高-低-高的变化趋势。     

封育与放牧对三江源区高寒草甸植物和土壤碳储量的影响

在三江源区选择不同封育年限的退化高寒草甸,测定其地上部分主要功能群(禾草类、杂类草、莎草类的总碳氮浓度)、植物根系和土壤碳浓度及储量的动态研究。结果表明:围栏封育主要功能群总碳浓度和碳氮比高于自由放牧草地;围栏封育地下根系碳浓度明显高于自由放牧草地;高寒草甸土壤有机碳储量最大,植物地上部分碳储量最小,植物根系碳储量居中。0～30cm深度土体单位面积有机碳储量由高到低依次为:围栏封育5年>围栏封育10年>自由放牧;封育5年和10年后,总碳储量较自由放牧草地提高了36.54%,24.61%;土壤有机碳分别增加了26.28%和24.28%;而封育5年和10年之间碳储量没有显著变化,说明围栏封育是高寒草甸固碳减排的有效措施之一。     

封育对干热河谷稀树灌草丛退化草地土壤种子库和植物多样性的影响

于2004年对金沙江干热河谷地区典型稀树灌草丛退化草地进行了围栏封育。在封育后第1年和第2年,以未围栏封育退化草地为对照,对草地土壤种子库和植被的物种组成、密度变化、多样性变化及土壤种子库与植被群落的相似性进行了调查和分析。结果表明,随着围栏封育年限的增加,土壤种子库密度和植物密度增加极显著（P〈0．001）,其物种组成主要以一年生草本为主。在围栏封育过程中,土壤种子库和物种丰富度明显下降,物种多样性降低,植被均匀性下降。随着封育年限增加,土壤种子库物种组成相似性指数和植被物种组成相似性指数均降低。     

封育对“黑土滩”垂穗披碱草栽培草地群落结构和特征的影响

在三江源区对3龄和7龄垂穗披碱草Elymus nutans栽培草地进行围栏禁牧封育,封育期为3年,在每年8月中旬进行群落调查,以冷季放牧利用的垂穗披碱草栽培草地作为对照,分析围栏内外样地的群落特征以及逐年草地群落演替过程。结果表明：1）物种多样性指数为放牧>封育,且随草龄的增长,群落多样性指数有缓慢增加趋势;2）放牧、封育2种处理样地的总盖度和优势种的盖度及高度的变化基本趋于一致, 即随建植年龄逐步变小,与放牧相比,封育草地的各值显得较低一些;3）地上植物量变化随着演替年限的增加,呈现持续下降趋势。     

藏北高寒草原群落维持性能对封育年限的响应

针对近年来退化高寒草原的恢复和合理利用的问题,对自然放牧、封育3年和7年的藏北申扎高寒草原设置样地,采用群落调查、收割法收集地上生物量,根钻法收集地下生物量等,比较分析不同封育年限下草地群落各生态指标。结果表明,高寒草原围栏封育后,随自然放牧到3年禁牧再到7年禁牧,植被高度持续增加,地上地下生物量、总盖度、物种多样性维持性能增加再降低,Pielou 均匀度指数在自然放牧草地最大。随封育年限延长,禾草类及莎草类植物功能群生物量及重要值显著增加,杂草类功能群生物量及重要值显著降低,说明封育措施有利于群落的正向演替。但通过对群落总盖度、地上生物量及群落种类组成与封育年限间关系进行统计分析表明,藏北高寒草原封育达3到5年后以1.23只羊单位/hm²的放牧强度放牧为佳。     

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.     

冬季火烧对高寒草甸牧草产量及品质的影响

中国科学院海北高寒草甸定位站以围栏封育草地冬季火烧为研究对象、围栏封育未火烧草地为对照,对其产草量、牧草营养品质进行测定,探讨了冬季草原火烧对第二年牧草产量和品质的影响。结果表明:围栏封育草地冬季火烧之后第二年地上鲜草生物量显著高于围栏封育未火烧草地,火烧之后第二年地上枯草的积累量显著低于围栏封育未火烧草地。围栏封育草地火烧之后牧草粗蛋白含量比围栏封育未火烧草地粗蛋白含量显著提高;粗脂肪含量与围栏封育未火烧草地之间没有显著差异(P0.05)。围栏封育草地冬季火烧之后中性洗涤纤维(NDF)、酸性洗涤纤维(ADF)含量比围栏封育未火烧草地显著升高,酸性洗涤木质素(ADL)含量与围栏封育未火烧之间没有显著差异。该研究表明草原火烧短期内对牧草产量和品质有一定的促进作用,加速了退化草地的恢复进程。     

不同围栏时间对昭苏河滩阶地退化草甸草原群落结构特征的影响

采用样方法对昭苏河滩阶地退化草甸草原围栏6a、4a、2a和围栏外自由放牧草地的群落高度、盖度、产量及地下生物量进行了调查分析,结果表明：随着围栏时间的延长,针茅的优势度显著增加,围栏外和围栏2a、4a、6a分别为5.75%、13.14%、19.78%和34.03%;而百里香、草莓、糙苏、十字花科、高大杂类草均呈降低趋势。但草地产量、草层高度、群落盖度呈倒＂V＂型,在围栏4a最高。同时,地下根量随着围栏时间的延长而增加,20～30cm根量所占比例增加显著。说明围栏封育对退化草地恢复效果显著,但封育一定时间后应适时放牧,才能保证草地生产力的持续发挥。     

封育对蒿类荒漠草地植被地上生物量时间稳定性的影响

为明确退化草地恢复过程中草地植被地上生物量时间稳定性变化及影响因素,以天山北坡中段蒿类荒漠草地为对象,采用野外取样和室内分析的方法,测算了封育年限间(2,4,6 a)群落地上生物量时间稳定性及物种异步性等,结果表明：封育2,4,6 a蒿类荒漠草地地上生物量较对照依次提高38.83%,136.26%,87.21%(P<0.05)。封育2 a蒿类荒漠草地群落地上生物量时间稳定性较对照增加38.36%(P<0.05),而封育4,6 a则变化不显著;封育4,6 a蒿类荒漠草地物种丰富度较对照分别降低46.15%,15.93%(P<0.05),物种异步性降低20.13%,17.52%(P<0.05)。物种丰富度与地上生物量时间稳定性无显著相关,但物种异步性及优势种时间稳定性对群落地上生物量时间稳定性有正向促进作用。因此,封育有利于退化蒿类荒漠草地植物地上生物量的恢复,物种异步性和优势物种时间稳定性是驱动群落地上生物量时间稳定性的重要因子。     

人工柠条灌丛林下草地植物群落特征研究

以宁夏固原上黄东山封育的人工柠条(Caragana korshinskii Kom.)灌丛林下草地为研究对象,并以设置在其周围的放牧地天然草地作为对照,采用样线法进行群落调查,分析二者群落数量特征和地上生物量变化,以期为退化草地植被恢复提供理论依据。结果表明:上黄东山封育后的人工柠条灌丛林下草地群落物种数较放牧地显著增加,封育区本氏针茅(Stipa bungeana Trin.)的优势地位明显加强,重要值远大于放牧地;人工灌丛林下草地与放牧地的相似性系数为0.585,表明二者的相似程度不高,人工种植的柠条对群落的结构影响较大,能够改善草地群落的小生境,为新物种出现提供良好的环境;物种丰富度指数和多样性指数(Shannon-winner指数)均表现为人工灌丛林下草地显著高于放牧地(P<0.05),而均匀度指数则相反(P<0.01);人工柠条灌丛林下草地地上生物量鲜重极显著高于放牧地(P<0.01)。     

冬闲田单混播草地地上、地下生物量和总生物量动态及其相关性分析

冬闲期,在云南省晋宁县对多花黑麦草与光叶紫花苕按不同比例混播的草地地上生物量、地下生物量和总生物量等指标进行了测定与相关分析,结果表明:多花黑麦草与光叶紫花苕混播(1.7 g/6m2+10.3 g/6m2)草地地上生物量可以达到13 534.28 kg/hm2,与其他处理差异不显著,粗蛋白产量达到2 589.27 kg/hm2,显著高于单播黑麦草(p<0.05)。草地地上生物量和总生物量随生长时间呈指数曲线变化,地下生物量随生长时间呈对数或幂函数曲线变化,并且地上生物量、地下生物量和总生物量三者之间具有显著的相关关系(p<0.01),地上生物量与总生物量之间表现出线性正相关,地下生物量与总生物量之间的相关曲线为指数或幂函数型,地下生物量与地上生物量之间也呈现出指数函数或幂函数关系。     

巴尔鲁克山地混播人工草地群落生物量动态变化研究

对建植2～4年旱作混播人工草地地上生物量、各类群所占比例、地下生物量动态进行了研究分析,结果表明,随建植年限的延长,人工草地上生物量动态总体呈＂慢（初期）-快（中期）-慢（后期）＂的＂S＂型变化模式,地上生物量逐年增加;草地群落中,禾本科草替代豆科草的速率逐渐加快;垂直分布上,0～30cm地下生物总量逐年增加。地上、地...     

昭苏马场不同垂直带草地类型生物量的研究

以昭苏马场的不同草地类型为研究对象,分析了不同草地类型地下和地上生物量的变化。结果表明：地下生物量表现为总的“T”字形趋势下的锯齿状分布,主要分布在010 cm的草皮层中,而且不同的草地类型,其地下生物量也不同;各草地类型的地上生物量的变化不大,而地下生物量变化明显,但其总体变化趋势一致,均表现为亚高山草甸＞山前冲积扇草甸＞中山草甸＞丘陵草甸＞丘陵草原＞丘陵草甸草原＞河滩阶地草原。     

青海湖北岸草甸草原牧草生物量季节动态研究

2007年5-9月在青海湖北岸的高寒草甸草原,定位研究天然草地地下、地上和总生物量的变化动态。结果表明：青海湖北岸高寒草甸草原天然牧草地上生物量有明显的季节变化,在生长季呈单峰曲线,生育初期地上生物量最小,8月中旬达到最大值,为223.0 g/m2;地下生物量空间分布为倒金字塔型,0～10 cm层地下生物量占地下生物总量的65%,0～10、10～20和20～40 cm层牧草地下生物量在5-9月均表现为“N” 型变化规律;地下生物量周转值为0.45;在生长期内地下生物量的积累远远大于地上生物量的积累,地下生物量峰值也比地上生物量峰值提前;群落根冠比先降后升,平均值为16.1。     

东乌珠穆沁旗天然草地地上生物量与物种数的空间变化

为给东乌珠穆沁旗草地环境保护和草地畜牧业可持续发展提供数据支持和理论支撑,以东乌珠穆沁旗2020年调查数据为基础,采用地统计及拟合函数等研究方法,对东乌珠穆沁旗天然草地地上生物量与物种数的空间变化特点及相互关系进行了研究。结果表明,东乌珠穆沁旗草地物种数单位均值上的变异程度高于地上生物量,但空间异质性地上生物量略高于物种数;物种数空间分布的自相关尺度大于地上生物量,前者主要表现为经度上的变化规律,后者在经纬度上均存在相应变化特点;当物种数小于14种时伴随物种数的增大地上生物量急剧增加,当物种数大于14种时多物种效应呈单峰曲线变化形式。     

祁连山北坡天然草地地上生物量及其与土壤水分关系的比较研究

祁连山北坡天然草地植被以高寒草原、山地草甸、山地草甸草原、山地草原和山地荒漠草原等类型为主,对这5种天然草地地上生物量观测结果显示,地上生物量在5类草地植物群落间差异显著(P＜0.05),其季节动态规律均表现为单峰型,在8月下旬达生物量峰值。5种草地类型地上生物量以山地草甸(100.24 g/m²)最高,其他依次为山地草甸草原(71.24 g/m²)、山地草原(70.20 g/m²)、高寒草原(52.40 g/m²)和山地荒漠草原(20.44 g/m²);用Logistic方程模拟的地上生物量增长曲线表明5类草地群落地上生物量均未达到其环境最大容纳量。不同草地类型地上生物量与降水量、土壤平均含水量的累加值均呈正相关关系。在各种类型草地中,不同土层含水量对地上生物量的影响均不同,根系主要分布层内的含水量与地上生物量显著相关(P＜0.05)。     

氮添加和放牧对云雾山草原优势种异速生长模式的影响

氮添加和放牧是影响草地生态系统结构和功能的重要因素。本研究以宁夏云雾山典型草原为研究对象,采用标准化主轴估计和异速生长分析,探究了氮添加和放牧干扰对草地群落中7种优势植物根、茎、叶不同构件的生物量分配对策和异速生长模式（包括异速生长斜率和截距）的影响。结果表明：在封育地,氮添加处理显著提高了物种的叶生物量;而在放牧地,氮添加则使得物种的根生物量上升,而茎、叶生物量下降;植物各营养器官生物量均随植物个体生物量的增加而增加,且只有在放牧×氮添加处理下植物叶生物量与个体生物量之间的异速生长斜率和截距发生了显著改变,其余处理下植物的异速生长斜率均无明显差异。因此,植物营养器官的生物量分配主要依赖于植物个体大小,而氮添加和放牧对植物异速生长模式的影响相对较小。     

内蒙古草原不同土壤pH条件下植物生物量和多样性的关系:样带调查和控制实验的比较研究

生物量与多样性的关系一直是生态学研究的热点问题,已有研究显示二者的关系受环境因子的影响,但是关于土壤pH变化对草原植物群落生物量和多样性的影响及其在样带空间调查实验与定点控制实验之间差异的研究还无报道。采用样带调查实验和控制实验相结合的方法,研究了在自然条件下内蒙古草原样带上植物群落生物量和多样性的关系变化及其与土壤pH的关系,同时通过外源添加硫酸或氢氧化钠溶液,研究人为改变土壤pH后草原植物群落生物量和多样性的关系变化,并比较样带调查实验和控制实验两种方法所得结果的差异及机制。研究结果表明:1)在样带空间梯度上,土壤pH变化主要受土壤类型、植被类型及干旱指数的影响。沿天然的pH梯度,地上生物量与土壤pH间呈现为显著的U型曲线关系,物种丰富度与土壤pH也呈显著的U型曲线关系,生物量与多样性二者之间为显著正相关关系;2)在定位的酸碱控制实验中,地上生物量与土壤pH间呈显著的上凸单峰曲线关系,物种丰富度与土壤pH之间也呈显著的单峰曲线关系,生物量与多样性的关系因植被类型而异:在荒漠草原二者为正相关,而在典型草原二者无显著相关性。可以看出,草原生物量和多样性与土壤pH密切相关,并且在样带上和控制实验中呈现出相反的结果,多样性和生物量的关系也不完全相同。两种研究方法出现差异的原因是样带观察反映的是生态系统长期适应的结果,而控制实验结果反映的是生态系统对环境变化的短期响应,这种时空尺度的差异造成了两种研究方法所得结果的不同。