围封、浅耕翻改良对退化羊草草甸草地土壤种子库的影响

应用幼苗萌发法比较研究了浅耕翻改良、围封改良和自由放牧对退化羊草草甸草地土壤种子库的影响.结果表明,浅耕翻改良、围封改良措施均可显著提高退化羊草草地土壤种子库的密度,改善种子库的物种组成结构,其中围封改良较浅耕翻改良措施对土壤种子库的补偿和修复更为有利.     

围封、浅耕翻改良对退化羊草草甸草地土壤种子库的影响

应用幼苗萌发法比较研究了浅耕翻改良、围封改良和自由放牧对退化羊草草甸草地土壤种子库的影响。结果表明,浅耕翻改良、围封改良措施均可显著提高退化羊草草地土壤种子库的密度,改善种子库的物种组成结构,其中围封改良较浅耕翻改良措施对土壤种子库的补偿和修复更为有利。     

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。     

高原鼠兔对西藏邦杰塘高寒草甸的影响

高原鼠兔是西藏高寒草甸的优势物种之一,其摄食和掘穴活动加快了邦杰塘高寒草甸退化速度,制约着当地草牧业的可持续发展。鉴于此,以林芝市工布江达县松多三村的冬季牧场作为试验地,以高原鼠兔活动为主要影响因素,初步探索高原鼠兔活动对不同退化程度的高寒草甸的影响。以期为邦杰塘天然草地的高原鼠兔防控和草地管理提供科学依据。研究表明,围栏外(A样地)的平均高原鼠兔鼠总洞数和有效鼠洞数均大于围栏内(B样地),A样地鼠兔掘穴土丘占地面积、洞口面积和草地占地面积也均大于B样地。高原鼠兔对植被有显著影响,表现为草地生物量减少,地上生物量干湿比增大,植物Gleason丰富度指数增加。在样地植物密度和种类基本一致的情况下,高原鼠兔的活动致使土壤种子库密度减少,尤以根茎型植物为最;地上地下植被Sorensen相似性指数减小,降低了草地根茎型植被更新潜力;其中A样地鼠区土壤种子密度仅为3 929.3粒·m^-2,显著低于B样地鼠区;同时鼠区土壤种子库中的根茎型牧草物种数占保护区的40%。说明高原鼠兔对两种不同退化程度的高寒草甸的影响不同,对轻微退化高寒草甸地表特征、植被特征和土壤种子库的影响小于对重度退化高寒草甸的影响。     

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。     

退化草地放牧和围封条件下的土壤种子库

本文研究了退化草地在放牧和围封条件下土壤种子库的密度和组成,以验证草地封育对退化草地植被恢复起到的作用。结果表明:(1)放牧草地植物种数23种,围封草地植物种数28种,围封使土壤种子库植物种数增加了21%;(2)放牧草地种子库密度为7375有效种子数/㎡(平均值),围封草地种子库密度为10670有效种子数/㎡(平均值),比放牧草地提高了44%。     

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%。     

围封对退化沙质草地地下繁殖体库恢复的影响

为探明围封对退化沙质草地地下繁殖体库(种子库和芽库)恢复的影响,试验以长期放牧退化沙质草地为对照,通过种子萌发法和鉴定观测法,研究了不同围封年限(1年、3年和5年)的地下种子库和芽库物种种类、数量以及二者间转换变化的规律。结果表明:对长期放牧退化沙质草地实施围封措施能显著增加地下繁殖体库物种种类和数量,促进芽库向深层土壤扩展;围封对地下繁殖体恢复作用存在时间效应,随着围封年限的增加,土壤种子库一年生物种比例逐渐减小,多年生物种比例逐渐增加,而围封1年对芽库恢复作用不强,围封3～5年是地下繁殖体库存储转换地上植被群落的过渡期,外界适度刺激有利于地下芽库储备及芽体类型转换。     

围封对固沙樟子松林土壤种子库的影响

选取章古台樟子松(Pinus sylvestris var.mongolica)半围封5年(E5)和全围封10年(E10)固沙林地,以对应未围封5年(CK1)和未围封10年(CK2)固沙林为对照,采用野外调查取样和室内萌发试验相结合的方法,分析了围封对樟子松林下植被土壤种子库的物种组成、密度、垂直分布的特征和物种多样性的影响。结果表明,E5和CK1的土壤种子库分别包括20种和15种植物,分属9科18属和7科13属;E10和CK2的土壤种子库则分别包括17种和15种植物,分属6科15属和6科13属。在围封林地中,一年生植物、多年生植物与灌木半灌木分别占47.83%、39.13%和13.04%,在对照林地中则分别占50%、38.89%和11.11%。E5、CK1、E10和CK24个林地的土壤种子库密度分别为8529.7、6741.5、7836.9和11559.7粒·m–2;各林地的土壤种子库密度均在0–2 cm土层最大,表现为表层聚集性,其垂直分布规律在围封下与未围封具有一致性。围封林地的丰富度指数要高于对照林地,E5的Shannon-Wiener指数、Simpson优势度指数、Pielou均匀度指数均低于CK1,E10的则均高于CK2。围封与对照林地林下植被土壤种子库种类组成上的相似性指数为0.88,豆科植物在围封与对照林地表现出较大的差异。因此,围封能够增加科尔沁沙地固沙樟子松林下植被土壤种子库物种数,提高多年生植物和灌木半灌木的比例,适度围封可增加其密度,提高群落发展潜力并增强其生态系统稳定性,进而保障固沙樟子松林的稳定与发展。     

封育三年对三种高寒草地群落土壤种子库的影响

选择青藏高原黄河源区封育三年的灌丛草地、小嵩草退化草地和黑土滩等3个高寒草地群落为研究对象,利用镜检法,对其土壤种子库的规模、物种组成、空间分布及与地上植被的相关性进行研究。结果表明,1)小嵩草退化草地、黑土滩、灌丛草地围栏内外土壤种子库密度分别为(9 938±1 780)粒/m²和(15 330±1 827)粒/m²、(4 074±459)粒/m²和(3 640±486)粒/m²、(9 879±1 453)粒/m²和(12 899±1 695)粒/m²,且只有小嵩草退化草地围栏内外表现出差异显著。2)3种高寒草地群落围栏内外土壤种子库物种数目差异不显著,但禾本科与莎草科种子在土壤种子库中所占的比例表现为围栏内＞围栏外,草地围栏能提高原生植被土壤种子库比例。3)各样地的土壤种子库的Shannon-Wiener多样性指数、Simpson多样性指数和Pielou均匀度指数有着相同的变化规律:黑土滩＞灌丛草地＞小嵩草退化草地;Margalef丰富度规律为:小嵩草退化草地＞黑土滩＞灌丛草地。3种高寒草地群落土壤种子库与地上植被的Sorensen相似性指数大小范围为0.32～0.64,变化为:黑土滩＞小嵩草退化草地＞灌丛草地,围栏内＞围栏外。4)土壤种子库主要集中在0～5 cm土层中,平均占土壤种子库的比例为88.56%。黑土滩群落围栏内外5～10 cm层土壤种子库种子数所占的比例要显著大于灌丛草地与小嵩草退化草地。围栏封育能够提高退化高寒草地土壤种子库数量,对退化草地的恢复有重要作用。     

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。     

东祁连山高寒人工草地土壤种子库大小及物种构成

通过野外调查和种子萌发试验,研究了东祁连山高寒地区常见的垂穗披碱草(Elymus nutans)和燕麦(Avena sativa)人工草地群落土壤种子库大小及物种构成,并与相邻天然草地进行比较,旨在为东祁连山人工草地植被恢复提供支持信息。结果表明:垂穗披碱草草地、燕麦草地和天然草地的土壤种子库种子密度平均数分别为22611.45±4725.88,4210.88±1913.44和2937.01±2471.60 个·m^-2。垂穗披碱草草地种子库萌发的幼苗中共发现4种植物,分别是高山紫菀(Aster alpinus)、迷果芹(Sphallerocarpus gracilis)、甘肃马先蒿(Pedicularis kansuensis)和萼果香薷(Elsholpzia bensa var. calycocarpa);燕麦草地种子库萌发的幼苗中共发现6种植物,分别是独行菜(Lepidium apetalum)、旱雀麦(Bromus tectorum)、微孔草(Microula sikkimensis)、迷果芹、蓝翠雀花(Delphinium caeruleum)和萼果香薷;天然草地种子库萌发的幼苗中共发现6种植物,分别是异针茅(Stipa aliena)、二裂委陵菜(Potentilla bifurca)、高原毛茛(Ranunculus tanguticus)、黄花棘豆(Oxytropis ochrocephala)、独行菜和蓝翠雀花。垂穗披碱草草地和燕麦草地土壤种子库可萌发的幼苗多为一年生植物;垂穗披碱草草地与燕麦草地和天然草地之间可萌发土壤种子库数量差异较大,后二者之间差异较小;天然草地与燕麦草地物种构成差异较小,与垂穗披碱草草地物种构成差异较大。     

不同退化程度高寒嵩草草甸基况的初步研究

以高寒嵩草草甸退化群落指标为依据,研究了青海省未退化、轻度退化、中度退化和重度退化阶段,高寒嵩草草甸植物群落的结构特征及土壤特性的差异性。结果表明:不同退化程度的高寒嵩草草甸,其地上、地下生物量,牧草高度,生草层厚度,裸斑面积,物种数,土壤含水量等呈显著差异。同未退化阶段相比,重度退化阶段的优良牧草生物量和地下生物量分别降低了43.2和10.1 g/m2。而重度退化阶段时,裸斑面积则达到最大值65 m2,土壤含水量则为最小值22.83%,鼠洞密度则随着高寒嵩草草甸退化程度的加剧,呈倒"V"变化趋势。分析表明,高寒嵩草草甸退化的结果是,由莎草科和禾本科为主的植物演替为杂类草地。     

植物根际促生菌菌肥在高寒草甸替代化肥效应研究

为探究青藏高原高寒草甸退化问题,从施肥可以改良草地退化的角度出发,本研究以青海省高寒草甸为研究对象,通过设置不同施肥处理,即对照不施肥（CK）、施加氮肥250 kg·hm^-2（N）、磷肥400 kg·hm^-2（P）、氮磷肥300 kg·hm^-2（NP）、有机肥2 000 kg·hm^-2（O）、植物根际促生菌（Plant growth-promoting rhizobacteria,PGPR）菌肥7.5 kg·hm^-2（J1）,15 kg·hm^-2（J2）,22.5 kg·hm^-2（J3）、PGPR菌肥+70%氮肥（J1+N）、PGPR菌肥+70%磷肥（J1+P）,对不同施肥处理高寒草甸的改良效果、PGPR菌肥的适用性以及菌肥替代化肥的效果进行分析。结果表明：NP显著提高地上生物量（P<0.05）,J1+N处理不仅增加了地上生物量,还可缓解施用N肥造成的物种丰富度下降,同时增加土壤水分和全氮含量（P<0.05）,又不会引起盐渍化。综上所述,J1+N处理能够部分替代化肥,减少无机化肥对生态环境的危害,推荐在高寒草甸施用。     

不同管理措施对青海湖流域高寒草地土壤养分的影响

本文通过野外采样及室内分析比较了围栏封育(FE)、传统放牧(TG)和草灌结合(CGB)3种管理措施对青海湖流域高寒草地不同土层深度土壤养分的影响。结果表明：土壤有机质、速效氮磷和硝态氮含量在不同管理措施下均随土层深度的增加而降低(P<0.05);FE有机质含量均显著高于CGB和TG (P<0.05);不同管理措施对土壤全量养分含量影响较小,主要对0~10 cm土层全氮含量产生影响,该层中FE全氮含量显著高于CGB和TG;不同管理措施对土壤速效养分含量的影响较大,主要体现在0~10 cm和10~20 cm土层,均表现为FE土壤速效养分含量最高(P < 0.05)。综上,围栏封育更有利于青海湖流域土壤养分的固持和青海湖流域退化高寒草地的恢复。     

高寒草甸植物群落退化与土壤环境特征的关系研究

为了阐明高寒草甸群落特征和物种多样性的变化特征及其与土壤环境因子的关系,本文研究了未退化、轻度、中度、重度和极度退化程度高寒草甸群落特征和物种多样性,以及各退化等级的土壤温湿度及其化学性质。结果表明,随着退化程度的加剧,高寒草甸群落高度、盖度、生物量和演替度均逐渐降低,而鼠类活动先加剧后减缓;物种多样性指数逐渐降低,丰富度指数和均匀度指数均先升高后降低;土壤温度逐渐升高而湿度逐渐降低;土壤有机碳含量和全氮含量均逐渐降低,而土壤pH值则逐渐升高。群落演替度、土壤湿度、土壤有机碳和全氮含量与物种多样性表现出正相关,而有效鼠洞数、土壤温度和土壤pH值则与物种多样性表现出显著的负相关。     

不同管理措施对高寒草甸土壤微生物量季节性变化的影响

采用氯仿熏蒸浸提法测定了4种不同管理措施(不围栏、围栏、围栏+施肥、围栏+补播)土壤微生物量碳、氮和磷季节变化,结果表明:(1)相同月份,相同土层,不同管理措施,土壤微生物量表现为:围栏+补播围栏+施肥围栏不围栏;(2)相同月份,不同土层,相同管理措施,土壤微生物量表现为:0~20cm20~40cm,且前者为后者的1.16~3.13倍;(3)不同月份,相同土层,相同管理措施,土壤微生物量的季节变化均呈先增后降的趋势,7月出现最大值,各月间呈不同的显著性差异;(4)不同月份,不同土层,相同管理措施,0~20cm土层土壤微生物量季节变化幅度高于20~40cm。土壤微生物量季节变化与气温变化呈极显著正相关(P0.01),与降水量呈正相关。运用综合指数法计算不同管理措施下土壤质量综合指数,其排序为:围栏+补播(0.193)围栏+施肥(0.096)围栏(-0.059)不围栏(-0.231)。围栏+补播对土壤的改善效果最佳,是玛曲高寒草甸生态恢复的重要途径。     

高寒草甸不同生境土壤种子库初探

研究了高寒草地不同生境土壤种子库的基本特征。结果表明:滩地种子库密度为7546粒/m2,阳坡为5929粒/m2,阴坡为7260粒/m2;三个生境种子库平均密度为6811粒/m2,土壤种子库中有78个种,分属于21科,其中多年生植物占总数的85%。三个生境种子库的物种组成没有显著差异。     

不同放牧强度对西藏邦杰塘高寒草甸土壤种子库的影响

通过研究不同放牧强度下地上植被群落的物种组成、植物生活型、土壤种子库物种种类和种子数量等特征,探讨了地上植被与土壤种子库之间的关系及种子库在地上植被群落构建中的作用,拟为高寒草甸的管理,特别是高寒地区退化生态系统的恢复与重建提供参考。结果表明：土壤种子库物种多样性指数和丰富度指数在围栏样地和中牧样地之间差异不显著。重牧样地土壤种子库物种多样性指数和丰富度指数显著低于中牧样地（P<0.05）;围栏样地、重牧样地、中牧样地土壤种子库密度表现为重牧 >围栏 >中牧,其中重牧样地土壤种子库密度显著高于中牧样地（P<0.05）,达4952.7粒·m^-2;中牧样地和围栏样地的种子库和地上植被之间相似性较低,二者的地上植被与土壤种子库Sorensen相似性指数分别为0.48和0.44。重牧样地上嵩草属（Kobresia）植物严重退化,地上植被群落和土壤种子库均以杂类草物种占优势,地上植被与土壤种子库表现出较高的相似性。因此,对于有退化趋势的嵩草草甸,适当的围栏并考虑利用本地多年生优良牧草种子进行补播将是有利的;嵩草高寒草甸土壤种子库种子主要集中在0~5cm,且各样地中种子数量均随着土壤深度的增加而减少。