放牧强度季节调控对荒漠草原土壤风蚀的影响

由超载过牧导致的草地退化是土壤沙化的重要来源,放牧导致的草地风蚀加剧和草地沙化现象已经引起人们的普遍关注。以短花针茅荒漠草原为研究对象,采用完全随机区组设计设置6个放牧处理,对不同放牧处理下草地枯落物生物量、冬春季集沙量及土壤表层粒径等进行研究。结果表明:1)冬春季草地保存枯落物生物量越多,草地的固沙能力越强,适度放牧草地流沙量比重度放牧降低了45.16%;2)随着放牧强度的增大,草地不同粒径流沙量绝对值明显增加,0.25 mm和0.05 mm粒径沙粒的比例在重度放牧下较不放牧和轻度放牧高,0.25～0.10 mm粒径沙粒在重度放牧下最低;3)秋季重度放牧能增加草地流沙量,因此荒漠草原放牧利用在秋季应降低载畜率。所以,草地不合理的放牧利用降低了草地防风固沙能力,导致地表粗粒化,荒漠草原冬春季保持不少于32.93 g·m~(-2)的枯落物,能显著降低草地风蚀,起到很好的固沙作用。     

短花针茅荒漠草原不同放牧强度土壤线虫群落研究

为探明短花针茅荒漠草原土壤线虫群落分布特征及不同放牧强度对土壤线虫群落的影响,该研究对短花针茅荒漠草原4个不同放牧强度草地的线虫群落进行了系统调查。结果表明：试验区共捕获18属7 200条/100 g干土线虫。拟丽突属、丽突属2个属分别占个体总数的22.78%、41.90%,为该地区的优势类群。多样性分析表明：线虫群落个体数、物种丰富度均为轻度放牧草地大于其余放牧强度草地;群落多样性指数为对照样地>轻度放牧草地>重度放牧草地>中度放牧草地;群落均匀度指数为重度放牧草地>对照样地>（轻度放牧草地=中度放牧草地）。生态指数分析表明：成熟度指数为轻度放牧草地>对照样地>中度放牧草地>重度放牧草地,可见轻度放牧草地和对照样地土壤较稳定,而重度放牧草地土壤受外界活动扰动程度最大;通道指数为中度放牧草地>重度放牧草地>轻度放牧草地>对照样地。此外,通过对不同放牧强度草地植物群落多样性、生物量、盖度、平均高度、枯落物干重、土壤含水量、酸碱度、土壤有机质等环境因子与土壤线虫群落特征指数进行多元逐步回归分析,阐明了放牧条件下影响土壤线虫群落的关键生态变量。研究结果可为确定有益于荒漠草原线虫群落生物多样性维护的放牧强度提供参考。     

阿坝牧区草地不同利用方式与程度对植被碳含量的影响

为探讨不同利用方式与程度对草地植被碳含量的影响,对阿坝牧区不同利用方式草地(封育天然割草地、人工栽培、放牧草地)和植物生长季不同利用程度草地植被的地上部分、地下根系和枯落物的碳含量进行调研。结果表明,1)草地地上植被碳含量在不同利用方式上表现为封育天然割草地、冬春放牧草地和人工栽培草地显著高于夏秋放牧草地(P<0.05);生长季不同利用程度上冬春和夏秋轻度放牧草地显著高于重度和中度放牧草地(P<0.05)。2)草地枯落物碳含量在不同利用方式与程度上差异均不显著。3)从根系总碳含量来看,不同利用方式上夏秋放牧草地和封育天然割草地显著高于冬春放牧草地和人工栽培草地 (P<0.05);生长季不同利用程度上夏秋中度和轻度放牧草地显著高于夏秋重度和冬春放牧草地(P<0.05),且各种利用方式与程度草地地下根系总碳含量均从表层向下依次显著的递减(P<0.05),0~10 cm 的根系碳含量占总量的65%以上,10~30 cm各草地根系碳含量差异不显著(P<0.05)。通过数量关系得出,草地植被碳含量在利用方式上表现为封育天然割草地(356.509 g/m²)>冬春放牧草地(297.780 g/m²)>人工栽培草地(164.953 g/m²)>夏秋放牧草地(137.577 g/m²),地上植被碳含量分别为地下根系碳含量的15.334,17.130,9.167和5.146倍;在生长季不同利用程度上表现为冬春放牧草地(297.780 g/m²)>夏秋轻度放牧草地(217.002 g/m²)>夏秋重度放牧草地(113.849 g/m²)>夏秋中度放牧草地(81.882 g/m²),地上植被碳含量分别为地下根系碳含量的17.130,8.636,4.412和2.430倍。利用方式和放牧强度是影响草地植被碳含量的重要因素。     

宁夏盐池县沙化草地土壤团聚体分异特征

以宁夏盐池县哈巴湖自然保护区不同沙化程度的荒漠草原为对象,研究潜在、轻度、中度和重度沙化草地0~40 cm土壤机械稳定性和水稳定性团聚体的粒径分布,并通过团聚体破坏率、平均重量直径(MWD)、几何平均直径(GMD)和分形维数等指标分析不同沙化类型草地土壤团聚体稳定性特征。结果表明:各沙化类型草地0~20 cm土层机械稳定性团聚体和0~40 cm土层水稳性团聚体均以<0.25 mm微团聚体为主,分布范围分别为45.78%~88.36%和48.05%~97.79%。随草地沙化程度的加重,0~40 cm各土层<0.25 mm机械稳定性和水稳性微团聚体含量、团聚体破坏率、分形维数及侵蚀因子总体呈增加的趋势,MWD和GMD则逐渐降低,土壤结构趋于不稳定。从剖面变化看,随土层的加深,土壤稳定性增加,尤其是潜在和轻度沙化草地,表明该区域土地沙化主要发生在0~20 cm浅层土壤。土壤团聚体稳定性与有机碳、全氮含量呈极显著正相关(P<0.01),与黏粉粒呈显著正相关(P<0.05),与土壤容重呈极显著负相关(P<0.01)。伴随着盐池县草地沙化过程中土壤细颗粒的吹蚀和碳氮等养分的搬运,土壤结构分散,物理稳定性降低。     

季节放牧对典型草原植物群落不同生长季特征的影响

在内蒙古典型草原区建立放牧试验平台,研究秋季、冬季和初春放牧对草地植物返青期土壤温湿环境和植物生长以及生长旺季植物群落地上生物量及其构成的影响。结果表明:在草地返青季,秋季放牧草地表层土壤湿度相对于其他处理显著降低,而温度相对升高;土壤表层湿度与草地枯落物总量、立枯量呈显著正相关;秋季和冬季放牧显著降低草地返青期的地上生物量;秋季放牧显著降低优势植物地上生物量;而初春放牧不影响草地返青期的群落生物量。在生长旺季,初春放牧草地群落及其高大优势植物大针茅和羊草的生物量显著增加,而其下层的糙隐子草和杂类草生物量显著减少。     

放牧生态系统枯落物及其作用

草地枯落物是连接放牧生态系统中“土—草”界面的主要媒介,是调控地上-地下生态过程的关键因子,对草地物种多样性、生产力、退化草地恢复等具有重要意义。一方面,家畜的采食、践踏、排泄物等减少枯落物积累和加速其分解,且与放牧强度、制度、季节、家畜种类联合响应;另一方面,枯落物影响家畜的选择性采食、蹄压等行为,为微生物和小草食动物生命活动提供有利场所及能量,进而影响草地生态系统结构及功能。枯落物也能够改变土壤理化性质和物质循环,产生化感物质,影响种子发芽、幼苗生长,导致草地群落构建和演替。本研究综述了国内外相关文献,探讨放牧生态系统中的枯落物及其作用,旨在明确草地生态系统中“放牧-枯落物-土壤-绿色植物”之间的相互作用机制,为后续草地可持续性管理研究提供理论依据。     

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。     

不同载畜率下荒漠草原非生长季植物群落特征对近地面风沙通量的影响

以短花针茅为建群种的内蒙古荒漠草原为研究对象,在长期梯度放牧试验和风蚀监测实验的平台上,通过对2018-2019年非生长季风蚀物及植物群落特征（植物群落高度、盖度、枯落物量）的调查,开展了不同载畜率下近地表高度的风沙通量与植物群落特征关系的研究,结果表明：在荒漠草原非生长季,1）载畜率的增加会加剧土壤风蚀,尤其显著增加集沙高度10 cm（即距地表最近的高度）和0~50 cm的总风沙通量。对于0~50 cm高度的总风沙通量来说,对照区的风沙通量最低,轻度放牧区和中度放牧区的风沙通量分别是对照区的1.29和1.81倍,重度放牧区的风沙通量最高,是对照区的2.20倍;2）不同载畜率下,植物群落特征对风沙通量有显著影响,风沙通量与植物群落高度、盖度和枯落物量均呈负相关关系,其中植物群落高度对不同集沙高度的风沙通量影响最大;3）载畜率显著影响植物群落特征,载畜率的增加使植物群落高度、盖度及枯落物量降低,进而增加草地风蚀量。     

放牧调控对短花针茅种群年龄及叶性状的影响

草食动物对植物种群结构和功能的调控机制是放牧生态学研究的重要内容。本研究以内蒙古锡林郭勒盟苏尼特右旗荒漠草原的长期放牧控制实验为平台,通过研究荒漠草原建群种短花针茅种群年龄动态与其相应叶性状,以期揭示荒漠草地放牧调控下植物响应机制。结果显示,1)短花针茅种群基径小于4 mm部分植株存活数少;适度放牧处理短花针茅各年龄阶段频度与不放牧基本一致,重度放牧处理龄级Ⅲ的频度和比例分别下降了0.79,0.73;2)短花针茅种群龄级Ⅰ与龄级Ⅱ的短花针茅频度和比例较高,龄级Ⅲ相对较低,属于比较稳定的种群;Godron指数显示短花针茅年龄结构的稳定性重度放牧>适度放牧>不放牧;3)放牧调控下,叶高、叶长、叶干重、叶直立度、叶长宽比为年龄型敏感性状,自然叶宽、完全叶宽、叶卷曲度、叶干物质含量为年龄型保守性状;4)相关分析认为自然叶宽和叶干物质含量与各年龄型敏感性状基本呈协同变化;叶卷曲度与叶干重负相关(P<0.05),与叶直立度呈正相关(龄级Ⅲ、龄级Ⅰ)。研究认为,短花针茅种群在亚稳定下,通过控制种群年龄及叶性状,来完成其生活史对放牧调控的适应。     

珍珠草原对不同模拟放牧强度的响应

草与畜的关系是放牧生态学研究的重点。以阿拉善荒漠草原典型植物珍珠(Salsola passerina)为研究对象,人工设置不同的处理模拟不同放牧强度对珍珠生长的影响,为荒漠草原的合理利用提供依据。研究结果表明,轻度、中度及重度放牧条件下,珍珠种群密度随处理强度的增加而增加。不同处理下植株的冠幅变化不明显,植株的高度在中度干扰下最大,轻度放牧次之,重度放牧最低。3种处理对珍珠生物量都有很大影响,轻度及中度放牧有利于珍珠的生长,而重度放牧则使生物量下降。计算补偿生长指数发现珍珠秋季的补偿生长旺盛,春季中度放牧有利于珍珠的补偿性生长,夏季补偿性生长表现不明显。因此,适度放牧有利于珍珠草原的恢复与健康发展,珍珠这种荒漠草原特有的植物在秋季具有极好的耐牧性。     

不同放牧制度对荒漠草原地上生物量及种间关系的影响

采用围栏放牧控制试验,研究了不同放牧强度和放牧方式对封育9年荒漠草原地上生物量及种间关系的影响。结果显示,1)放牧强度对生长季不同时期牧草地上生物量的影响不同,中度自由放牧小区的牧草地上生物量在整个生长季都高于封育小区;2)环境条件对牧草地上生物量的影响较大,在光热水等资源充足时,自由放牧区3种牧压梯度下的牧草地上生物量均高于封育禁牧小区,当遭遇高温干旱胁迫时,自由放牧区的牧草地上生物量的增长量均比封育禁牧小区低,中度轮牧草场表现出较好的抗胁迫能力;3)放牧能够减小荒漠草原年内牧草地上生物量的时间变异,而其空间变异对不同放牧制度的响应较为复杂,在不同强度、不同方式以及植被生长季的不同时期都有所不同;4)轻度自由放牧不会改变植物的种间关系和群落之间的关系,而重度自由放牧不仅加剧了群落间的资源竞争,还会引起研究区3种群落发生不同程度的逆向演替,中等强度的4区轮牧方式为研究区最优的放牧模式,它一方面减缓了群落界面上的资源竞争,另一方面促进了本氏针茅群落的顺行演替。以上结果表明,合理地调控人类放牧制度能够促进草地生态系统功能,从而起到恢复和保护草原的作用。     

毛乌素荒漠草原植被特征对降水变化的响应

荒漠草原植被特征对降水变化敏感,研究降水变化对荒漠草原植被特征影响具有重要的生态学意义.本研究以宁夏盐池县典型荒漠草原(毛乌素沙区农牧交错带)为研究对象,利用遮雨棚技术模拟正常降水的33％,66％,100％,133％ 和166％,在降水变化处理2年后,探讨荒漠草原植被特征对降水变化的响应规律.结果表明,增加降水使群落中...     

浑善达克沙地3种灌木土壤分形特征与养分关系

以浑善达克沙地广泛分布的3种典型荒漠草原灌木柄扁桃、小叶锦鸡儿和狭叶锦鸡儿灌丛下土壤为研究对象,测定分析3种灌丛下0~60 cm土层深度的土壤颗粒机械组成、土壤体积分形维数和土壤养分含量的垂直分布特征,探讨草原灌丛化后土壤分形特征与土壤肥力的关系,揭示灌丛植被在荒漠草原的生存与扩散机制。结果表明,3种典型灌丛形态结构存在差异,拦截风沙流后沉积在灌丛下的土壤粒度特征不同,其中粘粉沙体积含量和分形维数在不同物种间差异显著(P<0.05)。土壤分形维数表现为小叶锦鸡儿(2.346)>狭叶锦鸡儿(2.259)>柄扁桃(2.149)>裸沙地(2.057);土壤分形维数主要由粒径小于0.25 mm的粘粉沙(<0.05 mm)、极细沙(0.05~0.1 mm)和细沙(0.1~0.25 mm)体积百分含量决定,其中0.1 mm粒径是决定研究区灌丛下土壤分形维数的临界粒径,即小于该粒径的粘粉沙、极细沙含量越多,土壤分形维数越高。灌丛下土壤有机质和全氮含量与土壤分形维数存在极显著正相关关系(P<0.01);土壤有机质含量随土层深度增加而递减,全氮和全磷含量随土层波动性较强,不同物种间土壤有机质和全氮含量差异显著(P<0.05),而全磷含量差异不显著。灌丛覆盖的土壤结构和肥力均较裸沙地有明显改善,不同物种改良土壤的效果依次为小叶锦鸡儿>狭叶锦鸡儿>柄扁桃。     

短花针茅草原群落特征对全年放牧和春季休牧的响应

本文以内蒙古高原短花针茅草原为研究对象,研究全年放牧和春季休牧下草地植被在盖度、重要值,植物功能群生物量、多样性等的响应。结果表明,春季体牧下草地主要植物种盖度较高,其中春季零放牧＋夏季适度放牧＋秋季适度放牧效果最好。春季休牧＋夏季适牧＋秋季适牧处理下短花针茅的重要值较低,但是无芒隐子草重要值高于春季体牧＋夏季重牧＋秋季重牧处理,碱韭重要值低于春季休牧＋夏季重牧＋秋季重牧处理,银灰旋花则相反。春季休牧处理下植被群落的地上生物量和Shannon多样性指数显著高于其他放牧处理（P〈0．05）,其中春季休牧＋夏季适牧＋秋季适牧处理最为明显。     

短花针茅草原主要植物种群及群落特征对放牧强度季节调控的响应

在探究荒漠草原主要植物种群及群落特征对放牧利用方式的响应规律时,不仅可以明确荒漠草原植物群落的变化规律,亦可以探讨作为荒漠草原群落重要组成部分的主要植物种群变化特征和规律,二者结合有利于掌握荒漠草原植物群落结构和功能的变化形式。试验选取内蒙古自治区苏尼特右旗短花针茅荒漠草原为研究对象,设置6个放牧处理,采用随机区组排列(3个区组,即3次重复),选取主要植物种群(短花针茅、无芒隐子草和碱韭)、植物群落的高度、盖度、密度和现存量为研究指标,运用最优母序列关联度分析方法,探讨主要植物种群、群落在放牧处理间、放牧季节间的关联序。结果表明,春季休牧+夏季重度放牧+秋季适度放牧的SA1处理区可以作为草地可持续利用的首选,其次是全年适度放牧的SA5处理区。采用最优母序列关联度评价草地具有简单便捷的特点。     

不同轮牧方式对荒漠草原植物群落特征的影响

研究轮牧方式对草地植被特征的影响,可为草地合理放牧提供科学依据。在宁夏荒漠草原,以载畜率0.75只·hm^-2为水平,以围封禁牧草地为对照(CK),对连续放牧(CG)、二区轮牧(TG)、四区轮牧(FG)和六区轮牧(SG)方式下草地物种植被组成、群落盖度、生物量、净初级生产力、物种多样性以及群落稳定性进行研究。结果表明:1)轮牧使荒漠草原优良牧草重要值下降,但可增加植物物种种类;增加轮牧分区有利于优良牧草和多年生草本重要值的保持,但对半灌木的影响较小;2)植被盖度以封育和四区轮牧较高,地上生物量和净初级生产力以四区轮牧和六区轮牧草地较高,地下生物量以封育和六区轮牧处理较高,草地凋落物量以封育较高;3)轮牧可增加物种丰富度、多样性以及优势度,但群落均匀度指数下降;4)各处理下植物群落均不稳定,相比之下,围封禁牧群落稳定性最高,连续放牧最低。综合植被特征和生产中的便利性,研究认为四区轮牧是研究区最适宜的轮牧方式。     

内蒙古荒漠草原4种优势植物生物量分配对不同放牧强度的响应

放牧是荒漠草原主要利用方式之一,生物量是生态系统获取能量能力的主要体现。目前对荒漠草原优势植物生物量分配及权衡研究相对缺乏。本研究以内蒙古荒漠草原为研究对象,设置3个不同放牧梯度(轻度放牧,中度放牧,重度放牧),并以不放牧作为对照,通过对群落特征和4种优势植物短花针茅(Stipa breviflora)、无芒隐子草(Cleistogenes songorica)、冷蒿(Artemisia frigida)、银灰旋花(Convolvulus ammannii)生物量进行分析,揭示不同放牧梯度下优势植物生物量分配特征及生物量权衡机制。结果表明：随着放牧强度增加,荒漠草原群落地上、地下生物量、凋落物、盖度、4种优势植物地上地下生物量呈降低趋势;4种优势植物生物量均表现出向地下权衡,且随着放牧强度增加,权衡值变大;4种优势植物地上地下生物量均与群落盖度和凋落物含量呈显著正相关关系,冷蒿和银灰旋花根冠比均与群落盖度和凋落物含量呈显著负相关关系。本研究为理解地上地下生物量分配提供了一个新的视角和方法。