返青期休牧对退化高寒草甸植被生长及其优势植物垂穗披碱草光合作用的影响

返青期休牧为退化草地恢复中最经济可行的措施且已得到了较广泛的推广和应用,为探索返青期休牧对高寒草地植物生长及光合特性的影响,本研究于2015年开始在青海省祁连山区进行返青期休牧试验,于2018年和2019年调查并测定试验样地植物群落特征和光合生理指标。结果表明：返青期休牧4年后,草地总盖度、优势种牧草垂穗披碱草（Elymus nutans）高度、地上生物量和地下生物量较未休牧分别提高了35%,777%,1140%和217%,垂穗披碱草叶绿素含量和净光合速率分别增加了172%和146%;草地总盖度、地上生物量和垂穗披碱草叶绿素含量及净光合速率在休牧第4年和休牧第5年之间差异不显著。因此,在高寒草地实施返青期休牧可提高优势牧草光合作用、促进退化草地植被的恢复,且退化草地植被在休牧一定年限后趋于稳定。本研究为青藏高原推广实施返青期休牧这一措施来恢复退化草地植被提供了理论基础。     

返青期休牧对退化高寒草甸植被的影响

该项研究试图通过返青期休牧达到快速恢复退化高寒草甸植被的目的,于2015年5-7月在青海省祁连县默勒镇春季草场上进行返青期休牧试验。通过调查3个休牧样地和3个放牧样地,研究草地主要植被的株高、盖度和地上生物量等植被状况和高原鼠兔有效洞口的数量,从而评估返青期休牧对退化草地植被的影响。结果表明:返青期休牧时,草地的牧草高度、群落盖度和地上总生物量相对于放牧草地分别提高了165%,4%和77%,毒草生长明显受到了抑制,且其生物量下降了50%,高原鼠兔有效洞口数下降了72%。因此,我们认为在高寒草地过牧的关键时期实施返青期休牧可快速恢复退化草地植被,为高寒草地的合理利用提供了有效措施。     

返青期休牧对祁连山区中度退化草原化草甸草地的影响

为解决祁连山区高寒草地牧草返青期季节性超载过牧问题,自2015年5月至7月起连续两年在青海省祁连县默勒镇瓦日尕村的冬春放牧地上进行了为期60d的返青期休牧试验,休牧期间放牧家畜全部采用舍饲圈养,并于2016年8月中旬对休牧草地进行植被调查。结果表明,返青期休牧可使草地群落的总盖度、总植物量显著增加(P0.05),使禾本科牧草株高、分盖度和植物量显著增加(P0.05),对莎草科植物影响不显著(P0.05);阔叶型毒杂草的株高、盖度、生物量均有下降的趋势。休牧两年与休牧一年相比,群落中禾本科植物的株高、盖度、植物量均在继续增加,阔叶型毒杂草的各项指标继续下降。结果证明,返青期休牧可有效促进祁连山区草原化草甸退化草地的植被恢复,并大幅度提高草地生产力。     

休牧对西藏高寒草原和高寒草甸植被与土壤特征的影响

休牧是西藏主要放牧管理和草地保护的措施之一,目的是通过自然力的作用使退化草地的植被与土壤得到恢复,维持较高的多样性和生物量。本研究以西藏中部高寒草原和高寒草甸为研究对象,通过野外调查和室内试验分析,研究自由放牧和休牧对高寒草原和高寒草甸植物物种多样性、总生物量、地上地下生物量权衡以及土壤理化性质的影响,对比自由放牧和休牧对高寒草原和高寒草甸植被与土壤特征影响的差异。结果表明:在高寒草原与高寒草甸,休牧6~8年虽一定程度降低了植物群落的Simpson指数、Pielou指数、Shannon-Wiener指数,增加了植被总生物量,但变化均未达到显著水平(P>0.05)。休牧6~8年提高了地上和地下生物量权衡值,并促使植物更多地向地上部分生长,且在高寒草甸的作用效果更为明显。另外,休牧和自由放牧对高寒草甸以及高寒草原草地土壤机械组成、土壤微团聚体、土壤营养元素影响没有显著差异。综合分析发现,休牧对西藏高寒草地的植被恢复尚未产生明显的效果,表现为休牧对群落生物多样性、植被生物量和土壤理化性质影响均未达显著水平,因此,对西藏休牧的实施效果还有待于今后进一步的观测和研究。     

返青期休牧对玛多高寒草原植物群落特征的影响

针对高寒草原冬春草场退化及草畜不平衡问题,为遏制草地生态系统进一步退化、提高草地生产力,本研究于2018年在青海省玛多县玛查理镇冬春草场开展返青期休牧育草试验。试验采用随机区组设计,设置返青期休牧和返青期放牧两个处理,在休牧结束时期和牧草生长高峰期(7月10日和8月10日)分别进行草地植物群落调查。结果表明:相对于放牧草地,7,8月份休牧草地的禾本科牧草株高增加了236.33%和123.83%(P<0.05),盖度增加了41.13%和61.71%(P<0.05),地上总生物量增加58.66%和33.62%;休牧以后草地主要植物种由原来的沙生风毛菊(Saussurea arenaria Maxim)、山莓草(Sibbaldia procumbens Linn.)等变为紫花针茅(Stipa purpurea Griseb)、疏花针茅(Stipa penicillata Hand.-Mazz)等;休牧草地和放牧草地样点植物群落结构存在差异;休牧草地植物群落物种丰富度、辛普森指数、香农-维纳指数较放牧草地均有所增加。因此,返青期休牧在高寒草原的实施改善了草地植被恢复情况,优化了草地植物群落结构,增强了生态系统多样性。本试验可为退化高寒草原植被恢复及休牧制度的实施提供科学理论依据。     

黄河源区不同退化阶段高寒草甸植被特征

研究不同退化阶段高寒草甸植被演替以及草地生产力特征,对进一步探究高寒草甸退化机制,科学评估草地状况和退化草地恢复重建具有重要意义。采用野外植被调查,对黄河源区高寒草甸未退化、轻度退化、中度退化、重度退化和极度("黑土型")退化草地的植被群落结构、物种组成及生物量等植被特征进行了研究。结果表明:黄河源区高寒草甸共有植物48种;随着高寒草地退化程度的加剧,线叶嵩草、垂穗披碱草、高原早熟禾等优势植物种呈下降趋势,黄帚橐吾、青海刺参和臭蒿等则呈上升趋势。随着高寒草地退化程度的加剧,植被群落物种优势度指数、多样性指数和丰富度指数均呈下降趋势,均匀度指数则无明显变化。将高寒草地植被划分为禾本科、莎草科、龙胆科、菊科、杂类草和毒害草六类,随着草地退化程度的加剧,禾本科、莎草科和龙胆科牧草比例显著降低,菊科和毒害草比例则显著升高。高寒草甸不同退化阶段地上生物量呈"V"形变化,轻度退化草地地上生物量最高,显著高于其他阶段。中度退化草地最低,与未退化、轻度退化和重度退化草地之间差异显著。高寒草甸地下生物量80%以上集中于表层土壤,随着高寒草地退化程度的不断加剧,地下生物量显著降低。     

青藏高原高寒草甸退化对草地群落生物量及其分配的影响

青藏高原高寒草甸退化严重影响了草地群落结构与生产力.为揭示草地退化对高寒草甸群落结构和生物量地上/地下分配的影响,采用随机区组设计,在青海省海北州选择3个小区,每个小区设置完整的未退化、轻度退化、中度退化和重度退化4个退化梯度,于2020年8月对样地进行群落调查,同时采集植物样品.结果表明,随着退化程度加剧:1)草地的盖度、高度和地上植物生物量均显著下降;2)地上生物量在不同功能群的分配发生显著变化,物种逐步从以禾草类为优势转变为以杂类草为优势的群落;3)地下生物量显著下降,深层土壤根系生物量占比增加.研究结果表明:随着退化加剧群落结构发生颠覆性变化,且地上和地下生物量同步出现严重衰退.因此,针对该区域退化草地的植被恢复应考虑草地物种组配以及地上和地下生物量同步恢复的相应措施.     

青藏高原高寒草甸退化对草地群落生物量及其分配的影响

青藏高原高寒草甸退化严重影响了草地群落结构与生产力。为揭示草地退化对高寒草甸群落结构和生物量地上/地下分配的影响,采用随机区组设计,在青海省海北州选择3个小区,每个小区设置完整的未退化、轻度退化、中度退化和重度退化4个退化梯度,于2020年8月对样地进行群落调查,同时采集植物样品。结果表明,随着退化程度加剧：1)草地的盖度、高度和地上植物生物量均显著下降;2)地上生物量在不同功能群的分配发生显著变化,物种逐步从以禾草类为优势转变为以杂类草为优势的群落;3)地下生物量显著下降,深层土壤根系生物量占比增加。研究结果表明：随着退化加剧群落结构发生颠覆性变化,且地上和地下生物量同步出现严重衰退。因此,针对该区域退化草地的植被恢复应考虑草地物种组配以及地上和地下生物量同步恢复的相应措施。     

退化高寒草甸暖季休牧恢复过程中植被和土壤特性

为探讨暖季休牧恢复过程中退化高寒草甸植被和土壤恢复特性,本研究对泽库县退化高山嵩草草甸暖季休牧样地不同恢复阶段植被和土壤特性进行调查,结果显示植被高度、地上生物量、土壤含水量、土壤有机碳含量等生态功能属性随自然恢复时间的延长不断得到改善(P<0.05),在恢复末期(9—10年)恢复最好;植被盖度、地下生物量、多样性、土...     

不同休牧模式对高寒草甸草原土壤特征及地下生物量的影响

以土壤特征及地下生物量为主要指标研究了东祁连山高寒草甸草原对全生长季休牧、传统夏季休牧和禁牧的响应,以期为该区草地恢复、保护和管理提供支撑.结果表明:与传统夏季休牧相比,禁牧和全生长季休牧改良了高寒草甸草原0~20 cm土壤物理结构,降低了土壤的紧实度,但对深层土壤影响较小;禁牧和全生长季休牧不同程度地改善了高寒草甸草原土壤的持水能力;禁牧显著增加了0~30 cm土壤有机碳含量,全生长季休牧增加了高寒草甸草原表层土壤有机碳含量;禁牧极显著增加了0~10 cm土层根系生物量,而传统夏季休牧草地10~20 cm土层的根系生物量显著高于禁牧与全生长季休牧.说明短期禁牧和全生长季休牧是提升青藏高原高寒草甸草原生产力与生态恢复的重要措施之一.     

不同调控措施对中度退化高寒草甸植被及土壤理化性质的影响

为探究退化草地植被和土壤理化性质对不同调控措施的响应,本研究以中度退化高寒草甸为研究对象,采取春季休牧（T1）,春季休牧-划破草皮（T2）,春季休牧-划破草皮-施肥（T3）,春季休牧-划破草皮-播种（T4）,春季休牧-划破草皮-施肥-播种（T5）措施,以中度退化高寒草甸为对照（CK）,探讨各调控措施下植被与土壤理化性质的变化规律。结果表明：与CK相比各调控措施下物种丰富度、多样性、均匀度指数以及地上、地下生物量均显著增加（P<0.05）;补播‘青海’草地早熟禾（Poa pratensis‘Qinghai’）后样地杂类草重要值降低,禾本科重要值增加;CK土壤pH、容重和铵态氮含量最高;T2下土壤速效磷含量最高;T3下土壤硝态氮含量最高;T4下有机磷含量最高;与CK相比,T5下土壤含水量、有机碳、全氮、全钾、速效钾含量均显著增加（P<0.05）。综上,春季休牧-划破草皮-施肥-播种措施能在短时间内改善退化高寒草甸的现状,提高可食牧草比例,有利于高寒草甸的恢复。     

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。     

Driving Factors That Reduce Soil Carbon,Sugar, and Microbial Biomass in Degraded Alpine Grasslands

Soil carbon and sugars play key roles in carbon (C) cycling in grassland ecosystems. However, little is known about their changes in quantity and composition in degraded alpine meadows in the Tibetan plateau. We compared vegetation C density, soil organic carbon (SOC) density, and soil sugars in nondegraded (ND), degraded (DA; following artificial restoration), and extremely degraded (ED) grasslands and analyzed the relation among these parameters by redundancy analysis (RDA) and structural equation models (SEMs). Belowground biomass, soil microbial biomass C, soil microbial biomass nitrogen (N), belowground biomass C density, SOC density, and soil sugars were lower in DA and ED grasslands than in ND grasslands. In addition, the ratio of belowground biomass to aboveground biomass (BAR) decreased with an increase in degradation. The ratio of belowground biomass to aboveground biomass was identified as the main indirect driving force of ecosystem C density by affecting total vegetation C and SOC densities. Soil dissolved organic carbon (DOC), microbial biomass carbon (SMBC), neutral sugars (NS), and total nitrogen (TN) were identified as main direct driving forces. The ratio of belowground biomass to aboveground biomass altered DOC, SMBC, NS, and TN and, consequently, was the primary driving force for the alpine meadows’ ecosystem C density. It was concluded that land management in alpine meadows should include practices that maintain a relatively high BAR in order to curb degradation and increase ecosystem C density.     

牦牛放牧模式对西藏高山嵩草草甸群落特征的影响

利用样方法对西藏高山嵩草（Kobresia pygmaea）草甸群落进行实地调查,分析了2010-2012年不同强度的牦牛放牧试验对植物群落动态和地上生物量的影响,以期为高寒牧区退化草地的恢复及草地高效利用提供理论指导。结果表明：适度放牧能提高物种多样性、丰富度、均一度和地上生物量,降低植物群落盖度;重度放牧降低植物群落的多样性和生物量;重度延迟放牧能缓减重度放牧对草地的不良影响;相关分析结果表明,植物群落盖度与均匀度、丰富度、植物密度、多样性和地上生物量成正相关。高山嵩草草甸的功能群随着放牧强度的增加而显著变化,其优势功能群多年生根茎型牧草高山嵩草和苔草（Carex moorcroftii）、多年生丛生型牧草紫花针茅（Stipa purpurea）的盖度和地上生物量随着放牧强度增加而下降。