内蒙古典型草原羊草和大针茅群落热值研究

以内蒙古典型草原羊草Leymus chinensis和大针茅Stipa grandis群落为研究对象,于2006年7月、8月进行了群落组成调查和生物量测定,并采样测定了各植物种热值,按各种的干质量权重计算了群落水平的热值.测定分析结果表明,在观测期羊草热值平均为18.99 kJ/g;大针茅热值平均为19.16 kJ/g;羊草和大针茅无论样地间还是种间差异都不显著.在观测期内,羊草和大针茅的热值均表现出一定的随季节略微增加的变化特征,羊草热值的季节变化以二次多项式拟合的效果较好,大针茅热值的季节变化以线性拟合更好.群落水平上,羊草群落和大针茅群落热值最高的均是大针茅,分别为19.03和19.28 kJ/g,热值最小的植物种在羊草群落中为轴藜Axyris amaranthoides和灰绿藜Chenopodium glaucum,在大针茅群落中为猪毛菜Salsola collina.羊草群落干质量加权热值为18.73 kJ/g,大针茅群落为18.43 kJ/g.整个观测期群落地上部分、根系、凋落物及立枯物热值结果说明,地上部分热值高于地下部分,群落热值随时间和群落结构变化而有略微波动,群落水平热值与种及器官水平上的热值有着一定差异.     

典型草地地上现存生物量资产动态

生物量不仅是物质的载体,还是能量和价值的载体,也是评价生态系统结构和功能的重要指标。基于内蒙古站和海北站的已有动态监测成果,本研究分析了羊草+大针茅群落和矮嵩草草甸的地上现存生物量资产动态。羊草+大针茅群落和矮嵩草草甸的地上现存生物量动态曲线均呈单峰型,羊草+大针茅群落地上现存生物量的最大值为197.21 g/m²,矮嵩草草甸的地上现存生物量最大值为307.75 g/m²。羊草+大针茅群落和矮嵩草草甸的地上部分能量现存量动态曲线基本与地上现存生物量动态曲线一致,2个群落地上部分的能量现存量积累速率都与地上现存生物量积累速率呈显著的相关性。羊草+大针茅群落的地上部分能量现存量最大值为3 637.8 kJ/m²,矮嵩草草甸地上部分的能量现存量峰值为5 964.20 kJ/m²。羊草+大针茅群落和矮嵩草草甸的地上现存生物量价值曲线与地上现存生物量和能量现存量曲线存在显著差异。羊草地上现存生物量价值的最大值为584.95元/hm²,而大针茅的最大现存生物量价值为300.93元/hm²。矮嵩草草甸的地上现存生物量价值的峰值为2 066.84元/hm²。草地在生物量积累过程中,也形成了气体调节价值。羊草+大针茅群落释放O₂的最大价值为742.40元/hm²,固定CO₂的最大价值为1 484.89元/hm²。矮嵩草草甸群落释放O₂的最大价值量为1 158.52元/hm²,固定CO₂的最大价值为2 317.20元/hm²。     

五节芒生物学特性及能量生产动态变化

本研究从获得最大的能量生产效果出发,依据五节芒的生长特性、生物量、热值、生物质特性等指标,明确其生物量、热值的变化规律,以获得最大能量生产效果,从而为其合理开发利用提供理论依据。通过对五节芒生物学特性及能量生产动态的相关观测研究,结果表明:五节芒在展叶期生长缓慢,拔节期逐步加速,日均增长为2.12 cm,抽穗开花期日均增长达2.52 cm;结实期生长速度开始下降,并逐步停止生长;在年生长周期中,春季和秋季为分蘖高峰;黑暗条件下更有利于种子萌发。年均干重热值为果穗(18.27 kJ/g)＞茎秆(17.76 kJ/g)＞叶(17.44 kJ/g),年均灰分含量为叶(7.03%)＞果穗(3.44%)＞茎秆(2.55%)。能量现存量的季节变化主要受地上部生物量的影响,其变化规律基本与地上部生物量的变化相一致,热值的变化对其影响较小。     

立枯物和凋落物对土壤微环境及植物生长的影响

于2010～2011年在国家草地生态系统野外科学观测研究站(河北省沽源县)围封10年的羊草草原上进行去除立枯物和凋落物(T1)、去除立枯物保留凋落物(T2)、保留立枯物和凋落物(T3)三种处理,对不同处理表层土壤的温度、含水量、羊草植物学特征以及地上生物量组成进行了分析.结果表明:T1处理增加土壤表层平均温度,降低土壤表层含水量;T3处理降低土壤表层温度,增加土壤含水量.土壤水热条件的改变,导致T1处理羊草种群密度为1130株/m2,显著高于T2和T3处理;羊草植株高度为22.27cm,显著低于T3.不同处理间羊草的地上生物量差异不显著.T1处理杂类草地上生物量为36.80g/m2,显著高于T3处理,总生物量为206.80g/m2,显著高于T3.T1处理增加土壤温度,降低土壤含水量,促进羊草分蘖,降低羊草植株高度,引起杂类草的入侵.T3处理降低土壤温度,提高土壤含水量,抑制羊草分蘖,提高羊草植株高度,抑制杂类草的入侵,降低地上生物量.     

异质生境不同叶色羊草有性生殖特征的研究

采用无样方采样法,对长岭、图牧吉和沽源自然草原不同土壤类型5种叶色羊草(Leymus chinensis)的数量特征和生殖分配进行研究,以期揭示羊草叶色渐变群有性生殖的内在规律。结果表明:异质生境不同叶色羊草有性生殖特性和生物量分配具有可塑性变化。不同土壤类型5种叶色羊草的穗长、穗重、小穗数、单穗籽粒数、结实率、单穗籽粒重及生殖分配Ⅰ, Ⅱ和Ⅲ最大值多数出现在沽源地区;羊草籽粒千粒重的变化幅度较小;相同土壤类型不同叶色羊草、相同叶色不同土壤类型羊草其茎重、鞘重、叶总重、植株总重等指标的最大值与最小值差异显著或极显著,但与中间过渡叶色之间差异多数不显著;异质生境不同叶色羊草的茎重最大,其次为鞘重和叶重。因此异质生境不同叶色羊草采取有性生殖调节策略和资源分配策略,具有较强的可塑性。     

青海扁茎早熟禾种群地上生物量积累动态

在青海高寒地区对生长2年青海扁茎早熟禾地上生物量积累动态进行了研究,以探讨其地上生物量形成规律。研究结果表明,青海扁茎早熟禾茎(S)、叶(L)、穗(E)及地上总生物量(Ba)的积累均符合一元三次“S”型曲线变化,分别可用S∧=21.04-2.12 d+0.10 d²-0.000 62 d³,L∧=2.71+0.55 d+0.031 d²-0.000 22 d³,E∧=3.17-1.27 d+0.070 d²-0.000 51 d³,B∧a=26.92-2.84 d+0.20 d²-0.014 d³表示。青海扁茎早熟禾自返青至5月中旬进行营养生长,其地上分蘖数、叶面积、叶片数在此阶段迅速增加。5月中旬-6月中旬青海扁茎早熟禾生物量进入快速积累时期,茎、叶、穗及地上总生物量平均日增速分别可达6.836,2.611,2.409和11.876 g/(m²·d),同时茎叶比达到最大值(1∶1.61)。青海扁茎早熟禾茎、叶及地上总生物量在7月中旬达最大值,分别为220.3,151.7和406.1 g/m²;穗生物量在6月中旬达最大生物量92.3 g/m²。青海扁茎早熟禾在1个生长季中株高(H)、叶面积(LA)、枝条数(N_T)和叶片数(N_L)与地上总生物量(Ba)间的关系可用B∧a=-4.44+6.44 H-58.88 LA-0.065 N_T+0.029 N_L表示,株高对青海扁茎早熟禾地上生物量积累直接效应最大,叶面积、枝条数和叶片数通过影响株高间接影响地上生物量的积累。     

大针茅草原群落立枯动态特征研究

采用群落学方法,对围封和放牧大针茅群落立枯的高度、密度、物种多样性、现存量及碳储量进行调查测定,研究大针茅群落立枯动态特征.结果表明:(1)从生长季结束时起,经过秋—冬非生长季到次年夏季,随着季节推移大针茅群落立枯的密度和高度均逐渐降低,且放牧群落立枯的密度和高度显著低于围封群落.(2)随着季节推移,大针茅群落立枯物种多样性呈现降低趋势,导致非生长季大针茅群落物种丰富度降低,且放牧群落立枯的丰富度和物种多样性均低于围封群落.(3)随着季节推移,大针茅群落立枯的现存量明显降低,且放牧群落立枯的现存量显著低于围封群落.(4)生长季结束时,围封和放牧的大针茅群落立枯储碳量分别为0.46 t/hm2和0.07 t/hm2,放牧显著降低大针茅群落立枯碳储量.     

人工垂穗披碱草草地植物量动态研究

本文是在实验研究的基础上,根据垂穗披碱草的生物学和生态学特性,探讨其在人工栽培下的植物生长量动态。经过4年的研究结果表明;<1>在寒温潮湿草地类的生长季内,人工披碱草草地地上植物量5月为32.2g/m~2干物质,6月为132.2,7月414.1,8月680.4,9月为700.1,最大值出现在8～9月;<2>不同时期地上植物量生长变化动态,最大绝对生长率出现在6月15日～7月15日(9.4 008g/m~2.d),最小值在8月15日之后(0.660 0g/m~2.d);相对生长率最大值为0.041 2g/g.d,最小值为0.005 3g/g.d;<3>垂穗披碱草地下植物量很大,生长盛期平均为1 676.3g/m~2,为地上部分的2.8倍(1676.3/598.2),最大植物量和最小植物量之差可达898.85g/m~2.yr干物质。     

种子发育过程老芒麦生殖枝生物量和能量分配及激素含量变化分析

通过在开花期,灌浆期,乳熟期,蜡熟期,完熟期,测定生殖枝叶片的光合速率,茎,叶,穗柄,穗的生物量和能量分配比,种子的千粒重和激素含量,分析种子发育时生殖枝水分,生物量和能量的数量及配比变化,探讨老芒麦种子发育的物质,能量基础及其转移规律.结果表明,1)生殖枝总生物量在开花-灌浆-乳熟期不断显著增加(P<0.05),蜡熟期达到最大值;营养器官生物量比例随种子发育逐渐下降,叶生物量分配比由开花期的18.39%下降到完熟期的9.76%,而茎生物量分配比在乳熟期达最大后显著下降;生殖器官生物量在乳熟-蜡熟期显著增加,穗柄生物量分配比相对稳定,穗生物量分配比则不断增加.2)光合速率在开花-乳熟期无变化,乳熟期后显著下降(P<0.05),生殖枝总能量在开花-灌浆期,灌浆-乳熟期有2个显著增加高峰(P<0.05),总能量蜡熟期最大;能量分配有极显著变化(P<0.01),变化大小顺序为穗>叶>茎>穗柄,穗能量分配比在开花-乳熟期无显著差异,乳熟期后显著增加.3)茎,叶热能值随种子发育而下降,叶热能值在灌浆-乳熟期,乳熟-蜡熟期有2次显著下降,下降达13.69%;茎热能值仅在乳熟-蜡熟期1次显著下降,下降了3.59%;生物量与能量随种子发育有由叶向茎向穗柄向穗的转移过程.4)种子鲜重有2个显著增加阶段,干重在5个发育期均有显著增加(P<0.05),种子产量在乳熟-蜡熟期显著增加,蜡熟-完熟期显著下降(P<0.05).5) 赤霉素 (GA)含量从灌浆期到完熟期下降了50.25%,蜡熟期脱落酸 (ABA)含量比灌浆期增加了91.37%.所以,种子田管理时,乳熟期之前要保持叶片的完整与健康为种子发育提供能量,种子收获应该在蜡熟后期进行.     

西藏牧草和作物秸秆热值研究

对西藏牧草和常见作物秸秆热值进行了研究。结果表明:69个牧草的干质量热值和去灰分热值分别为16.06～20.68 kJ/g和17.83～22.47 kJ/g;天然牧草热值水平低于栽培牧草。所有牧草去灰分热值均高于世界陆生植物平均值(17.79 kJ/g),其中95.65%的牧草属于中高热值牧草。各科牧草干质量热值和去灰分热值排列顺序不同,而灰分含量是造成该差异的主要原因;作为牲畜主要饲草种类的禾本科牧草平均去灰分热值高达20.46 kJ/g。几种常见作物秸秆热值含量较牧草低,平均去灰分热值含量为17.75 kJ/g,但也接近世界陆生植物的平均水平。作物秸秆的干质量热值和灰分含量呈极显著线性负相关。     

甘肃天祝高山线叶嵩草草地的第一性物质生产和能量效率:Ⅲ、草层的热值动态和光能转化率

甘肃天祝金强河地区高山线叶嵩草草地6—10月绿色活体的平均热值为19186.03焦/克干物质,或20797.88焦/克有机物质。立枯物+凋落物(6—11月)、活根和死根(6—10月)的平均热值均低于绿色活体。草层的最大热量现存量,地上部分是在8月,地下部分是在6月,全草层(地上+地下部分)是在10月出现,分别为6920.53,93311.89和101444.09千焦/米~2。地上、地下部分热量净积累分别为6314.85和16818.44千焦/米~2·年,而全草层的热量净积累为14842.39千焦/米~2·年。地下部分的热量现存量在各时期均远大于地上部分,它是草地生态系统中主要的热量库,对能量的流转和地上部分的生长具很大的调节作用,并且是草地耐牧性的物质基础。草地对太阳总辐射的光能转化率地上部分为0.110%,地下部分为0.303%,全草层为0.253%;地上部分对可见光生理辐射的转化率为0.224%,≥0℃—≤0℃生长季的光合效率为0.404%。     

行距对老芒麦种群构件组成、生物量结构及能量分配的影响

试验对30,45,60,75,90 cm行距下,第3年盛花期老芒麦种群的根、茎、叶、花序等构件数量性状、生物量结构、能量累积及分配比例进行比较分析。结果表明,行距对单位面积分蘖数与生殖枝比例有极显著影响;对叶长、叶宽、单蘖叶片数均无显著影响;对单蘖节数、节间长有显著影响,致使自然高度间差异极显著;根系深度与分布范围、花序柄及小穗数显著受行距影响;叶、茎、花序、根系的生物量均显著受行距的影响,顺序为茎＞叶＞根系＞花序;行距对叶、茎、根、花序的单位生物量能量值均无显著影响;对叶、茎、根、花序的能量累积有显著影响,影响由大到小的顺序为茎＞叶＞花序＞根;行距极显著影响老芒麦能量在构件间的分配,影响由大到小为叶＞茎＞花序＞根。30 cm是适合饲草生产的最佳行距,60 cm是适合种子生产的最佳行距。     

几种高大禾草热值和灰分动态变化研究

对3种C₃类植物(芦竹、菅、芦苇)与5种C₄类植物(五节芒、芒、岗柴、斑茅、南荻)不同器官热值和灰分含量的月变化进行了研究,并探讨了其应用前景,为禾草类能源植物筛选评价提供科学依据。结果表明,1)8种高大禾草灰分含量存在差异,且具明显的季节性变化;C₃类植物平均灰分含量分别为:芦竹(7.17±1.09)%、菅(6.33±0.60)%、芦苇(7.89±1.09)%;C₄类植物平均灰分含量分别为:五节芒(4.92±1.38)%、芒(6.27±0.94)%、岗柴(6.99±1.13)%、斑茅(5.13±0.88)%、南荻(5.10±0.82)%。2)C₃类植物中芦竹干重热值较高,C₄类植物中五节芒、芒、斑茅、南荻的干重热值比较接近,无显著差异,岗柴干重热值最低。3)芦竹的干重热值与灰分含量有显著线性相关(P＜0.05),五节芒、芦苇的干重热值与灰分含量有极显著线性相关(P＜0.01),而菅、芒、岗柴、斑茅、南荻的干重热值与灰分含量无相关性(P＞0.05)。4)C₃类植物平均去灰分热值分别为:芦竹(19.01±0.27)kJ/g、菅(18.58±0.31)kJ/g、芦苇(18.72±0.23)kJ/g;C₄类植物平均去灰分热值分别为:五节芒(18.52±0.32)kJ/g、芒(18.69±0.47)kJ/g、岗柴(18.54±0.33)kJ/g、斑茅(18.48±0.41)kJ/g、南荻(18.49±0.37)kJ/g,灰分含量不同,导致去灰分热值与干重热值的月变化趋势不同。     

天祝金强河高寒地区金露梅的热值及其季节动态

对甘肃天祝金强河高寒地区不同生境下金露梅叶、茎,根和整株的热值及其季节动态进行研究的结果表明,生长季（４￣１０月）叶、茎、根和整株的干物质平均热值分别为２０１７１．９、２０６３４．８,２０７７９．８,２０６９７．２Ｊ／ｇ。金露梅整株的热值在生长季呈Ｖ型变化;可用线性方程Ｙ＝１０５８．１－３８．６３６Ｔ表达（ｒ＝－０．９５８,Ｙ为热值,Ｔ为月均气温）,金露梅各器官的热值在时间上具有同步性,不同生境下     

Ground Cover—What Are the Critical Criteria and Why Does It Matter?

This publication is the result of concerns expressed regarding the definition and subsequent use of ground cover in rangeland monitoring. We reviewed 20 monitoring publications. All publications reviewed contained a definition of ground cover and/or direction on how to monitor ground cover. The majority of these publications also defined bare ground. In all cases, bare ground was defined as the opposite of ground cover.We identified critical criteria of ground cover based on the role it plays in soil conservation as it relates to water and wind erosion. Critical criteria identified included standing and nonstanding live vegetation, standing and nonstanding dead vegetation including litter, and rock. We compared these critical criteria to the 20 monitoring publications reviewed. We found 19 of these publications included the criteria standing live vegetation or similar words and standing dead vegetation or similar words in their definition and/or use of ground cover. The one source where standing live or dead vegetation or similar words were not included was “Indicators of Rangeland Health and Functionality in the Intermountain West.” This publication was produced by the US Department of Agriculture, Forest Service, Rocky Mountain Research Station. Ground cover was limited to basal vegetation, litter, moss/lichen, or rock. We also found inconsistencies in the definition and subsequent use of ground cover in Forest Service Handbook 2209.21–Rangeland Ecosystem Analysis and Monitoring Handbook, Intermountain Region.We contend a large volume of literature supports the inclusion of critical criteria as identified in this report as ground cover. These criteria are essential components contributing to resistance of water and wind erosion important to soil conservation. This review demonstrates the importance of accurately defining and subsequently including critical criteria in rangeland attributes including ground cover. This paper addresses standardizing terms and calculations used in determining ground cover.     

菊芋物质分配格局对密度制约的响应

通过测定不同密度条件下菊芋（Helianthus tuberosus）株高、产量和各器官生物量等指标,探讨密度对其株高、产量和生物量分配比例的影响规律。结果表明：茎秆、块茎及地上生物量随着密度增加而增加,小花、根系和叶片的生物量均随密度增加表现为先升高后降低,密度为0.6 m×0.6 m时达最高;单株根系生物量随密度增加表现为先增加后降低,单株叶片、小花、茎秆、块茎和总生物量均随密度增加逐渐降低;单株生物量贡献率顺序为茎秆>叶片>块茎>小花>根系,且与密度无关;株高随密度的增加而增加。因此,以饲用为目的宜高度密度种植,以块茎产品为目的种植密度宜为0.6 m×0.6 m。     

阿坝高原野生珠芽蓼果实能源价值评价

对阿坝州红原县、若尔盖县及松潘县珠芽蓼果实产量、总糖及能值三方面的能源价值评价结果表明,1)7个采样地珠芽蓼果实产量和总糖含量总体差异显著(P<0.001),3号采样地果实产量极显著高于其他采样地(鲜重117.222 g/m²、干重46.226 g/m²),总糖含量最高为5号采样地(54.16%),平均总糖含量49.73%;2号、3号和7号采样地珠芽蓼果实的能值大小没有呈现一定的规律性,平均能值15.85 MJ/kg。2)经相关性分析,果实干重与海拔呈显著负相关(P<0.05),与珠芽蓼盖度和地上现存量呈显著正相关(P<0.05),而各因素对果实总糖含量的影响不显著(P>0.05)。3)在不统计不同产量草地面积的情况下,果实年产量在红原县地区达17 387.81～105 674.34 t(鲜重),年产糖分8 646.96～52 551.85 t,在若尔盖地区达15 172.04～92 208.01 t(鲜重),年产糖分7 545.06～45 855.04 t,有望成为具有潜力的野生碳水化合物类能源植物。