载畜率对短花针茅荒漠草原土壤有机碳空间格局的影响

以短花针茅荒漠草原为研究对象,以样地调查数据为基础,采用半方差函数和克里克插值法,分析了不同载畜率下土壤有机碳的含量以及空间格局。结果表明:对照区土壤有机碳最高,轻度和中度放牧区次之,重度放牧区最小;随着载畜率的增加,有机碳的最大空间变异程度降低。对照和轻度放牧区为中等程度的空间自相关性,中度和重度放牧区具有强烈的空间自相关性;不同载畜率处理下,有机碳的空间异质性表现为对照轻度中度重度放牧区;对照区、轻度放牧区斑块镶嵌明显,具有小尺度的空间格局。     

不同载畜率对短花针茅荒漠草原建群种空间异质性的影响

为探讨短花针茅(Stipa breviflora)荒漠草原建群种空间异质性在不同载畜率下的变化特点和差异,本研究以内蒙古自治区乌兰察布盟四子王旗内蒙古农牧业科学院试验基地的短花针茅种群为研究对象,采用半方差函数、分形维数和克里格差值方法进行系统研究,结果如下:短花针茅种群空间异质性随载畜率的增大呈增大趋势。轻度放牧(LG)和重度放牧(HG)处理区短花针茅种群空间分布主要受结构性因素影响,但表现结果的影响过程存在差异;中度放牧(MG)处理区短花针茅种群空间分布除结构性因素占主导地位外,放牧家畜的随机性牧食行为也占较大比重。     

载畜率对荒漠草原植物群落影响的研究

对不同载畜率下短花针茅荒漠草原植物群落特征进行比较,结果表明:不同植物种群的盖度对载畜率的响应不同,无芒隐子草盖度在轻度放牧区最大,栉叶蒿盖度在7月份、8月份分别以中度放牧区和轻度放牧区最大;短花针茅、冷蒿、阿氏旋花、细叶葱、木地肤随载畜率增大高度下降明显,猪毛菜高度在四个载畜率下差异均不显著;随着载畜率的增大,植物群落生物量呈下降趋势,且重度放牧与不放牧、轻度放牧有显著差异;随着载畜率的增大,建群种、优势种地位改变不明显,但一年生的猪毛菜重要值增大,在重度放牧区达到最大并占据优势地位;Shannon-wiener指数、Simpson指数、Pielou均匀度指数均以轻度放牧区最大,Shannon-wiener指数、Simpson指数均为轻度放牧>中度放牧>重度放牧>不放牧,且不放牧与轻度放牧差异显著。     

不同载畜率对典型草原大针茅种群点格局的影响

基于点格局分析理论,使用成对相关函数并选择完全空间随机模型,结合大针茅种群地上数量特征,对不同载畜率下典型草原大针茅种群的空间格局变化特征予以分析。结果表明:(1)除平均枝条密度外,大针茅种群整体数量特征随着载畜率的增加表现出先升后降的趋势;平均高度、平均分盖度、地上现存量干重和重要值在轻度载畜率最高,在重度载畜率最低。(2)放牧条件下的大针茅种群空斑总面积显著高于未放牧(P0.05),种群领地面积、分布密度和领地密度显著低于未放牧(P0.05)。(3)在中等载畜率条件下,大针茅种群分布格局随着空间尺度的增加趋于均匀分布,在其他载畜率条件下呈随机分布模式。由上述结果得出,与未放牧相比,大针茅种群对放牧的适应性表现为:轻度载畜率下,在空间上采取收缩策略,以株丛个体内部调节为主;中度载畜率下,种群在空间格局上仍以聚集分布为主,种群数量特征上无显著变化;重度载畜率下,空间上由集聚分布向随机分布转变,株丛数量调节失灵,导致斑块破碎化。     

短期降雨改变对荒漠草原植物群落特征的影响

为了研究长期放牧效应和短期降雨改变对草原生态系统植被特征的影响,以长期控制载畜率(禁牧、轻度放牧、中度放牧、重度放牧)试验为基础,分析模拟不同降雨梯度(减少环境降雨50%、环境降雨、增加环境降雨50%和100%)下植物群落个体数量特征、物种多样性以及地上生物量对水分变化的响应。结果表明:1)长期放牧和短期降雨改变均显著影响群落盖度(P0.05),群落盖度随放牧强度的增加而减少,却随降雨的增加而增大;2)短期降雨改变对物种多样性影响显著(P0.05),中度放牧后在增加环境降雨100%处理下,最多出现22种物种;3)长期放牧和短期降雨改变对地上生物量均有显著影响(P0.05),禁牧样地在环境降雨处理下地上生物量最高,为408.3g·m-2,重度放牧样地在减少环境降雨50%处理下地上生物量最低,为118.2g·m-2。     

放牧对土壤碳、氮含量空间变异的影响

本研究检测了不同放牧强度下荒漠草原淡栗钙土的碳、氮含量,应用地统计学方法分析放牧强度对土壤碳、氮空间变异的影响。结果表明,土壤碳、氮均属中等变异程度。土壤碳、氮含量随放牧强度的加大而呈现减少的趋势。未放牧、中度放牧以及重度放牧的土壤碳、氮的空间变异主要是由区域因素引起的,空间变异大;而轻度放牧土壤碳、氮的空间变异是区域因素和放牧等随机性因素共同作用的结果,属中等程度的空间相关性。土壤碳、氮的变异总体表现为未放牧>轻度放牧>中度放牧>重度放牧。中度放牧和重度放牧后土壤碳、氮低含量斑块面积随着年度递增而增加。内蒙古四子旗短花针茅（Stipa breviflora）荒漠草原适合轻度放牧。     

荒漠草原植物和土壤碳氮养分含量对不同载畜率的响应

以内蒙古短花针茅(Stipa breviflora)荒漠草原为研究对象,基于围封19年的长期放牧试验平台,设置4个载畜率水平,分别为对照(CK)0、轻度放牧(LG)0.91、中度放牧(MG)1.82、重度放牧(HG)2.71羊单位·(hm²·0.5a)^-1,测定并分析2021年8月植物生长高峰期优势植物及土壤的碳、氮养分含量。结果表明：与对照相比,载畜率的增加降低植物香农维纳指数、辛普森指数;轻度、中度和重度载畜率显著降低植物碳库氮库。随着载畜率增大,土壤铵态氮含量在中度载畜率时含量最高;与对照相比,重度载畜率显著增加土壤硝态氮含量,显著降低土壤全碳、全氮和土壤有机碳含量;中度和重度载畜率显著增加了土壤的pH值。表明在荒漠草原,高载畜率会降低植物多样性水平和碳、氮养分归还能力,增加土壤碳、氮含量的流失,进而造成了土壤全碳、全氮含量的降低,有机碳的累积转化受阻。     

短花针茅草原上放牧强度对绵羊生产性能的影响

1985～1989年在内蒙古农牧学院哈雅教学牧场选用杂种羯羊在短花针茅草原上进行放牧强度试验，分析各处理对绵羊生产性能的影响，旨在探讨放牧强度与绵羊生产之间的关系，确定适宜的载畜率。研究结果表明，轻度放牧的绵羊体重显著高于中度和重度放牧（P＜0．01）；放牧期间轻度放牧绵羊的总增重量显著高于重度放牧（P＜0．01），各处理间绵羊掉源量无明显差异（P＞0．05）；轻度放牧绵羊净毛量显著高于中度和重度放牧（P＜0．01），而两者之间净毛量无显著差异（P＞0．05）；经济效益分析表明，载畜率为1．07ha／只·年的中度放牧是最为经济合理的放牧强度。     

放牧及AM真菌对垂穗披碱草生长和白粉病抗性的影响

于兰州大学玛曲高山草原站设3个不同放牧强度样地,采集样地的土壤和优势植物垂穗披碱草(Elymus nutans)种子,在温室建立盆栽试验,研究轻度、中度和重度放牧条件下,AM真菌对垂穗披碱草生长和白粉病(Blumeria graminis)发生的影响。结果表明:中度和重度放牧处理下接种AM真菌土(AM)侵染率显著高于轻度放牧土壤(P0.05),重度放牧条件下自然土(NS)和AM处理的侵染率比轻度和中度放牧分别高32.48%、2.39%和69.2%、21.17%;轻度、中度和重度放牧条件下AM处理的发病率比SS处理分别低22.1%,57.26%和20.46%,AM真菌有效抑制垂穗披碱草白粉病的发生,降低发病率,且对抗病相关酶活性产生显著影响,随放牧强度的增强AM真菌处理的SOD酶和PPO酶活性增高,POD酶活性在中度放牧强度下最高;中度放牧土壤的植物根系全磷含量最高;AM真菌不同程度提高植物根系全磷含量、总生物量、根冠比、叶绿素含量及光合速率。因此,在玛曲高山草原,适当增加放牧强度可提高AM真菌侵染率。AM真菌通过促进植物生长,调节抗病相关酶活性,有效降低了垂穗披碱草白粉病的发生。     

不同载畜率下短花针茅分蘖特征和贮藏养分的变化

在短花针茅荒漠草原连续放牧14a的随机区组试验平台上,设4个载畜率水平,分别为0(对照CK)、0.91羊单位/hm~2·半年(轻度放牧LG)、1.82羊单位/hm~2·半年(中度放牧MG)和2.71羊单位/hm~2·半年(重度放牧HG),研究不同载畜率下短花针茅分蘖特征及根、茎基中贮藏总糖、可溶性糖、还原糖和粗蛋白质含量的变化及之间的相关性。结果表明:重度放牧下短花针茅茎基粗蛋白质含量显著提高,分蘖数显著增多;分蘖数与茎基粗蛋白质含量之间极显著正相关(r~2=0.17,P0.001);各处理下,短花针茅茎基贮藏养分含量均高于根系。短花针茅于茎基中贮藏较多粗蛋白质,促进分蘖,减少过度放牧伤害。     

Influence of 90 Years of Protection From Grazing on Plant and Soil Processes in the Subalpine of the Wasatch Plateau,USA

Human communities in the Intermountain West depend heavily on subalpine rangelands because of their importance in providing water for irrigation and forage for wildlife and livestock. In addition, many constituencies are looking to managed ecosystems to sequester carbon in plant biomass and soil C to reduce the impact of anthropogenic CO₂ on climate. This work builds on a 90-year-old grazing experiment in mountain meadows on the Wasatch Plateau in central Utah. The purpose of this study was to evaluate the influence of 90 years of protection from grazing on processes controlling the input, output, and storage of C in subalpine rangelands. Long-term grazing significantly reduced maximum biomass in all years compared with plots within grazing exclosures. For grazed plots, interannual variability in aboveground biomass was correlated with July precipitation and temperature (R² = 0.51), while there was a weak correlation between July precipitation and biomass in ungrazed plots (R² = 0.24). Livestock grazing had no statistically significant impacts on total soil C or particulate organic matter (POM), although grazing did increase active soil C and decrease soil moisture. Grazing significantly increased the proportion of total soil C pools that were potentially mineralizable in the laboratory, with soils from grazed plots evolving 4.6% of total soil C in 1 year while ungrazed plots lost 3.3% of total soil C. Volumetric soil moisture was consistently higher in ungrazed plots than grazed plots. The changes in soil C chemistry may have implications for how these ecosystems will respond to forecast climate change. Because grazing has resulted in an accumulation of easily decomposable organic material, if temperatures warm and summer precipitation increases as is anticipated, these soils may become net sources of CO₂ to the atmosphere creating a positive feedback between climate change and atmospheric CO₂.     

放牧对西藏高寒嵩草草甸地上生物量空间分布的影响

以西藏自治区工布江达县的高寒嵩草（Kobresia）草甸为研究对象,利用地上生物量测定法对草地群落进行实地调查,并结合γ分布模型,从空间异质性角度来探索放牧对西藏高寒草甸地上生物量及其空间分布格局的影响,以期为高寒牧区退化草地的恢复及生产力的提高提供理论指导。结果表明：未放牧区（N）、适度放牧区（M）和重度放牧区（H）植物种地上生物量的空间分布与γ模型均具有很好的吻合性;样方内的平均生物量随着放牧强度的增大而减少,且适度放牧、重度放牧与未放牧区生物量之间均差异极显著（P<0.01）;群落的空间异质性表现为N>H>M,且草地植物种的生物量与其空间异质性负相关。因此在草地的管理与利用中,应有效控制植物群落的空间异质性来提高草地生产力,实现草畜平衡。     

Hysteretic Responses to Grazing in a Semiarid Rangeland

Ecological systems comprise a complex array of interacting processes that manifest across multiple scales. Effective management of natural ecosystems has to be underpinned by an understanding of how the scaling of these processes influences system integrity and stability. This is particularly true in semiarid rangelands, which display strong relationships between pattern and process that are fundamental to maintaining ecosystem function. Grazing can disrupt the scaling of these relationships and the mechanistic coupling between pattern and process, undermining the health of grazed semiarid rangelands. This is due to possible hysteretic responses in key system components to increases and decreases in grazing disturbance. We used data from a semiarid rangeland in northern Australia to test for hysteretic responses in system components after the removal of cattle grazing. We found an uncoupling of spatial linkages between vegetation and soil moisture in a severely degraded plot that was not evident in less intensively grazed or recovering plots. Recovering plots protected from grazing for 20 yr showed a scale of spatial linkage between vegetation and soil moisture, and soil organic matter and mineralization flush, of a scale much coarser than that of degrading plots. These findings provide evidence for hysteretic recovery from grazing and demonstrate that comparison of the spatial patterns of vegetation and soil properties is essential for capturing the true state of ecological functionality in this system. This has important implications for assessing ecological function in systems typified by strong natural environmental variation or in which data for pristine conditions are lacking.     

短期放牧强度对典型草原土壤有机碳及pH值的影响

选择克氏针茅典型草原放牧的西门塔尔牛为研究对象,分析研究短期不同放牧强度（零放牧、轻牧、中牧、重牧）对草地土壤有机碳及pH值的影响,以探索典型草原适宜的载畜率。结果表明：①0～20 cm土层,有机碳含量随着放牧强度的增大而降低,且在重度放牧条件下呈显著差异;而20～30 cm土层,有机碳含量大小顺序为重牧>中牧>零放牧>轻牧,且重牧与轻牧呈显著差异。②土壤pH值随着放牧强度的增大而显著增加。③垂直分布上,土壤有机碳含量随着土层深度的增加而减少,而pH值大小顺序均呈现为10～20 cm>20～30 cm>0～10 cm。由此可见,制定适宜的载畜率,维持土壤养分平衡,是遏制草地退化的必要措施。     

不同载畜率下短花针茅和土壤生态化学计量特征研究

以荒漠草原建群种短花针茅为研究对象,分析不同载畜率（对照,CK;轻度放牧,LG;中度放牧,MG和重度放牧,HG）对短花针茅与其对应土壤（0~20 cm和20~40 cm）碳（C）、氮（N）、磷（P）及化学计量比的影响。结果表明：放牧对短花针茅N、P及C∶N∶P化学计量比没有显著影响,但C含量随载畜率的增加而显著增加（P<0.05）;除表层土壤C∶N外,载畜率对两层土壤的N、P及C∶N∶P化学计量比有显著的影响（P<0.05）,这些差异主要由土壤N和P的变化决定,但不同土层下载畜率间的化学计量特征没有一致的变化规律;整体上看短花针茅化学计量特征不受土壤化学计量特征变化的影响,放牧具有降低短花针茅P和土壤C的作用,但这种作用随载畜率的增加而降低。相比不放牧处理,重度放牧完全改变了土壤N、P、C∶N和短花针茅C、C∶N特征,而土层深度的加深对MG处理下的土壤P、N∶P和C∶P影响较大。     

荒漠草原地区冷蒿构件及其动态规律对载畜率的响应

采用随机区组试验方法,研究了内蒙占高原荒漠草原地区不同载畜率对冷蒿构件数量特征的影响,结果表明:冷蒿生长时期和载畜率是影响冷蒿构件数量的关键因素,相同载畜率水平下,冷蒿的营养枝密度、不定根密度和匍匐茎长度为生长末期>生长盛期>生长初期,生殖枝8月最多,冷蒿生长盛期和末期,轻牧区的营养枝密度、不定根密度和匍匐茎长度显著增加(P<0.05);同一生长季节生殖枝随载畜率的增大显著下降(P<0.05),极度干旱的2005年没有形成生殖枝,说明干旱也是限制冷蒿生殖生长的关键性因子.荒漠草原地区冷蒿的繁殖格局以营养繁殖为主,占到80%以上,随载畜率的增加.冷蒿的营养枝分化率逐渐增加.     

艾丁湖盐角草种群动态生命表及其对温度变化的响应

艾丁湖地处亚洲中部极端干旱区,夏季酷热,地势闭塞,环境条件独特。本研究在该地区选择3个具有不同水分特征和盐角草(Salicornia europaea)种群特征的样地(A样地:地形偏高,4月之后地表无积水,盐角草密度相对较低;B样地:位于地表径流覆盖范围内,地表长期有积水,种群密度相对中等;C样地:地表早期有积水,种群密度相对最大,盖度最高)进行调查,根据盐角草的生长情况,从3月至10月每月调查1~2次,共10次,每次统计样方内盐角草的株数。利用动态生命表以及相关性分析的方法来研究该地区盐角草种群变化及其与环境温度之间的关系。结果表明,艾丁湖盐角草种群密度在5月前基本呈增长状态,5月末至6月由于温度升高、水分下降和营养物质减少引发了种群自疏,出现第1次死亡率高峰期;7月至8月,A、B两个种群出现第2次死亡率高峰期,主要原因是连续长达34d的40℃以上的极端高温;9月A种群出现第3次死亡率高峰期,主要原因可能是高温以及高温加速土壤水分蒸发引起的土壤返盐、水分丧失,从而导致的高温胁迫和盐胁迫。相关性分析表明,A、B种群死亡率与高温显著相关(P0.05)。C种群仅有一次死亡率高峰期,且与温度相关不显著(P0.05),与A、B种群差异较大的原因可能是由于C样地水分条件好、种群密度高缓解了高温的胁迫作用。A、B两个种群存活曲线属于Deevy-Ⅲ型,即初期死亡率较高,9月之后趋于稳定;C种群属于Deevey-Ⅱ型存活曲线,呈对角线型,即各个龄级存活率基本一致。     

Impact of Stocking Rate and Rainfall on Sheep Performance in a Desert Steppe

Livestock performance is a critical indicator of grassland production systems and is influenced strongly by precipitation and stocking rates. However, these relationships require further investigation in the arid Desert Steppe region of northeastern China. We employed a randomized complete block design with three replications and four grazing treatments (nongrazed exclosure [Control]), lightly grazed [LG], moderately grazed [MG], and heavily grazed [HG]) by sheep in a continuously grazed system (June to November), to test the effect of stocking rate on sheep performance. The planned stocking rates were 0, 0.15, 0.30, and 0.45 sheep · ha^?1 · mo^?1, for the control, LG, MG, and HG treatments, respectively. However, actual stocking rates were calculated for each paddock in each year based on a 50-kg sheep equivalent (SE). Annual net primary production (ANPP) was determined at peak standing crop in August 2004 to 2008. Live weight gain was determined for the summer and fall periods, as well as the total grazing period, in each year. ANPP decreased with increasing stocking rate, and daily live weight gain per head decreased linearly with increasing stocking rates over the total grazing period but in a quadratic manner over the summer period with a plateau at the lower rates. Maximum sheep production per unit area over the total grazing season occurred at about 2 SE ha^?1 for about a 5-mo grazing period, but individual gains per sheep were predicted to decline after about 1 SE ha^?1 presumably because of forage limitations. However, in order to achieve stable annual production, we recommend that the Desert Steppe be grazed at about 0.77 SE ha^?1 for a 5-mo period (0.15 SE ha^?1 · mo^?1). This estimate is based on published grazing strategies that consider an average ANPP with a recommended utilization rate of 30%.     

放牧干扰对荒漠草原土壤性状的影响

在宁夏荒漠草原选取围封禁牧(NG)、轻度放牧(LG)、中度放牧(MG)和重度放牧(HG)4个放牧强度,研究不同放牧强度对土壤物理和化学性状的影响。结果表明,放牧干扰对荒漠草原土壤物理和化学性状影响显著。土壤含水量和孔隙度随着放牧强度的增加呈显著降低趋势,而土壤容重和pH值呈线性增加趋势。重度、中度、轻度放牧0～30 cm土壤含水量和孔隙度比围封禁牧分别降低了21.1%,12.0%,4.7% 和 3.2%,2.5%,2.1%。不同放牧强度土壤含水量随着土壤深度的增加均呈显著增加趋势。随着放牧强度的增加,土壤有机碳和C/N降低。重度放牧0～10和10～20 cm土壤有机碳比围封禁牧分别降低了20.6%和14.1%,土壤C/N分别降低了43.4% 和34.1%。土壤全磷、速效磷和全钾含量随着放牧强度增加呈增加趋势,而土壤电导率和全氮含量呈先增加后降低趋势。合理放牧可以改善荒漠草原土壤结构和养分性状,有利于遏制荒漠草原土壤的退化。     

短花针茅草原放牧系统植物补偿性生长的研究：Ⅰ.植物净生长量

试验于１９９６￣１９９７年在内蒙古农牧学院哈雅教学牧场，研究２岁杂种羯羊在短花针茅荒漠草原不同载畜率下植物的净重复一。结果表明，１９９６年５个载畜率处理地上净生长量与对照区差异不显著（Ｐ〉０．０５），植物表现等补偿性生长。在１９９７年干旱年份，当载畜率小于２．０只羊／半年／ｈｍ＾２时，放牧区地上净生长量与对照间差异不显著（Ｐ〉０．０５），植物表现等补偿性生长。当载畜率大于２．０只羊／半年／ｈｍ＾２