放牧强度对青藏高原东部高寒草甸植物群落特征的影响

通过对青藏高原东部玛曲高寒嵩草草甸植物群落在3个放牧梯度下的特征比较,分析了该类草甸主要群落特征对放牧强度差异的响应。结果表明,随着放牧强度的增加,草甸群落的高度、盖度和地上生物量都呈现显著降低的趋势;草甸群落中优势种群的莎草科和禾本科物种的优势度逐渐降低,被一些杂草类物种(黄帚橐吾和火绒草)所取代。放牧强度的增加,导致了禾草类和莎草类功能群生物量比例的显著降低,及豆科类、毒草类和杂草类功能群生物量比例的显著增加。中度放牧下的草甸群落表现出了最高的物种丰富度指数、多样性指数和均匀度指数,排序为中牧草甸>重牧草甸>禁牧草甸。随着放牧干扰强度的增加,高寒草甸群落将经历一个由上层的莎禾草类为主的草甸群落→上层莎禾草类＋中层杂草类共存的草甸群落→中下层杂草类为主的草甸群落的演替过程。     

放牧干扰对喀纳斯草地植物功能群及群落结构的影响

在确定喀纳斯景区草甸群落放牧干扰梯度的基础上,研究放牧干扰下草甸群落的功能群多样性和群落结构,利用功能群重要值、功能群丰富度、功能群和群落生物量变异系数、群落结构变异系数及群落生态优势度指数,比较分析了不同干扰强度阶段功能群组成结构和群落结构的变化。结果表明:随着放牧干扰强度的增加,群落优势功能群多年生杂类草逐渐被多年生丛生禾草和一二年生杂草所取代,多年生根茎禾草与豆科牧草等不耐践踏和采食的功能群逐渐消失,功能群多样性显著降低,不合理的放牧干扰显著降低了群落稳定性。     

围封对内蒙古典型草原群落特征及土壤性状的影响

围封作为退化草原恢复与重建的重要措施之一,已被广泛应用于我国草原生态恢复工程中。为科学评价围封对退化草原的恢复效果,在内蒙古典型草原,选择围封及其对应的围栏外自由放牧草原,采用野外样方调查与室内分析相结合的方法,分析了围封对群落植物种组成、功能群组成、物种多样性、地上生物量及土壤有机碳和全氮的影响。结果表明,围封处理中植物种类(22种)多于自由放牧处理(17种),群落多样性指数(H)、丰富度指数(Pa)、均匀度指数(JP)和地上生物量在围封和自由放牧处理间无显著差异(P>0.05)。灌木、半灌木和多年生杂类草的重要值、物种所占比例、地上生物量和3种多样性指数(H、Pa和JP)在围封处理中显著大于自由放牧处理(P<0.05);多年生禾草仅地上生物量在围封处理中高于自由放牧(P<0.05);一、二年生草本的重要值、物种所占比例、地上生物量和3种多样性指数在围封处理中显著小于自由放牧处理(P<0.05)。生态类型功能群物种所占比例和地上生物量在围封和自由放牧处理间无显著差异(P>0.05)。土壤有机碳和全氮含量在两种处理间未达到显著差异(P>0.05),但都随土层深度的增加呈现显著下降的趋势(P<0.05),围封处理下降幅度小于自由放牧处理。     

典型草原群落及功能群物种多样性对放牧因素分解的响应

本研究采用模拟采食、践踏、粪尿返还3个实验处理,通过连续3年(2017～2019年)动态监测,分析放牧因素和年际降水量对物种多样性(物种丰富度指数、物种优势度指数、物种多样性指数)及其功能群(多年生植物、一年生植物)的影响。结果表明:群落物种多样性受年际降水量和放牧因素及其交互作用的影响,在3个放牧因素中,模拟采食对群落物种多样性的影响最大,主要通过影响群落中的一年生植物功能群,提高群落的物种丰富度与多样性指数;在模拟践踏作用下,一年生植物功能群的丰富度指数和优势度指数有所提高;物种丰富度指数年际间的稳定性趋势为整体群落多年生植物功能群一年生植物功能群,由于放牧因素影响下一年生植物的种间补偿作用,群落物种多样性在年际间趋于稳定。     

甘肃马鹿冬季牧场牧草再生性对刈割的短期响应

在肃南裕固族自治县甘肃马鹿(Cervus elaphus kansuensis)不同放牧率(1.00、1.45、2.45、3.45、4.85、6.90AUM·hm-2)的冬季牧场,研究草原生产力与群落结构对牧草最佳生长期刈割的短期响应。结果表明,1)随放牧强度增加,刈割群落物种丰富度呈先增加后减少趋势,其中4.85 AUM·hm-2放牧率下的群落物种丰富度最高;刈割显著增加草地地上生物量。2)刈割群落的牧草株高和地上生物量均表现为超补偿生长,补偿指数分别以3.45、6.90AUM·hm-2放牧样地最高;各优势种变化趋势不同。3)刈割群落的Simpson优势度指数、Pielou均匀度指数在放牧较重样地最高;随放牧强度增加,群落Shannon-Wiener多样性指数呈先增加后减少趋势,以4.85 AUM·hm-2群落最高;且除4.85 AUM·hm-2群落外,刈割后的群落Shannon-Wiener多样性指数显著高于刈割前的(P0.05)。4)各功能群植物对不同放牧强度响应不同。因此,适宜放牧强度下,刈割能发挥草地最大生产潜力并维持群落结构稳定性。     

松嫩草地植物功能生态学研究

随着功能生态学的发展,植物功能生态学研究越来越受到重视.以松嫩草地为对象,调查该区域植被状况及功能性状特征,通过控制试验研究刈割、施氮、植被低矮稀疏化等干扰条件下羊草(Leymus chinensis)性状和羊草群落特征的变化,探讨在自然和干扰条件下物种丰富度、功能群丰富度、物种多样性指数、功能性状多样性与群落地上生物量的关系. 松嫩草地66种草本植物7个叶片性状特征表明:叶片厚度变异系数最大,比叶面积、叶片氮含量、叶片磷含量、叶绿素含量和类胡萝卜素含量之间存在显著的正相关关系;叶片干物质含量与叶片磷含量没有显著的相关关系,但是与其他叶片性状成显著的负相关关系;叶片厚度与叶片干物质含量和比叶面积成显著的负相关关系,但是与其他叶片性状不相关.方差分析表明,叶片干物质含量、比叶面积、叶片厚度、叶片氮、叶片磷含量在4个功能群(多年生根茎禾草、多年生丛生禾草、多年生杂类草、1年生或2年生植物)间差异显著,叶绿素含量和类胡萝卜素含量在各个功能群间差异不显著.多年生根茎禾草和多年生丛生禾草有较高的叶片干物质含量和较低的比叶面积、叶片厚度和叶片氮和磷含量.松嫩草地草本植物叶片氮和磷含量分别为22.7±0.9 mg·g^-1和1.8 ±0.0 mg·g^-1,氮磷比为13.0,氮相对缺乏. 松嫩草地植物群落生产力高,群落饱和度低,优势种在群落中占的比例大.多年生根茎禾草和多年生杂类草群落物种丰富度最高,各群落间功能群丰富度没有显著差异,1年生或2年生植物群落地上生物量最高.地上生物量与多样性关系表明,株高、叶面积和叶片氮含量等功能性状多样性比物种丰富度、功能群丰富度、均匀度和辛普森指数等多样性指标能更好的预测生产力的变化,支持质量比假说,草地管理中应集中于优势种的管理. 秋季或春季不同时间刈割,对群落植物物种丰富度和功能群丰富度都没有显著影响.群落高度性状与地上生物量有显著的正相关关系,物种丰富度、功能群丰富度和功能群多样性与地上生物量关系不显著. 氮添加对羊草的叶绿素a和b含量、类胡萝卜素含量、叶片氮含量、叶片干物质含量、比根长都有显著的作用;羊草的叶绿素a和b含量、类胡萝卜素含量、叶片氮磷含量、叶片干物质含量、比茎重、株高与羊草的地上生物量都有显著的相关性.氮添加处理对羊草群落的物种丰富度和功能群丰富度均没有显著的影响.氮添加当年,地上生物量随着物种丰富度和功能群丰富度的增加有减少的趋势,但是不显著. 不同高度和密度立枯物处理间羊草的比叶面积、比茎重、植株高度、叶片数、叶绿素a和b含量、类胡萝卜素含量及叶片氮含量都有显著的差异.随着植被低矮稀疏化,群落物种丰富度和地上生物量均有降低趋势.植被高度变化对羊草性状、群落特征的影响要大于植被密度.     

重牧对荒漠草原主要植物种和功能群组织力的影响

在内蒙古短花针茅荒漠草原区连续12年进行对照和高载畜率二处理的随机区组试验,测定样方内植物种类、高度、密度和生物量,评价重度放牧对群落组织力的影响,并从主要物种和功能群角度剖析群落组织力改变的主导原因。结果显示:(1)重牧区群落组织力下降至对照区的69%,转变为少数植物占绝对优势的简单结构群落。(2)主要物种的年度组织力均值排序由对照区的短花针茅冷蒿无芒隐子草木地肤银灰旋花细叶韭栉叶蒿狭叶锦鸡儿,转变为重牧区的短花针茅冷蒿无芒隐子草银灰旋花栉叶蒿木地肤细叶韭狭叶锦鸡儿,其中无芒隐子草组织力显著增加,木地肤、细叶韭、狭叶锦鸡儿组织力显著下降。(3)功能群的年度组织力均值排序,由对照区的多年生禾草灌木、半灌木多年生杂草一年生草本,转变为重牧区的多年生禾草灌木、半灌木一年生草本多年生杂草,其中优势功能群多年生禾草组织力显著增加,物种最丰富的多年生杂草的组织力显著下降。重牧区优势物种和主导功能群组织力的上升或不变,非优势物种及多物种功能群组织力的下降,表明群落自组织能力下降的主要原因是群落物种多样性减少、组成结构变差。组织力参数的年度动态反映出围封禁牧对群落自组织能力的恢复起至关重要的作用。     

不同管理方式对锡林郭勒大针茅典型草原退化群落的恢复作用

在内蒙古锡林郭勒典型草原区选取有代表性的退化大针茅—糙隐子草群落,设置三种不同的管理方式,即放牧不刈割、无牧无刈割围封禁牧、无牧一次刈割围封禁牧.经过8年不同的管理后,采用样方法对群落物种组成、植物高度、地上生物量进行实地调查,并计算群落物种多样性、丰富度和均匀度;同时,测定群落内主要植物种的净光合速率、叶片N含量、比叶面积等功能性状.结果表明:(1)与放牧不刈割管理相比,在两种围封禁牧管理下,群落单位面积的生物量以及多年生禾草占总地上部生物量的比例均增加,群落的Margalef丰富度指数提高,群落内主要物种的水分利用效率显著提高,群落优势种由糙隐子草过渡为大针茅,已具有明显的典型草原特征;但群落的Shannon-Wiener多样性指数无显著差异,群落内主要物种的净光合速率、叶片N含量和比叶面积等功能性状无一致变化趋势,植株高度也无显著差异.(2)无牧一次刈割管理方式下的群落内物种数高于另外两种管理方式.综上所述,对于内蒙古锡林郭勒的大针茅退化草原来讲,实施无牧一次刈割围封禁牧管理有利于退化群落的恢复.     

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。     

蜥蜴对内蒙古典型草原群落多样性和地上生物量的影响

为研究蜥蜴(Phrynocephalus frontalis)活动对内蒙古典型草原群落多样性、地上生物量、群落结构、生活型组成以及优势种生物量的影响,于2012年6月和8月在内蒙古毛登牧场围封草场内布设有蜥蜴样地和对照样地,进行样方调查和生物量取样.结果表明:与对照样地相比,蜥蜴样地6月的Shannon-Wiener指数和均匀度显著降低,8月Shannon-Wiener指数、均匀度和物种丰富度均显著低于对照样地;蜥蜴样地的群落生物量在6月和8月分别比对照样地高68.85和111 g·m^-2;在功能群水平,蜥蜴样地一年生植物和多年生禾草的生物量比例比对照样地增加了19.1%和11.0%,而多年生杂类草生物量比例降低了19.8%;在物种水平,蜥蜴样地羊草(Leymus chinensis)生物量的比例在生长季节初期达到了75.0%.可见在内蒙古典型草原,蜥蜴干扰可使一年生植物和多年生禾草的生物量比例增加,而使多年生杂类草的物种数和生物量比例显著降低;蜥蜴干扰显著促进了羊草的生长;同时会降低群落的物种多样性,提高地上生物量.     

不同草地利用方式对河北坝上天然草地植物群落特征的影响

本研究以坝上天然草地植物群落为研究对象,分析了不同草地利用方式(打草场、冬牧地、公牧地)对植物群落的数量特征、物种组成、功能群特征及物种多样性的影响。结果表明：冬牧地的群落高度、物种数及物种多样性指数均最大,打草场的群落盖度显著大于放牧地(冬牧地和公牧地)且其地上生物量与冬牧地没有显著差异,同时打草场物种多样性指数与冬牧地相近,而公牧地植被群落的大多数指标均最差。此外,放牧和刈割也显著影响群落物种及功能群组成,其中禾本科累积优势度、多年生禾草的累积优势度及组成百分比在放牧地都显著高于打草场,而多年生杂草在打草场中显著高于放牧地。综上,打草场利用方式对坝上天然草地植物群落特征的影响虽然次于冬牧地,但由于家畜的选择性采食,冬牧地浪费了草地的生产潜力,因此打草场利用方式有助于坝上天然草地的可持续利用。     

放牧强度对环青海湖高寒草原群落物种多样性和生产力的影响

通过2年的连续放牧试验,采用比较样地法,调查了不同放牧强度对环青海湖高寒草原生物多样性和生产力的影响,并探讨了植物物种多样性与草地生产力之间的关系,为高寒草原的合理利用提供基础资料。结果表明:物种丰富度和多样性指数随放牧强度的增加基本呈单峰变化,即在中度放牧下多样性最高,重度放牧下群落物种丰富度、多样性指数和均匀度指数均表现为最小;群落生产力随放牧强度的增加而降低(P<0.05);莎草科地上生物量差异不显著,禾本科和豆科生产力降低(P<0.05),杂类草生物量有增加趋势;禾草和豆科比例减小,莎草和杂类草比例增加;草地生产力与Simpson多样性指数和Alatalo均匀度指数呈显著的单峰函数关系(R²=0.910, P=20.027; R²=0.953, P=20.010),结合Simpson多样性指数和Alatalo均匀度指数才能更好地反映维持草地生产力水平的多样性指标。放牧强度是影响群落物种多样性和生产力及其关系的重要因素。     

黄土区封育和放牧草地物种多样性和地上生物量对氮素添加的响应

氮素添加对草地生态系统地上生物量具有普遍促进作用,但对解释引起物种多样性丧失的机制仍存在较大争议。本研究以黄土高原半干旱区长期封育和连续放牧草地为对象,通过设置不同氮素添加水平来探索两种典型的草地管理方式下群落地上生物量、物种多样性、群落组分结构对氮素添加的响应及其异同以及物种多样性与地上生物量的关系,并研究这些响应的潜在生态学机制。结果显示,1)氮素添加显著提高长期封育草地地上生物量的同时降低了物种多样性;放牧草地群落地上生物量、物种多样性对氮素添加的响应与封育草地相同,但其响应程度均小于封育施肥草地;2)草地群落物种多样性随地表凋落物生物量增加而降低,随植被透光率增加而升高; 3)封育施肥草地Shannon-Wiener多样性指数与地上生物量存在显著线性负相关关系,而放牧施肥草地的物种多样性与地上生物量不存在显著的相关关系。以上结果表明放牧能够减缓施肥对物种多样性的负效应,在轻微降低物种多样性的前提下显著提高群落地上生物量,是一种合理的草地管理方式。     

高寒草甸优势种功能多样性对增温和模拟放牧的响应

为探究全球变化背景下高寒草甸优势牧草的功能性状与生态系统功能的关系及变化,本研究以高寒草甸的3种优势种矮嵩草（Kobresia humilis）、冷地早熟禾（Poa crymophila）和垂穗披碱草（Elymus nutans）为试验材料,采用国际通用的开顶式生长小室（Open top chambers,OTC）的增温方法模拟全球变暖,测定增温后优势种的功能多样性指标以及群落的生产力和稳定性。结果表明：中度增温对高寒草甸群落功能丰富度和功能离散度有积极影响,但降低了功能均匀度,而轻牧只提高了功能离散度;增温和放牧均会降低高寒草甸群落稳定性和地上生产力。高寒草甸的群落稳定性与地上生产力没有显著关系;优势种的功能多样性并不影响群落稳定性,但是与群落地上生物量是负相关关系,增温没有改变这种影响方式,轻度放牧会调控优势种的功能多样性以提高地上生产力。在未来持续气候变化的背景下,适度放牧是一种保持草地可持续发展的良好管理方式。     

禁牧对藏北高原狼毒型退化草地群落特征及生产力的影响

狼毒型退化草地是藏北高原主要的退化草地之一,禁牧是退化草地治理常用的措施。以藏北高原狼毒型退化草地为对象,于2010-2012年采用样方调查法对禁牧(2004年开始禁牧)和放牧样地的植物群落特征及生产力进行了3年的跟踪观测,旨在揭示禁牧对藏北高原狼毒型退化草地群落特征及生产力的影响。结果表明:1)禁牧显著增加了狼毒型退化草地地上总生物量(P<0.05),且时间越长,效果越明显。2010-2012年禁牧样地地上总生物量相比于放牧样地分别增加了62.4%、64.3%和70.2%。2)禁牧在提高其他牧草产量的同时,对狼毒生产力也有显著的促进作用(P<0.05),且随着禁牧时间的延长,这种促进作用逐渐强化。2010-2012年放牧样地狼毒地上生物量比禁牧样地分别低了43.8%、55.3%、89.3%(P<0.05)。3)禁牧有利于改善狼毒型退化草地群落物种多样性。随着禁牧年限的增加,禁牧样地物种多样性指数、均匀度指数、物种丰富度指数均显著增加(P<0.05)。4)放牧样地各类植物生物量随禁牧年限的变化与禁牧样地呈相同的趋势。综上所述,禁牧对狼毒型退化草地的恢复作用并不明显,还应结合其他的治理措施。     

短期放牧强度对半干旱草地植物群落多样性和生产力的影响

本文以晋北农牧交错带半干旱草地生态系统为研究对象,于2016年设置不放牧、轻度、中度和重度放牧4个不同放牧强度试验,研究短期放牧强度下羊对草地植物群落多样性与生产力的影响,以确定最佳放牧强度。研究结果表明,植物群落多度随放牧强度增加呈先升后降趋势,高度与盖度则随放牧强度的增加逐渐降低;物种多样性在中度放牧最高,重度放牧时最低;植物地上生物量随放牧强度增加呈抛物线形式变化,中度放牧时最高,分别为757.04 g·m^-2和398.37 g·m^-2,植物地下生物量随放牧强度增加逐渐降低;草地土壤容重随放牧强度的增加逐渐增大。短期放牧下中度放牧的植物群落多度、物种多样性与地上生物量最高,轻度放牧植物群落高度、盖度和地下生物量最高,重度放牧的物种多样性与生产力较低,因此适度放牧有利于保持草地植物群落稳定。     

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。     

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。