半干旱黄土丘陵区微地形变化对人工柠条林草本分布的影响

本研究在典型半干旱黄土丘陵区龙滩小流域内,以水平阶整地方式栽植柠条（Caragana korshinskii）林为研究对象,调查不同坡位柠条林下水平阶内和阶间坡面草本群落组成及生物量,确定微地形及土壤环境变化对草本分布的影响及相对贡献率。结果表明：草本地上生物量及含水量均表现为水平阶内 > 阶间坡面,不同坡位水平阶内和阶间坡面草本组成的相异性为上坡位（75.2%） > 中坡位（60.0%） > 下坡位（50.7%）。pRDA排序表明：土壤含水量、微生境和坡位解释了35.8%的坡面草本群落变异,是影响草本群落分布的主要环境因子。相关分析表明：土壤含水量与长芒草（Stipa bungeana）的重要值呈显著负相关,与茵陈蒿（Artemisia capillaris）和束伞亚菊（Ajania parviflora）呈显著正相关;草本地上生物量与草本物种丰富度、长芒草等草本重要值呈显著负相关,与茵陈蒿等草本重要值呈显著正相关;下坡位草本地上生物量的降低促进了长芒草等地带性草本的恢复。综上所述,水平阶整地提高了林下草本地上生物量,降低了草本的物种丰富度,这在中、上坡位表现尤为明显。     

不同水分梯度下能源植物芒草和柳枝稷生物量分配规律

黄土高原面积广袤,进行能源植物种植具有巨大潜质。然而,由于该区生态环境脆弱,水分是限制能源植物产量的主要因子。本研究通过室内控水试验,对不同水分梯度条件(田间持水量的75%、55%和35%)下芒草(Miscanthus sinensis)和柳枝稷(Panicum virgatum)两种能源植物干物质的分配规律进行研究,以期为能源植物的节水高产提供依据。结果表明,水分显著影响根生物量、地上生物量及总生物量(P0.05);芒草生物量显著高于柳枝稷;随着水分的降低,生物量显著下降。不同水分条件显著影响柳枝稷的根冠比、而对芒草影响较小;柳枝稷在较低土壤含水量下,通过增加根系数量及根冠比来加强对水分和养分的吸收。在试验条件下,田间持水量的55%与75%水分条件对两种能源植物地上、地下及总生物量无显著影响(P0.05);水分含量在田间持水量的55%下,两种植物有较高水分利用效率。     

氮素添加对黄土高原典型草原长芒草光合特性的影响

为研究氮沉降对黄土高原典型草原植物代谢功能的影响,本研究通过模拟大气氮沉降的方法对黄土高原天然草地进行了氮添加试验,分析了天然草地植物长芒草(Stipa bungeana)在不同施氮水平下叶片氮含量、光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)、蒸腾速率(Tr)、水分利用效率(WUE)以及叶绿素含量的响应特征,探讨了长芒草光合生理特性和叶片衰老的影响对氮添加的响应。结果显示,氮素添加可显著增加长芒草地上生物量(P0.05),明显增加其所占总生物量的比例,显著增加叶片氮含量、叶绿素含量和净光合速率,而对气孔导度和蒸腾速率没有显著影响(P0.05),显著提高了植物水分利用效率。另外,氮素添加延缓了长芒草叶绿素的降解速率。以上结果表明,一定范围内的大气氮沉降量有利于长芒草光合能力的提高,可以延缓长芒草叶片的衰老。     

土壤干旱对黄土高原4个乡土禾草生长及水分利用特性的影响

应用盆栽试验,人工控制土壤水分含量对黄土高原4个乡土禾草长芒草、冰草、无芒隐子草、白羊草的生长及水分利用特性进行了研究。结果表明,随干旱胁迫程度加剧,各草种耗水量明显减少;不同草种单株耗水量差异明显,表现为:白羊草>冰草>无芒隐子草>长芒草,最高日、旬、月耗水量差异明显,中度和重度水分亏缺下的最高耗水日比适宜水分下的提前10d左右。1d中的最大耗水高峰随着土壤含水量的降低有提前的趋势。4个草种株高生长和单叶叶面积明显受土壤水分含量影响,均表现为:适宜水分>中度干旱>重度干旱,土壤干旱下长芒草和无芒隐子草受抑制程度显著大于冰草和白羊草;随干旱胁迫程度的加剧和干旱时间的延长,长芒草和无芒隐子草的叶片组织含水量和叶片相对含水量明显降低,冰草和白羊草则一直能维持较高含水量,且下降幅度小,稳定性好;长芒草和无芒隐子草的水分利用效率(wateruseefficiency,WUE)随干旱加剧而降低,两者属于低耗水、低WUE草种,冰草和白羊草在中度干旱下WUE最高,相比白羊草,冰草属于低耗水、高WUE草种,白羊草属于高耗水、高WUE草种。     

黄土高原水蚀风蚀交错区5种典型草地群落土壤酶活性的研究

以长芒草(Stipa bungeana)、苜蓿-长芒草-铁杆蒿(Medicago sativa-S.bungeana-Artemisia sacrorum)、苜蓿-铁杆蒿(M.sativa-A.sacrorum)、长芒草-铁杆蒿(S.bungeana-A.sacrorum)和苜蓿-长芒草(M.sativa-S.bungeana)5种弃耕后自然演替形成的草地群落为研究对象,通过分析不同群落中土壤淀粉酶、脲酶、蔗糖酶和碱性磷酸酶活性的分布,进一步阐释黄土高原水蚀风蚀交错区弃耕农地不同植被恢复过程对土壤酶活性的影响。结果表明:除土壤淀粉酶外,土壤脲酶、蔗糖酶和碱性磷酸酶活性均受地上植物群落的显著影响,并且土壤脲酶、蔗糖酶和碱性磷酸酶活性均随土层的加深而逐渐减小。长芒草群落土壤酶活性低且土壤养分和生物量均低于其他4个群落,表明弃耕后以单一种为优势种的草地群落植被恢复效果并不理想。4种土壤酶活性与土壤养分因子存在显著相关性,表明土壤酶活性可以指示土壤质量的变化。     

草地 农业农牧交错带天然草地植物种枯落物对小麦幼苗生长的影响

研究了黄土高原农牧交错带天然草地建群植物长芒草Stipa bungeana、达乌里胡枝子Lespedeza davurica和茵陈蒿Artemisia capillaris枯落物浸提液对小麦Triticum aestivum幼苗生长指标（出苗率、株高、地上与地下干质量）的影响。结果表明,长芒草枯落物对小麦出苗率和幼苗地上和根系干质量及地上干质量/地下干质量均无显著影响（P>0.05）,仅在处理后第2、8、12和16天增加小麦幼苗株高（P<0.05）。胡枝子和茵陈蒿枯落物对小麦出苗率和各观测期小麦幼苗株高及根系干质量影响不显著（P>0.05）;但二者均对小麦幼苗根系生长影响显著（P<0.05）,通过小麦根系生长的增加,使其地上干质量/地下干质量（P<0.05）降低。可见,小麦幼苗生长因枯落物植物种不同而异,其对胡枝子和茵陈蒿枯落物的反应比长芒草的更敏感。     

遮阴对葎草构件性状及生物量结构影响的性别差异

以雌雄异株攀援草本植物葎草(Humulus scandens)为材料,设置不同遮阴度(0、25%、50%、75%),测定雌、雄株的构件性状、水分分配、生物量结构及根冠比,分析遮阴对葎草结构形成和生长策略影响的性别差异。结果表明,遮阴对葎草叶性状的影响为叶宽叶长叶厚,对茎性状的影响为茎长茎径节间长,叶长、叶宽、茎长和节间长存在性别差异(P0.05);遮阴对单叶面积、总叶面积、叶面积比率、比叶面积均有极显著影响(P0.01),遮阴可增加雌株但显著减小雄株的总叶面积(P0.05);遮阴对单株生物量、茎叶水分含量和生物量分配及单株根冠比有显著影响(P0.05),虽雄株总生物量显著大于雌株,但雌株茎分配显著大于雄株,且叶、根分配无性别差异。雌、雄株采用改变构件性状和生物量结构,形成与性别分化匹配的对不同遮阴度的生长策略。     

长芒草草地在封育条件下群落结构和生物量变化的研究

在宁夏南部大面积分布着以长芒草(Stipa bungeana)为建群种的干草地,是重要的草场资源。为了进一步探索封育对植物群落结构和生物量的影响,从1984～1986年,在云雾山草原自然保护区内选择了因放牧、鼠害危害较严重的长芒草草地进行了封育试验。经过3年封育,长芒草群落结构已发生了显著变化,地上生物量与地下生物量成正比亦大幅度提高,为合理利用草地,保护草地,增加草地土壤肥力,发展畜牧业提供科学依据。     

青海环湖高寒草地黄花棘豆锈病的初步研究

对青海环湖高寒草地黄花棘豆Oxytropis ochrocephala锈病的发病率、病害症状及其对黄花棘豆生长特性(株高、分枝数和花头数)的影响进行了初步调查。结果表明,侵染黄花棘豆的病原为拉伯兰单胞锈菌Uromyces lapponicus,该锈病菌无夏孢子阶段。山顶黄花棘豆具较高株丛枯死率,山底则具较高株丛发病率和锈病感染率。感染锈病的黄花棘豆植株生长受到抑制,分枝数减少,不能开花结荚,甚至整株枯死。     

土壤磷水平对柱花草株高、根长及生物量的影响

通过对8个柱花草品种(系)进行4个不同磷水平处理,在收获前对柱花草的生长情况进行调查,分别测量其株高、主根长和单株生物量,研究土壤磷水平对柱花草株高、根长及生物量的影响,旨在初步筛选耐低磷的柱花草品种(系)。结果表明:随着施磷量的减少,各柱花草品种(系)的平均株高、主根长和单株生物量总体呈下降趋势。其中,1号品种即西卡柱花草最耐低磷,5号品种即热研5号柱花草较耐低磷,7号柱花草即GC1463品系最不耐低磷。     

封育对云雾山本氏针茅草地群落的影响

以云雾山封育与未封区为对象,采用样线法进行调查,重点分析二者群落特征和地上生物量的变化,以期为退化草地植被恢复提供依据.结果表明:封育后本氏针茅(Stipa bungeana)群落发生较大变化,物种数显著增加、演替差异明显,由未封区的本氏针茅+大针茅(S. gigantea)群落演替为封育后的大针茅+本氏针茅群落;未封区本氏针茅种群的优势地位明显加强,重要值明显大于封育区;封育与未封区群落的相似性系数为0.419;物种丰富度指数和多样性指数(修正的Simpson指数、Shannon-winner指数、Audair和Groff指数)均表现为封育区>未封区,而均匀度指数则相反;封育区地上生物量明显增加,其中禾本科、蔷薇科和杂类草占总生物量的比例均表现为封育>未封区,而菊科则相反.     

火干扰对本氏针茅草地群落特征的影响

摘要：以云雾山典型草原本氏针茅（Stipa bungeana）群落为对象,研究了火烧后2年、10年和未烧草地群落的物种重要值、群落平均高度、盖度、密度、地上生物量、多样性指数及枯落物积累量的变化。结果表明,1）3个样地中,本氏针茅和白颖苔草（Carex rigesoens）是共优势种;火烧后2年和未烧地,铁杆蒿(Artemisia sacrorum)成为次优势种,而火烧后10年,赖草（Leymus secalinus）成为次优势种。2）火烧后2年地,群落的平均高度显著减小(P<0.05);火烧后10年地,群落的平均盖度显著减小(P<0.05);火烧后2年和火烧后10年地,群落的平均密度显著增加(P<0.05)。3）火烧后,群落的地上生物量、多样性指数、丰富度指数、均匀度指数差异均不显著(P>0.05)。4）枯落物积累量变化表现为：未烧地>火烧后10年地>火烧后2年地,差异显著(P<0.05)。     

不同年限封育对黄土高原典型草原地上植被的影响

为了揭示自然恢复过程中植被动态变化规律,以黄土高原典型草原为研究对象,采用野外调查与室内分析相结合的方法,分析不同年限封育(0、5、15、23和32年)对草地植被特征、物种多样性和群落演替动态变化的影响。结果表明,随着封育年限的增加,枯落物量和厚度呈递增趋势,群落盖度呈先增加后降低趋势,群落密度呈递减趋势,地上生物量和禾草地上生物量均呈先增加后降低的趋势,且均在封育23年草地达到了峰值。不同年限的封育对Simpson多样性指数和Pielou均匀度指数影响不显著(P0.05)。地上植被的物种丰富度呈先增加后降低趋势,且在封育15年达到峰值。地上植被群落封育演替的一般模式为杂类草生长阶段→本氏针茅(Stipa bungeana)逐渐占优势阶段→本氏针茅稳定发展阶段。     

高寒地区不同退化程度草地群落结构特征研究

在玉树市巴塘乡铁力角村冬春草地上对不同退化程度高寒草地植物群落、地上及地下生物量进行调查分析。结果表明,该地区草地植被由16科33属42种植物组成;随着草地退化程度的加剧,草地优势种由丝颖针茅(Stipa capillacea)向铁棒锤(Aconitum pendulum)过渡;草地总盖度、总生物量及优良牧草生物量均呈降低趋势;杂类草生物量显著增加(P<0.05);草地质量和生产力明显降低。     

春季休牧对三江源区藏嵩草草甸植被群落特征与物种多样性的影响

为深入探讨春季休牧对三江源区藏嵩草草甸植被特征的影响,2017年5~6月,课题组在青海省果洛藏族自治州玛沁县大武镇的冬春草场上进行为期50d的返青期休牧试验研究,同年8月中旬对植物生长状况进行调查。结果表明:休牧以后,草地的总盖度和地上总生物量分别增加了23%和58.6%(P<0.05);莎草科和禾本科牧草的重要值均有明显增加,其中藏嵩草、华扁穗和发草分别增加了17%、75%和59%;以发草为代表的禾本科植株的平均高度增加了103%(P<0.05);阔叶型可食草的地上生物量增加了58.62%(P>0.05);毒害草的生长明显受到了抑制,其地上生物量下降了61.53%(P<0.05)。休牧后,植物的丰富度指数和Shannon-Wiener指数下降,而Simpson指数和均匀度指数上升。因此,本课题组认为春季休牧可以有效的提高三江源区高寒草地生产力,达到生产和生态双赢的效果。     

甘肃马先蒿寄生对禾草内生真菌共生体共生关系的影响

根寄生植物-甘肃马先蒿是高寒草地重度退化阶段主要滋生毒杂草种类,利用根部吸器与侵染内生真菌的禾草(紫花针茅和麦宾草)建立寄生关系。当禾草成为甘肃马先蒿和内生真菌共同寄主(宿主)时,有关内生真菌调控甘肃马先蒿对禾草根寄生危害的相关研究较少。以侵染Epichloë属内生真菌(E+)和未侵染内生真菌(E-)的紫花针茅和麦宾草为研究对象,观测甘肃马先蒿寄生对E+、E-紫花针茅和麦宾草株高、分蘖、根茎比、生物量变化和根部吸器数量及显微结构差异。结果表明:甘肃马先蒿寄生显著降低紫花针茅和麦宾草株高、分蘖和生物量,内生真菌侵染显著影响甘肃马先蒿根寄生处理禾草的生长特性。紫花针茅E+、E-植株被甘肃马先蒿寄生后,E+植株分蘖、生物量和根茎比明显高于E-植株,而E-植株根部功能性吸器数量明显高于E+植株; 麦宾草与甘肃马先蒿建立寄生关系后,E-植株株高、分蘖、生物量和根茎比明显高于E+植株,E+植株根部功能性吸器数量明显高于E-植株。由此可见,甘肃马先蒿与禾草建立寄生关系后,内生真菌与禾草间的共生关系处于互惠共生和相互拮抗的动态变化,草地群落其他植物与禾草间相互作用能调节禾草与内生真菌的共生关系。     

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。     

不同密度甘肃马先蒿寄生和内生真菌互作对紫花针茅内源激素及生物碱含量的影响

根寄生植物是禾草生长过程中的一种生物逆境,禾草内生真菌能增强其对生物或非生物逆境的耐受能力;然而,有关禾草内生真菌对不同密度根寄生逆境下禾草生长、内源激素水平和生物碱含量变化的研究鲜有报道。基于此,通过开展温室盆栽试验,以建立根寄生关系的带菌(E+)和未带菌(E-)紫花针茅及根寄生植物-甘肃马先蒿为研究对象,比较E+和E-紫花针茅在不同甘肃马先蒿寄生强度下生长、内源激素和生物碱含量变化。结果表明,与未寄生紫花针茅相比,随着甘肃马先蒿密度增加,紫花针茅生物量降低80%,株高、分蘖数和根长均降低25%,吲哚乙酸、脱落酸含量分别增加43%和51%,细胞分裂素含量降低50%。内生真菌侵染显著提高紫花针茅生长特性,增加内源激素和生物碱含量;带菌紫花针茅在根寄生逆境下生物碱含量持续增加,同时甘肃马先蒿利用根部木质部通道可获取寄主内生真菌合成的生物碱。由此可见,内生真菌通过调控紫花针茅体内有关生长和逆境预警相关内源激素水平及改变生物碱含量的方式增强紫花针茅对甘肃马先蒿根寄生逆境的耐受能力,为利用禾草内生真菌共生体修复甘肃马先蒿型退化草地提供新视角。     

Enhancing Native Grass Productivity by Cocultivating With Endophyte-Laden Calli

The influence native endophytes have on grass establishment and productivity was evaluated by cocultivating Bouteloua eriopoda (Torr.) Torr. (black grama) or Sporobolus cryptandrus (Torr.) Gray (sand dropseed) seedlings with endophyte-laden calli from three of four native grass and shrub species: Atriplex canescens (Pursh) Nutt. (fourwing saltbush), S. cryptandrus, Sporobolus airoides (Torr.) Torr. (alkali sacaton), and B. eriopoda in vitro. Following cocultivation, grass seedlings were hardened and transferred to three replicate field plots, each containing 16 grass plants of a single species that had been cocultivated with a single callus species. Plant establishment rates, heights, crown diameters, aboveground biomass, seed yields, and seed quality were compared. In B. eriopoda (black grama), significant increases in plant biomass were not observed. However, early plant heights and crown diameters, establishment rates, and stolon production were higher in some callus treatments. In S. cryptandrus (sand dropseed), all variables were positively influenced by one or more of the endophyte treatments. Biomass increases ranged from 2.5- to threefold over untreated plants, and harvested seed increased 5.9-fold in plants treated with endophytes from A. canescens (fourwing saltbush). Seed quality, determined by purity, germination rates, and tetrazolium assays, did not differ across endophyte treatments for either grass. There is evidence that endophyte transfer is responsible for the altered vigor of treated plants.     

长芒草不同季节碳氮磷生态化学计量特征

内稳性理论和生长速率理论是生态化学计量学存在的前提和基础。为探讨高等植物不同发育阶段碳(C)、氮(N)、磷(P)元素含量及其计量比的内稳性特征以及与生长速率的关系,研究了黄土高原天然草地建群种植物长芒草（Stipa bungeana）地上组织C、N、P含量季节动态及其化学计量比的变化,探讨家畜采食对植物体内元素内稳性的影响。结果表明,围封样地（1）长芒草3-7月地上生物量逐步增加,且最大生长速率出现在3-5月;3-5月植物体C∶N、C∶P、N∶P显著提高,不符合生长速率理论。（2）长芒草C含量3-5月显著升高,5-9月差异不显著,而N和P含量3月含量最高,5-9月逐渐降低;3-9月,长芒草的C∶N与C∶P表现出逐渐增加的趋势,而N∶P表现出先增大后减小的趋势,不同生育时期长芒草C含量和N∶P的变异系数较小,分别为3.65%和6.60%,表现出较强的内稳性,而N、P含量及C∶N、C∶P的变异系数均大于30%。放牧样地,（1）长芒草叶片N、P含量均高于围封样地,C∶N和C∶P小于围封草地,且5、7月N∶P高于围封草地。（2）长芒草C含量和N∶P变异也较小,但N∶P变异明显大于围封草地,为21.30%。表明放牧影响长芒草C、N、P计量特征,且C、N∶P具有较强的内稳性。