围栏封育对伊犁绢蒿种群构件生长和生物量分配的影响

为了解围栏封育对放牧采食目标植物资源分配格局和生态策略的影响,以新疆伊犁绢蒿(Seri phidium transiliense)荒漠草地建群种伊犁绢蒿种群为研究对象,从构件的数量特征、形态可塑性、生物量及其分配格局进行分析.结果表明:围栏封育后伊犁绢蒿构件大小和构件数量显著增加(P＜0.05),地上同化构件和生殖构件分配增加,种群的更新能力和可利用性得到改善;围栏封育后伊犁绢蒿种群采用了生殖投资增加、营养生长减少和储藏分配不改变的生物量分配对策,在围栏封育和发育时期改变后均存在生物量分配的权衡,营养生长和生殖之间存在负相关关系;伊犁绢蒿可以在放牧压力下通过增加其形态性状和生物量分配的可塑性来适应变劣的环境,而围栏封育后,则通过增加生殖生长投资提高其适合度.因此,围栏封育是伊犁绢蒿维持其种群持续更新能力和恢复其在群落中地位的有效手段.     

新疆伊犁绢蒿荒漠草原恢复重建技术及改良对策

伊犁绢蒿荒漠是新疆荒漠草地的重要组成部分,但是目前80%出现不同程度退化,以伊犁绢蒿为优势种的草地群落已大面积演替为以一年生植物为主的草地群落,草地失去了原有的利用价值。本文概述了伊犁绢蒿荒漠草原退化的过程和原因,着重对伊犁绢蒿荒漠草原恢复重建技术介绍,提出保护和恢复该类草原的应对措施和改良对策。     

伊犁绢蒿荒漠不同退化阶段草地特征与载畜力研究

伊犁绢蒿(Seri phidium transiliense)荒漠是新疆北疆地区重要的草地类型,但长期的超载过牧使该区域草地呈现不同程度的退化,严重地制约草地生产及生态功能的发挥.对伊犁绢蒿荒漠不同退化阶段草地的植物性状和载畜力进行分析,以期为区域草地的合理利用和畜牧业的可持续发展提供参考.结果表明:随着草地退化程度的加剧,伊犁绢蒿在群落中的优势地位逐渐被叉毛蓬(Petrosimonia sibirica)取代；伊犁绢蒿和群落的粗灰分与粗纤维含量在春季变化趋势相似,而伊犁绢蒿和群落的粗蛋白及粗灰分含量与粗纤维含量在秋季变化趋势相反；未退化草地春、秋季载畜力分别为1.20个绵羊单位/hm2和1.78个绵羊单位/hm2,中度退化草地春、秋季载畜力分别为0.29个绵羊单位/hm2和1.15个绵羊单位/hm2.为防止当地生态环境恶化,应在优势种发生更替前对草地进行有效的保护措施,即在对未退化和中度退化的草地利用时应以理论载畜力为最大承载力阈值.     

天山北坡伊犁绢蒿荒漠不同退化阶段草地特征分析

对天山北坡不同退化阶段伊犁绢蒿(Seriphidium transillense(Poljak.)Poljak.)荒漠草地植被特征和土壤特性进行分析,以期为该地区的草地恢复提供理论依据.结果表明:随着草地退化程度的加剧,伊犁绢蒿荒漠的优势种逐渐被叉毛蓬(Petrosimonia sibirica(Pall.)Bunge)替代;地带性植被伊犁绢蒿的频度、盖度、生物量和密度随着草地退化程度的加剧逐渐降低,而叉毛蓬却呈相反趋势;叉毛蓬种群在扩繁时采用"r"对策,产生大量种子迅速占领领地,阻止了草地的完全崩溃.随着伊犁绢蒿荒漠退化,草地的饲用价值劣化,草地植物种类向低矮、适口性差、短命和类短命植物过度.草地的植被退化与土壤退化不完全一致,随着草地退化,土壤表层颗粒有变粗趋势,然而土壤有机质和全氮却呈现稳定升高的趋势;极度退化地区的高养分含量主要是由家畜排泄物导致.     

天山北坡两种退化梯度下伊犁绢蒿种群空间分布的点格局分析

采用Ripley’s K函数对重度和极度退化2个区域的伊犁绢蒿种群进行了空间格局及关联分析。结果表明,在20 m的一系列空间尺度上,重度退化区域的绢蒿种群总体上强烈偏离随机分布呈聚集分布,聚集强度在不同尺度上有所变化,在一系列空间尺度上出现明显的“聚集波”现象。而极度退化区域内绢蒿种群则在小尺度内呈聚集分布,到达聚集分布的临界值时则转入随机分布。进一步对不同大小级绢蒿进行了分析,在重度退化区域内,1、2级大小个体均呈聚集分布,但形体较大的植株聚集程度减弱。在极度退化区域内,1级大小个体在小尺度范围内呈聚集分布,而随着尺度增加转为随机或者均匀分布,2级大小个体则为随机分布。通过不同大小级个体的空间关联分析表明,2种退化梯度下,2个大小级的绢蒿群体在小尺度范围内均表现出正关联,但随着尺度的增加关联性逐渐减弱,且二者在产生正关联的尺度范围上有所差别。     

地理居群和地形对伊犁绢蒿遗传多样性的影响

对不同地理居群和不同地形的160株伊犁绢蒿（Seriphidium transiliense）个体进行SRAP分析,以期为伊犁绢蒿遗传资源的有效利用提供理论依据。试验结果表明,1）伊犁绢蒿种群的多态位百分率为78.43%;2）不同地理居群的伊犁绢蒿各居群间没有明显的分界点,说明地理距离差异对伊犁绢蒿遗传分化物质的影响较小;3）不同地形的伊犁绢蒿可以聚为2类,将阳坡和平原聚为一类,阴坡和丘陵聚为一类。由结果可见,地形对伊犁绢蒿遗传物质分化的影响较大。     

封育对伊犁绢蒿种群营养元素分配格局及贮量的影响

以绢蒿(Seriphidium)荒漠草地上的伊犁绢蒿(S.transiliense)为研究对象,从不同构件的生物量、碳（C）与营养元素含量、贮量及分配格局入手,研究围栏封育对其资源分配格局和生态策略的影响。结果表明,在围栏封育3～4年时,伊犁绢蒿根中磷(P)含量和根颈、生殖枝中氮(N)含量以及根颈、营养枝中钙(Ca)含量均显著增加(P<0.05)。除Ca、镁(Mg)外,其他营养元素贮量在围栏封育后显著增加(P<0.05);随着退化梯度的减轻,生殖枝、营养枝生物量与C贮量均呈增加趋势,围栏封育使其进一步增加。围栏封育后,生殖枝的N、钾(K)分配比例与营养枝Ca、Mg、C的分配比例均增加,根颈的N/C增加,生殖枝的N/C则显著增加(P<0.05)。上述结果表明,围栏封育后绢蒿荒漠草地土壤供给营养元素的能力增加,伊犁绢蒿在营养生长和生殖生长上的资源投入增加,有利于伊犁绢蒿种群的生态恢复。     

禁牧对中度退化伊犁绢蒿荒漠植被特征的影响

为探究草地植物群落和植物生态经济类群对禁牧的响应,研究了不同禁牧年限(禁牧时间为0年、1年、4年、11年)对伊犁绢蒿荒漠草地群落特征、物种多样性以及生态经济类群演变特征的影响。结果表明,随着禁牧年限的增加,伊犁绢蒿种群的高度、盖度、生物量呈增加趋势,种群密度呈先升后降再升的波动变化;群落的高度、生物量呈增加趋势,密度呈先减后增再减的波动变化;Simpson指数、Shannon-Wiener指数、Pielou指数呈先降后增再降的波动变化,而Patrick指数总体呈下降趋势;半灌木的优势度呈先增后降再升的波动变化。总之,适当的禁牧有利于中度退化伊犁绢蒿荒漠草地恢复。     

退化伊犁绢蒿荒漠草地高光谱特征分析

利用SVC HR-768 便携式光谱仪测定围栏内、外不同退化梯度伊犁绢蒿（Seriphidium transiliense）荒漠草地植物群落的光谱反射率,以及该类草地退化过程中的优势种伊犁绢蒿（减少种）、叉毛蓬（Petrosimonia sibirica）（增加种）、萹蓄（Polygonum aviculare）（侵入种）和裸地的光谱反射率,为实现伊犁绢蒿荒漠草地的高光谱遥感监测奠定基础。结果表明：在近红外波段,特征种与裸地的光谱反射率为裸地>萹蓄>伊犁绢蒿>叉毛蓬。萹蓄光谱反射率对退化草地植物群落的反射特征影响很小。退化草地植物群落冠层光谱反射率主要受伊犁绢蒿和叉毛蓬反射特征的影响,与优势种重要值成正相关关系,中度退化草地植物群落光谱反射率为围栏内>围栏外;重度和极度退化草地植物群落光谱反射率为围栏内<围栏外。     

伊犁绢蒿生物学特性的初步研究

伊犁绢蒿荒漠草地既是新疆天山北坡重要的春秋牧场,又是新疆草地退化最严重的一类草地。通过对伊犁绢蒿生长发育节律的观测及生物量动态分析,初步探究伊犁绢蒿的生物学特性。研究结果表明：草地植物年内产量变化曲线与伊犁绢蒿生长规律一致为“双峰”型,植物群落生长主要受降水的影响;伊犁绢蒿在5月到6月初生长速度较快,春季生长强度是秋季的1．6倍。     

放牧强度对伊犁绢蒿种群特征及其群落多样性的影响

为探究放牧强度对伊犁绢蒿(Seriphidium transiliense)荒漠草地种群特征及其群落多样性的影响,2012-2014年连续3年采用野外取样和室内分析相结合的方法,对新疆昌吉市阿什里乡处于不同放牧强度下伊犁绢蒿种群特征及其群落多样性进行了研究。结果表明:随着放牧强度增加,伊犁绢蒿种群高度、盖度、生物量呈下降趋势,与对照比,放牧后分别降低了73.7%~90.9%,34.8%~95.9%,67.9%~98.1%;种群密度随放牧强度的增加呈单峰曲线变化,且在轻度放牧达到最高,较对照增加了63.4%以上;群落的Shannon-wiener指数、Pielou指数总体呈逐渐增加趋势,而Patrick指数呈先升后降再升高变化趋势。总之,随放牧强度的增加伊犁绢蒿种群特征逐渐向低矮、退化方向演替,适度放牧有利于群落结构稳定性的保持。     

封育年限对伊犁绢蒿荒漠群落特征及草场质量的影响

以伊犁绢蒿(Seriphidium transiliense)荒漠草地为对象,研究不同封育年限对伊犁绢蒿荒漠草地植被群落特征、物种多样性及草场质量指数的影响.结果表明:伊犁绢蒿荒漠草地总盖度、密度及生物量,随封育时间的增加呈先降后升再降的波动变化,且以封育6年达到最高;围栏封育有利于伊犁绢蒿、木地肤(Kochia prostrata)的生长与恢复,生物量较对照区分别提高了158.63%~221.44%,100%,且封育9年时伊犁绢蒿重要值恢复到首位;封育后群落的物种多样性指数较对照区均有增加,且随封育年限的增加呈现先增后减再增趋势;通过群落物种多样性分析认为,封育9年后伊犁绢蒿荒漠草地尚未恢复到原始顶级状态;以草地的生产力与经济效益来考虑,初步推测封育5年为该区域伊犁绢蒿荒漠草地的最佳围栏时间.     

伊犁绢蒿构件动态变化研究

为确定新疆蒿属荒漠草地建群种个体构件的自然生长规律,2005-2006年采用实地调查与室内分析相结合的方式,连续两年对蒿属荒漠草地建群种伊犁绢蒿(Seriphidium transiliense)个体构件数量及产量进行动态监测。结果表明:伊犁绢蒿在整个生长季内株高和枝条重量基本呈线性生长,增长速度呈"快-慢-快"的趋势;枝条数量及叶片重量分别呈"升高-降低-升高"双峰曲线形式;根重变化不明显,均在6.1g/株左右;从整体上看,伊犁绢蒿地上部分和个体总产量均呈"S"型变化;各构件在年度之间存在一定的波动性,可能与当年的水热条件相关;从利用上看,伊犁绢蒿荒漠草地适宜在4-6月、9-10月进行放牧。     

放牧干扰对伊犁绢蒿表型性状特征的影响

试验以新疆天山北坡荒漠草地建群种伊犁绢蒿(Seriphidium transiliense)为对象,研究了其单株表型性状特征对4种放牧强度:无牧(0只羊/hm~2)、轻牧(0.56只羊/hm~2)、中牧(0.95只羊/hm~2)、重牧(2.89只羊/hm~2)的响应。结果表明:放牧显著降低了伊犁绢蒿的株高、冠幅面积、短轴长、长轴长、根颈直径、茎重、地上生物量,且轻牧、中牧各性状均显著高于重牧;放牧强度与伊犁绢蒿株高、冠幅面积、短轴长、长轴长、根长、根颈直径、一级分枝、二级分枝、三级分枝、茎重、叶重、地上生物量呈极显著负相关,其中,放牧强度对株高、短轴长、长轴长、冠幅面积影响较大,且随放牧强度增加呈线性下降;伊犁绢蒿各表型性状总体变异系数为22.23%~134.95%,各放牧处理平均变异系数为20.26%~134.24%,且中牧和重牧下大部分表型性状变异程度明显大于对照。放牧干扰下伊犁绢蒿单株趋向"小型化",避免了家畜的频繁采食,利于其种群的存活。     

北疆地区伊犁绢蒿荒漠草地退化与土壤理化性状相关分析

研究了不同退化阶段的伊犁绢蒿草地主要经济性状的特征与变化,结果表明,伊犁绢蒿荒漠草地在原生阶段,重度退化阶段和极度退化阶段,草地的各项经济性状均发生了一定变化,草地中植物种数逐渐减少。伊犁绢蒿由原生的建群种退至偶见种乃至消失;植物高度、盖度下降显著。由于牧压的加强,致使退化草地土壤的物理性状变差,退化草地的表层土壤容重和比重较原生草地增大了1．3倍和1．1倍,孔隙度过大或过小,不利植物生长,并引起土壤肥力下降;退化草地土壤表层有机质含量较原生草地下降了2倍,使土壤肥力不能满足植物所需。退化愈严重的草地其土壤水溶性盐含量愈高。因此,研究土壤的变化状况与草地退化的关系,可改善土壤肥力,使草地向健康的方向发展。     

伊犁绢蒿体内可塑性营养物质动态变化及分配特征的研究(简报)

2006年3-11月,在新疆阿什里乡对新疆蒿类荒漠草地建群种伊犁绢蒿可溶性碳水化合物、蔗糖、淀粉和粗蛋白进行动态监测。结果表明,伊犁绢蒿中粗蛋白和蔗糖含量居前2位,淀粉含量低,还原糖仅在茎中存在。5月4日-11月14日,可溶性碳水化合物、蔗糖含量呈"升高-降低-再升高-再降低"特征,叶片粗蛋白和淀粉均呈"单峰"曲线,最高为234.05和3.55 mg/g;根粗蛋白基本不变,为67.26 mg/g,茎中呈下降趋势。可塑性营养物质均在10月17日前完成根内贮存。不同生长阶段伊犁绢蒿营养物质在根、茎、叶上分配差异较大。     

新疆北部绢蒿荒漠水源圈土壤养分的梯度变化

由于干旱缺水,新疆北部绢蒿（Seriphidium）荒漠形成以饮水点为中心的定居放牧,导致水源圈大量出现。2014年5月底,以新疆木垒县天山北坡绢蒿荒漠一个典型的牧场水源点为中心,采集了东南西北4个方向和6个采样距离（50 m,100 m,200 m,400 m,800 m和1200 m）的土样,分析了土壤含水率、电导率、pH值以及土壤有机碳、土壤全量和速效养分变化特征。结果表明,随着离水源点距离的增加,土壤含水量、全钾和速效钾没有明显变化,土壤电导率、pH值、土壤有机碳、全氮、全磷、速效氮和速效磷的含量随着离水源点距离的增加而增加,说明放牧扰动强度的增加降低了土壤有机碳和土壤养分含量。结果说明,在新疆北部涓蒿荒漠,过度放牧导致水源点附近土壤养分明显减少,甚至枯竭。     

伊犁绢蒿荒漠不同退化阶段草地经济性状演变的分析

对不同退化阶段伊犁绢蒿Seriphidium transillense荒漠草地的主要经济性状特征进行了调查与分析.结果表明,草地由未退化阶段演替至重度退化和极度退化阶段,草地的植物种类组成、群落高度、盖度、生产力、营养价值均发生了一系列变化;植物种类减少,高度、盖度、生产力下降,饲用价值处于一个劣变过程,表现出牧草的家畜适口性较差,利用率低,由良等牧场演变为中低等牧场.     

退化伊犁绢蒿荒漠草地主要植物生理生态适应性研究

为揭示退化伊犁绢蒿(Seriphidium transiliense)荒漠草地植物对放牧胁迫的抗逆生理机制,于2007年4月运用野外实地采样结合室内样品测定的方法,选取其3个层片的代表植物伊犁绢蒿、叉毛蓬(Petrosimonia sibirica)和伊犁郁金香(Tulipa iliensis),从未退化、中度退化、重度退化和极度退化4个演替阶段分别进行植物生理特性的研究。结果表明:随着草地演替的增强,3种植物叶片各指标呈现一定的波动性,可溶性糖含量(WSS)总体表现出下降趋势,光合色素、可溶性蛋白质、游离脯氨酸(Pro)和丙二醛(MDA)总体表现出上升趋势;生理生态适应性均表现为未退化阶段与其他各退化阶段存在显著差异。不同强度的放牧胁迫下,3种植物表现出不同的生理响应机制,随草地放牧压力增大,伊犁绢蒿生理调节能力先增强后减弱,极度退化阶段其生理适应能力严重削弱;叉毛蓬生理调节能力较强,表现为适应放牧胁迫;伊犁郁金香生理调节能力逐渐减弱。     

绵羊放牧绢蒿荒漠草地植物群落多样性及其环境解释

对天山北坡放牧条件下的绢蒿草地进行野外调查,以探讨植物群落物种组成、多样性特征及其与环境因子之间的关系。结果表明:1)绵羊放牧过程中形成了明显的放牧强度梯度,草地利用率适中。通过除趋势对应分析 (DCA)将放牧区内的植物群落划分为8个类型,各类型植物群落的物种多样性有显著差异,且群落间存在异质性;2)采用除趋势对应典范分析法(DCCA)中的前项选择,对所获取的9个环境因子进行筛选,最终土壤有机质含量、粪便量、放牧强度、凋落物生物量、海拔、坡向等6个环境因子成为决定物种分布和群落结构组成的主导因素。DCCA排序结果反映出了实际的生态意义,有机质、放牧强度、粪便量在第一排序轴有明显的梯度变化,而坡向和凋落物则在第2轴上呈现出明显梯度变化,物种和群落也沿着上述环境要素的梯度变化而依次分布,很好地解释了放牧条件下绢蒿荒漠草地物种、群落与环境条件之间的关系。