围封对荒漠草原区沙芦草群落土壤种子库及地上植被的影响

以宁夏盐池县四墩子荒漠草原沙芦草群落为研究对象,通过室内种子萌发法和地上植被调查法研究了围封对沙芦草群落土壤种子库和地上植被的影响。结果表明:1)围封对沙芦草群落土壤种子库密度具有显著影响,围栏外土壤种子库密度为(1052±273) 粒·m^-2,围栏内种子库密度为(1885±100) 粒·m^-2 ,围封使土壤种子库密度增加了79.0%。围封后,一年生植物种数减少了8.2%,种子库密度却增加了44.0%;2)围栏外地上物种数28种,围栏内为32种,围封使地上植被植物种数增加了14.0%。其中多年生植物增加,一年生植物减少;3)围封后,沙芦草群落土壤种子库和地上植被的Margalef丰富度指数、Shannon-Wiener指数、Pielou均匀度指数、Simpson优势度指数均有增大趋势,但差异不显著,而其生活型功能群的多样性发生了不同程度的改变;4)围栏内外土壤种子库与其地上植被的Sorensen相似性系数均为中等不相似,封育样地(0.33)略低于未封育样地(0.35)。种子库之间相似性高达0.71,两个样地地上植被之间的相似性为0.62,二者均为中等相似,说明外界干扰对地上植被的影响要大于对种子库的影响。研究结果可为荒漠草原区植被的恢复与治理提供一定的参考。     

封育对干热河谷稀树灌草丛退化草地土壤种子库和植物多样性的影响

于2004年对金沙江干热河谷地区典型稀树灌草丛退化草地进行了围栏封育。在封育后第1年和第2年,以未围栏封育退化草地为对照,对草地土壤种子库和植被的物种组成、密度变化、多样性变化及土壤种子库与植被群落的相似性进行了调查和分析。结果表明,随着围栏封育年限的增加,土壤种子库密度和植物密度增加极显著（P〈0．001）,其物种组成主要以一年生草本为主。在围栏封育过程中,土壤种子库和物种丰富度明显下降,物种多样性降低,植被均匀性下降。随着封育年限增加,土壤种子库物种组成相似性指数和植被物种组成相似性指数均降低。     

荒漠草原土壤种子库对灌丛引入和降水梯度的响应特征

为了揭示宁夏荒漠草原土壤种子库对灌丛引入过程及降水的响应特征,采用室内萌发法和野外水分激发法,对宁夏荒漠草原封育草地、放牧地、不同年限(3、12、22 yr)和间距(40、6、2 m)柠条灌丛地开展草地-放牧-灌丛引入过程的土壤种子库萌发及其对不同降水梯度(-60%,-40%,-20%,0,20%,40%)响应特征进行了研究。结果如下:不同年限、间距引入灌丛地0~200 cm年平均土壤水分含量显著低于封育草地和放牧地(P<0.05),随着灌丛年限和密度增加,加剧深层土壤水分的消耗,土壤旱化加重,使得灌丛地无明显春季返潮期,土壤水分仅为8.14%、8.83%,分别显著低于同期封育草地和放牧地16.00%、13.00%,在这样的水土条件下不同年限、间距灌丛地室内萌发下的0~10 cm土壤种子库密度分别为6186和5831 粒· m^-2,分别高于封育草地、放牧地2965、2065粒·m^-2(P<0.05)。各样地主要集中于0~5 cm土层,占萌发总数70.04%,且均以一年生猪毛蒿萌发为主,高达87.12%~96.55%,并随灌丛年限和密度的增大而增加,而多年生草本萌发种类仅为5种;不同降水梯度野外激发下的不同年限、间距灌丛地种子萌发平均数量为855和640粒·m^-2,以降水量+20%时所激发土壤种子库萌发密度最高,分别为2266和1600粒·m^-2,一年生与多年生草本种子库萌发密度和种类均随降水量升高而增加,且均在降水梯度最大时(+40%)呈下降趋势,而且相较于多年生草本,一年生草本在不同灌丛地萌发率高达90.58%~100.00%,显著高于放牧地或封育地(P<0.05),在灌丛引入过程中对土壤干旱和降水变化表现得更为敏感和适应。     

围封对退化沙质草地地下繁殖体库恢复的影响

为探明围封对退化沙质草地地下繁殖体库(种子库和芽库)恢复的影响,试验以长期放牧退化沙质草地为对照,通过种子萌发法和鉴定观测法,研究了不同围封年限(1年、3年和5年)的地下种子库和芽库物种种类、数量以及二者间转换变化的规律。结果表明:对长期放牧退化沙质草地实施围封措施能显著增加地下繁殖体库物种种类和数量,促进芽库向深层土壤扩展;围封对地下繁殖体恢复作用存在时间效应,随着围封年限的增加,土壤种子库一年生物种比例逐渐减小,多年生物种比例逐渐增加,而围封1年对芽库恢复作用不强,围封3～5年是地下繁殖体库存储转换地上植被群落的过渡期,外界适度刺激有利于地下芽库储备及芽体类型转换。     

封育对荒漠草原植物群落组成和物种多样性的影响

以盐池县退化荒漠草原为研究对象,采用空间序列代替时间序列的方法,对未围封和围封不同年限的草地植物群落组成和物种多样性变化进行了研究。结果表明,退化草地实施围栏封育后,多年生草本植物的优势地位逐渐增加,一年生草本植物和半灌木的优势地位逐渐降低。群落物种各种多样性指数随围封年限的增加,呈先降低后升高的趋势,围封5年时多样性指数最低。     

伊犁绢蒿荒漠不同退化阶段草地土壤种子库分析

采用萌发试验研究了伊犁绢蒿(Seriphidium transillense)荒漠不同退化阶段草地土壤种子库的变化特征,以期为干旱、半干旱地区退化草地生态系统恢复提供参考依据。结果表明:伊犁绢蒿荒漠土壤种子库共有14个物种,分属8个科;从未退化阶段到重度退化阶段种子库密度由684粒·m^-2下降到443粒·m^-2,而在极度退化阶段种子库密度却升高至758粒·m^-2;种子库在空间垂直分布上表现为随土壤深度的增加而减少,有67%的种子集中在土壤表层。种子库物种丰富度和多样性指数在不同退化阶段之间变化不大,但均匀度指数呈现先上升后下降的趋势;不同退化阶段种子库间的相似性表现为随退化程度相差距离越远其土壤种子库相似性越低,土壤种子库与地上植被的Jaccard相似性指数介于0.11~0.21之间,处于极不相似水平。     

围封对伊犁河谷春秋草地土壤种子库的影响

以伊犁河谷昭苏马场春秋草地不同围封年限草地(围封6年、围封5年、围封1年和未围封)为对象,采用空间序列代替时间序列的方法,对围封条件下退化草地自然恢复过程中持久土壤种子库的变化进行了研究。结果表明:随着围封年限的增加,土壤种子库的密度和物种数逐渐增加,显著增加了禾本科草类和豆科草类土壤种子密度,杂类草所占比例逐渐下降。禾本科草类和莎草类种子只存在0~5cm土壤表层。土壤种子库与地上植被的物种相似性,随草地的恢复呈增大—减小—增大的变化趋势。     

围栏封育对荒漠草原土壤种子库的影响

为了研究围栏封育和未围栏封育不同年限草地土壤种子库的变化情况,试验以盐池县退化荒漠草原为研究对象,采用室内萌发的方法对土壤种子库进行了测定。结果表明:不同围栏封育年限草地土壤种子库组成以多年生草本植物为主;在围栏封育条件下土壤种子库密度是190~690粒/m2,围栏封育5年的草地土壤种子库密度最高,随着围栏封育年限的继续延长,种子库的密度有所降低;土壤种子库与地上植被的相似性系数较低;不同围栏封育年限草地地上植被密度与土壤种子库密度呈正相关。     

高寒草甸冷季牧场不同休牧期对土壤种子库的影响

为明晰青藏高原高寒草甸冷季牧场的适宜休牧期,在东祁连山天祝高寒草甸设置了土壤解冻临界期—牧草枯黄期(RP1)、土壤解冻后期—牧草枯黄期(RP2)、牧草返青初期—牧草枯黄期(RP3)、牧草返青后期—牧草枯黄期(RP4)和当地传统休牧(优势牧草高5 cm—牧草枯黄期)(RP5)5个休牧期,研究了土壤种子库的物种组成、密度、多样性及其与地上植被的关系。结果表明：供试土壤种子库中共萌发27种植物,分属12科23属;5个休牧期土壤种子库密度表现为RP1(2 136.67粒·m^-2)>RP2(1 983.33粒·m^-2)>RP3(1 576.67粒·m^-2)>RP4(1 220粒·m^-2)>RP5(863.33粒·m^-2);香农-威纳指数和辛普森多样性指数在RP1休牧土壤种子库中较高,Pielou均匀度指数在RP5中最高;5个休牧期土壤种子库与地上植被的Sorensen相似性指数在0.38～0.49,其中RP1休牧与地上植被的相似性最高。综上,土壤解冻临界期—牧草枯黄期休牧更有利于土壤储备植物种子,增加草地的抗干扰能力。     

水平沟生态恢复措施下宁夏典型草原土壤种子库特征

开展土壤种子库的研究对草原生态恢复具有重要意义。以宁夏黄土丘陵区典型草原放牧草地(对照F0)、15年封育(F15),水平沟整地1年后(S1)、3年后(S3)、6年后(S6)、10年后(S10)和15年后(S15)的草地为研究对象,分别对其0-5、5-10和10-15cm土壤种子库的物种组成、大小、物种多样性及其与地上植被的相似性进行了研究,对种子库特征与土壤因子进行典范对应分析(CCA)。结果表明,1)植物种类以S1最多,F15次之,F0和S10较少;随着水平沟恢复年限增加,种子库植物种类无明显变化规律,但种子库主要植物由一年生草本向多年生草本转变。2)土壤种子库密度以F15、S3和S15较高,F0最低;土壤种子库密度具有表聚特征;随着水平沟恢复年限的增加,种子库总密度呈现出上升-下降-上升变化。3)土壤种子库丰富度、优势度、多样性和均匀度指数在处理间无明显变化规律;种子库与地上植被的相似性系数为0.38~0.55,相似性总体较低,相对而言,F15年相似性最高、S3次之,S10与S15最低。4)CCA表明,土壤速效钾、全磷和土壤含水率是影响该区土壤种子库分布的主要因子。研究认为,与放牧草地相比,水平沟整地措施能使典型草原土壤种子库物种种类和密度出现一定程度的增加,但作用仍低于草地长期封育。     

围栏封育对青藏高原东缘高寒草甸种子雨的影响

围栏封育是一种常见的退化草地恢复措施,其改变了草地植物生长繁殖的小环境。在青藏高原东缘高寒草甸中,采用定点监测的方法研究了封育8年之后围栏内外植被与种子雨的差异。结果表明,围栏封育显著降低了植被中物种丰富度、Shannon Wiener指数以及植株个体密度,但显著提高了种子雨中物种丰富度和种子雨密度,种子雨密度增加主要由禾本科植物种子数量增加所致;种子雨中物种多度等级分布模式在封育地中符合生态位优先占据模型,而在放牧地中符合对数正态模型。围栏封育对种子雨的季节动态没有明显影响,表现为放牧地与封育地的种子雨均为单峰模式。封育地中种子雨与植被相似性略高于放牧地,但封育地与放牧地中种子雨具有极高相似性。     

围封对固沙樟子松林土壤种子库的影响

选取章古台樟子松(Pinus sylvestris var.mongolica)半围封5年(E5)和全围封10年(E10)固沙林地,以对应未围封5年(CK1)和未围封10年(CK2)固沙林为对照,采用野外调查取样和室内萌发试验相结合的方法,分析了围封对樟子松林下植被土壤种子库的物种组成、密度、垂直分布的特征和物种多样性的影响。结果表明,E5和CK1的土壤种子库分别包括20种和15种植物,分属9科18属和7科13属;E10和CK2的土壤种子库则分别包括17种和15种植物,分属6科15属和6科13属。在围封林地中,一年生植物、多年生植物与灌木半灌木分别占47.83%、39.13%和13.04%,在对照林地中则分别占50%、38.89%和11.11%。E5、CK1、E10和CK24个林地的土壤种子库密度分别为8529.7、6741.5、7836.9和11559.7粒·m–2;各林地的土壤种子库密度均在0–2 cm土层最大,表现为表层聚集性,其垂直分布规律在围封下与未围封具有一致性。围封林地的丰富度指数要高于对照林地,E5的Shannon-Wiener指数、Simpson优势度指数、Pielou均匀度指数均低于CK1,E10的则均高于CK2。围封与对照林地林下植被土壤种子库种类组成上的相似性指数为0.88,豆科植物在围封与对照林地表现出较大的差异。因此,围封能够增加科尔沁沙地固沙樟子松林下植被土壤种子库物种数,提高多年生植物和灌木半灌木的比例,适度围封可增加其密度,提高群落发展潜力并增强其生态系统稳定性,进而保障固沙樟子松林的稳定与发展。     

黄土高原草地封育与放牧条件下土壤种子库特征

对半干旱区黄土高原草地在封育和放牧条件下土壤种子库种子密度、种子库组成、种子库物种多样性及均匀性进行了比较研究,并得出主要结论：1）封育提高土壤种子库的植物种类和密度,使优良禾草和多年生植物增加。2）种子库的垂直分布规律是随着土层的加深,种子在数量上递减的速度较快。3）坡向和坡位对土壤种子库有较大影响,种子库密度变化趋势是阴坡>阳坡;坡下部>坡中部>坡上部。4）从丰富度、Shannon Wiener多样性和均匀性3个方面比较分析封育和放牧样地土壤种子库多样性,得出封育样地Margalef丰富度指数和Shannon Wiener指数都高于放牧地,Pielou均匀性指数低于放牧地。     

退化亚高山草甸恢复过程中地上生物量和适宜载畜量分析

2012—2018年,以香格里拉退化亚高山草甸为研究对象对其实施连续封育,测定和分析恢复演替过程中植被地上生物量和植物学组成及其变化趋势,并运用中度干扰假说判断试验区退化草地的适宜封育年限和适宜载畜量。结果表明:与退化区相比较,封育第1年、第2年和第5年均显著提高了草地地上生物量,封育期间草地地上生物量呈现幂函数型增长趋势;草地的抵抗力和恢复力分别为518.8g/m^2和56.3个月;封育第5年草地中不可饲用植物(包含有毒有害植物)仍然占到29.2%,适宜载畜量2.81~3.37个羊单位/hm^2。该试验表明封育结合其他措施,将有利于更加有效地改善草地质量和提高草地生产力。     

不同利用方式对典型草原优势植物生物量的影响

植物个体性状是表征草原生态系统功能和结构的指示器。本试验对内蒙古典型草原优势植物种(克氏针茅和糙隐子草)在不同利用方式的响应进行了研究,物种地上生物量和分配比例及地下生物量作为研究指标,分析对比自由放牧,1995年围封和2003年围封3种不同利用方式对克氏针茅和糙隐子草生物量的影响。研究结果表明,不同利用方式显著影响了两种优势植物种地上、地下生物量(P<0.05)。放牧显著降低了两种植物地上茎、叶和种子生物量(P<0.05),但显著增加了两种植物的地下根系生物量(P<0.05);围封区(1995和2003年围封)C₃/C₄比率显著高于自由放牧区。     

呼伦贝尔沙化草地围封效应及生物多样性变化研究

2004年,在内蒙古呼伦贝尔沙化草地,测定围封不同年限(1、4、7、11、17年)沙化草地群落的特征值,分析围栏封育对沙化草地植被特征及生物多样性变化的影响。植被的自然恢复从一年生植物的侵入开始,差巴嘎蒿(Artemisia halodendron Turcz.ex Bess.)等重要值在围封第7、11和17年分别为第4年的1.57、1.78和1.37;一年生植物呈减少趋势,沙米(Agriophylluns arenarium Bieb.)在围封第11年完全消失。植被盖度平均增长4.6倍,草层高度平均增高75.3%。围封17和11年、1和4年,群落相似系数最大,分别为0.9630和0.7143。结果表明:沙化草地围封后,由于干扰源解除,群落组成发生了规律性变化,植物群落逐渐由不稳定的一年生植被向次稳定的灌丛化植被和相对稳定的干草原植被过渡,随着围封年限的增加,群落结构逐渐趋于合理,物种丰富度、多样性和群落均匀性不断增大,但沙化草地围封后的植被近自然恢复也是一个漫长的系统修复与竞争过程。呼伦贝尔沙化草地经过17年的围封,植被系统仍十分脆弱,群落中一年生植物仍占有较大比例,受干扰后极易发生再度沙化。     

封育三年对三种高寒草地群落土壤种子库的影响

选择青藏高原黄河源区封育三年的灌丛草地、小嵩草退化草地和黑土滩等3个高寒草地群落为研究对象,利用镜检法,对其土壤种子库的规模、物种组成、空间分布及与地上植被的相关性进行研究。结果表明,1)小嵩草退化草地、黑土滩、灌丛草地围栏内外土壤种子库密度分别为(9 938±1 780)粒/m²和(15 330±1 827)粒/m²、(4 074±459)粒/m²和(3 640±486)粒/m²、(9 879±1 453)粒/m²和(12 899±1 695)粒/m²,且只有小嵩草退化草地围栏内外表现出差异显著。2)3种高寒草地群落围栏内外土壤种子库物种数目差异不显著,但禾本科与莎草科种子在土壤种子库中所占的比例表现为围栏内＞围栏外,草地围栏能提高原生植被土壤种子库比例。3)各样地的土壤种子库的Shannon-Wiener多样性指数、Simpson多样性指数和Pielou均匀度指数有着相同的变化规律:黑土滩＞灌丛草地＞小嵩草退化草地;Margalef丰富度规律为:小嵩草退化草地＞黑土滩＞灌丛草地。3种高寒草地群落土壤种子库与地上植被的Sorensen相似性指数大小范围为0.32～0.64,变化为:黑土滩＞小嵩草退化草地＞灌丛草地,围栏内＞围栏外。4)土壤种子库主要集中在0～5 cm土层中,平均占土壤种子库的比例为88.56%。黑土滩群落围栏内外5～10 cm层土壤种子库种子数所占的比例要显著大于灌丛草地与小嵩草退化草地。围栏封育能够提高退化高寒草地土壤种子库数量,对退化草地的恢复有重要作用。