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。     

不同利用方式下高寒草甸的植被变化

本文研究了不同利用方式对高寒草甸植被特征的影响。结果表明高寒草甸在中度放牧条件下物种数、多度和物种多样性最高,植被高度、盖度随放牧强度增加而降低;冬季牧场的地上生物量最高,可达1316.74g/m2;禾草和莎草功能群重量随放牧强度增加表现出先增加后降低的趋势,在中度放牧下最大;重度放牧下毒杂草所占比重显著增加;相比不同放牧强度的草地,冬季牧场的禾草功能群和莎草功能群比重较大,草地质量优于夏季草场;同时还可在一定程度上说明轮牧是改善退化草甸的有效途径。     

放牧干扰下高寒草甸植物功能群组成的时空变化——以甘肃省天祝县为例

在青藏高原东北缘高寒草甸,设置6个可控放牧强度样地,进行连续4年的植物功能群变化研究。应用多重比较和双因素方差分析研究了放牧干扰对禾本科、莎草科和杂类草3大功能群的影响。结果表明:(1)放牧干扰下,高寒草甸群落总多度和各功能群多度均随放牧强度的增加而降低;(2)不同放牧强度区,莎草科多度均随放牧年份基本保持不变。低强度放牧区,禾本科和杂类草多度显著增加;高强度放牧区,禾本科和杂类草多度显著降低;(3)不同放牧强度区禾本科相对多度比例随放牧年份降低,而杂类草相对多度比例增加。综述所得,高寒草甸莎草科对放牧干扰的抵抗能力较强,且禾本科与杂类草对放牧干扰的差异化响应导致了放牧干扰下高寒草甸群落特征的变化。     

补播对高寒草甸生产力和植物多样性的影响

为了解补播对高寒草甸退化草地恢复过程中群落生产力、功能群结构和物种多样性方面的影响,于2010年5月以位于青藏高原东段的玛曲高寒草甸为研究对象,进行了补播试验。结果表明,补播显著提高地上生物量,同时物种数和丰富度指数Margalef也有显著增加,其中补播处理地上生物量是不补播处理的1.31～1.44倍。补播后莎草类和禾草类地上生物量都呈增长趋势,补播后禾草类地上生物量显著提高,其中最高是不补播的2.7倍,杂类草在群落中所占比例显著降低。适量补播既可以使草地的经济价值得以提高,同时也有利于高寒退化草地的恢复和生态系统的稳定。     

放牧对川西北高寒草甸植物物种丰富度和生物量的影响

为确定川西北地区高寒草甸的最佳放牧强度,根据牦牛的采食量和草地地上生物量,设置了轻度(0.71头·hm~(-2))、中度(1.19头·hm~(-2))、重度(1.60头·hm~(-2))3个放牧强度处理,进行连续3年的放牧,测定其对草地植物物种丰富度、地上生物量的影响。结果表明,随着放牧强度的增加,植物物种丰富度呈下降趋势;放牧第3年,中度放牧草地年度地上生物量最高,显著高于其它两处理(P0.05),轻度放牧次之,重度放牧最低;和放牧第1年相比,轻度放牧和中度放牧草地地上生物量中杂类草生物量比例显著减少(P0.05),禾草生物量比例显著增加(P0.05),而重度放牧草地杂类草生物量比例未变,禾草生物量比例显著下降(P0.05),但3个放牧处理中莎草占地上生物量的比例均显著增加(P0.05)。因此,川西北地区高寒草甸的最佳放牧强度为1.19头·hm~(-2),这利于草地高产和优良牧草禾草及莎草的生长。     

藏北高寒草原群落维持性能对封育年限的响应

针对近年来退化高寒草原的恢复和合理利用的问题,对自然放牧、封育3年和7年的藏北申扎高寒草原设置样地,采用群落调查、收割法收集地上生物量,根钻法收集地下生物量等,比较分析不同封育年限下草地群落各生态指标。结果表明,高寒草原围栏封育后,随自然放牧到3年禁牧再到7年禁牧,植被高度持续增加,地上地下生物量、总盖度、物种多样性维持性能增加再降低,Pielou 均匀度指数在自然放牧草地最大。随封育年限延长,禾草类及莎草类植物功能群生物量及重要值显著增加,杂草类功能群生物量及重要值显著降低,说明封育措施有利于群落的正向演替。但通过对群落总盖度、地上生物量及群落种类组成与封育年限间关系进行统计分析表明,藏北高寒草原封育达3到5年后以1.23只羊单位/hm²的放牧强度放牧为佳。     

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。     

不同强度短期放牧对高寒草甸植被特征的影响

为探索不同强度短期放牧对高寒草甸植被特征的影响,在碌曲县加仓村选择禁牧5年的高寒草甸草地作为试验样地,通过不同强度放牧试验,探究其地上生物量变化规律及其相互之间的关系,结果表明:对照组禁牧的地上生物量值最大,为1084 g/m2,当放牧强度不断增大时,地上生物量逐步减小;重度放牧物种丰富度、Shannon-Wiener多样性指数最低,中度放牧最高,与"中度干扰理论"相契合;禾草和莎草在中度放牧条件下密度最大,重度放牧使禾草物种丰富度和株高减小,与禁牧差异显著(P＜0.05);杂类草在重度放牧条件下所占比重最高,其中,当放牧强度逐渐增大时,毒草和可食杂草物种丰富度明显减小,毒草密度随着放牧强度增大而增加,但差异不显著(P＞0.05),重度放牧可食杂草密度与禁牧、轻度放牧差异显著(P＜0.05);试验区出现的毛茛科植物绝大多数为毒草,其物种丰富度和密度表现出了和毒草相似的变化趋势,即物种丰富度逐渐下降,密度逐渐增加,禁牧株高与三个放牧实验组差异显著(P＜0.05).因此适宜强度的牦牛放牧可使草地植被结构与功能得以改善,当高寒草甸发生退化时,可利用围栏禁牧作为有效恢复手段.     

放牧强度对克氏针茅草原植物功能群的影响

植物功能群及其多样性是维持群落结构复杂性和稳定性的基础,一定程度上反映着草地生态系统的健康状况。本研究以内蒙古呼伦贝尔草原的克鲁伦河流域草原为研究对象,以植物生活型划分功能群类型,比较了3种放牧强度对植物功能群的组成结构、地上生物量和优势度的影响。结果表明,1)轻牧、中牧和重牧3种放牧条件下的总物种数分别为20、23和18种,符合"中度干扰假说";3种放牧强度下多年生非禾草物种数在群落中均占较高比例。2)轻度放牧条件下物种丰富度较低,但各放牧强度下功能群多样性无显著差异(P0.05),物种丰富度与功能群多样性无显著关系。3)随着放牧强度的增加,多年生禾草和灌木、半灌木在群落中的优势地位呈现下降趋势,与之相反,多年生非禾草优势地位越来越显著。重度放牧增加了一、二年生草本在群落中的物种数和地上生物量,但与轻牧、中牧相比,其优势度无显著变化(P0.05)。     

高原鼠兔干扰对青海湖流域高山嵩草草甸植物多样性及地上生物量的影响

采用堵洞法设置高原鼠兔干扰区和非干扰区,然后在干扰区和非干扰区内利用样方法研究了高原鼠兔干扰对青海湖流域高山嵩草草甸植物多样性和地上生物量的影响。结果表明,植物物种多样性和不同植物功能群多样性对高原鼠兔干扰的响应并不一致,其中干扰增加了杂类草功能群丰富度指数与物种丰富度指数,降低了物种均匀度指数、莎草科功能群丰富度指数和禾草科功能群均匀度指数(P<0.05)。干扰区内物种均匀度指数、物种丰富度指数和杂类草功能群丰富度指数随干扰强度增加而呈增加趋势,但禾草科功能群均匀度指数却呈显著降低趋势。虽然高原鼠兔干扰显著降低了植物群落总生物量,莎草科、禾草科和豆科功能群生物量(P<0.05),但显著增加了杂类草功能群生物量(P<0.05)。干扰区随干扰程度增加,莎草科功能群和豆科功能群生物量逐渐降低,杂类草功能群生物量逐渐增加,而禾草科功能群生物量则先增加后降低。鉴于高山嵩草草甸植物群落物种多样性和功能多样性对高原鼠兔干扰的响应不一致,植物物种多样性和功能群多样性之间不能互相替代。     

春季休牧后放牧强度变化对短花针茅草原植物种群种间关系的影响

为探讨春季休牧后放牧对短花针茅(Stipa breviflora)草原植物种群种间关系的影响,于2013年8月对苏尼特右旗荒漠草原进行调查研究,试验设2种放牧方式,分别为春季休牧+夏季重牧+秋季适牧(SA1)和春季休牧+夏季适牧+秋季重牧(SA2),分析物种数、物种频度差异,种对关联及群落总体关联性,得到如下结果:春季休牧较对照(全年禁牧)能够显著增加单位面积的物种数,且SA1>SA2;不同植物种群出现频率对春季休牧后不同放牧方式的响应存在显著差异(P < 0.05)。春季休牧后,主要植物种群短花针茅和无芒隐子草(Cleistogenes songorica)主要表现为无关联性,短花针茅与碱韭(Allium polyrhizum)主要表现为负关联性。无芒隐子草和碱韭受春季休牧影响,种间关联由对照处理的正关联转为负关联,且负关联程度SA1较SA2强。春季休牧后,无论放牧强度变化如何,正关联种总数较对照均减少,但物种总体种间亲和作用增加。     

放牧强度对内蒙古典型草原群落结构和家畜生产性能的影响

认识放牧对草地植物群落结构和家畜生产性能的影响是修复放牧退化草地和制定可持续放牧体系的理论基础。本研究在内蒙古锡林郭勒典型草原开展了基于草地放牧留茬高度的适应性放牧实验,连续4年监测了无牧(NG)、轻牧(LG)、中牧(MG)和重牧(HG)条件下草地植物群落的变化和家畜生产性能,分析其对放牧强度的响应。结果表明：与NG相比,HG显著降低了优势种的相对生物量,提高了伴生种的相对生物量(P<0.05);LG和MG处理下主要提高了优势种的生产力,而在HG处理主要提高了伴生种的生产力;在所研究的典型草原采用适应性放牧方式下,中度放牧可获得最佳的草地植物生产和家畜生产性能。研究为制定合理的草原放牧制度、促进草地群落结构优化和草畜平衡发展提供了理论依据。     

高寒草地主要物种对放牧方式的响应

以环青海湖高寒草地禾本科、莎草科、豆科和杂类草等各功能群的主要物种为研究对象,探讨禁牧和5种放牧方式(牦牛单牧、藏羊单牧、牦牛?藏羊=1?6混牧、牦牛?藏羊=1?4混牧、牦牛?藏羊=1?2混牧)下各功能群主要物种频度和个体特征对放牧的响应机制。结果表明:1)在不同的放牧方式下特别是牦牛?藏羊=1?2混牧条件下,禾本科、豆科和杂类草中适口性好以及生物量大的物种紫花针茅(Stipa purpurea)、洽草(Koeleria macrantha)、早熟禾(Poa annua)频度有所减少,适口性差、植株低矮的物种星毛委陵菜(Potentilla acaulis)频度有所增加,各功能群主要物种的株高均有所降低。2)禾本科、豆科和适口性好的杂类草单株重有所降低,而低矮丛生型的莎草科物种矮生嵩草(Kobresia humilis)和低矮适口性差的根茎型杂类草星毛委陵菜单株重有所增加。3)除禾本科个别物种株高比低于对照,禾本科、莎草科、豆科和杂类草等各功能群主要物种的株高比高于对照。研究表明,青海湖流域高寒草地植物在物种水平对放牧响应明显,而且不同物种之间差异显著(P<0.05),但在功能群水平对放牧响应不显著(P>0.05);相较其他放牧处理,牦牛?藏羊=1?2混牧处理对高寒草地主要物种的频度和个体特征影响显著。     

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。     

Grassland Community Composition Response to Grazing Intensity Under Different Grazing Regimes

Grazing plays a key role in many ecosystems worldwide and can affect the structure and composition of terrestrial plant communities. Nonetheless, how grazing management, especially grazing regime (yearlong continuous and seasonal grazing), affects the relationship between grazing and vegetation on alpine grasslands has not been extensively studied. Here, we performed a grazing experiment in Gangcha county of Qinghai province of the Qinghai-Tibetan Plateau to test the effects of different stocking rates and grazing regimes on grassland biomass and plant structure and composition. Six stocking rates (ranging from 0 to 5.62 sheep ha^? 1) were used for continuous grazing, and three grazing intensities (1.72, 2.87, and 5.62 sheep ha^? 1) were used for seasonal grazing (grazed only in the growing season, from June to October) at the study sites. Plant biomass and grass functional community composition were characterized in two different yr (2011 and 2012). Additionally, species richness and plant diversity indexes were estimated to quantify the impacts of grazing on plant community composition. Our results indicated that grazing intensity best explained the plant biomass decrease in low-productivity environments, and different grazing regimes also influenced these results. The shifts in plant community structure and composition in response to increased grazing intensity differed considerably between continuous grazing and seasonal grazing. Seasonal grazing maintained greater amounts of palatable plant species, and fewer undesirable species in plant communities when compared with the composition after continuous grazing. Our results emphasize the importance of grazing regime in regulating the effects of grazing on plant communities and the importance of seasonal grazing for ecosystem maintenance, especially in the Qinghai-Tibetan Plateau. This suggests that periodic resting of grasslands could be a good management strategy to keep palatable species, thereby minimizing undesirable species in the overall species composition.     

荒漠草原优势种功能性状对不同放牧强度的响应

放牧是草地最主要的利用方式之一,植物功能性状能够客观的表达植物应对放牧的适应性,为了研究植物功能性状在不同放牧强度下的避牧策略和进一步阐明合理放牧的重要性,本研究依托15年的长期放牧平台,探讨在不同放牧强度下荒漠草原两大优势物种短花针茅(Stipa breviflora)和无芒隐子草(Cleistogenes songorica)的15个功能性状变化以及其之间联系。结果表明：短花针茅的叶长和株高随放牧强度的增大而显著降低(P<0.05);由于植物的补偿性生长轻度放牧增加了无芒隐子草的株高和株丛径,但是中度和重度放牧对无芒隐子草功能性状均产生了消极的作用(P<0.05);短花针茅和无芒隐子草的地上生物量与株高、丛幅径以及茎叶干重均呈极显著正相关关系(P<0.01)。由此可见,荒漠草原两种优势种对放牧干扰有着不同的响应机制,这为深入了解荒漠草原提供了重要的科学依据。     

放牧对温性荒漠草原植物群落特征与牧草营养品质的影响

为研究放牧对温性荒漠草原植物群落特征和牧草营养品质的影响,本文研究了放牧和围封对温性荒漠草原植物群落特征、牧草营养品质的影响及其相互关系。结果表明：放牧显著降低了植物群落的高度、盖度和生物量,显著增加了物种丰富度指数（P<0.01）;放牧显著增加牧草粗蛋白（Crude protein,CP）、粗脂肪（Crude fat,CF）、消化率（Dry matter digestibility,DMD）和代谢能（Metabolic energy,ME）,显著降低了牧草的中性洗涤纤维（Neutral detergent fibers,NDF）和酸性洗涤纤维（Acid detergent fibers,ADF）（P<0.01）;群落多样性指数与牧草CP,CF,DMD和ME呈显著正相关（P<0.01）,与牧草NDF和ADF呈显著负相关（P<0.01）;牧草CP,CF,DMD和ME与NDF和ADF呈显著负相关（P<0.01）。总之,放牧处理显著增加了物种丰富度指数和牧草营养品质。建议对围封温性荒漠草原进行适度放牧,以充分利用草地资源,保护草地物种多样性。     

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。