玛曲高寒沙化草地生态位特征及其施肥改良研究

为高寒沙化草地治理提供理论依据,本研究分析了玛曲高寒沙化草地植物群落特征,探讨施肥对物种多样性和生物量的影响。结果表明,异针茅为玛曲当前高寒沙化草地的优势种。生态位宽度最大的是亚优势种高山唐松草和乳浆大戟,而优势种异针茅的生态位宽度仅为０．９４１。在沙化草地植物群落中,优势种并不具有最强的适应能力和竞争力且地位不稳定。生态位宽度大的物种之间具有大的生态位重叠值,其中高山唐松草和乳浆大戟种群生态位重叠值最大,它们与其他种群之间的竞争也较强,高寒沙化草地的演替方向将是杂类草取代禾草的优势地位。施肥可增加高寒沙化草地物种丰富度,其中氮磷配施和氮磷有机肥配施分别比对照的丰富度提高４２．９％ 和４４．７％。氮、磷和有机肥混施后植物群落的Ｓｉｍｐｓｏｎ指数和Ｓｈａｎｎｏｎ－Ｗｅｉｎｅｒ指数与对照之间达显著或极显著性差异,施氮磷肥后植物群落Ｐｉｅｌｏｕ均匀度指数也与对照之间达极显著差异;采用氮、磷和有机肥混施的方案可最大限度的增加沙化草地的地上生物量,比对照地上生物量增加２．５倍。从生物多样性和生物量增加综合考虑,氮、磷和有机肥混施为高寒沙化草地施肥的最佳处理。     

补播禾草对玛曲高寒沙化草地植物多样性和生产力的影响

为了解补播对高寒沙化草地植物多样性和生产力的影响,于2006和2007年在甘肃玛曲开展了多种牧草的草地补播改良试验。结果表明,补播对物种丰富度影响不明显,但使草群密度明显增大,补播后各处理Pielou均匀度指数、Simpson指数、Shannon-Weiner指数均减小,其中单播中华羊茅、混播中华羊茅和垂穗披碱草多样性指数显著减小。补播后地上生物量比对照显著增加,其中3种禾草混播后地上生物量增加了55.74％。补播使草地的经济价值得以提高,有利于高寒沙化草地的恢复和生态环境的保护。     

施肥对科尔沁沙质草地群落物种组成和多样性的影响

以科尔沁沙质草地为对象,研究了施肥对科尔沁沙质草地群落物种组成、群落结构和多样性的影响。结果表明,1)施氮肥和氮磷肥混施均改变了群落物种组成、群落中的优势种以及植物的科属结构,显著增加了群落植被高度和盖度,其中施氮肥和氮磷肥混施比对照的植被高度均提高了64.5和66.8cm,植被盖度分别提高17.1%和18.1%。2)施磷肥对群落物种组成和群落结构影响不显著。3)施氮肥和氮磷肥混施均显著减小了沙质草地群落的Shannon-Wiener指数、Simpson指数、Pielou均匀度指数和物种丰富度,其中施氮肥和氮磷肥混施分别减少物种数49.5%和51.5%。4)施磷肥对群落物种数和各物种多样性指数均无显著影响。表明除了生产力,合理的物种组成和群落结构也是受损草地生态系统恢复和经营需要考虑的因素。     

海拔梯度对藏北高寒草地生产力和物种多样性的影响

草地群落物种多样性和生产力在海拔梯度的变化规律及其关系, 以及不同功能群的变化一直是热点问题, 目前尚未得出一般性规律。本研究通过藏北地区那曲县日参波山样线的高寒草地样方调查实验, 分析各海拔梯度(4485~4635 m)植物群落生产力、结构和物种多样性的变化。结果表明, 随着海拔升高, 高寒草地植物群落生产力先增加后降低, 并在海拔4535~4585 m左右达到最佳;莎草类在群落由相对优势变为绝对优势, 禾草类和杂草类的重要值以不同幅度下降, 豆科类的重要值先上升后下降;物种丰富度、Shannon-Weiner 多样性指数、Simpson多样性指数和E.Pielou均匀度指数均呈现“单峰”型格局, 物种多样性指数与地上生物量呈正相关关系, 但只能作为部分解释地上生物量变化的因素。     

三江源区高寒草甸植物群落与土壤理化性质沿海拔梯度的变化特征

为探讨高寒植物群落物种多样性和土壤理化特征随海拔梯度的变化以及相互关系，本研究以不同海拔的典型高寒草甸植被群落为研究对象，综合分析了高寒草地植物群落物种组成、物种多样性及土壤理化性质对海拔梯度变化的响应。结果表明：植物群落在中海拔梯度处物种最丰富，生产力最高；除pH、土壤容重外，土壤环境其他因子含量随海拔梯度增加呈先增加后减少趋势，在中海拔处值最高；物种Margalef指数、Shannon-Weiner指数、Simpson指数和Pielou指数均随海拔升高呈单峰变化；植物群落生物量和群落多样性与土壤理化特征之间均呈正相关关系，与土壤容重、pH值之间存在负相关性，影响植物群落多样性的主要环境因子是土壤水分、速效磷和铵态氮，结果表明不同海拔梯度下的环境差异对研究区内植物群落多样性与土壤理化特征具有显著影响。本研究可为三江源区高寒草甸生态系统的保护恢复措施建设提供科学的参考。     

黄河源区高寒草原的植被退化与土壤退化特征

近几年,黄河源区高寒草原退化沙化明显。研究了黄河源区紫花针茅高寒草原在不同退化程度下植物群落、生物量和土壤的特征,结果表明,随着高寒草原退化程度加大,植被盖度、草地质量指数和优良牧草地上生物量比例逐渐下降,草地间的相似性指数减小,植物群落多样性指数和均匀度指数呈单峰式曲线变化规律。随着退化加剧,禾草地上生物量减少显著,杂草类植物地上生物量先增加后减少,而莎草科植物地上生物量的变化不受草地退化程度的影响。高寒草原土壤表层0～20 cm的植物根系随土壤深度的增加而减少,随草地退化程度的加剧呈倒“V”型变化。高寒草原物种多样性与生物量之间呈“V”型变化规律,随着退化程度增加,物种丰富度与生产力的关系由显著正相关转变为负相关。随着高寒草原的退化程度加剧,土壤湿度、土壤有机质、速效磷、硝态氮、速效钾的含量和土壤紧实度都减小。随着高寒草原植被的退化演替,土壤退化越来越严重,贫瘠化不断加剧,到重度退化阶段,旱生沙生植物出现,呈现沙化初始景观。     

藏北高寒草地植物群落物种多样性沿海拔梯度的分布格局

以藏北地区那曲县日囤布山的高寒草地为研究对象,采用样方调查法,分析不同海拔高度（4 523~4 673 m）草地植物群落结构及物种多样性的变化格局。结果表明,随着海拔的升高,高寒草地植物群落总盖度与地上生物量均表现出先增加后降低的趋势,即在中等海拔梯度（4 623 m）水平草地植被生长最好;不同海拔梯度间植物物种组成存在很大的差异;植物群落物种丰富度、Shannon Wiener多样性指数和E.Pielou均匀度指数,呈现“单峰”分布格局,中海拔梯度处物种丰富度最高。     

不同退化程度高寒草地植物群落与土壤性质变化及相关性分析

为探究退化高寒草地植物群落组成及土壤性质的变化规律,本研究选择铁卜加、河南县不同退化程度高寒草地为研究对象,对轻、中、重度退化高寒草地的植物群落结构组成和土壤理化性质进行了分析研究。结果表明：随退化程度加剧,植被群落优势种由莎草科为主逐渐转变为杂类草为主;植被高度、盖度、地上-地下生物量逐渐减小;Patrick指数、Shannon-Wiener指数、Simpson多样性指数与Pielou指数呈先增后减趋势;土壤含水量、全碳、有机碳、硝态氮含量明显减小且土壤pH值逐渐偏弱碱性,促使土壤养分含量不断流失,贫瘠化加剧;经相关系数矩阵图分析,退化草地群落植被生物量受土壤含水率和氮含量变化影响较为严重。总之,高寒草地退化接替过程中,杂类草逐渐占植物群落组成的主导地位,土壤含水率和氮含量变化是致使这2个地方草地退化的关键性因子。     

模拟增温和不同氮素添加对三江源区高寒草甸草地生产力影响初步探究

为了研究高寒草甸草地植被对模拟增温和不同氮素添加的响应机制,试验在野外条件下对三江源区高寒草甸进行模拟增温和铵态氮、硝态氮的氮素添加,进行植物群落结构调查,检测物种丰富度、多样性指数、植物种群重要值。结果表明:增温施铵态氮、增温施硝态氮处理的植被高度显著高于对照(P0.05),盖度无显著差异(P0.05);生物量增温施铵态氮、增温施硝态氮处理显著高于增温不施氮处理和对照(P0.05),并且从高度和优良牧草生物量来看增温施铵态氮、增温施硝态氮处理均高于其他处理,但高度增温施硝态氮增温施铵态氮,生物量增温施铵态氮增温施硝态氮,增温施铵态氮处理优势种重要值比较高,增温不施氮处理能增加群落丰富度指数、均匀度指数和多样性指数,且阻碍了土壤水分含量的增加,增温施铵态氮处理的土壤水分含量相对较高。说明增温和施铵态氮互作更有利于植物的生长。     

藏北不同退化阶段高寒草甸植物群落特征与土壤养分特性

为探究藏北不同退化阶段高寒草甸的植物群落特征、土壤养分特性及其相关性,以那曲县那玛切村的轻度退化（lightly degraded,LD）、中度退化（moderately degraded,MD）和重度退化（severely degraded,SD）高寒草甸为研究对象,采用冗余分析（RDA）试图揭示不同退化阶段高寒草甸土壤环境因子与植被因子之间的关系。结果表明：1）研究区植物共有9科20属25种,莎草科、禾本科、菊科和蔷薇科植物适应性较强,不同退化草甸植被类型分别为高山嵩草+斑唇马先蒿,弱小火绒草+高山嵩草,二裂委陵菜+白苞筋骨草,其中高山嵩草是轻、中度退化草甸的优势种,不同退化阶段高寒草甸杂类草均占据重要地位,生活型以多年生草本为主。2）从轻度退化草甸到重度退化草甸,植物群落特征（地上生物量、高度、密度、频度、总盖度）整体呈递减趋势,且差异显著（P<0.05）,Shannon-Wiener多样性指数、Margalef物种丰富度指数、Simpson优势度指数、Pielou均匀度指数随着退化加重呈降低的趋势。3）随退化程度加重,土壤有机质、速效氮、全氮、全磷、速效磷、速效钾、全钾均呈降低的趋势,土壤pH值逐步增加。4）不同退化草甸速效磷、全磷与物种多样性指数呈正相关关系,群落植被地上生物量与土壤全氮密切相关,且土壤环境因子含量对植被生长贡献率最高的分别为速效氮、有机质和pH。说明退化草甸的植被群落特征与土壤养分具有协同性,因此研究和治理西藏高寒草地退化必须重视土壤中氮磷元素的含量。     

玛曲沙化高寒草甸植被、土壤理化性质及土壤微生物数量研究

对不同沙化程度高寒草甸植被特征、土壤理化性质及土壤微生物数量进行调查分析,结果表明:1)随着沙化程度的加剧,植物多样性指数、地上/地下生物量、土壤含水量及浅层土壤有机质、全氮、速效磷含量呈逐渐下降趋势,植物优势度、pH值呈增加趋势;深层土壤有机质、全氮、速效磷在轻度沙化样地上达到最高值。2)在不同沙化程度的土壤中,细菌数量最多,之后依次为放线菌、固氮菌、真菌;微生物在轻度沙化样地中的数量比其他3个样地都大。3)以土壤深层速效磷作为控制因子,偏相关关系分析显示,土壤微生物总量及土壤细菌数量变化与地上植物丰富度指数、植物生物量、地下生物量呈极显著负相关关系,而与植物地上/地下生物量之比呈极显著正相关关系;固氮菌数量与地上生物量呈显著相关关系,而真菌数量与地下生物量呈显著相关关系;除地上/地下生物量之比与土壤微生物数量之间呈正相关关系外,其余植被特征值与土壤微生物数量之间均呈现负相关关系。     

翻压接种根瘤菌的紫花苕子对植烟土壤肥力的影响

为探究翻压接种根瘤菌的紫花苕子对植烟土壤酶活性及微生物数量等的影响,在烤烟地冬闲时种植接种根瘤菌的紫花苕子(VR)与不接种根瘤菌的紫花苕子(V),并预留不种苕子的冬闲地(CK)。紫花苕子初花期时(生育期187 d)采集植株测定其生物学性状及养分含量,然后全部翻压回田,45 d后种植烤烟。烤烟种植时,冬闲地按照广元烟草公司推荐施肥量,即全量施肥(CF);不接种根瘤菌的紫花苕子翻压并减少20%施肥量(V-20%CF);接种根瘤菌的紫花苕子翻压并减少20%施肥量(VR-20%CF)。烤烟种植前及收获后,采集土壤测定理化性状、酶活性及微生物数量。结果表明:1) 接种根瘤菌能增加紫花苕子的生物量及养分含量,相比不接种根瘤菌的紫花苕子,鲜草产量、干草产量、根产量、总瘤数、株高增加1.3%~50.7%;全氮、全磷、全钾含量增加1.8%~5.0%;氮磷钾积累量增加14.3%~21.5%。2) 测定种烟前土壤可知,翻压接种根瘤菌的紫花苕子能更有效地增加土壤养分含量及微生物数量,与冬闲地比较,全氮、有机质、碱解氮、有效磷、速效钾增加2.5%~126.6%;蔗糖酶、过氧化氢酶、磷酸酶、脲酶活性增加14.6%~82.5%;细菌、放线菌、真菌增加85.3%~236.9%。测定收烟后土壤可知,减少20%施肥量的情况下,翻压接种根瘤菌的紫花苕子能够增加土壤养分含量及微生物数量,与全量施肥比较,全氮、有机质、碱解氮、有效磷、速效钾增加12.3%~64.1%;蔗糖酶、过氧化氢酶、磷酸酶、脲酶活性增加5.4%~67.0%;细菌、放线菌、真菌数量增加65.1%~473.3%。在减少20%施肥量的情况下,翻压接种根瘤菌的紫花苕子能够更有效地培肥地力,改善土壤环境,对实现烟叶生产可持续发展具有重要的意义。     

牦牛干扰下草原毛虫对小嵩草高寒草甸植物群落特征的影响

采用野外受控放牧试验(放牧和不放牧)和人工控制草原毛虫(Gynaephora qinghaiensis)方法(草原毛虫移除和未移除),研究了牦牛干扰下草原毛虫对高寒草甸小嵩草(Kobresia pygmaea)草地植被群落(植被盖度、群落高度、地上生物量及植物多样性等)的影响。结果表明,在试验期内,草原毛虫种群数量随着时间的推移呈现出先增加后降低的趋势。在牦牛(Bos mutus)放牧区内草原毛虫种群数量及增长趋势均高于无牧区。草原毛虫单独存在时群落的盖度、高度及地上总生物量与对照(牦牛与草原毛虫都不存在,CK)差异不显著(P0.05),而牦牛与草原毛虫共存时群落盖度、高度及地上总生物量都显著低于CK(P0.05)。牦牛干扰了草原毛虫对群落中主要植物种的作用,植物重要值发生了显著变化。草原毛虫单独存在时植物多样性指数与CK间无显著差异,单独放牧牦牛和牦牛与草原毛虫共存时的植物多样性指数均显著低于CK(P0.05)。本研究表明,牦牛显著加剧了草原毛虫对小嵩草高寒草甸植被的影响。     

草原毛虫对小嵩草草地植被群落的影响

采用人工控制方法(移除和未移除),研究了草原毛虫对高寒草甸小嵩草草地植被群落(地上生物量、植被盖度、群落高度及植物多样性等)的影响。结果表明:在不同调查期草原毛虫种群数量随着时间的变化呈现出先增加后降低的趋势,最大值出现在7月10日,最小值是8月11日。草原毛虫对草地地上总生物量影响不大,但对莎草科和杂类草植物地上生物量影响显著。草原毛虫显著降低莎草科生物量,增加杂类草生物量(P0.05),草原毛虫移除试验区莎草科的地上生物量比对照增加26.92%,而杂类草的地上生物量仅为对照的64.08%。草原毛虫对群落盖度影响不大,能够显著降低群落高度(P0.05),移除试验区的高度是对照区的1.43倍。草原毛虫对丰富度指数没有影响(P0.05),显著降低了Simpson指数、Shannon-Wiener指数和Pielou指数(P0.05)。草原毛虫对草地群落的影响主要是由其选择性采食,改变了群落植物种的竞争关系,使其生态位发生变化。     

寒区公路不同坡度护坡土壤性状和群落特征及功能群差异

通过对G248公路高寒草原区红原县机场段的4个坡度（缓坡6°～15°、斜坡16°～25°、陡坡26°～35°、急坡36°～45°）护坡，进行土壤颗粒组成和理化指标、植被群落结构和优势种、功能群草种重要值等指标测定，研究坡度对物种种类、多样性、丰富度、均匀度及功能群重要值的影响。结果表明：坡度增加使土壤砂粒比例增大而粘粒和粉粒比例降低（P<0.05），含水量与有机质及有效N、P、K含量下降（P<0.05），使土壤易退化与沙化。坡度显著影响物种数、物种多样性、物种丰富度和物种均匀度和优势种种类、高度、比例及功能群植物的重要值（P<0.05），坡度越大群落密度、投影盖度和基盖度越低。故生态护坡建设应注意坡度对土壤沙化、植物种类及群落特征的影响。     

放牧对赖草群落生物量及植物多样性的影响

通过对围封5年与自由放牧的赖草（Leymus secalinus）群落进行整个生长季的生物量和物种多样性动态观测,旨在了解放牧对赖草群落的影响。结果表明：整个生长季围栏内外赖草始终占据主导地位,放牧样地物种丰富度指数显著高于围封样地（P<0.05）,多样性指数和均匀度指数在不同时期变化趋势不同;赖草群落地上生物量、高度、盖度、物种丰富度、多样性指数和均匀度指数在整个生长季均表现为先增加后降低,放牧显著降低群落地上生物量（P<0.05）,在整个生长季放牧使群落盖度平均降低31.82%,群落高度平均降低36.37 cm;围封样地群落地下生物量在7月和9月出现2个峰值,分别为4148.4 和4359.27 g·m^-2,放牧样地地下生物量在8月达到最大,为2559.28 g·m^-2;群落地下生物量随土层深度的增加所占比例逐渐减小,其中围封和放牧样地0~30 cm土层所占比例分别为75.64%和77.37%。适度放牧有利于促进赖草群落的物种多样性,不合理放牧降低草地植物群落的盖度、高度和生物量,因此围栏封育能够促进赖草草地的稳定和可持续发展。     

改则高寒荒漠草地改良效果

对西藏阿里地区改则县高寒荒漠退化草地,采用了围栏、围栏＋灌溉及围栏＋灌溉＋补播3种改良措施,以围栏外天然草地为对照,通过研究几个改良措施对草地植物高度、盖度、密度、地上生物量、重要值及物种多样性的影响,寻求适宜于该类退化草地恢复的最佳措施。结果表明,3种改良措施与对照相比均能明显改善退化草地群落中所有植物的生长状况;围栏＋灌溉、围栏＋灌溉＋补播措施可以提高高寒荒漠退化草地的物种多样性;与其他改良措施相比,围栏＋灌溉＋补播措施可以显著提高高寒荒漠退化草地物种均匀度;综合考虑,围栏＋灌溉措施更适宜于改则县高寒荒漠退化草地的改良恢复。     

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。