模拟牦牛和藏羊践踏对垂穗披碱草凋落物损失率和化学计量特征的影响

为深入了解自然降雨条件下牦牛和藏羊践踏强度对青藏高原高寒草甸凋落物分解的分异影响,在天祝高寒草甸进行模拟牦牛和藏羊践踏调控试验,采用凋落物网袋法研究了牦牛和藏羊践踏强度对垂穗披碱草(Elymus nutans)凋落物损失率和化学计量特征(N、P、K和C含量)的影响。结果表明:存放1、2、3、13、14和15个月的凋落物损失率在各践踏处理下均呈增加趋势。同等牦牛和藏羊强度下,已存放1～15个月的垂穗披碱草凋落物损失率,凋落物N,P和K含量在牦牛践踏处理下均大于藏羊处理。垂穗披碱草凋落物损失率,N和P含量在藏羊轻度践踏处理下显著低于重度践踏,C和K含量在藏羊轻度践踏处理显著高于重度践踏(P<0.05)。且在2015年度已存放1,2和3个月与在2016年度已存放13,14和15个月的凋落物C和K含量均表现为释放模式,而凋落物N和P表现为富集模式。综合分析,牦牛和藏羊的践踏促进了凋落物的分解,牦牛践踏下垂穗披碱草凋落物的分解快于藏羊处理。     

高寒地区暖季草场放牧牦牛的生产性能及其土壤养分变化

旨在通过不同放牧强度下高寒小嵩草(Alpine Kobresia parva(Nees)Wang et Tang ex Y.C.Yang)草甸和垂穗披碱草(Elymus nutans Griseb.)/星星草(Puccinellia tenuiflora(Griseb.)Scribn.et Merr.)高寒混播草地暖季草场植物初级生产力、土壤养分含量以及牦牛生产性能的研究,为草地合理利用提供有益的依据。结果表明:牦牛个体增重与放牧强度均呈线性关系;高寒小嵩草草甸暖季草场最适放牧强度为1.26头/hm²,垂穗披碱草/星星草混播高寒混播草地暖季草场的最适放牧强度是7.23头/hm²;放牧强度对高寒混播草地速效氮和速效磷的影响不显著,对速效钾的影响显著(P<0.05);随着放牧强度的提高,高寒小嵩草草甸土壤有机质、有机碳、全氮、全磷的含量呈减小趋势;当放牧强度分别达到1.07头/hm²,1.08头/hm²和1.22头/hm²时,0~5 cm,5~10 cm,10~20cm土壤速效氮含量依此达到最小;随着放牧强度的提高,高寒小嵩草草甸禾草和莎草的比例下降,可食杂草和毒杂草比例增加,而高寒混播草地垂穗披碱草的比例降低,星星草和杂类草的比例增加。     

模拟牦牛和藏羊践踏与降水对矮生嵩草根系营养物质含量的影响

在高山草甸进行模拟牦牛和藏羊践踏与降水双因子调控试验,探究矮生嵩草根系营养物质含量对模拟牦牛和藏羊践踏强度与降水的响应。结果发现,随着模拟践踏强度(牦牛和藏羊)的增加,矮生嵩草根系还原糖、可溶性蛋白、可溶性糖、淀粉及粗蛋白质含量均呈先升后降趋势。在相同践踏强度下,随着模拟降水量的下降,矮生嵩草根系可溶性糖、可溶性蛋白、还原糖、淀粉和粗蛋白质含量均呈下降趋势。3个水分处理下,牦牛和藏羊中度践踏下矮生嵩草根系物质含量(可溶性糖、可溶性蛋白、还原糖、淀粉和粗蛋白质)均显著高于对照(P0.05)。丰水处理下,牦牛和藏羊践踏下矮生嵩草根系营养物质含量均显著高于同等践踏强度下少雨处理(P0.05)。丰水和缺水处理下,牦牛中度践踏下矮生嵩草根系可溶性糖和可溶性蛋白含量显著高于藏羊中度践踏处理。少雨、平水和丰水处理下,藏羊重度践踏处理下根系还原糖、淀粉和粗蛋白质含量均显著高于牦牛重度践踏处理(P0.05)。模拟践踏和降水共同作用对矮生嵩草根系可溶性糖、可溶性蛋白、还原糖、淀粉和粗蛋白质的影响均达极显著水平。综合可得,适度的牦牛和藏羊践踏有利于根系营养物质的积累,少雨和重度践踏会抑制根系营养物质的积累。     

高寒草甸冷季放牧对凋落物分解及C、N、P化学计量特征的影响

为深入理解放牧对青藏高原高寒草地冷季牧场凋落物分解及C、N、P化学计量特征的影响,本研究分析了不同放牧强度下冷季牧场凋落物现存量及C、N和P化学计量特征动态。结果表明,凋落物现存量随着放牧强度的增加而减少,轻度(22.50个羊单位·hm~(-2))、中度(26.25个羊单位·hm~(-2))、重度(32.04个羊单位·hm~(-2))放牧草地凋落物现存量依次为45.72~125.52、17.32~56.6、8.64~30.96g·m~(-2)。放牧季随时间推移各放牧强度下现存凋落物的C含量逐渐降低,同一时期现存凋落物C含量依次为轻度放牧中度放牧重度放牧。在休牧期,随时间推移,中度和重度放牧的凋落物C含量呈显著增加趋势。放牧期,凋落物N含量随时间推移呈下降趋势。放牧期,同一时期现存凋落物P含量均表现为重度放牧中度放牧轻度放牧;而休牧期,同一时期现存凋落物P含量均表现为轻度放牧重度放牧中度放牧。重度放牧下,草地现存凋落物C/N均在90以上,休牧初期(7月)草地现存凋落物C/P较高,均在1 000以上。综合得出,随着放牧强度的增加,凋落物损失率显著增大,N含量降低,C含量变化不显著,P出现富集。     

混合放牧对高寒草地矮生嵩草生殖枝与营养枝性状的影响

本研究依托高寒草地-家畜系统适应性管理技术平台,通过研究建群种矮生嵩草（Kobresia humilis）叶片宏观性状、资源投入和生殖枝、营养枝潜在关系,以期揭示矮生嵩草种群在中度放牧强度下对放牧方式调控的响应机理。结果表明：牦牛藏羊放牧比例1：6处理矮生嵩草营养枝高度、数量、重量显著高于牦牛藏羊放牧比例1：4处理和牦牛单独放牧处理;单位长度矮生嵩草营养枝重量、生殖枝重量均不受放牧方式影响,且单位长度营养枝重量与单位长度生殖枝重量呈正相关关系;个体生殖枝、营养枝特征呈现协同变化关系,营养枝重量会显著影响营养枝数量,生殖枝数量显著影响生殖枝重量。综上所述,放牧干扰下矮生嵩草在生殖枝和营养枝的资源投入上不存在权衡关系,而是通过增加单位长度的生殖枝、营养枝资源投入量来提高资源分配模式。     

放牧强度对高寒混播草地群落结构的影响

垂穗披碱草/星星草混播草地三个放牧季的放牧试验结果表明:(1)植物群落盖度与放牧强度呈显著的负相关;(2)垂穗披碱草地上现存量的比例随放牧强度的增加而呈下降趋势,星星草和杂类草的比例呈上升趋势;(3)随放牧强度的增加,建群植物垂穗披碱草和星星草的株高呈下降趋势;(4)对照区与其它各放牧区植物群落的相似性系数随放牧强度的增加而减小,说明各放牧处理组植物群落朝着远离对照群落的方向演替。     

河南县天然草地牧草营养能值分析

对河南县天然草地高寒草甸类高山嵩草·杂类草草地型、光莩鹅观草草地型、线叶嵩草·珠芽蓼草地型、高山嵩草草地型、垂穗披碱草草地型、藏嵩草草地型、金露梅·珠芽蓼草地型等7个草地型可食混合牧草的能值、消化能、代谢能及营养成分进行分析。结果表明,7个草地型营养成分具有粗蛋白质、粗脂肪、无氮浸出物含量高和粗纤维含量低的特点。能值计算结果与生产实际相吻合。     

不同放牧强度下矮嵩草无性系构件组成量化研究

对不同放牧强度下 ( 0 ,2 ,4 ,8只 /hm2 二龄藏羊 )高寒草甸矮嵩草无性系构件组成进行了数量化研究。结果表明 ,随着放牧强度的增加 ,单位面积无性系内矮嵩草分株数、分蘖数、叶片数量及其营养分蘖和生殖分蘖生物量呈减少趋势 ;矮嵩草分蘖节距地面高度略有加深 ,而平均分蘖节直径变化规律不明显 ;生殖分株种子数和分蘖种子数有较明显的增加 ,在重牧区开始减少。随着放牧强度的增加 ,矮嵩草无性系营养和生殖分株生物量以中牧区为最大 ,分别是 6 9 133mg和 91 76 6mg。无性系大小对矮嵩草构件数量和生物量的影响随着放牧强度的增加逐渐减弱     

放牧对高寒草地4种草光响应和荧光特性的影响

在祁连山东段天祝县南泥沟河谷地的披碱草-嵩草型草地设置禁牧(Non grazing grassland,NG)和放牧(Grazing grassland,G)两块样地,选取矮嵩草(Kobresia humilis)、垂穗披碱草(Elymus nutans)、扁蓿豆(Melissitus rutenica)、黄花棘豆(Oxytropis ochrocephala)4种优势植物,测定了4种植物的光合-光响应曲线(Pn PAR curves)和叶绿素荧光特性。结果显示,4种植物在放牧后：1)对强光的适应能力增强而对弱光的利用能力降低。垂穗披碱草、矮嵩草、扁蓿豆的最大净光合速率(Pmax)显著降低,即光合潜力降低;而黄花棘豆的Pmax却显著升高,光合能力增强。2)叶绿素初始荧光(F0)成像颜色加深,说明叶绿素含量有所降低,尤以垂穗披碱草、矮嵩草最为明显。3)PSⅡ最大量子产量(Fv/Fm)、光化学猝灭系数(qP)、电子传递速率(ETR)值显著降低,而非光化学猝灭系数(NPQ)值升高。综合各项指标来看,放牧后黄花棘豆这种毒草的光合能力提高,而其他3种优质牧草的光合能力下降。     

青藏高原东缘草地生态系统动态定位监测与可持续发展要素研究Ⅲ8个重点草地类型植物优势种营养含量季节变化动态

分析研究了青藏高原东缘8个重点草地类型的8个优势植物种异针茅、金露梅、藏嵩草、珠芽蓼、高山柳、垂穗披碱草、窄叶鲜卑花、短柄草各个生育期粗蛋白质、粗脂肪、粗纤维和粗灰分等营养成分的含量。结果表明，牧草中各种营养成分的含量动态与生长发育阶段密切相关。粗蛋白质含量随生育期逐渐减少；粗纤维和粗灰分含量随着生育期逐渐增加。比较分析几种优势牧草和灌木的营养成分，发现灌木蛋白质含量高，利用价值大，是一种重要的蛋白质饲料资源。     

青藏高原东北边缘高寒草甸植物种群生态位特征对牦牛放牧的响应

在甘肃天祝县境内的青藏高原高寒草甸牦牛牧区设置不同强度放牧小区,采用野外样方调查法研究了放牧对青藏高原高寒草甸植物组成、种重要值和种群生态位特征的影响。结果表明,青藏高原高寒草甸随放牧强度增大植物种数逐渐减少,其中紫花针茅、西藏香青、高山韭等种类在重度放牧条件下消失。在中度条件下,优势种线叶嵩草的重要值最高;另一优势种珠芽蓼的重要值则是先增加后降低再升高,以轻度放牧条件下最高。在3个放牧强度条件下,珠芽蓼和线叶嵩草的生态位宽度均位居所有种群前两位,并随着放牧强度增加二者的生态位宽度呈增大趋势,在重度放牧条件下二者生态位宽度相等。3个放牧强度下,优势种珠芽蓼和线叶嵩草与各种群间的生态位重叠系数不尽相同,封育或者轻度放牧条件下,珠芽蓼是种群间竞争较强的一方,但当放牧强度达到中度及以上时,珠芽蓼则退出种群间竞争强度激烈的局面;线叶嵩草是重度放牧下,种群间竞争强度最大的一方。说明放牧强度对青藏高寒草甸植物群落植物物种组成、重要值、生态位宽度和生态位重叠值均产生一定的影响,中度放牧强度是珠芽蓼和线叶嵩草的适宜放牧强度。运用“生态位理论”分析青藏高原高寒草甸植物群落生态特征,其结果与“中度干扰理论”相吻合,中度放牧是青藏高原高寒草甸优势种适宜的放牧强度。     

模拟践踏和降水对高寒草甸土壤物理特性和微生物数量的影响

为探讨牦牛和藏羊践踏对高寒草甸的影响分异,于甘肃天祝高寒草甸布设试验,研究了模拟践踏和降水对高寒草甸土壤物理特性和微生物数量的影响。研究结果表明,随着践踏强度和降水量的增大,0~10 cm土层土壤的紧实度和容重也随之增大,而土壤饱和导水率呈递减趋势。0~10 cm土层土壤呼吸速率随践踏强度的增大而降低,牦牛和藏羊重度践踏下的土壤呼吸速率较对照分别降低了37%和45%,而土壤呼吸速率随降水量的增加而显著增大(P<0.05)。随着践踏强度的增大,土壤表层的细菌菌落数呈现先增多后减少的趋势,而土壤中真菌和放线菌的菌落数均逐渐减少;三大类土壤微生物随降水量的增大均呈递增趋势;且随着土层的加深各微生物数量均呈递减趋势。10 cm以下土层土壤的物理性质受家畜践踏的影响不显著(P>0.05)。同一降水量下牦牛践踏对土壤的压实效应高于藏羊;藏羊践踏后土壤容重和紧实度较对照分别增加了20%和39%以上,牦牛践踏后的土壤容重和紧实度较对照增幅达23%和44%以上;且牦牛践踏下的土壤呼吸速率、饱和导水率、三大类微生物数量均小于同践踏强度下的藏羊处理。总体而言,随着家畜践踏强度和土壤含水量的增大,土壤物理性质和微生物数量受其影响越大;家畜的践踏对土壤物理特性的影响主要作用于0~10 cm土层,且牦牛对土壤的压实效应和对微生物分布的抑制作用均大于藏羊。     

青藏高原高寒草原放牧方式对植被、土壤及微生物群落的影响

为探究牦牛、藏羊六种不同组合放牧对土壤微生物群落结构的影响，本试验选择青藏高原高寒草原为研究对象，基于基因组扩增子技术，分析相同放牧强度不同放牧方式下植被、土壤以及土壤微生物的差异。研究结果显示，放牧显著降低植被地上生物量，其中豆科生物量降幅达到90.9%，放牧对植被地下生物量以及盖度影响较小。土壤有机质、全氮、全磷含量在牛、羊混合放牧下增加，在牛、羊单牧下降低；各放牧方式对土壤真菌Shannon指数、Simpson指数和pielou指数均没有显著影响，单牛放牧增加真菌Chao1指数和细菌的Shannon指数，而单羊放牧和混合放牧均降低细菌多样性指数；放牧显著降低了真菌担子菌门比例，不同放牧方式对细菌门水平丰度影响不大。本研究结果表明相同放牧强度下，不同牛、羊放牧组合对草地植被指标的影响差异不大，但显著改变了土壤养分含量、土壤细菌和真菌的群落组成，相比牛、羊单牧，牛羊混合放牧有助于提高土壤碳氮磷含量。     

不同放牧方式对高寒草地功能群生态化学计量特征的影响

本研究基于青藏高原东北部高寒草甸化草原设置的控制放牧试验，测定牦牛单牧(YG)、藏羊单牧(SG)、牦牛藏羊1∶6混牧(MG1∶6)、牦牛藏羊1∶4混牧(MG1∶4)、牦牛藏羊1∶2混牧(MG1∶2)和禁牧对照(NG)下禾本科、莎草科、豆科和杂类草的C，N，P含量并计算分析其计量特征。结果表明：各放牧处理增加了禾本科和莎草科的N含量，降低了杂类草的C含量，此外仅YG处理增加了莎草科的P含量；各放牧处理降低了禾本科和莎草科牧草的C∶N，除YG降低了莎草科的C∶P和N∶P以外，其他放牧处理增加了C∶P和N∶P；不同放牧方式下各功能群C∶N，C∶P，N∶P与N，P具有显著的负相关性(P<0.05)。依据中度放牧干扰下植物超补偿性生长的机制和植被生长速率假说，YG促进了莎草科物种的生长，同时也表明N、P在促进植被更新方面起到了重要的作用，是高寒草地植被生长重要的限制性元素。     

放牧及AM真菌对垂穗披碱草生长和白粉病抗性的影响

于兰州大学玛曲高山草原站设3个不同放牧强度样地,采集样地的土壤和优势植物垂穗披碱草(Elymus nutans)种子,在温室建立盆栽试验,研究轻度、中度和重度放牧条件下,AM真菌对垂穗披碱草生长和白粉病(Blumeria graminis)发生的影响。结果表明:中度和重度放牧处理下接种AM真菌土(AM)侵染率显著高于轻度放牧土壤(P0.05),重度放牧条件下自然土(NS)和AM处理的侵染率比轻度和中度放牧分别高32.48%、2.39%和69.2%、21.17%;轻度、中度和重度放牧条件下AM处理的发病率比SS处理分别低22.1%,57.26%和20.46%,AM真菌有效抑制垂穗披碱草白粉病的发生,降低发病率,且对抗病相关酶活性产生显著影响,随放牧强度的增强AM真菌处理的SOD酶和PPO酶活性增高,POD酶活性在中度放牧强度下最高;中度放牧土壤的植物根系全磷含量最高;AM真菌不同程度提高植物根系全磷含量、总生物量、根冠比、叶绿素含量及光合速率。因此,在玛曲高山草原,适当增加放牧强度可提高AM真菌侵染率。AM真菌通过促进植物生长,调节抗病相关酶活性,有效降低了垂穗披碱草白粉病的发生。     

Yak Dung Deposition Affects Litter Mixing Effects on Mass Loss in Tibetan Alpine Grassland

Plant litter and livestock excreta are two important ways of carbon and nutrient input to soil in grassland grazing systems. Grazing livestock often deposit dung on plant litter, which may affect litter decomposition through a changing microenvironment. We assessed effects of yak dung on litter mixing effects on litter decomposition in a Tibetan alpine grassland. Six common species were selected, including low-quality litter species Kobresia capillifolia, Elymus nutans, and Ligularia virgaurea and high-quality litter species Anemone rivularis, Saussurea nigrescens, and Thermopsis lanceolata. Litter bags containing each species alone and all two-species combinations were allowed to decompose with and without experimental dung addition in the field. Mass loss of the leaf litter was measured after 6 and 12 mo. High-quality litter species had significantly greater mass loss than low-quality litter species. Dung significantly accelerated litter mass loss after both 6 and 12 mo for low-quality litter species, but only after 12 mo for high-quality litter species. Litter mixtures containing both high- and low-quality species showed positive nonadditive effects (NAEs) on mass loss after 6 mo but additive effects after 12 mo. Dung increased the strength of NAEs after 6 mo and shifted litter mixing effects from positive to negative NAEs after 12 mo. Our results support previous findings that litter mixing could produce NAEs on litter decomposition and that these NAEs could change with incubation time. Most importantly, we show that dung can modify NAEs, demonstrating that litter mixing effects are dependent on the microenvironment. Our findings also demonstrate that yak dung can influence soil processes by varying both single-species litter decomposition rates and litter interactions within mixtures. Furthermore, the results suggest yak dung is closely related to material and nutrient cycling, so we believe dung should remain and not be substantially removed from this grazing ecosystem.     

牦牛藏羊混合放牧对高寒草地紫花针茅功能性状的影响

植物功能性状是植物响应草地变化的主要指标,对于了解草地发展进程具有重要意义。本试验对牦牛、藏羊混合放牧（不同放牧方式）下对紫花针茅（Stipa purpurea）叶片元素含量（碳含量、氮含量、碳氮比）及种群表型性状指标（植株高度、单株重、叶厚、比叶面积）进行测定,旨在明确放牧方式对紫花针茅的影响。结果显示：不同放牧方式对紫花针茅碳含量、氮含量、碳氮比、叶厚无显著影响,对植株高度、单株重、比叶面积影响显著（P<0.05）,牦牛藏羊1∶4混牧处理下紫花针茅植株高度、单株重、比叶面积受放牧影响最显著（P<0.05）,与禁牧相比,分别降低了39.0%,59.70%,22.8%;相关性分析可知：植株高度、比叶面积、单株重存在极显著正相关关系（P<0.01）;单株重是紫花针茅响应放牧干扰的主要性状指标;综合分析可得牦牛藏羊1∶4混牧处理对紫花针茅功能性状影响最为显著。     

基于高寒草地放牧系统次级生产力的优化放牧强度研究

依据小嵩草（Kobresia parva）高寒草甸和垂穗披碱草（Elymus nutans）/星星草（Puccinellia tenuflora）高寒混播人工草地牦牛放牧系统、紫花针茅（Stipa purpurea）高寒草原藏系绵羊放牧系统中草地次级生产力（家畜增重）的试验数据,构建了放牧家畜个体增重与放牧强度之间的模型：Y=a-bX（b>0）,以此为基础确定了单位面积草地次级生产力（家畜增重）与放牧强度之间的数学模型：Y=aX-bX²（b>0）;计算出各放牧系统最大生产力放牧强度：高寒草甸冷季和暖季草场分别是1.68头·hm^-2和2.52头·hm^-2,高寒人工草地牧草生长季为7.23头·hm^-2,高寒草原冷季、暖季和全年连续放牧草场分别是4.33,6.45,2.36只·hm^-2。     

青藏高原高寒草甸花期物候和群落结构对氮、磷、钾添加的短期响应

在中国科学院海北高寒草甸生态系统定位站的矮嵩草草甸水肥样地进行了氮、磷、钾施肥添加试验,研究了施肥对植物花期物候和群落结构的影响。结果表明,施肥使矮嵩草草甸有效积温增加,地下5cm和地上10cm有效积温的大小均为:氮磷钾对照;施肥使垂穗披碱草、甘青剪股颖、冷地早熟禾、矮嵩草、黑褐薹草、双柱头藨草、美丽风毛菊的始花期、终花期显著推迟(P0.05),而鹅绒委陵菜和麻花艽的始花期、终花期显著提前(P0.05);施肥后禾草的花期持续期小于莎草和杂类草;与对照相比,垂穗披碱草-麻花艽、垂穗披碱草-美丽风毛菊、甘青剪股颖-麻花艽和冷地早熟禾-麻花艽的开花时间(始花期)上的差异变小,种间开花时间重叠增加;非度量多维尺度分析的检验结果为,对照、钾、磷和氮处理下其群落之间的相似程度逐渐降低,添加氮、磷促进了非相似性群落的形成。熵值法综合评价分析得出,对矮嵩草草甸添加氮、磷后,花期物候响应较为敏感的物种为:垂穗披碱草、矮嵩草、麻花艽和美丽风毛菊。     

牦牛和藏羊蹄罐头营养含量测定及营养标签设计

对牦牛、藏羊蹄及蹄筋的营养成分乾地了实验室常规分析。试验结果表明：鲜羊蹄的钙含量显著于鲜牛蹄（Ｐ〈０．０１）,除此之外,二者在其它营养物含量上无显著差异（Ｐ〉０．０５）;干羊蹄筋的各项营养指标均显著高于鲜牛羊蹄（Ｐ〈０．０１）,这主要是干羊蹄筋的水分含量较低所致。成品中,除钙含量在牛羊蹄间有较大差异（Ｐ〈０．０５）外,其余养分含量在二者间无差异,羊蹄筋中钙和粗蛋白含量显著高于牛羊蹄（Ｐ〈０．０１）,但粗脂肪含量却显著低于牛羊蹄（Ｐ〈０．０１）,而磷的含量在三者之间差异（Ｐ〉０．０５）。并按营养成份设计牦牛、藏羊蹄及蹄筋食品的营养标签。