放牧和氮添加对半干旱沙质草地优势种糙隐子草及群落功能性状的影响

为探究氮沉降背景下放牧对半干旱沙质草地植物功能性状的影响,本试验探究了放牧和短期氮添加(20 g·m^-2·a^-1)对半干旱沙质草地优势种糙隐子草(Cleistogenes squarrosa)和群落功能性状的影响。结果表明：放牧和氮添加增加了糙隐子草的重要值,放牧降低了糙隐子草叶面积,氮添加显著降低了围封草地中糙隐子草叶干物质含量,增加了围封和放牧草地中糙隐子草叶氮含量(P<0.05);相同氮素水平下放牧降低了植物群落高度,氮添加增加了围封样地植物叶面积和叶氮含量,增加了放牧样地植物比叶面积和叶氮含量,降低了叶干物质含量(P<0.05);回归分析表明,糙隐子草叶面积和叶氮含量能较好地解释群落水平植物叶面积和叶氮含量的变化。半干旱沙质草地植物群落通过改变植株大小和主要叶性状来响应放牧和氮沉降,对预测未来草地生态系统结构与功能具有重要意义。     

甘肃省高寒草甸植被覆盖度反演及其时空变化研究

本研究以甘肃省高寒草甸为研究区,基于2000—2019年遥感数据和2014年实测数据,采用经验回归模型法构建植被覆盖度(fractional vegetation cover,FVC)估算模型,并研究了过去20年高寒草甸FVC时空变化规律、稳定性及变化原因,以期为FVC动态监测提供科学依据。结果表明：在6种植被指数(vegetation index,VI)中除比值植被指数(ratio vegetation index,RVI)外,其余VI与FVC相关系数均大于0.65(P<0.01);模型精度检验发现高寒草甸FVC最佳反演模型为归一化植被指数(normalized difference vegetation index,NDVI)二项式模型：y=-0.65x²+1.97x—0.23(R²=0.81,RMSE=7.33);甘肃省高寒草甸FVC呈现南高北低的格局,20年FVC均值处于较高水平,年均FVC呈现波动上升趋势,平均增速0.15%·a^-1,其中FVC增加的面积占52.76%,稳定的面积占27.58%,下降的面积占19.66%,FVC变异系数小于0.15的面积占86.57%。综上所述,2000—2019年甘肃省高寒草甸FVC整体上呈现增加趋势,并且稳定性较高。     

水杨酸和脱落酸浸种对低温下扁蓿豆种子萌发和幼苗生长的影响

为筛选出提高低温下扁蓿豆（Medicago ruthenica）种子发芽能力的处理措施,本研究选取水杨酸（salicylic acid,SA）和脱落酸（abscisic acid,ABA）分别对扁蓿豆进行了7种不同浓度的浸种处理,测定了2种外源物质对低温下扁蓿豆种子发芽势﹑发芽率﹑发芽指数﹑活力指数、根长和芽长的影响。结果表明,2种外源物质浸种处理下扁蓿豆种子的发芽势﹑发芽率﹑发芽指数﹑活力指数,根长和芽长均呈先升高后降低的趋势,初次发芽天数无变化。供试处理中,低浓度的SA（0.1～10 μmol·L^-1）和ABA（0.001～0.5 μmol·L^-1）对扁蓿豆种子萌发﹑根长和芽长均有促进作用,且对根长和芽长的促进效果较种子萌发好,高浓度的SA（>20 μmol·L^-1）和ABA（>1 μmol·L^-1）显著抑制了种子萌发及根和芽的伸长（P<0.05）。通过模糊数学隶属函数的综合评价,0.05 μmol·L^-1的ABA浸种处理是低温下促进扁蓿豆种子萌发和幼苗生长的最佳浓度。     

青藏高原湿草甸土壤氮组分对氮添加浓度的响应

为研究青藏高原湿草甸土壤氮组分对氮添加程度的响应规律,分析氮素大量输入生态系统后可能产生的环境和生态问题,本研究以青藏高原东北边缘碌曲县尕海-则岔国家自然保护区境内的湿草甸土壤为研究对象,设置空白对照(CK,0 g·m^-2)、低浓度(N₅,5 g·m^-2)、中浓度(N₁₀,10 g·m^-2)和高浓度(N₁₅,15 g·m^-2)4种处理,分析不同氮添加下的土壤氮组分含量(铵态氮、硝态氮、可溶性有机氮)的垂直和季节变化。结果表明:不同氮添加处理均能增加土壤氮组分含量,其增加程度依次为N₅＞N₁₀＞N₁₅＞CK;在土壤垂直剖面上,土壤氮组分含量随土层深度增加而降低;在植物生长季内,氮添加处理后的土壤氮组分含量较高值出现在植物生长末期。本研究表明氮添加对青藏高原湿草甸土壤有效氮的增加具有显著促进作用。     

施氮对高寒区垂穗披碱草饲草生产性能及营养品质的影响

为探究高寒区施氮对垂穗披碱草饲草生产性能和营养品质的影响,本研究以建植第二年的垂穗披碱草（Elymus nutans）为研究对象,设置不同施氮处理：即纯氮N0（0 kg·hm^-2）,N10（100 kg·hm^-2）,N15（150 kg·hm^-2）,N20（200 kg·hm^-2）,N25（250 kg·hm^-2）,N30（300 kg·hm^-2）处理,旨在确定高寒区垂穗披碱草刈割型草地的合理施氮量。结果表明：施氮处理提高了垂穗披碱草的生产性能,显著增加了垂穗披碱草的分蘖数、株高和干草产量,其中干草产量较不施氮处理的平均增幅为48.34%;并且施氮处理能够改善垂穗披碱草的营养品质,显著提高了其粗蛋白（Crude protein,CP）、粗脂肪（Ether extract,EE）、淀粉含量,其中粗蛋白含量较不施氮处理的平均增幅为49.67%。中性洗涤纤维（Neutral detergent fiber,NDF）,酸性洗涤纤维（Acid detergent fiber,ADF）和粗纤维（Crude fiber,CF）含量随施氮量的增加呈先降低后升高趋势;一定的施氮处理（N10,N15,N20,N25）显著降低杂草的株高和密度,在N25处理下冷地早熟禾（Poa crymophila）、芸香叶唐松草（Thalictrum rutifolium）和沼生水马齿（Callitriche palustris L.）的密度较不施肥处理分别降低了27.52%,57.69%和35.21%,施氮处理能够有效抑制非播种草种的生长。综合分析得出,在果洛高寒区施氮量为250 kg·hm^-2时,垂穗披碱草的产草量和品质最优,且经济效益最好。     

高寒草地凋落物覆盖对狼毒生长微环境及种苗定居的影响

种子萌发和幼苗定居是植物生活史中最为脆弱的两个阶段。为了探明高寒草地狼毒（Stellera chamaejasme）种苗定居的生境选择,本研究在其原生境下通过人工控制试验,研究凋落物覆盖对土壤微环境（温、湿度）的影响以及狼毒种子在不同生境条件下的出苗和定居表现。结果表明：凋落物覆盖总体上能够降低土壤温度,提高土壤含水量,且能显著降低表层土壤温度和含水量的日振幅;与对照（土壤裸露）相比,凋落物覆盖显著降低狼毒种子的出苗率和成苗率,但对其越冬存活率的影响并不显著;土壤埋深对狼毒种子的出苗产生显著影响,埋植于表层土壤（< 0.5 cm）的狼毒种子其出苗率和越冬成活率均显著高于深层土壤（2 cm和4 cm）的种子。分析表明,高寒草地凋落物的存在或种子埋植太深均不利于狼毒种苗的定居;因此,草地裸露或促使土壤浅表化的扰动均可促进狼毒种群建立,是导致退化草地狼毒种群扩散的主要生态因素。     

不同氮效率紫花苜蓿叶特征及其产量效应研究

为探讨不同氮效率紫花苜蓿（Medicago sativa）叶特征差异及其对产量的影响,本研究采用田间小区试验,设4个不同氮效率紫花苜蓿品种（‘LW6010’、‘甘农3号’、‘甘农7号’和‘陇东苜蓿’）和2个施氮处理（0,103.5 kg·hm^-2）,对比研究不同氮效率紫花苜蓿的叶特征及其生产性能,并采用通径分析法探讨叶特征各因子对产量的影响。结果表明,在不施氮和供氮103.5 kg·hm^-2时,‘LW6010’的叶面积、比叶重、叶片数、叶蛋白含量、维管束、韧皮部、木质部面积、导管数量和总产量显著大于‘陇东苜蓿’。通径分析表明,‘LW6010’叶特征各因子对产量的影响依次为：叶面积>叶重>叶片数>叶增量>比叶重>叶茎比。综上,紫花苜蓿的叶特征在不同氮效率品种间存在差异,无论氮水平高低,氮高效紫花苜蓿品种‘LW6010’叶特征综合表现总是优于‘陇东苜蓿’。利用通径分析发现,紫花苜蓿叶特征各因子中叶面积和叶重的产量效应最突出。     

三江源退化高寒草原植物种间亲和性和土壤团聚体特征

为研究三江源地区不同退化程度的高寒草原土壤团聚体和种间亲和性特征,以轻度、中度、重度和极度退化草地为研究对象,对土壤特征和群落特征进行测定。结果表明：随着退化程度的加剧,同一土层相同粒径土壤颗粒的分形维数逐渐减小,>0.5 mm粒径土壤团聚体占比下降、平均重量直径减小,<0.5 mm粒径土壤颗粒的平均重量直径增大,各粒径团聚体分布受土层深度影响较小;中度退化草地物种多样性最高,其种间相关性也最为复杂;随退化程度加剧,正联结种对占比增大,而负联结种对占比下降,种对间的相关性和性质也发生显著变化;退化过程中土壤沙化明显,群落建群种发生变化、杂类草比例显著增加,种对间相关性趋于简单,种间竞争强度逐渐降低。因此,在草地退化过程中维持群落种间亲和性,可有效遏制土壤沙化和草原进一步退化。     

‘清水’苜蓿与‘WL168’杂交后代的表型特征及生理特性

本研究以‘清水’紫花苜蓿（Medicago sativa L.‘Qingshui’）与‘WL168’紫花苜蓿（Medicago sativa L.‘WL168’）的杂交后代选育系RSA-01,RSA-02和RSA-03为研究对象,于种植第5年对其表型特征及生理特性进行观测分析。结果表明：RSA-01,RSA-02地上生物量显著低于‘WL168’（P<0.05）,而RSA-03显著高于‘清水’;RSA-02,RSA-03茎粗显著高于‘清水’和‘WL168’,而茎叶比均低于‘清水’;各形态指标中,茎粗变异系数最小,且RSA-03值最小,为2.17%;通径分析表明,RSA-01,RSA-02和RSA-03的茎叶比、茎粗与其地上生物量的直接通径系数分别为-0.649和0.709,-0.700和0.422,-0.858和0.189,茎叶比、茎粗是影响地上生物量的关键因素;RSA-01,RSA-03的过氧化物酶活性显著低于‘清水’和‘WL168’。与亲本‘清水’相比,RSA-03的地上生物量和茎粗都具有显著的杂种优势,但其抗逆性减弱,该研究结果为后期产量改良及抗逆性研究提供理论依据。     

湖羊羔羊早期断奶前后瘤胃发酵与微生物区系的变化

本试验旨在研究湖羊羔羊早期断奶前后的瘤胃发酵与微生物区系变化,为幼龄反刍动物瘤胃发育变化理论以及羔羊的早期培育等提供依据。选择初生重接近的湖羊公羔(3.81 kg±0.55 kg)16只,1~7日龄饲喂母乳,8日龄与母羊分离,开始饲喂代乳粉(按8日龄体重的2%,分3次等量饲喂)和开食料(自由采食),35日龄断奶。分别于断奶前(21日龄)、后(42日龄)各选择5只羔羊进行屠宰,采集瘤胃内容物,测定瘤胃发酵、酶活和微生物区系。结果表明,断奶后羔羊的瘤胃总挥发性脂肪酸、乙酸、丙酸、丁酸及纤维素酶和α-淀粉酶活性均极显著高于断奶前(P<0.01)。断奶后瘤胃菌群多样性和丰富度均低于断奶前(P<0.05)。断奶前后的优势菌门均为拟杆菌门(Bacteroidetes)和厚壁菌门(Firmicutes),其中,拟杆菌门为第一优势菌门,在断奶前后分别占61.96%和65.36%,厚壁菌门为第二优势菌门,在断奶前后分别占32.08%和24.03%;两菌门之和在断奶前后分别占瘤胃总菌门的94.04%和89.39%。断奶前后的优势菌属均为unidentified_Prevotellaceae,分别占21.85%和38.49%。断奶前后羔羊瘤胃微生物的功能没有显著变化,都主要集中在复制和修复、碳水化合物代谢和翻译等途径。以上结果说明,羔羊早期断奶后的瘤胃发酵和酶活增强,菌群多样性和丰富度有所降低,在早期断奶前后的优势菌群和功能相似。