一种高寒草地草产量快速测定工具的设计和试验

为解决青藏高原天然草地在草产量测定过程中费时、繁琐、草地破坏严重以及对工作人员的潜在危害较大等问题,利用植物群落草层高度、盖度、密度等综合指标与天然草地草产量间的相关性,建立函数关系,并制作成简易的测草杖进行草产量的快速测定。结果表明,与传统的样方法相比,该测草杖可节约时间75%左右,节省劳动力50%左右,降低50%~80%左右成本,同时也保障了工作人员的健康。     

划破草皮对不同地形高寒草甸草原土壤特征及地下生物量的影响

在青藏高原东缘东祁连山高寒草甸草原开展平地划破草皮和缓坡地划破草皮试验,研究了划破改良措施对土壤特征及地下生物量的影响。结果表明,划破干扰对土壤含水量和土壤紧实度的影响主要体现在7-8月,在此期间划破干扰对平地的改良效果均显著优于缓坡地;划破初期,划破干扰减小了平地与缓坡地划破沟内表层地下生物量,但经过4个月的生长季,划破改良显著增加了平地表层土壤地下生物量,而缓坡地表层土壤地下生物量反而较其对照区有所减小;划破处理可以有效增加平地各个土层有机碳含量,而对于缓坡地,反而降低了表层土壤有机碳含量。研究证实,平地划破草皮措施有利于生产力较低的高寒草甸草原禾草-嵩草草甸的综合改良,但划破草皮措施对以嵩草为优势种的缓坡地草甸草原需谨慎使用。     

放牧管理模式对高寒草甸生态系统有机碳、氮储量特征的影响

为探讨不同放牧管理模式高寒草甸生态系统有机碳、氮储量特征的变化,对青藏高原东缘禁牧(NG)、全生长季休牧(RG)、传统放牧(TG)和连续放牧(CG)4种放牧管理模式高寒草甸地上植被、地表凋落物、根系和土壤有机碳、氮储量进行测定和分析。结果表明,1)NG、RG和TG较CG显著提高了土壤、根系、植被和凋落物有机碳、氮储量。2)高寒草甸生态系统中,土壤有机碳储量所占比例最大(88.859%~98.242%),其次为根系(1.563%~8.742%),再次为植被(0.172%~1.430%),最小为凋落物(0.022%~0.969%);氮储量所占比例最大的是土壤(97.331%~99.633%),其次为根系(0.316%~2.071%),再次为植被(0.047%~0.442%),凋落物最小(0.003%~0.157%)。3)不同放牧管理模式土壤有机碳、氮储量具有明显的垂直分布特征,随土壤深度的增加土壤有机碳、氮储量明显降低。为期4年不同放牧模式仅对0~40 cm土层土壤有机碳、氮储量有影响。4)土壤有机碳、氮储量主要分布在0~40 cm土层,同时,放牧有使有机碳、氮向深层转移的趋势。5)NG、RG和TG显著提高了高寒草甸生态系统总有机碳、氮储量,而CG显著降低了总有机碳、氮储量,导致有机碳、氮的流失。禁牧和季节性休牧能有效增加青藏高原东缘高寒草甸生态系统有机碳、氮储量,实现碳、氮增汇的目的,是该区和类似区域草地放牧管理的重要模式。     

东祁连山高寒草甸优势植物光响应特征

为研究高寒地区草地优势植物旺盛生长期光合特征,选取位于祁连山东段天祝藏族自治县抓喜秀龙乡的甘肃农业大学高山草原试验站围栏禁牧草地的矮嵩草(Kobresia humilis)、垂穗披碱草(Elymus nutans)、赖草(Leymus secalinus)、扁蓿豆(Melissitus rutenica)、黄花棘豆(Oxytropis ochrocephala)、二裂委陵菜(Potentilla bifurca)和麻花艽(Gentiana straminea)7种优势植物,利用GFS-3000便携式光合测定仪拟合了7-9月的光合-光响应曲线。结果显示:由于8月份的干旱,草地植物的光合能力受到严重影响,对弱光的利用能力和对强光的适应能力都降低。垂穗披碱草、赖草、矮嵩草和二裂委陵菜在7月份的光合能力,对强光的适应能力都高于9月份,而黄花棘豆、扁蓿豆和麻花艽则相反。垂穗披碱草、黄花棘豆、麻花艽和二裂委陵菜4种植物对干旱很敏感,容易受到干旱胁迫;而赖草、扁蓿豆和矮嵩草3种植物对干旱胁迫不敏感。     

室温干燥贮藏和天然高寒草甸层积对草玉梅种子萌发的影响

明晰草玉梅种子休眠的释放,为草地管理和草玉梅的栽培提供基础,研究了室温干燥贮藏和高寒草甸层积对草玉梅种子萌发特征的影响。结果表明,室温干燥贮藏天数不同、是否去掉果皮和是否光照影响了草玉梅种子的初始发芽天数、发芽率和发芽指数。随着贮藏天数的增加,去掉果皮草玉梅种子的初始发芽天数呈不同程度的减小,发芽率和发芽指数呈不同程度的增加。室温贮藏40~180 d的草玉梅种子,去掉或未去掉果皮后光照条件下的初次发芽天数显著低于贮藏0 d处理(P<0.05)。室温贮藏40,80,150和180 d的草玉梅种子在去掉果皮光照处理下,其发芽率间的差异不显著(P>0.05),但皆显著高于贮藏0 d处理(P<0.05)。室温贮藏180 d的草玉梅种子未去掉果皮光照下的发芽率显著高于贮藏80和150 d处理(P<0.05),后两者显著高于贮藏40 d处理(P<0.05),贮藏40 d 处理又显著高于贮藏0 d处理(P<0.05)。光照不同程度地降低了草玉梅种子的初始发芽天数,提高了草玉梅种子的发芽率和发芽指数。高寒草甸土壤中冷季层积处理不同程度地降低了草玉梅种子的初次发芽天数,提高了发芽率和发芽指数。践踏层积的草玉梅种子在30/20℃和20/10℃变温条件下的初次发芽天数分别显著低于层积不践踏处理(P<0.05)。践踏层积的草玉梅种子在25/15℃和20/10℃变温条件下的发芽率(分别为38.0%和35.3%),显著高于层积不践踏处理(22.7%和14.0%);室温贮藏同期(11月-4月)未去掉果皮的草玉梅种子未能发芽。当年10月成熟后层积于天祝高寒草甸放牧地的草玉梅种子,至次年8月底有40.2%的发芽;未发芽的草玉梅种子在培养箱30/20℃到20/5℃的温度范围均能发芽,在30/20℃最高,仅为15.3%,绝大多数种子处于休眠。     

祁连山东麓高寒草甸不同退化程度草地土壤种子库特征研究

通过野外调查和种子萌发法对东祁连山高寒草甸4种不同退化程度草地(未退化,ND;轻度退化,LD;中度退化,MD;重度退化,HD)土壤种子库进行了比较研究。结果表明:4种退化程度草地种子密度大小为:轻度退化草地>未退化草地>中度退化草地>重度退化草地;未退化草地共发现了6种植物,主要为十字花科(Cruciferae)和毛茛科(Ranunculaceae)植物;轻度退化草地共发现了9种植物,主要为禾本科(Gramineae)、菊科(Compositae)和豆科(Leguminosae)植物;中度退化草地共发现了5种植物,主要为车前科(Plantaginaceae)植物;重度退化草地共发现了5种植物,主要为禾本科(Gramineae)植物;对于土壤种子库的物种多样性,轻度退化草地最有利于维持和保护该地区物种多样性,未退化草地和轻度退化草地显著优于中度退化草地和重度退化草地;总体来看,4种退化程度草地种子库种子与地面植被物种相似性均较低。     

祁连山东段不同高寒灌丛草地土壤性状特征变化

为探讨祁连山东段不同高寒灌丛草地土壤性状的变化,在该区内选取了金露梅（Porentilla fruticosa）、柳（Salix）和杜鹃（Rhododendron）3类高寒灌丛草地,研究了不同高寒灌丛草地土壤物理和化学性状特征变化。结果表明：高寒灌丛草地土壤理化性状差异显著。土壤含水量表现为杜鹃灌丛草地>柳灌丛草地>金露梅灌丛草地;容重表现为金露梅灌丛草地>柳灌丛草地>杜鹃灌丛草地;总孔隙度表现为柳灌丛草地>杜鹃灌丛草地>金露梅灌丛草地;杜鹃灌丛草地土壤有机质含量最高为127.638 g·kg^-1,金露梅灌丛草地最低为89.954 g·kg^-1;土壤全P、全K和速效N,P,K含量均表现为杜鹃灌丛草地>柳灌丛草地>金露梅灌丛草地,土壤全N含量金露梅灌丛草地最大为2.912 g·kg^-1,杜鹃灌丛草地最小为2.586 g·kg^-1。相关性分析表明,3类高寒灌丛草地的土壤性状的各个因子之间有显著的相关关系。     

4种披碱草属植物光合作用光响应特性的比较

利用人工模拟光源研究了4种披碱草属植物的光合速率(P_n)、蒸腾速率(T_r)、水分利用效率(WUE)、气孔导度(G_s)、胞间CO₂(C_i)浓度及叶面饱和水压亏(V_pdl)随模拟光辐射(SPR)增强的变化规律及其相关性,并计算了各材料表观量子效率及其光饱和点与光补偿点等。结果表明,4种植物的P_n和T_r均随SPR的增强而增大,在相同的光照强度下,麦宾草的光合速率较高,披碱草次之,其他2种材料净光合速率近乎一致。麦宾草和肥披碱草的T_r明显高于老芒麦和披碱草;披碱草属不同材料的WUE随SPR的加强而呈递增规律,其中WUE的大小顺序为老芒麦＞披碱草＞麦宾草＞肥披碱草;4种植物气孔导度均随模拟光辐射强度的升高而增大,麦宾草和披碱草的G_s明显高于其他2种植物;4种植物胞间CO₂均随着SPR的增强和P_n的增大而减少。当SPR从0增至500 μmol/(m²·s)时,4种植物V_pdl 有一个小的下降过程,之后除披碱草缓慢下降外,其他材料随SPR增加而缓慢增加,麦宾草和肥披碱草的V_pdl明显高于其他2种材料。老芒麦和麦宾草光补偿点相对较低,说明两者利用弱光的能力相对较强,麦宾草和披碱草光饱和点较高,说明两者利用强光的能力较强。通过综合分析,利用光能的能力高低顺序为:麦宾草＞披碱草＞老芒麦＞肥披碱草,也就是无论在强光或弱光条件下,麦宾草和披碱草利用光能的能力较强。     

东祁连山北坡高寒灌丛草地围栏与放牧干扰下CO_2释放速率的比较研究

采用原位静态密闭暗箱+便携式红外气体分析仪法对东祁连山高寒灌丛草地围栏与放牧干扰下金露梅(Potentilla fruticosa)灌丛CO2释放速率进行了监测.结果表明:围栏与放牧样地,土壤-植被系统CO2释放速率均呈单峰型曲线,高峰值均出现在下午13∶00~16∶00,最小释放速率在凌晨4∶00~6∶00;白天CO2释放速率大于夜间.围栏灌丛CO2释放速率日最大值为368.64μmol.m-2.min-1,最小值为36.28μmol.m-2.min-1;放牧灌丛CO2释放速率日最大值为296.21μmol.m-2.min-1,最小值为18.43μmol.m-2.min-1;在植物生产高峰季节(7、8月)CO2释放速率亦达到高峰状态,最大月(8月)围栏内灌丛平均释放速率为288.25μmol.m-2.min-1,放牧灌丛平均释放速率为219.81μmol.m-2.min-1;9至11月份,灌丛CO2释放速率逐渐回落.围栏内灌丛CO2释放速率高于放牧灌丛,围栏与放牧干扰在7至10月份差异极显著(P0.01),11月差异不显著(P0.05).围栏灌丛与放牧灌丛CO2释放速率的日变化与月动态与5cm土壤温度均呈正相关.     

36个燕麦品种不同部位养分分布格局

分析了天祝高寒草甸区36种不同饲用燕麦(Avena sativa)叶片、籽粒和茎秆中的水分、灰分、粗蛋白、可溶性糖、粗脂肪、磷、钙、粗纤维、中性纤维和酸性纤维含量的分布特征。结果显示:36个燕麦品种叶片中水分、灰分、粗蛋白、可溶性糖和钙含量显著高于籽粒和茎秆(P0.05),平均值分别为6.36%、9.28%、19.82%、13.71%和0.25%;籽粒中粗脂肪和磷含量显著高于叶片和茎秆(P0.05),平均值分别为:4.48%和0.25%;茎秆中粗纤维、中性洗涤纤维和酸性洗涤纤维含量显著高于叶片和种子(P0.05),平均值分别为35.62%、65.18%和56.40%。总之,36种燕麦不同部位的营养价值高低依次为叶片籽粒茎秆。