放牧强度对草甸草原植物群落特征及营养品质的影响

【目的】 植物群落特征是草地生态系统功能变化的敏感指标,是判别干扰条件下植被退化的重要生态学指标之一。研究不同放牧强度下温性草甸草原植物特征及品质变化情况,以了解放牧作用下草原植物退化的过程和机制,为退化草地生态恢复提供理论依据。【方法】 以呼伦贝尔草甸草原肉牛控制放牧试验为平台,分析6种不同放牧强度（对照区G0.00:0,轻度放牧G0.23:0.2 cow.AU/hm²,较轻度放牧G0.34:0.34 cow.AU/hm²,中度放牧G0.46:0.46 cow.AU/hm²,较重度放牧G0.69:0.69 cow.AU/hm²,重度放牧G0.92:0.92 cow.AU/hm²）下温性草甸草原植物群落数量特征、多样性、功能群与营养品质的变化,并探讨他们之间的相关性。【结果】 放牧强度大于0.34 cow.AU/hm²时,群落盖度、群落高度、群落地上生物量、原有优势植物（羊草(Leymus chinensis))和贝加尔针茅(Stipa baicalensis)）生物量、地下生物量、枯落物生物量均呈现显著降低（P<0.05）,退化指示植物生物量（冷蒿、二裂委陵菜、星毛委陵菜和寸草苔）显著增加（P<0.05）;随着放牧强度的增加,群落α多样性指数呈现先升高后降低的趋势,放牧强度为0.34—0.46 cow.AU/hm²时,草地群落α多样性指数最高,符合中度干扰假说;植物功能群禾本科植物及其优势植物重要值随着放牧强度的增加逐渐降低,当放牧强度大于0.23 cow.AU/hm²时,优势植物重要值显著降低（P<0.05）,莎草科与退化指示植物重要值显著增加（P<0.05）。放牧不同程度增加了植物粗蛋白、粗灰分、总磷、钙和无氮浸出物含量,显著降低了植物粗脂肪、中性洗涤纤维和粗纤维含量（P<0.05）;群落α多样性指数相互之间呈极显著正相关（P<0.01）,与植物功能群豆科植物和杂类草重要值呈显著正相关、与禾本科植物重要值呈负相关;植物功能群禾本科和毛茛科植物重要值与植物酸性洗涤纤维和钙呈显著负相关、与中性洗涤纤维呈显著正相关,莎草科植物重要值与之相反。【结论】 不同放牧强度下植物群落特征及营养品质发生不同程度的变化,放牧强度为0.23—0.34 cow.AU/hm²较为适宜,适度放牧有利于提高群落物种多样性,保持草地植物群落稳定,促进草地生态系统可持续发展。     

放牧强度对草甸草原羊草功能性状的影响

【目的】 研究草甸草原优势种羊草群落重要值（IV）和其功能性状对放牧强度的响应规律,观察羊草是否通过调整自身各功能性状（如个体、茎、叶等）来适应外界环境的变化,以便为草原合理放牧利用提供参考依据。【方法】 通过控制试验设置6个放牧强度,即对照（G0:0）、轻度（G0.23:0.23 cow.AU/hm²）、轻中度（G0.34:0.34 cow.AU/hm²）、中度（G0.46:0.46 cow.AU/hm²）、重度（G0.69:0.69 cow.AU/hm²）、极重度(G0.92:0.92 cow.AU/hm²）,3个重复,采用随机区组排列。在每个处理中分别测定优势种羊草IV以及其植株性状（株高、茎重、叶重、茎叶比、单株重）和叶片性状（形态性状:叶面积、单片叶重、比叶面积（SLA）、叶长、叶宽;生理性状:叶片C、N含量、C/N）,其中羊草IV通过随机选取试验小区内5个1 m×1 m群落样方调查得到,羊草功能性状通过随机选取每个试验小区内的羊草单株进行测定。【结果】 （1）与不放牧G0相比,羊草IV的降低幅度随着放牧强度的增加依次为42.9%、66.0%、82.7%、91.8%、91.2%;（2）羊草植株性状（株高、茎重、叶重、茎叶比、单株重）随着放牧强度增加逐渐降低。不同放牧强度下羊草植株茎叶比均小于1,并且与G0相比,G0.92显著降低39.22%;叶片性状中叶面积、单片叶重、叶长、叶宽均随着放牧强度的增加逐渐降低,而SLA却随着放牧强度的增加而增加,且在G0.92时最大,为136.61 cm²·g^-1,其与G0、G0.23、G0.34、G0.46、G0.69相比,增加幅度分别为23.7%、19.0%、17.8%、20.2%、13.2%;（3）羊草叶片C、N含量在极重度放牧（G0.92）下分别为44.2%、2.8%。随着放牧强度的增加,羊草叶片C含量整体变化相对稳定,但叶片N含量则不断增加,相比于G0,G0.69与G0.92中N含量分别增加21.8%、43.2%;（4）相关分析表明,羊草叶片SLA与N含量存在极显著正相关,与C含量存在极显著负相关;叶片形态性状与生理性状存在显著相关。同时典型相关分析表明,形态性状中主要以单片叶重为主,生理性状中以C/N为主。【结论】 放牧强度改变了羊草的优势度,使羊草植株个体变小,茎叶比降低,但羊草为适应外界环境的变化而改变自身叶片SLA、N含量,尤其在极重度放牧条件下,SLA与N含量协同增加。     

数字牧场研究进展浅析

目的 高水平管理是草原畜牧业持续发展的关键,数字化技术能够帮助牧民勘探草原生态,为牧场管理提供重要手段。数字牧场将引领牧场快速实现智慧化、定量化、精准化,综述数字牧场现状与发展趋势,展望数字牧场发展方向,助力数字牧场稳步快速发展。方法 文章通过对数字牧场相关研究文献进行系统总结,梳理相关发现和应用的最新进展,深入分析在草原背景信息获取、草原动态监测、家畜信息监测、系统过程分析和决策支持等领域的研究进展和应用状况。结果 目前我国在草原信息获取和监测等方面技术相对比较成熟,“天—空—地”一体化信息技术实现了单一技术之间的优势互补,草原的全方位立体监测有助于实现信息的空间全覆盖,具有广阔的应用前景。在家畜监测方面,实现了家畜的自动监控和智能分析,但相关研究较少,仍处于积累阶段,具有很大发展潜力。为实现草畜生产过程定量调控,开展了一系列数字化草畜监测与牧场优化管理技术研究,先后建立了多种草畜生产过程模型,能够为管理者提供决策支持,开发具有自主知识产权的软硬件产品是大势所趋。结论 随着物联网、云计算、大数据、人工智能等技术的发展和在畜牧行业的逐步落地应用,畜牧生产逐渐向数字化、智能化、智慧化发展,但是目前仍有很多不足,今后要在不断总结中取得突破和进展,在提高生产效益的同时,还要保持草原生态功能的最佳状态,促进草原生态和畜牧业生产的协调发展,进而实现草畜一体化科学发展。     

放牧强度对肉牛行为的影响

为研究家畜行为对不同放牧强度和月份的响应规律，本文通过控制试验和随机区组排列方法，设置3个放牧强度（轻度（G1：0.23 cow·Au·ha^-1）、中度（G3：0.46 cow·Au·ha^-1）、重度（G5：0.92 cow·Au·ha^-1））和3个重复，在2018年7—9月，每个小区选取2头肉牛佩戴GPS电子项圈并人工观测、记录其各行为发生的时间，分析其时空特征。结果表明，时间上，家畜采食时间>休息时间>游走时间，采食时间比例分别为53.19%（G1），62.06%（G3）和66.60%（G5）；空间上，随着放牧强度的增加，家畜的运动距离越大，分别为3.53 km （G1），4.05 km （G3）和4.89 km （G5）；家畜的活动区范围随着放牧强度的增加显著增加，重度放牧为69.62%，8月份家畜活动区范围最大，为67.25%。考虑放牧强度和月份两个影响家畜行为的因子，放牧强度占据主导地位。家畜行为监测有利于实现草地资源合理利用的同时，也对家畜进行智能化管理。     

基于无人机激光雷达与多光谱数据的不同放牧强度下草原冠层尺度特征研究北大核心CSCD

放牧活动不但影响草原生态过程,而且改变草原群落空间格局。为进行草地冠层连续变化的尺度对放牧强度响应的研究,基于无人机机载激光雷达和多光谱遥感获取亚米级的草原冠层数据,利用小波分析方法研究了不同放牧强度下草原冠层空间格局及其尺度特征,探究草原冠层高度(CH)、植被覆盖度(FVC)、归一化植被指数(NDVI)等不同冠层参数空间尺度特征对放牧强度的响应。结果表明:CH、FVC、NDVI的小波方差随放牧强度增大呈下降趋势,草原冠层空间结构整体趋于均匀;小波方差和系数实部分析显示,CH,FVC和NDVI的空间格局存在170~180 m、116~140 m等2个主特征尺度,不随放牧强度而变化,较为稳定;中度、重度放牧使植物群落在空间中产生了许多小斑块,植被盖度的空间格局在小尺度上的变化较大。     

内蒙古草原植被覆盖度时空格局变化及驱动因素分析

植被覆盖度（Fractional Vegetation Cover，FVC）是定量反映植被生长状况的重要参数，对水土保持、防风固沙等生态系统功能具有重要影响，多被用于监测植被长时间序列变化特征。为系统分析近20年内蒙古草原及不同类型植被FVC时空格局变化及其驱动因素，该研究基于MOD13Q1产品，首先采用像元二分模型反演构建2001-2020年内蒙古草原逐年FVC数据集，随后利用Sen + Mann-Kendall趋势分析探究内蒙古草原植被时空分布与变化特征，最后通过相关性分析和地理探测器方法分析内蒙古草原FVC对气候因子和社会经济因子的响应机制。结果表明：内蒙古草原FVC呈"东高西低"地带性空间分布特征，多年均值为0.44；不同草原类型FVC之间存在明显差异，草甸草原FVC（0.70）最高，草甸FVC（0.64）略低于草甸草原，典型草原FVC（0.41）次之，荒漠草原FVC（0.13）最低；内蒙古草原植被状态近20年来整体向好，FVC呈增长趋势的草原面积占77.96%，其中15.21%的草原区域显著改善，毛乌素沙地和科尔沁沙地最具代表性；内蒙古草原FVC与年降水（Mean Annual Precipitation，MAP）呈显著正相关区域面积占比为55.85%，在5个因子中，MAP的q值最大，为0.66，降水是驱动内蒙古草原FVC变化的主要气候因子。该研究揭示了内蒙古草原及不同类型植被FVC时空格局变化及其对气候和社会经济因子的响应，能够为评估内蒙古草原生态环境状况，治理退化、草原沙化提供借鉴和参考，为制定草原生态修复策略和实现草原可持续发展提供科学依据。