基于MaxEnt分析我国羊草分布区的生物气候特征北大核心CSCD

羊草(Leymus chinensis)是欧亚大陆草原区东部草甸草原及干旱草原上的重要建群种之一。利用生物气候数据分析我国羊草的适生气候特征,客观反映我国羊草的地理分布范围及主导其分布的生物气候因子,能为我国羊草的分布潜力提供科学依据。本研究从我国数字植物标本馆获取204个羊草标本记录数据,并从WorldClim获取生物气候数据(1950—2000年),用最大熵模型(MaxEnt)模拟羊草的地理分布,检测其生物气候主导因子及其适宜值。结果表明,冷季降雨量(bio19)对羊草分布的增益最大,干季降雨量(bio17)和最干月降水量(bio14)依次次之。同时羊草分布概率分别与冷季降雨量(bio19),干季降雨量(bio17)和最干月降水量(bio14)为单峰响应关系。较纬度和海拔因子,经度是影响我国羊草分布格局的主要因子。     

气候变化背景下我国扁蓿豆潜在适生区预测

扁蓿豆（Medicago ruthenica）是我国北方地区重要的豆科饲草资源,在草地改良、人工草地建设及生态修复等方面起重要作用,研究气候变化背景下我国扁蓿豆潜在适生区分布对其种植区划及种质资源保护具有重要意义。本研究采用最大熵模型（MaxEnt）预测了气候变化背景下扁蓿豆的适宜性生境分布区域及影响其分布的主导气候因子。结果表明,当前气候背景下我国扁蓿豆的适生区主要集中在内蒙古、黑龙江、新疆、甘肃、四川、西藏、吉林、陕西、云南、河北、青海中东部、山西、辽宁、山东东部、河南西北部、宁夏等地区;影响当代扁蓿豆适生区分布的主导因子是最干旱月降水量（bio14）、最冷季度降水量（bio19）、最湿润月降水量（bio13）、最热季度平均温度（bio10）;间冰期我国扁蓿豆的适生区较大,分布范围较广,而最佳适生区较小,仅占4.79%,从末次冰期冰盛期开始到未来CCSM4-rps26-2070等5个气候情景下我国扁蓿豆的适生区总面积较间冰期变小,而最佳适生区面积增加,5个气候情景的适生区面积和范围变化较小,受气候变化影响相对较弱。     

呼伦贝尔四个主要草地类型植物量动态的研究

１９８２－１９９２年对呼伦贝尔草地羊草草甸草原，脚苔草山地草甸，贝加尔针茅草甸草原和羊草干草原四个草地类型群落植物量动态作了定位监测，结果表明：地上植物量累积动态均符合Ｌｏｇｉｓｔｉｃ曲线，衰减动太符合ｙ＝ａ＋ｂ／ｘ模式，产量高峰出现在８月中旬，６－７月是草群地下植物量累积的盛期；水热是制约草地初级生产力的主导环境因子，草群粗蛋白质，粗纤维含量与生长时间密切相关。     

青藏高原高寒草地土壤微生物量碳氮含量特征及其控制要素

青藏高原是我国重要的生态安全屏障,探究地下微生物驱动土壤生化过程,生物量碳氮含量特征及其控制要素,对高寒生态系统功能维持具有重要意义。本研究通过对青藏高原高寒草甸和高寒草原两种草地类型样带调查和研究,探讨了不同高寒草地生态系统类型土壤微生物量碳（MBC）和土壤微生物量氮（MBN）含量特征及其与气候、植物群落和土壤理化性质的关系。结果表明,高寒草甸比高寒草原具有更高的土壤MBC和MBN含量;生长季降水量（GSP）与两种草地类型的MBC和MBN含量呈显著正相关（P<0.01）;而生长季均温（GST）仅与高寒草原MBN含量呈显著负相关（P<0.01）。结构方程模型显示,在生长季降水量的影响下,土壤全氮是影响高寒草甸土壤MBC和MBN的主导因子,土壤有机碳是影响高寒草原MBC和MBN的主导因子。研究结果可为高寒草地生态系统可持续管理提供理论参考。     

锡林河流域羊草草原植被分异的驱动力

植被与环境关系是群落生态学研究重要内容,阐明气候与放牧共同作用下草原植被分异,量化解析自然与人为干扰因子的影响具有理论与实践价值。本研究以锡林河流域羊草草原为例,采用除趋势典范对应分析法(detrended canonical correspondence analysis,DCCA)和结构方程模型(structural equation modeling,SEM),定量研究气候、海拔、土壤及放牧因子对羊草群落分异的作用。结果表明,1)DCCA前两个排序轴集中了67.63%的信息量,第1排序轴反映了放牧和水热因子的作用,第2排序轴为土壤养分的影响;2)结构方程模型分析发现,羊密度对植被分异的总影响最大,其次为气候因子;3)气候、海拔和放牧因子对植被分异也有间接作用,主要途径是影响土壤理化性质。本研究明晰了放牧与气候是主导锡林河流域羊草草原群落分异的关键因子,深入揭示了气候因子在局地尺度所发挥的作用。在草地管理实践中,结合气候特征制定具体措施,有助于促进草地资源的合理利用与保护。     

未来气候情景下中国3种百里香地理分布预测

百里香属植物在生态修复、荒漠化治理、水土保持等方面具有重要应用价值。近年来,野生百里香属资源急剧减少,因此摸清不同种百里香的分布范围以及未来气候变化背景下的生境变化,对于百里香属种质资源保护十分重要。针对这一问题,本文采用最大熵模型(MaxEnt),结合数字标本馆等相关信息,探究当前气候情景下百里香、亚洲百里香、展毛地椒的分布范围,预测在低CO₂排放和高CO₂排放2种未来气候情景下不同种不同类型生境范围的变化。结果表明：(1)限制百里香和展毛地椒在中国分布的主要气候变量是温度季节性变化标准差、最暖月最高温度、最干季度平均温度和年降水量;限制亚洲百里香分布的主要气候变量是温度季节性变化标准差、最暖月最高温度、最湿季度平均温度、最干季度平均温度。(2)不同种的适宜气候范围不同。展毛地椒适宜气候范围最广,温度季节性变化标准差860～1600、最暖月最高温度22～31℃、最干季平均温度-13～7℃,年降水量180～890 mm;百里香适宜气候范围最窄,温度季节性变化标准差790～1700,最暖月最高温度23～30℃,最干季平均温度-13～3℃,年降水...     

基于最大熵模型对蓝舌病病毒传播媒介库蠓在中国分布特征的研究

蓝舌病是由蓝舌病毒(BTV)引起的一种非接触性传染病,主要侵害反刍动物,库蠓是蓝舌病毒传播最重要的媒介生物。本研究基于尖喙库蠓地理分布数据及环境数据,利用最大熵生态位模型(MaxEnt)对尖喙库蠓在中国大陆的分布情况进行了预测,并评估了环境变量对尖喙库蠓分布的影响。结果显示,最适合尖喙库蠓生存的地区主要分布在中国的西北和东北部分地区,以及南方的大部分地区;Jackknife分析结果显示,土壤有效水含量(25%)、最冷月最低温(18.1%)、最干月降雨量(18%)、平均最大风速(13.2%)是影响尖喙库蠓分布最主要的4个环境因子,其中最干月降雨量是模型中影响尖喙库蠓分布的最重要环境变量。本研究首次将这种生态位模型用于预测中国库蠓的分布,为蓝舌病的预防控制工作提供参考依据,同时也为库蠓监测管理提供信息。     

基于MaxEnt模型的青藏高原草原毛虫虫害发生趋势预测

【目的】草原毛虫是青藏高原主要害虫之一,受到气候变化的强烈影响。预测未来气候变化影响下的草原毛虫虫害发生情况,有利于制定合理的草原管理政策。【方法】基于从公开文献获取的 24 个草原毛虫虫害发生位点 ,利用 MaxEnt 模型和 GIS 软件模拟了两种社会共享经济路径（Shared Socio-economic Pathways,SSPs）下当前（2021-2040 年）和未来（2081-2100 年）草原毛虫虫害的潜在发生区。【结果】1）在两种 SSPs 下主导当前和未来草原毛虫虫害发生的环境因子均为年降水量和坡度;2）在两种 SSPs 下,未来草原毛虫虫害发生的最适宜年降水量较当前有所升高,最适宜坡度较当前降低;3）在两种 SSPs 下,未来草原毛虫虫害发生中高风险区面积较当前有所降低;4）未来草原毛虫虫害发生中高风险区海拔范围在 SSP126 下下移,其海拔分布上限和下限在 SSP585 下分别下移和上移。 【结论】气候变化将不利于草原毛虫虫害的发生。未来制约草原毛虫虫害发生的主要环境因子是年降水量。现有的基于野外控制试验的草原毛虫研究不足以模拟气候变化情境下的情况,未来草原毛虫相关研究需着重关注降水的变化。     

气候变化对内蒙古荒漠草原牧草气候生产力的影响

根据内蒙古荒漠草原1961~2007年11个气象站点的年平均气温、年降水量资料,采用Thornthwaite Me-morial模型计算牧草气候生产力,运用气候诊断分析、相关分析等方法分析荒漠草原年平均气温、年降水量、牧草气候生产力的时空变化特征及趋势,并探讨了不同气候变化情景对内蒙古荒漠草原牧草气候生产力的影响。结果表明:(1)近47年来内蒙古荒漠草原年平均气温呈极显著的上升趋势,荒漠草原东北部和西部增温幅度相对较大;年降水量总体变化趋势不明显,但东北部地区年降水量明显减少。(2)牧草气候生产力总体为不显著的线性增加趋势,其中荒漠草原中部牧草气候生产力增加显著。(3)未来"暖湿型"气候可使牧草气候生产力提高,"暖干型"气候使牧草气候生产力降低,"冷湿型"气候也有利于牧草气候生产力的增长。(4)年降水量与牧草气候生产力有极其显著的相关性,降水是影响内蒙古荒漠草原牧草气候生产力的关键因子。     

基于性状的野生羊草优良种质筛选

羊草(Leymus chinensis)是禾本科优良牧草，也是重要的生态草种。单株产量高、根茎克隆繁殖力强的优良羊草种质的筛选对于羊草人工草地建植和退化草地修复具有重要意义。本文以66份野生羊草为试验材料，在试验地栽培条件下，基于农艺和繁殖相关17个数量性状，采用主成分分析(PCA)和系统聚类分析(HCA)法，进行优良羊草种质的筛选，并进行羊草种质的生物气候和地理分布分析，筛选出根茎空间扩展力、单株产量、克隆后代数、叶长和综合性能方面具有优势的优良羊草种质各10份，获得根茎克隆繁殖力强的特异性羊草种质1份。优良羊草种质主要来源于年平均气温相对较高、年平均降水量相对较多的内蒙古中部和黑龙江省西部地区。本研究为羊草种质资源调查和收集提供了参考，为选育和开发羊草新品种提供了基础资料。     

内蒙古典型草原羊草生长季内的地上生物量动态对降水的时滞响应

在草地生态系统与气候变化关系的研究中,植物生长动态对气象因子的响应是该领域的研究热点之一。本文以内蒙古典型草原生态系统的降水和生长季内羊草（Leymus chinensis）地上生物量的动态变化数据为研究对象,采用灰色时滞关联分析模型探索降水对羊草地上生物量动态的最佳时滞效应量,并采用灰色时滞GM（1,2,τ）模型证实降水对羊草地上生物量时滞效应量的合理性。结果表明：降水对羊草生长的最佳时滞效应量随年份而变,以2015-2016年的数据为例,最佳时滞效应量分别是τ=4天和7天,且降水对羊草生长动态的影响表现出明显的累积效应和时滞效应。本研究结果将有助于探明降水对羊草地上生物量动态变化的影响机制,并为天然草地植物动态定量建模与预测提供数据依据。     

补播时间和补播草种对退化草甸草原植物群落的影响

气候变化和不合理的利用导致草原退化，探究补播时间及补播草种对植物群落的影响，可为提高草地产量和品质提供理论依据。本试验设置3个补播时间(夏播、秋播、春播)和5种补播材料(扁蓿豆(Medicago varia)、黄花苜蓿(Medicago falcata L.)、杂花苜蓿(Melissilus ruthenicus L.)、‘中科1号’羊草(Leymus chinensis ‘Zhongke No.1’)、野生羊草(Leymus Chinensis (Trin.) Tzvel)，对生物量、多样性指数及温度和降水量进行3年连续监测。结果表明：生长季积温和降水量是影响植物群落的关键因素，降水量与禾本科比例呈显著正相关关系，与其他科比例呈显著负相关关系；随年份增加地上生物量显著增加，而物种丰富度显著降低(P<0.05)；春播羊草提高10%~15%禾本科比例，降低5%~10%其他科比例。综合群落生物量和多样性，在呼伦贝尔干旱年份适宜春季补播羊草，有助于提高禾本科优势牧草比例，提高草地品质，对草地生产力无显著影响。     

松嫩平原苏打盐碱地羊草人工移栽草地生物多样性特征和生物量

为探明羊草（Leymus chinensis）移栽对松嫩平原盐碱草地生物多样性和生产力的影响,通过对比方法开展羊草移栽试验。结果表明：羊草移栽提高了草地群落的植物种类和密度,羊草移栽处理下植物总密度为566.20株· m^-2,是对照（82.60株·m^-2）的6.85倍,处理间差异显著（P<0.05）;羊草移栽处理Shannon-Wiener多样性指数、Pielou均匀度指数、Margalf物种丰富度指数均高于对照,提高了群落生物多样性;除此之外,羊草移栽处理植物地上总生物量为357.77 g·m^-2,是对照（167.34 g·m^-2）的2.14倍,处理间差异显著（P<0.05）,说明移栽羊草提高了植物群落的生产力,进而大大增加了草地产出效益,羊草移栽处理总收入为3 938.00元· hm^-2,是对照（534.40元·hm^-2）的7.37倍,处理间差异极显著（P<0.01）。羊草移栽技术能够在提高系统生物多样性的同时,实现生产经济效益的倍增,是一项值得在松嫩平原西部盐碱化地区推广应用的技术模式。     

不同发生期热浪及刈割对呼伦贝尔草甸草原羊草种子生产及重要值的影响

热浪是持续数天时间的极端高温天气事件，常伴随极端高温和水分匮缺双重胁迫，对草本植物生长和繁殖过程存在显著影响。基于此，本研究在内蒙古呼伦贝尔羊草草甸草原进行了为期3年的野外原位热浪模拟试验，关注不同发生期热浪(早期H₁,晚期H₂)及刈割(M)对群落优势种羊草(Leymus chinensis)种子的生产及羊草重要值的连续影响。结果表明：晚期热浪处理(H₂)显著降低了羊草的多度和重要值。刈割处理显著降低了2021年羊草的产量，多度，高度及重要值，分别为51.74%,69.39%,33.70%,45.60%。热浪和刈割的交互作用对羊草的千粒干重，含水率，穗长有显著影响。不同发生期的热浪对羊草的生产影响不一致，面对不同发生期的草地热浪灾害事件，草地管理措施上的重视度和关注点存在差异。在未来极端气候热浪频发背景下，草地刈割的频率应适当降低，以防止草地群落发生退化。     

施肥对割草地羊草功能性状和化学计量学的影响

本研究以羊草（Leymus chinensis）为研究对象,测定羊草植物功能性状、营养元素和化学计量等多个指标,进行多角度综合系统的研究,阐释羊草割草地羊草种群对不同改良措施的响应特点及变化规律。运用单、双因素方差分析、相关分析和主成分分析方法对相关指标进行统计分析。结果表明：大多数羊草功能性状对施肥处理较为敏感,但随着施肥年份增加,部分指标敏感程度减弱;高浓度（N 10.5 g·m^-2+P 5.1 g·m^-2）施肥处理显著增加了株高和茎长,茎长成为羊草株高增长的主要因素;高浓度（N 10.5 g·m^-2+P 5.1 g·m^-2）施肥处理有利于羊草种群地上生物量的增加;羊草氮含量随着施肥年份增加逐渐增加,羊草氮含量与羊草C：N存在高度负相关,施肥（N 10.5 g·m^-2+P 5.1 g·m^-2）处理下羊草叶片和茎的C：N,羊草个体和叶片C：P最低。     

放牧对草甸草原土壤水热状况和地上生物量的影响

本文以呼伦贝尔草甸草原为对象,研究了不同放牧强度对草原群落土壤水热状况和地上生物量的影响,旨在揭示二者之间的相互关系。研究结果表明,随着放牧强度的增加,生长季平均土壤温度呈逐渐上升的趋势;放牧对群落3个组份[羊草（Leymus chinensis）、贝加尔针茅（Stipa baicalensis）、杂类草]生物量和相对优势度产生影响。其中,羊草地上生物量和优势度随着放牧强度的增加显著线性降低,而贝加尔针茅和杂类草的生物量与优势度均在中度放牧处理下最高。土壤含水量与羊草生物量显著正相关,与杂类草生物量负相关,而与贝加尔针茅生物量间的关系极弱。本研究为完善放牧优化理论,揭示放牧在草地生态系统功能过程中的梯度效应提供了一个较为重要的研究线索,为草地放牧优化管理制度的确立提供了一定的科学依据。     

补播羊草和黄花苜蓿对退化草甸植物群落特征的影响

呼伦贝尔草原区是我国北方重要的生态屏障,近年来不合理的利用方式导致该地区退化草地面积不断扩大,为了探究牧草补播时间及补播比例对呼伦贝尔退化草甸草原植物群落特征的影响,为该地区退化草地修复提供依据。本研究以羊草（Leymus chinensis（Trin.） Tzvel.）和黄花苜蓿（Medicago falcata L.）为试验材料,采用双因素随机区组试验设计,通过测定幼苗数、高度、生物量等群落指标,并综合评价补播效果,结果表明：夏播羊草和黄花苜蓿幼苗数量显著高于春播和秋播（P<0.05）,夏播和秋播植物群落总生物量呈增加趋势,春播则呈减少趋势;补播措施提高了退化草地植物群落Shannon-Weiner指数、Simpson指数和Pielou指数,豆科和禾本科植物重要值呈增加趋势,其他科植物呈下降趋势。呼伦贝尔地区夏季补播羊草和黄花苜蓿以1∶3补播效果较好,而春播由于恢复时间短,需进一步观察。     

两种不同生境羊草根际土壤细菌群落多样性与环境因子的研究

本试验以羊草（Leymus chinensis）为优势种的草甸草原为研究对象,旨在探讨两种不同样地（样地1为原生态未扰动处理,样地2为重度退化后人工补播扰动处理）土壤条件下土壤微生物群落结构、微生物多样性及微生物间互作效应的差异。结果表明：变形菌门（Proteobacteria）、酸杆菌（Acidobacteria）、放线菌门（Actinobacteria）这3个门是该地区羊草根际土壤细菌优势群落;速效氮、速效钾对细菌群落结构影响较大;土壤pH在一定阈值范围内与羊草根际土壤细菌多样性极显著相关（P<0.01）;土壤有机质与羊草根际土壤细菌群落相对丰度、多样性、菌间互作显著正相关;土壤交换性钠离子含量与羊草根际土壤细菌群落多样性显著负相关;人工补播后的羊草根际土壤微生物间互作与未干扰生境下相比明显减弱。     

异质生境条件下扎龙湿地羊草过氧化物同工酶的差异性表达

为了探讨异质生境条件对羊草(Leymus chinensis)过氧化物同工酶表达的影响,揭示羊草种群对不同土壤生境的响应机制,并为植物的趋异适应和生态可塑性研究提供依据,对扎龙自然保护区内的3种不同生境沙土、碱土、草甸土中生长的3种羊草过氧化物同工酶进行了研究。结果表明:碱土生境条件下羊草条带数最多,草甸土羊草条带数最少;在同一生境条件下,羊草根系的过氧化物酶的条带数最多,叶的条带数最少。其中,迁移率(Rf)值为0.08、0.10、0.17的条带是主带,在7个样品中出现;Rf值为0.35、0.73的条带是弱带,只在1-2个样品中出现;叶片的Shannon-Weinner指数在3个生境间变化较大,根茎的变化较小。因此,异质生境导致了扎龙自然保护区内的羊草过氧化物同工酶的表达存在差异。     

降水和氮沉降对内蒙古半干旱草地羊草和大针茅叶片碳交换的影响

本研究对我国北方半干旱草地进行春季增雪、夏季增雨和施氮处理,通过监测羊草（Leymus chinensis）和大针茅（Stipa grandis）的光响应曲线,以期探讨降水和氮沉降对半干旱草地叶片碳交换的影响。结果表明：夏季增雨（100 mm）分别提高了羊草和大针茅最大光合速率,提高了气孔导度和土壤含水量,降低了土壤温度;但春季增雪（25 mm雪水当量）对以上各指标的影响不显著;施氮（10 g· m^-2）显著提高了羊草叶绿素含量,但对以上各指标影响均不显著。本研究表明增水和施氮对关键物种叶片碳交换的作用主要通过影响叶片光合生理特性以及土壤微环境实现。