运用状态与过渡模式讨论锡林河流域典型草原的灌丛化

运用状态与过渡模式的观点,从植被组成的变化探讨锡林河流域灌丛化草原形成的阈值;从土壤斑块性尺度增强进一步说明草原灌丛化的阈值一旦跨越,这种转变将是难以逆转的,最终会形成以小叶锦鸡儿灌丛斑块占优势的灌丛化草原。草原灌丛化作为草原放牧演替动态的一个重要阶段,它是退化生态系统的自我重建过程,锡林河流域典型草原放牧演替模式是草原灌丛化研究的基本框架。     

荒漠化草原锦鸡儿属灌丛扩增对牧草产量 和植物多样性的影响

本研究通过样方调查、生物量测定和多样性指数计算,研究了内蒙古荒漠化草原锦鸡儿(Caragana)属灌丛扩增对牧草产量和植物多样性的影响,结果发现:1)锦鸡儿灌丛内草本植物高度显著高于灌丛外和非灌丛化草地(P 0.05),灌木栽培区草地平均草本植物生物量显著大于天然灌丛化草地和非灌丛化草地。2)灌木栽培区草地和天然灌丛化草地的牧草产量显著高于非灌丛化草地,且栽培区草地的牧草产量显著高于天然灌丛化草地,说明锦鸡儿灌丛明显提高了草地牧草产量,在人工种植灌丛草地作用更加显著。3)灌木栽培区草地和天然灌丛化草地草本植物的物种丰富度、Shannon-Wiener指数、Simpson指数和Pielou均匀度均低于非灌丛化草地,这表明锦鸡儿灌丛对草本植物多样性有一定的消极作用。4)锦鸡儿灌丛明显提高了建群种克氏针茅(Stipa krylovii)的优势度。     

小叶锦鸡儿灌丛引起的植物生物量和土壤化学元素含量的空间变异

对退化草地恢复8年后，由于小叶锦鸡儿（Caragana microphylla）灌丛引起的周围植物生物量、植物组成、羊草中化学成分、土壤中大量营养元素和微量营养元素的变异情况进行了研究。结果表明，退化草地恢复过程中小时锦鸡儿灌丛诱导了植物组成、生物量和土壤化学含量在空间上的分异，这种生态效应有利于退化草地的恢复，并对小叶锦鸡儿灌丛的生态意义进行了讨论。     

小叶锦鸡儿灌丛化对锡林河流域草原植被的影响

小叶锦鸡儿是锡林河流域重要的饲用植物，小叶锦鸡儿灌丛化为蒙古高原草原植被的一大特点，由于灌丛化造成不同的小环境，而导致草原植被镶嵌体的形成，小叶锦鸡儿灌丛对防止草原风蚀，水蚀，增加土壤肥力和水分起重要作用，从而延缓了草原进一步退化，提高了生产力。     

锦鸡儿属植物繁殖生物学和生态学研究进展

灌丛化已成为全球草地生态系统一个普遍现象。我国北部草原的灌丛化主要是由锦鸡儿属灌木引起的。在灌丛化草地上,锦鸡儿属灌木不仅作为重要牧草,而且具有防风固沙和保持水土功能,在维持草地生态系统结构和功能稳定中起着重要作用。本文综述锦鸡儿属植物繁殖生物学和生态学研究进展。     

黄土高原云雾山长期封育草地灌丛化空间分布格局

我国北方草地普遍发生的灌丛化对草地生态系统结构和功能可产生重要影响，研究灌丛斑块的数量特征和空间分布格局有助于深入理解灌丛化的生态过程和识别草地生态系统的状态变化。本研究采用野外样方法和坐标定位法实地调查分析黄土高原长期封育草地灌丛斑块的数量特征和空间分布格局。结果显示：白莲蒿和短脚锦鸡儿灌丛斑块覆盖度分别为20.3%～61.7%和7.4%～35.8%,灌丛生物量分别是草本生物量的3.1和4.3倍。白莲蒿和短脚锦鸡儿灌丛斑块呈右偏尾分布，灌丛斑块面积和概率在对数尺度上呈现线性关系，灌丛斑块大小分布符合幂律。92.0%的白莲蒿灌丛斑块和87.4%的短脚锦鸡儿灌丛斑块将会增大；8.0%的白莲蒿灌丛斑块和12.6%的短脚锦鸡儿灌丛斑块将会破碎。研究表明，黄土高原长期封育草地发生了灌丛化，处于生态系统状态转变的敏感期。在持续封育恢复下灌丛斑块将会继续扩张，草地灌丛化加剧。     

小叶锦鸡儿灌丛对草地土壤固氮微生物群落的影响

草原灌丛化已成为全球干旱和半干旱地区的普遍现象,关于灌木扩张对草地土壤固氮微生物群落的影响及其机制尚不清楚。小叶锦鸡儿是广泛生长于内蒙古草原的豆科灌木,研究其对土壤固氮微生物群落的影响具有重要意义。本研究采用传统培养法结合分子生物学技术,比较了荒漠草原（干旱地区）和典型草原（半干旱地区）小叶锦鸡儿灌丛内外不同土壤深度固氮微生物群落的差异,并从灌丛对群落物种的选择性、灌丛沃岛效应、灌丛效应和干旱效应的相互关系等方面探讨引起这些差异的机制。结果表明：小叶锦鸡儿灌丛不仅增加了固氮微生物群落的物种丰富度和多度,而且改变了群落组成。群落组成的改变表现在37.50%～58.33%种属的多度发生显著变化、优势属及其优势地位改变、灌丛内外Jaccard相异性指数较大（0.40～0.76）和灌丛内外NMDS（非度量多维度尺度分析）群落组成排序图的分异;ANOSIM检验表明灌丛内外群落组成差异显著。灌丛对固氮微生物群落的效应随着土层深度增加而衰减,随着干旱增加而加强。灌丛对固氮微生物群落的影响大于气候干旱对其的影响。灌木小叶锦鸡儿对固氮微生物群落影响机理是：1）灌丛对固氮微生物物种具有选择性;2）灌丛通过...     

锡林河流域草原小叶锦鸡儿分布增加的趋势、原因和结局

在文献综述的基础上，说明了锡林河流域草原中小叶锦鸡儿分布增加的趋势，认为在过度放牧引起草原退化、甚至荒漠化(沙化)发生的情况下，小叶锦鸡儿分布的增加首先与其生物-生态学特性和生活史特征有密切关系，同时也与放牧引起的系统物理环境的改变有关，最终可能形成以小叶锦鸡儿为优势种的灌丛化牧场或沙丘灌丛地。     

内蒙古灌丛化草地取样位置对评估土壤碳氮贮量的影响

长期过度放牧或不合理放牧使内蒙古草地大面积退化,并出现了以小叶锦鸡儿为主的草地灌丛化现象,显著增加了草地土壤碳氮贮量的空间异质性。如何科学地设置取样点,已成为准确评估该地区灌丛化草地土壤碳氮贮量及其碳汇功能所亟须解决的重要问题。本研究在锡林河流域附近选取了3个不同退化程度的灌丛化草地,分析了灌丛化草地不同位置(灌丛内部、灌丛边缘和灌丛外部)的碳氮含量和贮量的差异。结果表明,灌丛化草地碳贮量在不同取样位置具有较大的差异;以轻度退化草地为例,0~100 cm土壤碳贮量为灌丛内部(8831.26 g C/m²)>灌丛边缘(8174.59 g C/m²)>灌丛外部(7716.48 g C/m²)。如果将灌丛内部、灌丛边缘和灌丛外部分别取样后计算的值作为灌丛化草地土壤碳贮量的真实值,则仅从灌丛内部取样会造成5.74%~27.62%的误差,仅在灌丛边缘取样会造成-3.76%~9.81%的误差,仅在灌丛外部取样的误差为-6.06%~-0.70%。虽然内蒙古地区灌丛化草地的碳氮含量存在显著的空间异质性(或沃岛效应),但由于灌丛面积与土壤碳氮含量在不同程度退化草地内存在密切的负相关关系,因而,从灌丛外部取样的传统方法能准确评估内蒙古地区灌丛化草地的土壤碳氮贮量。     

不同树龄小叶锦鸡儿干旱降水过渡时期用水策略研究

在阿古拉生态水文试验区的固定沙丘上选取了两组具有代表性的3、5和9年生小叶锦鸡儿灌丛,采用氧稳定同位素技术,在连续15d内比较了干旱、两次降水后(15.6、33.1mm)灌丛内距离基茎3等分点及边缘处土壤水、降水与植株木质部水的δ18 O值,研究了小叶锦鸡儿从干旱到雨后的用水模式变化,同时结合不同位置根系密度和灌丛内不同位置水分动态分析其变化原因。结果表明:小叶锦鸡儿在干旱条件下主要靠减少体内水量损失来维持生存而非利用深层土壤水,可能会将表层凝结水作为用水来源;雨后1d内3种小叶锦鸡儿植物水δ18 O值均趋向降水,3d内3、5年生小叶锦鸡儿植物水δ18 O值变化显著,9年生则基本不变;雨后5d内10~60cm为3种树龄小叶锦鸡儿的主要吸水层位,0~10cm土壤水不是稳定的用水来源,3、5年生小叶锦鸡儿灌丛1/3处和边缘处及9年生边缘处水会优先被利用;随树龄增加小叶锦鸡儿的浅根系密度显著增大使其能有效利用降水,但灌丛下深层土壤水补给愈发困难,不利于地区水文平衡。建议人为控制大树龄小叶锦鸡儿的分布密度。     

小叶锦鸡儿灌丛地植被对沙源供给的响应

以阴山北麓东段附近的小叶锦鸡儿灌丛地为研究区,在坡积残积地（内源型供给）、洪积扇下风向和农耕地下风向（外源型供给）3个沙源供给有差异的样地,每个样地布设3个样区,每个样区设置3个样方（3个样地共计27个样方）,调查样方内小叶锦鸡儿沙堆和堆间地的植被,分析沙源量和沙物质差异供给下的小叶锦鸡儿灌丛地植物群落特征。结果表明：1）三类沙源供给的小叶锦鸡儿灌丛沙堆上群丛类型基本相同,均为小叶锦鸡儿-羊草群丛;2）三类沙源地的灌丛沙堆上物种数均高于堆间地,其中沙源量最大的洪积扇下风向物种数最多;样地间的物种相似度以洪积扇和农耕地下风向间的最高（38%~42%）,样地内灌丛沙堆和堆间地上的物种相似度以坡积残积地的最高（80%）;3）在三类沙源供给地的灌丛沙堆和堆间地上均出现的植物有6种,即克氏针茅、羊草、糙隐子草、冷蒿、细叶韭、刺沙蓬;4）顺风向随着沙源供给量的增加（坡积残积地）或减少（洪积扇和农耕地下风向）,三类样地的堆间地上物种数沿风向均呈现先增加后减少的趋势,灌丛沙丘上则是农耕地和洪积扇下风向靠近沙源区的物种数高于坡积残积地,随沙源量减少其物种数逐渐与坡积残积地的相近。综上,沙源供给量及供给方式对小叶锦鸡儿灌丛地的物种多样性影响较大,而群丛类型几乎不受影响。     

不同树龄小叶锦鸡儿干旱降水过渡时期用水策略研究

在阿古拉生态水文试验区的固定沙丘上选取了两组具有代表性的3、5和9年生小叶锦鸡儿灌丛,采用氧稳定同位素技术,在连续15 d内比较了干旱、两次降水后(15.6、33.1 mm)灌丛内距离基茎3等分点及边缘处土壤水、降水与植株木质部水的δ¹⁸O值,研究了小叶锦鸡儿从干旱到雨后的用水模式变化,同时结合不同位置根系密度和灌丛内不同位置水分动态分析其变化原因。结果表明:小叶锦鸡儿在干旱条件下主要靠减少体内水量损失来维持生存而非利用深层土壤水,可能会将表层凝结水作为用水来源;雨后1 d内3种小叶锦鸡儿植物水δ¹⁸O值均趋向降水,3 d内3、5年生小叶锦鸡儿植物水δ¹⁸O值变化显著,9年生则基本不变;雨后5 d内10~60 cm为3种树龄小叶锦鸡儿的主要吸水层位,0~10 cm土壤水不是稳定的用水来源,3、5年生小叶锦鸡儿灌丛1/3处和边缘处及9年生边缘处水会优先被利用;随树龄增加小叶锦鸡儿的浅根系密度显著增大使其能有效利用降水,但灌丛下深层土壤水补给愈发困难,不利于地区水文平衡。建议人为控制大树龄小叶锦鸡儿的分布密度。     

东祁连山小叶金露梅+杯腺柳灌丛草地植被和土壤对其自然恢复演替的响应

科学评价灌丛草地自然恢复演替特征，以期为灌丛草地的生态修复和可持续利用提供理论依据。采用“空间代替时间”的方法，研究了东祁连山小叶金露梅+杯腺柳灌丛植被碳储量和土壤理化性质对自然恢复演替的响应。结果表明，随着小叶金露梅+杯腺柳灌丛恢复演替期的延长（约20年），灌丛群落碳储量增加1.2~3.8倍；丛间土壤呼吸速率增大1.1~2.0倍，丛内保持不变；丛间和丛内土壤含水量减小1.0~1.5倍，容重增大1.0~2.0倍；丛间和丛内土壤有机质、速效氮和速效磷含量均呈先增后减的单峰曲线，其含量先增加2.0%~48.7%，后减少4.4%~32.0%，全磷和全钾含量增加3.0%~76.0%，其他养分含量变化各异。随着灌丛草地植被的恢复演替，草地碳储量增加，但土壤理化性质受负面影响。故建议积极探寻实现草地生态系统高效、平衡和持续发展的途径，使灌木和草本植物协调共生、和谐生长，稳定生态系统平衡，提高草牧业生产能力和增加农牧民经济收入。     

两种灌丛化草原小叶锦鸡儿的叶片化学计量特征

本研究分析了内蒙古19个灌丛化草原样地（典型草原区11个、荒漠草原区8个）的小叶锦鸡儿（Caragana microphylla）叶片碳（Carbon，C）：氮（Nitrogen，N）：磷（Phosphorus，P）化学计量特征。结果显示：典型草原中小叶锦鸡儿叶片C含量，C：N，C：P，N：P显著低于荒漠草原，N，P含量显著高于荒漠草原；小叶锦鸡儿叶片N，P含量与土壤N，P含量呈正相关关系，叶片C含量与C：N，C：P呈正相关关系，叶片N与P含量呈正相关关系；小叶锦鸡儿叶片化学计量特征具有环境可塑性；叶片C含量在两种草原类型中，随年平均降水量（Mean annual precipitation，MAP）和年平均气温（Mean annual temperature，MAT）的变化趋势不一致；叶片N，P含量与MAP呈正相关关系，与MAT呈负相关关系；叶片C：N，C：P，N：P与MAP呈负相关关系，与MAT呈正相关关系；小叶锦鸡儿的生长主要受P限制。本研究结果有助于了解小叶锦鸡儿的养分利用策略，并为灌丛化草原植被的保护和恢复工作提供参考。     

内蒙古典型草原小叶锦鸡儿灌丛地上净初级生产力和种群结构对火烧的响应

针对全球范围内由于长期过度放牧引起的草原群落灌丛化问题,本研究以内蒙古锡林河流域小叶锦鸡儿灌丛化的羊草草原为研究对象,通过连续2年的人为控制火烧实验,从株丛和群落2个组织水平研究了火烧对小叶锦鸡儿的影响。结果表明,1)在内蒙古锡林河流域的退化恢复草原群落中,小叶锦鸡儿种群属于增长型的种群,中、小株丛所占的比例较大。实验区内所调查的6588个株丛中,冠幅为0～50cm的株丛占30%,50～150cm的株丛占49%,>150cm的株丛仅占21%;2)在群落水平上,一年火烧和连续2年火烧对小叶锦鸡儿株丛的生长均具有显著的抑制作用,其地上净初级生产力比火烧前分别减少了27%和66%;3)火烧显著地增加了小叶锦鸡儿的枝条密度和茎的生物量分配,减少了叶的生物量分配,使茎叶比由1∶4.4升高为1∶1.1;4)同50～150和>150cm2个冠幅组的大株丛相比,火烧对0～50cm小灌丛影响最为明显,一年火烧和连续2年火烧使其地上净生物量分别下降了57%和60%。实验结果表明,火烧显著地削弱了小叶锦鸡儿的生活力,有效地抑制了其小株丛的生长,对控制灌丛的进一步扩张具有明显的作用。     

灌丛化草原小叶锦鸡儿灌丛地上生物量测量方法研究

灌丛化草原已经成为干旱半干旱区的一种重要植被景观类型，在我国以内蒙古草原的小叶锦鸡儿灌丛化现象最为典型。为探索小叶锦鸡儿灌丛地上生物量的最佳测量方法，本研究在锡林郭勒盟镶黄旗和正镶白旗内选取了17个典型样地，对比了“标准枝”和“标准样方”两种直接测量方法获取的地上生物量精度。同时，采用real-time kinematic(RTK)获取到的高度、不规则冠幅面积等4种直接易测因子和衍生的3种复合因子，研究了在无损条件下间接测量地上生物量的可能性，构建了用于研究区小叶锦鸡儿灌丛地上生物量的估测模型。研究结果表明：1）运用“标准枝”法（R=0.95,P<0.01）预测的生物量要比运用“标准样方”法（R=0.84,P<0.01）预测的生物量更精确且对灌丛的损害性更小。2）在易测因子相关性分析中，单因子冠幅、不规则冠幅面积、不规则冠幅周长之间关系紧密，相关性系数均大于0.98(P<0.01)，可用于小叶锦鸡儿地上生物量的预测；高度与其他单因子关系一般，相关性系数为0.67～0.72(P<0.05)，但是基于高度因子衍生表征体积的冠幅与高度乘积因子、冠幅周长与高度乘积因子、...     

放牧对小叶锦鸡儿种群数量特征的影响

本研究通过测定禁牧(CK)、轻度放牧(LG)、中度放牧(MG)和重度放牧(HG)下小叶锦鸡儿(Caragana microphylla)种群总盖度、密度、高度和总生物量,旨在掌握放牧对小叶锦鸡儿种群数量特征的影响。结果表明:随着放牧强度的增加,小叶锦鸡儿灌丛密度呈现先增加后减少的趋势,但各处理间无显著差异(P=0.11)。这说明中度放牧在一定程度上有利于小叶锦鸡儿的繁殖。灌丛盖度、高度和总生物量随着放牧强度的增加而显著降低(P0.05),这说明放牧对灌木种群有明显的负作用。综合考虑小叶锦鸡儿种群的数量特征和生产力,在荒漠草原上适宜的载畜率应为中度放牧。     

浑善达克沙地3种灌木土壤分形特征与养分关系

以浑善达克沙地广泛分布的3种典型荒漠草原灌木柄扁桃、小叶锦鸡儿和狭叶锦鸡儿灌丛下土壤为研究对象,测定分析3种灌丛下0～60 cm土层深度的土壤颗粒机械组成、土壤体积分形维数和土壤养分含量的垂直分布特征,探讨草原灌丛化后土壤分形特征与土壤肥力的关系,揭示灌丛植被在荒漠草原的生存与扩散机制。结果表明,3种典型灌丛形态结构存在差异,拦截风沙流后沉积在灌丛下的土壤粒度特征不同,其中粘粉沙体积含量和分形维数在不同物种间差异显著(P0.05)。土壤分形维数表现为小叶锦鸡儿(2.346)狭叶锦鸡儿(2.259)柄扁桃(2.149)裸沙地(2.057);土壤分形维数主要由粒径小于0.25 mm的粘粉沙(0.05 mm)、极细沙(0.05～0.1 mm)和细沙(0.1～0.25 mm)体积百分含量决定,其中0.1 mm粒径是决定研究区灌丛下土壤分形维数的临界粒径,即小于该粒径的粘粉沙、极细沙含量越多,土壤分形维数越高。灌丛下土壤有机质和全氮含量与土壤分形维数存在极显著正相关关系(P0.01);土壤有机质含量随土层深度增加而递减,全氮和全磷含量随土层波动性较强,不同物种间土壤有机质和全氮含量差异显著(P0.05),而全磷含量差异不显著。灌丛覆盖的土壤结构和肥力均较裸沙地有明显改善,不同物种改良土壤的效果依次为小叶锦鸡儿狭叶锦鸡儿柄扁桃。     

内蒙古锦鸡儿灌丛化草场的主要类型及其利用

内蒙古有锦鸡儿灌丛化草场约1.48亿亩,占自治区草场总面积的11%。在全区有广泛的分布,尤以干草原草场带,荒漠草原及草原化荒漠草场带的分布最为普遍。了解锦鸡儿灌丛化草场的主要类型及其分布规律,对合理利用和保护这类草场有重要意义。     

草地功能群和土壤特征对小叶锦鸡儿建植密度的响应

以内蒙古中部农牧交错区和林格尔县天然草地为对照,比较相同林龄不同密度小叶锦鸡儿人工灌木草地功能群及土壤特征。结果表明,与天然草地相比,建植小叶锦鸡儿灌木林没有改变草地植被功能群均匀度和优势度指数,但功能群物种组成结构发生了改变,表现为:随着小叶锦鸡儿林分密度增加,禾本科生物量和物种丰富度显著增加,豆科生物量显著增多但物种丰富度无显著变化,菊科和杂草类植物生物量及物种丰富度均显著减少。建植小叶锦鸡儿灌木林可以提高土壤水分与养分含量,建植密度为1200棵/hm^2的小叶锦鸡儿灌木林更有助于土壤涵养水分,且其土壤碱解氮、速效磷和速效钾含量均增加,有助于改善土壤环境,利于植被生长,优化灌木利用资源。