典型草原三种蝗虫种群死亡率和竞争的研究

通过田间罩笼试验研究内蒙古典型草原3种蝗虫成虫种群死亡率和竞争。供试蝗虫分别为:亚洲小车蝗(Oedaleus asiaticus B.Bienko),宽须蚁蝗(Myrmeleotettix palpapis(Zub.))和短星翅蝗(Calliptamus abbreviatus Ikonn.)。结果表明:亚洲小车蝗和宽须蚁蝗食性相似,喜食禾本科牧草,而短星翅蝗则喜食菊科牧草,为了获取更多食物,短星翅蝗种内竞争强于亚洲小车蝗和宽须蚁蝗;30 d后在3种密度(24、16、8头/m²)下,亚洲小车蝗存活数均高于另两种,其竞争也强于另两种;3种蝗虫24头/m²死亡率均高于80%,其中短星翅蝗达86%,说明在高密度下有很强的种内竞争,随着密度的减少死亡率降低,种内竞争也随之减少;3种蝗虫混养时,亚洲小车蝗和宽须蚁蝗的死亡率比在单种时有所降低,而短星翅蝗死亡率比单种时则有所增加,表明亚洲小车蝗和宽须蚁蝗有较强的种间竞争,短星翅蝗的竞争较弱。     

亚洲小车蝗飞行能力及其与种群密度的关系

在室内对我国北方草原优势种蝗虫--亚洲小车蝗（Oedaleus asiaticus）成虫连续悬吊飞行测试12 h,分析成虫飞行能力及其与种群密度的关系。结果表明,亚洲小车蝗高密度种群的飞行能力较强,最远的累计飞行距离可达15 km,累计飞行时间超过2 h。不同日龄的成虫飞行能力有显著差异,羽化后4日龄成虫的飞行能力较弱,以13日龄成虫的飞行能力最强,20日龄显示出下降趋势。雌雄个体间飞行能力无显著差异（P>0.05）。低密度种群成虫不具备远距离飞行的能力,各日龄成虫累计飞行距离和飞行时间均极显著短于同日龄的高密度区个体（P<0.01）。     

针茅及羊草对亚洲小车蝗生活力影响的定量分析

亚洲小车蝗是内蒙古草原主要优势种害虫,主要取食针茅、羊草等禾本科植物,植物种类对其生长发育影响可反映蝗虫群落与植物群落的关系。采用室内饲养与野外笼罩的方法,进行了不同生境亚洲小车蝗3个密度处理生活力指标定量分析,结果表明,针茅喂养的亚洲小车蝗雌虫相对生长率高于羊草。植物盖度和虫口密度是影响亚洲小车蝗生活力的主要因素。当针茅盖度<25%时,亚洲小车蝗生活力随盖度增加而缓慢增长,当针茅盖度>25%时, 生活力增长较快。当羊草盖度<25%时,亚洲小车蝗生活力随盖度增加而逐渐减小,当羊草盖度>25%时,生活力随盖度增加而增长,且在针茅样地的生活力高于羊草样地。当亚洲小车蝗密度<18头/m²时,生活力随密度增大而增大。在牧草布局时应合理调整针茅、羊草盖度,监测蝗虫密度,预防蝗虫爆发。以上结果为草场植被的合理布局提供了参考,同时也为减少亚洲小车蝗危害提供了依据。     

增温改变高寒草甸植物群落异速生长关系

以青藏高原高寒草甸为研究对象,采用红外线辐射器进行模拟增温试验,于2011-2013年、2016-2018年植被生长季进行群落生长特征调查,选取指数函数、线性函数、对数函数和幂函数4种常用基本函数进行最优方程拟合,以确定不增温对照和增温处理下植物群落生长关系的类型,进而探讨增温对高寒草甸植物群落生长关系的影响.结果表明:1)在不增温对照下,地上生物量与密度(P<0.05)、高度(P<0.01)、盖度(P<0.01)均呈显著正相关关系,而在增温处理下,地上生物量与频度(P<0.01)、盖度(P<0.01)呈极显著正相关关系,根冠比与密度(P<0.05)、盖度(P<0.05)呈显著负相关关系;2)在增温处理下,盖度对地上生物量的影响增强(P<0.01),频度对地上生物量的影响由不显著(P>0.05)变为显著正相关(P<0.01),密度和盖度对根冠比的影响也由不显著(P>0.05)变为显著负相关(P<0.05);3)在4种常用基本函数中,幂函数更符合植被的生长关系,说明高寒草甸植被符合异速生长理论;在对照处理下,高寒草甸植被地上部分表现为等速生长,地下部分表现为异速生长关系,整体表现为异速生长关系;而在增温处理下,地上部分和地下部分均表现为异速生长关系,整体也体现为异速生长.这说明在增温处理下高寒草甸植被地上部分由等速生长关系变为异速生长关系,地下部分的异速生长关系进一步增强.本研究结果对正确理解气候变化如何影响高寒草甸植物生长与群落结构具有理论意义.     

模拟亚洲小车蝗为害与草地植被恢复能力研究

根据生命表设置成虫密度A=12头·m^-2和B=15头·m^-2共2个处理,模拟亚洲小车蝗(Oedaleus decorus asiaticus Bienko)各虫态取食。结果表明:植被无干扰恢复3年后,草地群落结构Shannon-Wiener多样性指数和物种丰富度在A样地为0.82和3.40,在B样地为0.74和3.40,与对照相比均无显著差异;2个样地Pielou均匀度指数分别为0.69和0.60,显著高于对照(P＜0.05)。植被恢复演替进程中建群种克氏针茅(Stipa krylovii Roshev.)优势度逐年提高,小叶锦鸡儿(Caragana microphylia Lam.)和冷蒿(Artemisia frigida Willd.)等退化标志植物优势度呈下降趋势。草地生产力水平和植被盖度在A样地为155.16 g·m^-2和59.10%,与对照无显著差异;B样地为139.76 g·m^-2和54.2%,显著低于对照(P＜0.05)。用克氏针茅生殖生长指标评价群落恢复状况,结果表明抽穗率、分蘖数和冠幅在A样地为41.55%,45.20个和32.69 cm,B样地为41.76%,44.60个和27.16 cm,除B样地冠幅27.16 cm与对照显著差异外(P＜0.05),其余性状与对照均无显著差异。模拟亚洲小车蝗为害的草地在3年后植被得到了一定恢复,但个别指标仍与对照存在显著差距,完全恢复到对照水平需更长时间。     

模拟条件下藏羊、牦牛践踏和降水对东祁连山高寒草甸地上植被生长的影响

在东祁连山甘肃省天祝县高寒草甸采用模拟藏绵羊、牦牛践踏及降水试验,分析草甸地上植被群落高度、生殖枝数量以及生物量变化,研究家畜践踏和降水对高寒草甸的影响。结果表明:两年试验处理下草甸群落高度、总生殖枝密度及地上生物量均随模拟降水量的减少、践踏强度的增加呈下降趋势,生殖枝死亡数呈上升趋势。同一水分处理下,践踏末期的群落高度、总生殖枝密度及地上生物量均显著低于未践踏处理(P<0.05),生殖枝死亡数显著高于对照(P<0.05)。相同践踏强度下,丰水处理草地地上生物量均显著高于缺水处理(P<0.05)。缺水处理(40 mm/月)下,较对照第1年藏羊和牦牛重度践踏区地上生物量分别下降49.88%、75.54%,次年分别下降55.46%、77.13%。相同践踏强度下,两年藏羊践踏处理的群落高度、总生殖枝密度及地上生物量均高于牦牛践踏,生殖枝死亡数低于牦牛践踏。研究认为,家畜践踏抑制了高寒草甸植物的生长,且抑制程度牦牛大于藏羊;充足的水分可显著缓解践踏对高寒草甸植被生长的抑制作用。     

温湿度对亚洲小车蝗飞行能力及主要能源物质利用的影响

本研究采用昆虫飞行数据微机采集系统(飞行磨)吊飞方法,测定了温、湿度对10日龄亚洲小车蝗(Oedaleus asiaticus)雌雄成虫的飞行能力及主要能源物质利用的影响。结果表明,在环境温度为28℃、相对湿度(RH)为60%时,10日龄亚洲小车蝗成虫表现出最优的飞行能力,单个个体的最大飞行时间、最大飞行距离和最大飞行速度分别可达1.62h、9.87 km和2.03 km·h~(-1)。在温度16℃以下或28℃以上,其飞行能力明显降低。在40%~80%RH时,成虫均能进行正常的飞行活动。环境温、湿度会显著影响亚洲小车蝗成虫飞行能源物质的消耗情况(P0.05)。在最适的温、湿度条件下,小车蝗飞行所需的能源物质(甘油三酯)最少,其飞行单位距离消耗的甘油三酯也最低,能源利用效率最高。较高或较低的温、湿度条件,能源物质的消耗都显著高于最适条件。飞行能源物质利用效率的不同是导致其在不同温、湿度下飞行能力产生差异的主要原因之一。     

模拟条件下布氏田鼠对草原植被的作用——植被生物量的影响

2007年5-10月在模拟条件下研究了不同密度的布氏田鼠Lasiopodomys brandtii啃食对草原植被生物量、植物补偿生长量的影响。结果表明:1)植被生物量与布氏田鼠密度关系呈现了"低—高—低"的变化趋势;鼠密度每100 m2<5只时,植被生物量呈增加趋势。鼠密度每100 m2为5只时,其植被生物量增长达到最高值,随鼠密度的增加,植被生物量下降。2)植物补偿生长量与布氏田鼠密度相关呈单峰型曲线,鼠密度每100 m2为8只时植被的补偿生长量最高。3)植被生长可承受的鼠密度每100 m2为4只(折合400只/hm2),鼠密度每100 m2≤4只时刺激植物生长,且可稳定植被群落结构。     

摩天岭北坡东南部不同海拔梯度草本植物群落特征

海拔因子是影响植被生长的主导因子,对生态系统格局与过程有着深远的影响。本研究运用相关分析、逐步回归分析和Pearson相关系数检验对摩天岭北坡南段海拔600-1 500m草本植物多样性以及群落初级生产力进行分析。结果表明,1)物种多度与海拔梯度呈显著正相关关系(R2=0.278 4)(P0.05),植物盖度与海拔梯度呈显著负相关关系(R2=0.43),草本层高度、密度与海拔梯度相关性不显著(P0.05);2)植被地上生物量随海拔梯度的上升表现出先增后减的变化趋势,地下生物量随海拔变化差异较大,表现出先增后减再增的趋势;3)从功能群的角度分析,草本层植物功能群地上生物量和地下生物量随海拔梯度的变化趋势基本一致。摩天岭北坡东南部草本植物群落特征随海拔梯度变化显著,各功能群的地上、地下生物量差异显著。生物量与草本层植被盖度呈极显著正相关(P0.01),生物量与植物高度和密度的相关性不显著,以及植物盖度、高度和密度之间相关程度不高。     

模拟条件下布氏田鼠对草原植被的作用1——植被生物量的影响

2007年5-10月在模拟条件下研究了不同密度的布氏田鼠Lasiopodomys brandtii啃食对草原植被生物量、植物补偿生长量的影响。结果表明:1）植被生物量与布氏田鼠密度关系呈现了“低-高-低”的变化趋势;鼠密度每100 m2<5只时,植被生物量呈增加趋势。鼠密度每100 m2为5只时,其植被生物量增长达到最高值,随鼠密度的增加,植被生物量下降。2）植物补偿生长量与布氏田鼠密度相关呈单峰型曲线,鼠密度每100 m2为8只时植被的补偿生长量最高。3）植被生长可承受的鼠密度每100 m2 为4只(折合400只/hm2),鼠密度每100 m2≤4只时刺激植物生长,且可稳定植被群落结构。     

牦牛放牧强度对甘南高寒草甸群落特征与牧草品质的影响

为探究长期牦牛放牧干扰对高寒草地的影响,本研究分析了不同放牧强度下的牧草地上、地下生物量,植物物种丰富度、种群密度,表层(0-10 cm)土壤含水量、土壤温度,以及牧草营养品质等。结果表明,1)牦牛放牧强度对牧草地上、地下生物量有极显著影响(P0.01)。其中,在放牧压力为零的对照区牧草地上生物量最大,约418.15 g·m-2;在高强度(6.5牦牛·hm-2)放牧下,牧草地下生物量显著高于其他各处理(P0.05);2)高强度放牧干扰降低了植被物种丰富度,但对植被群落密度、可食与不可食牧草生物量比重影响不显著(P0.05);放牧强度对高寒草甸表层土壤(0-10 cm)含水量和地表温度(0-10 cm)有显著影响(P0.05),随着放牧强度增大,表层土壤含水量总体呈下降趋势,地表温度呈递增趋势;3)放牧强度对牧草品质也有一定影响,但各放牧强度之间差异不显著(P0.05)。因此,适宜强度的牦牛放牧可能会促进牧草地下生物量生长,潜在影响不同经济类群的比重,维持高寒草甸生态系统健康。     

短期降雨改变对荒漠草原植物群落特征的影响

为了研究长期放牧效应和短期降雨改变对草原生态系统植被特征的影响,以长期控制载畜率(禁牧、轻度放牧、中度放牧、重度放牧)试验为基础,分析模拟不同降雨梯度(减少环境降雨50%、环境降雨、增加环境降雨50%和100%)下植物群落个体数量特征、物种多样性以及地上生物量对水分变化的响应。结果表明:1)长期放牧和短期降雨改变均显著影响群落盖度(P0.05),群落盖度随放牧强度的增加而减少,却随降雨的增加而增大;2)短期降雨改变对物种多样性影响显著(P0.05),中度放牧后在增加环境降雨100%处理下,最多出现22种物种;3)长期放牧和短期降雨改变对地上生物量均有显著影响(P0.05),禁牧样地在环境降雨处理下地上生物量最高,为408.3g·m-2,重度放牧样地在减少环境降雨50%处理下地上生物量最低,为118.2g·m-2。     

种群密度对沙米异速生长的影响

植物各器官之间的异速生长关系决定了植物的生活史对策,进而影响种群内个体之间的共存和生物多样性的维持。传统方法无法区分植物性状对其的响应是环境造成的,还是由于个体大小差异造成的,而异速生长分析能够解决这一问题。为此,本研究利用异速生长分析方法,通过模拟沙米在退化草地恢复过程中不同的种群密度(16, 44.4, 100和400株/m²),研究其各器官之间的异速生长关系。结果表明,沙米各器官之间都具有显著的异速生长关系:其中根和地上、根和主茎、叶和根、主茎和地上等器官生物量之间的变化不随种群密度的变化而变化,属于表观可塑性;根和茎、茎和地上、叶和茎等器官生物量之间的异速生长及生物量比值均受种群密度的显著影响,属于真正可塑性,这表明种群密度变化的确影响了沙米的生长变化。研究同时发现,沙米叶和地上生物量之间的异速指数仅在44.4株/m²种群密度下接近于0.75,即叶生物量与个体大小呈3/4次幂关系,符合生态代谢理论,而在其他密度时异速指数与0.75有显著差异(P<0.001),表明环境变化可能会导致沙米生长策略发生改变。种群密度对沙米繁殖和其他器官之间的异速生长关系影响不显著,表明在不同种群密度下,沙米仍保持相同的繁殖策略;然而种群密度在沙米生育期对繁殖和其他器官之间的异速常数和个体大小均产生了极显著的影响。因此,在探讨繁殖器官与个体大小的关系时,还需要关注植物生育期的变化,只有生育期相同的时候,才能比较不同研究之间的差异。     

不同释放期包膜尿素施用对退化荒漠草原植被的影响

对内蒙古苏尼特右旗荒漠草原退化草地施用释放期为30、60d的包膜尿素,施肥(纯氮)水平分别为0,0.4375,0.875,1.75kg/100m2。结果表明:2种控释肥料对退化草地的盖度、密度的影响在不同施肥水平间均没有显著差异(P0.05);对地上生物量的影响,2种控释肥料的效果随施肥水平的不同,变化趋势一致;0.875kg/100m2的S60处理下,地上生物量达到54.3g/m2,与不施肥处理间差异显著(P0.05)。综合各施肥水平,S30处理下的植被盖度平均值为8.2%,S60处理下的植被盖度均值为6%,显著差异(P0.05);密度分别为34.0,43.9株/m2、地上生物量分别为46.4,57.3g/m2,没有显著差异(P0.05)。     

行距和灌水量与紫花苜蓿种群生长冗余的关系

研究播种行距和灌水量对紫花苜蓿(Medicago sativa L.)地上、地下生物量和表现种子产量的影响,以揭示行距和灌水量与紫花苜蓿种群生长冗余的关系,得出紫花苜蓿获得较高种子产量的种群结构.结果表明:①地上和地下生物量与繁殖分配率呈极显著负相关,相关系数分别为-0.910和-0.839,表现种子产量与繁殖分配率呈极显著正相关,R2=0.878,说明营养生长分配的增加导致生殖生长能量的减少,使繁殖分配率降低,表现种子产量降低;②在甘肃武威地区甘农3号紫花苜蓿(Medicago sativa L.cv.Gannong No.3)种子田获得较高种子产量的种群结构为:密度86万株/hm2,有效分枝69万株/hm2,相应的管理措施为:播种量2.8 kg/hm2,行距1.0 m,灌水量900 m3/hm2,在该种群结构和管理下,有限能量向生殖部分分配的比例最大,繁殖分配率和收获指数最高,表现种子产量最高,在一个生长季内如果灌水量大于900 m3/hm2,则营养生长过旺,产生大量生长冗余,繁殖分配率和收获指数下降,表现种子产量降低.     

祁连山东段不同植物群落的特征及生物量分配

为明晰不同植物群落特征及生物量分配结构,以祁连山东段高山灌丛及草地群落为研究对象,采用样地法对6种不同植物群落进行野外调查以及室内分析研究。结果表明:研究区内共计有草本植物22科55属91种,灌丛植物3科4属6种;不同灌丛植物群落密度、盖度、物种数等特征有显著差异(P<0.05),不同草地植物群落的密度、盖度、物种数等特征差异不显著(P>0.05)。草地植物群落地上生物量间无显著差异(P>0.05),地下生物量表现为阳坡柳(Salix)灌丛草地<阴坡杜鹃(Rhododendron capitatum)灌丛草地,且二者间有显著差异(P<0.05);灌丛地上生物量阳坡柳灌丛>阴坡杜鹃灌丛,地下生物量阳坡柳灌丛<阴坡杜鹃灌丛,且不同灌丛群落之间地上、地下生物量均有显著差异(P<0.05)。不同植物群落灌丛地上生物量均随着灌丛高度的增加而增加,表现为线性关系。可见,研究区不同植物群落受气候、环境的以及物种分布的共同影响,从而形成差异显著的植物群落特征及生物量分配结构。该结果为祁连山东段高寒灌丛草地群落生产力估测以及植被资源的合理开发利用提供了理论参考。     

植物群落生物量和有机碳对高寒草甸土地利用变化的响应

在中国科学院海北高寒草甸生态系统定位站地区,选择高寒矮嵩草草甸及其开垦后形成的农田和一年生人工草地作为研究对象,研究了高寒草甸不同土地利用方式下生物量和植物-土壤系统固定的有机碳量的变化.结果表明:3种土地利用方式相比较,地上生物量由高到低依次为人工草地＞农田＞高寒草甸(P＜0.01),分别为11.83、9.78和4.36 t/hm2;3种土地利用方式下地下生物量剖面分布均呈倒金字塔形,0～40 cm地下生物量为高寒草甸＞人工草地＞农田(P＜0.01),分别为15.74、5.61和1.24 t/hm2.随着高寒草甸土地利用方式改变,植物群落碳素固定量也随之减小,其序列由高到低依次为:高寒草甸＞人工草地＞农田(P＜0.05),其值分别为7.63、6.81和4.51 t/hm2.