青藏东缘高寒草甸植物群落结构及功能群特征对长期季节放牧的响应

为阐明高寒草甸植物群落对长期季节放牧的响应机制,本试验选取有10年以上冷、暖季放牧历史的湿生、中生、旱生高寒草甸进行探究。结果显示暖季放牧(6月至10月)下,湿生草甸香农指数与物种丰富度均显著小于冷季放牧(11月至翌年5月)(P<0.05),而旱生草甸多样性指数显著大于冷季放牧(P<0.05);冷季放牧地上生物量显著高于暖季放牧(P<0.05),其中暖季放牧下莎草科地上生物量所占比例最高。湿生草甸暖季牧场与旱生草甸冷季牧场莎草科重要值最高,其余牧场均为双子叶杂草重要值最高(P<0.05);经ANOSIM检验,季节性放牧下群落结构均有显著差异(P<0.01),湿生、旱生草甸群落结构差异较大,而中生草甸群落结构差异较小。本研究表明长期季节性放牧会影响植物群落结构特征,研究可为不同生境草甸的放牧制度和可持续发展提供理论基础。     

不同强度短期放牧对高寒草甸植被特征的影响

为探索不同强度短期放牧对高寒草甸植被特征的影响,在碌曲县加仓村选择禁牧5年的高寒草甸草地作为试验样地,通过不同强度放牧试验,探究其地上生物量变化规律及其相互之间的关系,结果表明:对照组禁牧的地上生物量值最大,为1084 g/m2,当放牧强度不断增大时,地上生物量逐步减小;重度放牧物种丰富度、Shannon-Wiener多样性指数最低,中度放牧最高,与"中度干扰理论"相契合;禾草和莎草在中度放牧条件下密度最大,重度放牧使禾草物种丰富度和株高减小,与禁牧差异显著(P＜0.05);杂类草在重度放牧条件下所占比重最高,其中,当放牧强度逐渐增大时,毒草和可食杂草物种丰富度明显减小,毒草密度随着放牧强度增大而增加,但差异不显著(P＞0.05),重度放牧可食杂草密度与禁牧、轻度放牧差异显著(P＜0.05);试验区出现的毛茛科植物绝大多数为毒草,其物种丰富度和密度表现出了和毒草相似的变化趋势,即物种丰富度逐渐下降,密度逐渐增加,禁牧株高与三个放牧实验组差异显著(P＜0.05).因此适宜强度的牦牛放牧可使草地植被结构与功能得以改善,当高寒草甸发生退化时,可利用围栏禁牧作为有效恢复手段.     

阿尔泰山布尔津林区不同草地类型物种和生产力关系及随海拔变化特征

阿尔泰山草地是新疆草地生态系统的主体，不同草地类型物种多样性和生物量的关系及沿海拔梯度的空间分布格局在气候变化及人为干扰的双重影响下已发生重大变化，为明晰海拔对物种多样性和生物量的影响，本研究以布尔津林区5种草地类型为研究对象，调查137个样地的物种名录，分析不同草地植物科属种的变化特征，探讨不同草地类型物种多样性和地上生物量的相互关系及其垂直变化特征。结果表明：1)荒漠草原以禾本科、菊科、豆科为主要优势科；山地草原与山地草甸以伞形科、禾本科、百合科为主要优势科；山地草甸草原与高寒草甸均以禾本科、毛茛科、百合科为主要优势科，但所占比例不同。2)植物在科属种水平上数量的变化特征均为山地草原>高寒草甸>山地草甸草原>荒漠草原>山地草甸。3)地上生物量与Alatalo均匀度指数仅在荒漠草原中具有显著正相关关系(P<0.05)；除山地草甸草原外，地上生物量与Shannon-Wiener多样性指数均呈显著正相关关系(P<0.05)；荒漠草原与山地草甸中的地上生物量与Margarlef丰富度指数呈显著正相关关系(P<0.05);Simpson优势度指数与地...     

禁牧与放牧对新疆温性草原群落结构、生物量及牧草品质的影响

本试验研究了不同利用方式下温性草原植被特征及品质变化情况,旨在了解禁牧和放牧对草地群落产生的影响和群落变化过程,为合理利用与管理新疆温性草原提供理论依据。本研究以禁牧与放牧两种利用方式下的新疆温性草原为研究对象,2018年采用野外调查和室内分析相结合的方法,对整个生长季的草地群落生物量、数量特征、多样性及植被品质进行了动态观测。结果表明：放牧使群落基本数量特征（群落高度、盖度和密度）显著降低（P<0.05）,退化指示植物在群落中所占比重增加;与放牧草地相比,禁牧草地的群落优势物种生物量、总生物量均显著提高（P<0.05）,优势物种所占比重增加,群落丰富度下降,植物中粗蛋白含量降低,纤维含量显著增加（P<0.05）。本研究发现自由放牧会使草原群落向退化方向演替,长期禁牧会使得群落丰富度下降,在草原利用时要合理的将放牧与禁牧相结合,促进草地生态系统可持续发展。     

西藏典型草地地上生物量季节变化特征

采用高寒草甸、高寒草原、高寒沼泽化草甸和温性草原4种西藏高原典型草地类型地上生物量定点观测数据,分析其地上生物量季节动态变化特征和生长规律。结果表明,高寒沼泽化草甸地上生物量最高,其中围网草地年均地上生物量达384.45 g·m-2,比无围网草地地上生物量高73%,且是温性草原类草地生物量的6倍,是高寒草甸和高寒草原类草地的12~14倍,与自由放牧相比,围栏禁牧措施可以明显提高草原地上生物量,是改良退化草地最有效的措施之一;温性草原草地生产力大于高寒草甸和高寒草原,城市附近山地草地生物量明显大于远离城市的地区,表明城市化进程降低了天然草地放牧强度,是恢复退化草地生产力的有效途径之一;属半干旱气候类型的西藏高原中部,降水是制约草地植被生长的主要因子;草地地上生物量的绝对增长速率和相对增长速率季节动态均在生物量达到高峰期前为正增长,之后为负增长。区域水热条件差异及其季节性变化导致了不同草地类型或同一类型不同区域的草地最快生长期出现的时间存在一定差别。     

祁连山东端北麓天然草原禁牧与轮牧效益调查分析

多年来,随着全球气候变暖,区域气候变化及人类活动加剧,祁连山北麓生态环境日益恶化。近年来,通过实施国家退牧还草工程项目,取得了显著的经济生态和社会效益。本次调查分析,在实施区域天祝县禁牧与轮牧草原,通过植被高度、盖度和产草量监测,调查天然草原禁牧与轮牧效益。调查显示,高寒草甸草原和温性草原禁牧可有效提高生物产量,但超过一定期限并无正相关。禁牧比轮牧草原生物量和产值均有提高,常年放牧草原生物量和产值降低,合理的轮牧利用是天然草原最好的利用方式。参考国内的研究结果,天祝县高寒草甸草原禁牧区土壤有机碳年增加量达0.007 Tg C·a^-1,温性草原禁牧区土壤有机碳年增加量达0.016 Tg C·a^-1。     

养分添加和降水变化对荒漠草原植物群落物种多样性和生物量的影响

本研究旨在探讨荒漠草原植物群落物种多样性及生物量对养分添加和降水变化的适应策略,以期为退化荒漠草原的恢复和管理提供理论基础。本试验在宁夏荒漠草原开展了养分添加和降水变化野外控制试验,通过测定植物群落物种数及生物量,研究养分添加和降水变化对荒漠草原植物群落物种多样性和生物量的影响。结果表明：养分添加显著降低禾草丰富度（P<0.05）;减少50%降水显著降低Shannon-Wiener指数和物种总丰富度,增加50%降水显著增加物种总丰富度（20.5%～28.2%）（P<0.05）;养分添加和增加50%降水显著提高植物群落盖度和生物量（P<0.05）;减少50%降水条件下,养分添加处理与不添加处理相比植物群落地上生物量显著提高（54.3%～75.6%）（P<0.05）;植物群落地上生物量与Shannon-Wiener指数和物种总丰富度呈显著正相关（P<0.05）。研究表明：减少50%降水条件下,养分添加能够缓解水分对荒漠草原植物生长的限制,其中氮磷钾添加缓解效果优于氮添加。     

祁连山自然保护区不同草地类型地上生物量和土壤微量元素特征分析

以祁连山保护区5个主要草地类型为研究对象,探讨了不同草地类型植被及土壤微量元素的分布特征,应用冗余分析(RDA)分析了微量元素对植被特征的解释关系.研究发现:1)不同类型草地植被总盖度依次为高寒草甸＞温性草原＞高寒草原＞温性荒漠＞高寒荒漠,草层高度依次为温性荒漠＞温性草原＞高寒草原＞高寒草甸＞高寒荒漠,地上生物量依次为...     

河西山地绿洲荒漠植物群落多样性研究 Ⅱ 放牧振动下草地多样性的变化特征

对张掖山地绿洲荒漠各草地群落放牧扰动下物种丰富度及物种替代速率（β多样性）进行了测度，结果表明：在放牧压力梯度（轻度、中度、重度和过度）上，山地荒漠草原、山地典型草原、高山草甸草原和盐渍化草甸的物种丰富度呈单峰曲线；荒漠草原物种丰富度在过牧压力下最高。在放牧压力下各草地群落βω和βt植（物种替代速率）由大到小的序列是：高山草甸草原＞盐渍化草甸＞山地典型草原＞荒漠草原；βc和βc的测度结果兼有反映草地群落放牧压力梯度上物种替代速率和植物群落物丰富度的内涵。二者的测试结果为：山地典型草原＞高山草甸草原＞盐渍化草甸＞山地荒漠草原＞荒漠草原。草地群落固有的物种多样性是保持草地稳定和草地生产力的载体和基础。     

青藏高原不同类型高寒草地物种多样性与生物量的关系及影响要素

本研究以青藏高原为研究区，基于实测的115个样点调查数据，包括群落结构、土壤因素以及气候指标，利用单因素方差和线性回归分析，结合结构方程模型探究了不同类型高寒草地(高寒草甸和高寒草原)地上生物量和物种多样性的差异及其关系，并试图厘清不同草地类型生物多样性与地上生物量的主要驱动要素。结果表明：1)地上生物量与物种多样性在高寒草甸与高寒草原之间均存在显著差异(P<0.05)，且二者关系在两种草地类型均呈显著正相关关系(P<0.05)。2)驱动因子分析表明，年均降水量(AMP)与地上生物量(AGB)和物种多样性存在显著正相关关系(P<0.05)；高寒草甸中土壤有机碳(SOC)、土壤速效氮(SAN)和土壤速效磷(SAP)含量与地上生物量呈显著正相关关系(P<0.01)，而物种多样性(Shannon-Wiener指数)仅与土壤含水量(SWC)呈显著正相关关系(P<0.05)；高寒草原的SOC、SAN含量与地上生物量和物种多样性呈显著正相关关系(P<0.01)，且SWC、SAP含量与地上生物量和物种多样性之间的相互关系均不显著(P>0.05)。3)结构方程...     

Effects of Grazing on Vegetation Characteristics and Forage Nutrientional Quality in a Temperate Desert Steppe北大核心CSCD

Grazing and fencing field were sampled to explore their effects on vegetation characteristics and forage nutritional quality by the combined analytical method in the temperate desert steppe. The results showed that, grazing significantly decreased the height, coverage and biomass of the plant community, and significantly increased the species richness index (P<0.01). Moreover, grazing significantly increased the Crude protein (CP), Crude fat (CF), Dry matter digestibility (DMD) and Metabolic energy (ME), and significantly decreased the Neutral detergent fibers (NDF) and Acid detergent fibers (ADF) (P<0.01). The species richness index was positively correlated with CP, CF, DMD and ME, but negatively correlated with NDF and ADF (P<0.01). CP, CF, DMD and ME were negatively correlated with NDF and ADF (P<0.01). In summary, grazing significantly increased species richness index and forage nutritional quality. Therefore, it is recommended to carry out appropriate grazing on the fencing temperate desert steppe to make full use of grassland resources and protect species diversity. © 2019 Authors. All rights reserved.     

放牧强度对高寒混播人工草地群落特征及地上现存量的影响

为探讨高寒牧区牧草生长季放牧强度对多年生混播人工草地群落特征及地上现存量的影响,从2003年至2005年在垂穗披碱草(Elymus natans)/星星草(Puccinellia tenuflora)混播草地上开展了牦牛放牧控制试验。结果表明:植被盖度随放牧强度的增加而降低,放牧强度对放牧区植物群落盖度的影响极显著(P<0.01);放牧强度与物种丰富度S、多样性指数H′、多样性指数D(除了第1年)和均匀度指数J′(除了第2年)均呈显著或极显著的二次回归,各放牧区与对照区植物群落的相似性系数与放牧强度成显著负相关(R=-0.9205),说明各放牧区植物群落朝着远离对照群落的方向演替;放牧强度和放牧时间对地上生物量的影响极显著(P<0.01),且随着放牧强度的增加,各处理组同一时期地上生物量逐渐减小。     

牦牛放牧模式对西藏高山嵩草草甸群落特征的影响

利用样方法对西藏高山嵩草（Kobresia pygmaea）草甸群落进行实地调查,分析了2010-2012年不同强度的牦牛放牧试验对植物群落动态和地上生物量的影响,以期为高寒牧区退化草地的恢复及草地高效利用提供理论指导。结果表明：适度放牧能提高物种多样性、丰富度、均一度和地上生物量,降低植物群落盖度;重度放牧降低植物群落的多样性和生物量;重度延迟放牧能缓减重度放牧对草地的不良影响;相关分析结果表明,植物群落盖度与均匀度、丰富度、植物密度、多样性和地上生物量成正相关。高山嵩草草甸的功能群随着放牧强度的增加而显著变化,其优势功能群多年生根茎型牧草高山嵩草和苔草（Carex moorcroftii）、多年生丛生型牧草紫花针茅（Stipa purpurea）的盖度和地上生物量随着放牧强度增加而下降。     

藏北高寒草地样带物种多样性沿降水梯度的分布格局

 在藏北高原高寒草地样带上对４０个围栏内草地群落物种多样性和地上生物量进行测定,探讨了生长季降水对高寒草地生物量和物种多样性分布格局的影响以及地上生物量－物种多样性之间的关系模式。结果表明,降水格局显著地影响藏北高原内部高寒草地群落物种丰富度、多样性和均匀度,群落结构特征与初级生产力关系密切;藏北地区高寒草地地上生物量、物种丰富度、Ｓｈａｎｎｏｎ－Ｗｉｅｎｅｒ指数和Ｐｉｅｌｏｕ均匀度指数随生长季累积降水呈指数增加趋势;在高寒草地群落物种丰富度－生产力关系研究中单峰模式的判别系数R^２（０．７５４）略高于线性回归模型（０．７４３）。沿藏北高原样带高寒草地物种丰富度随地上生物量单调递增,单峰模式的单调递减区间并未出现;然而单峰模型预示着在地上生物量高于１２１．１７ｇ／ｍ^２ 的高寒草地群落物种丰富度可能随生物量单调递减,从而使物种丰富度－地上生物量表现为较为标准的单峰模式;Ｓｈａｎｎｏｎ－Ｗｉｅｎｅｒ多样性指数和Ｐｉｅｌｏｕ均匀度指数与地上生物量也均呈单峰模式,但其单调递减区间窄于单调递增区间,峰值分别对应的草地群落地上生物量为７１．９０和６０．９０ｇ／ｍ^２。     

Legumes in Chinese Natural Grasslands: Species,Biomass, and Distribution

The composition and abundance of legumes affect the economic value and ecological sustainability of natural grasslands. We collected data on species richness and aboveground biomass of legumes and their percentages of the total community at 78 field sites in Chinese natural grasslands on the Tibetan Plateau (alpine steppe and alpine meadow) and in Inner Mongolia (meadow steppe, typical steppe, and desert steppe), and analyzed the association between these attributes with community, climate, and soil factors. At least one legume species occurred in 89.7% of the sites studied; the genera Astragalus, Oxytropis, and Medicago were dominant among the 12 legume genera recorded. Generally, within 1 m² of grassland, only one legume species was present with an aboveground biomass of 1.1 g; this accounted for 9.1% of community species richness and 1.7% of total aboveground biomass. In comparison with many other types of grassland around the world, both the legume aboveground biomass and its percentage of the total were low in Chinese grasslands, especially in Inner Mongolia. The low biomass of legumes in grassland might be attributable to the low growing-season temperature on the Tibetan Plateau, while in Inner Mongolia, low precipitation combined with high temperatures during the growing season may be the main reason. Although legumes in Chinese grasslands have substantial potential for nitrogen fixation and contain a variety of forage species, their ecological and economic value has been limited by their low biomass. Suggestions to enhance legume biomass in Chinese grasslands are provided.     

封育对蒿类荒漠草地植被地上生物量时间稳定性的影响

为明确退化草地恢复过程中草地植被地上生物量时间稳定性变化及影响因素,以天山北坡中段蒿类荒漠草地为对象,采用野外取样和室内分析的方法,测算了封育年限间(2,4,6 a)群落地上生物量时间稳定性及物种异步性等,结果表明：封育2,4,6 a蒿类荒漠草地地上生物量较对照依次提高38.83%,136.26%,87.21%(P<0.05)。封育2 a蒿类荒漠草地群落地上生物量时间稳定性较对照增加38.36%(P<0.05),而封育4,6 a则变化不显著;封育4,6 a蒿类荒漠草地物种丰富度较对照分别降低46.15%,15.93%(P<0.05),物种异步性降低20.13%,17.52%(P<0.05)。物种丰富度与地上生物量时间稳定性无显著相关,但物种异步性及优势种时间稳定性对群落地上生物量时间稳定性有正向促进作用。因此,封育有利于退化蒿类荒漠草地植物地上生物量的恢复,物种异步性和优势物种时间稳定性是驱动群落地上生物量时间稳定性的重要因子。     

放牧对温性荒漠草原植物群落特征与牧草营养品质的影响

为研究放牧对温性荒漠草原植物群落特征和牧草营养品质的影响,本文研究了放牧和围封对温性荒漠草原植物群落特征、牧草营养品质的影响及其相互关系。结果表明：放牧显著降低了植物群落的高度、盖度和生物量,显著增加了物种丰富度指数（P<0.01）;放牧显著增加牧草粗蛋白（Crude protein,CP）、粗脂肪（Crude fat,CF）、消化率（Dry matter digestibility,DMD）和代谢能（Metabolic energy,ME）,显著降低了牧草的中性洗涤纤维（Neutral detergent fibers,NDF）和酸性洗涤纤维（Acid detergent fibers,ADF）（P<0.01）;群落多样性指数与牧草CP,CF,DMD和ME呈显著正相关（P<0.01）,与牧草NDF和ADF呈显著负相关（P<0.01）;牧草CP,CF,DMD和ME与NDF和ADF呈显著负相关（P<0.01）。总之,放牧处理显著增加了物种丰富度指数和牧草营养品质。建议对围封温性荒漠草原进行适度放牧,以充分利用草地资源,保护草地物种多样性。     

黄河源区高寒草原的植被退化与土壤退化特征

近几年,黄河源区高寒草原退化沙化明显。研究了黄河源区紫花针茅高寒草原在不同退化程度下植物群落、生物量和土壤的特征,结果表明,随着高寒草原退化程度加大,植被盖度、草地质量指数和优良牧草地上生物量比例逐渐下降,草地间的相似性指数减小,植物群落多样性指数和均匀度指数呈单峰式曲线变化规律。随着退化加剧,禾草地上生物量减少显著,杂草类植物地上生物量先增加后减少,而莎草科植物地上生物量的变化不受草地退化程度的影响。高寒草原土壤表层0～20 cm的植物根系随土壤深度的增加而减少,随草地退化程度的加剧呈倒“V”型变化。高寒草原物种多样性与生物量之间呈“V”型变化规律,随着退化程度增加,物种丰富度与生产力的关系由显著正相关转变为负相关。随着高寒草原的退化程度加剧,土壤湿度、土壤有机质、速效磷、硝态氮、速效钾的含量和土壤紧实度都减小。随着高寒草原植被的退化演替,土壤退化越来越严重,贫瘠化不断加剧,到重度退化阶段,旱生沙生植物出现,呈现沙化初始景观。     

新疆不同草地类型植物物种特征与水热因子的关系研究

本文以新疆7种草地为研究对象,调查364个样地的物种名录,分析不同草地植物科属种的变化特征,探讨了植物物种丰富度(SR)对年平均温度(MAT)、降水(MAP)、海拔的响应。研究结果表明,新疆草地以禾本科、菊科为优势科,优势属为针茅属、绢蒿属;物种丰富度变化为:温性草甸草原(7.73)>温性草原(5.04)>高寒草原(4.36)>温性荒漠草原(3.99)>温性草原化荒漠(3.02)>温性荒漠(2.08)>低平地草甸(1.43);全部样地和温性草原的SR与MAP呈正相关,与MAT、海拔呈峰型关系;低平地草甸和高寒草原的SR与MAP呈正相关而与MAT呈负相关,与海拔呈先降低再增加的趋势;温性荒漠草原的SR与MAP呈正相关,与MAT、海拔无相关性;温性荒漠的SR与MAP呈正相关,与MAT呈负相关,与海拔呈峰型关系;温性草甸草原和温性草原化荒漠的SR与MAT、MAP均无相关性。不同草地类型对温度、降水响应的差异,是由于植被类型和温度、降水的空间分异性,对于海拔的分异,来源于海拔梯度范围和所研究地区大尺度的气候特征。     

不同放牧制度对荒漠草原地上生物量及种间关系的影响

采用围栏放牧控制试验,研究了不同放牧强度和放牧方式对封育9年荒漠草原地上生物量及种间关系的影响。结果显示,1)放牧强度对生长季不同时期牧草地上生物量的影响不同,中度自由放牧小区的牧草地上生物量在整个生长季都高于封育小区;2)环境条件对牧草地上生物量的影响较大,在光热水等资源充足时,自由放牧区3种牧压梯度下的牧草地上生物量均高于封育禁牧小区,当遭遇高温干旱胁迫时,自由放牧区的牧草地上生物量的增长量均比封育禁牧小区低,中度轮牧草场表现出较好的抗胁迫能力;3)放牧能够减小荒漠草原年内牧草地上生物量的时间变异,而其空间变异对不同放牧制度的响应较为复杂,在不同强度、不同方式以及植被生长季的不同时期都有所不同;4)轻度自由放牧不会改变植物的种间关系和群落之间的关系,而重度自由放牧不仅加剧了群落间的资源竞争,还会引起研究区3种群落发生不同程度的逆向演替,中等强度的4区轮牧方式为研究区最优的放牧模式,它一方面减缓了群落界面上的资源竞争,另一方面促进了本氏针茅群落的顺行演替。以上结果表明,合理地调控人类放牧制度能够促进草地生态系统功能,从而起到恢复和保护草原的作用。