毛乌素沙地南缘柠条固沙恢复区植物多样性及生物量对水氮添加的响应

为研究大气氮沉降和降水变化对毛乌素沙地南缘柠条(Caragana korshinskii)固沙恢复区草本植物多样性及地上生物量的影响,采用随机区组设计,设置不增水(W₀)、增水量分别为年均降水量的 33%(W₁)、66%(W₂)和 100%(W₃)4 个水分添加处理,及 4 个氮添加处理,分别为添加纯氮含量为 0 (N₀)、5(N₅)、10(N₁₀)、20(N₂₀) g/(m² ·a)的(NH₄)₂SO₄,共 16 个处理组合,计 4 个区组,进行水氮添加试验。结果表明：1)水氮添加对植物群落组成、重要值产生显著影响(P＜0. 05),一、二年生植物比多年生植物对增水和施氮的反应更敏感,但半灌木、小半灌木所受影响最小;2)水分处理对植物群落物种丰富度和多样性指数有显著影响(P＜0. 05),二者都随水分添加呈先增加后减小的趋势,在添加量为 W1处理时达到水分阙值;3)氮素处理显著影响物种丰富度、优势度指数和多样性指数(P＜0. 01),研究发现增水在一定程度上会抵消氮沉降增加对植物物种多样性的负面影响,进而改变植物群落组成与结构;4)水氮耦合处理对植物群落盖度和群落地上生物量有显著影响(P＜0. 05);5)植物群落地上生物量与 Shannon-Wienner 多样性指数呈正相关,与物种丰富度、Simpson 优势度指数和 Pielou 均匀度指数呈负相关关系。主成分分析表明,W₃-N₁₀水氮添加方案对柠条固沙恢复区的草本植被生产力恢复效果最好,而 W₁-N₅水氮添加方案对该区草本植物群落多样性恢复效果最好。     

阿巴嘎旗典型草原植物物种多样性与地上生物量的关系

植物物种多样性与地上生物量的关系是近年来生态学的研究热点和前沿问题。通过在内蒙古阿巴嘎旗典型草原[针茅(Stipa capillata)+光穗冰草(Agropyron cristatum)群丛、针茅+赖草(Leymus secalinus)群丛、针茅+多根葱(Allium polyrhizum)群丛和赖草-木地肤(Prostrate summer-cypress)群丛]开展植被特征调查,旨在进一步探讨研究区域草原群落植物物种多样性与地上生物量的关系。结果表明:在该研究区域中,地上总生物量高低表现为针茅+多根葱群丛针茅+赖草群丛赖草-木地肤群丛针茅+光穗冰草群丛;凋落物量高低表现为针茅+赖草群丛针茅+多根葱群丛针茅+光穗冰草群丛赖草-木地肤群丛;草原群落生活型以多年生草本为主,其地上生物量在4个群丛间差异显著(P0.05),且在同一群丛中显著(P0.05)高于其他生活型;草原群落功能群以禾本科为主,其地上生物量在4个群丛间差异显著(P0.05),且在同一群丛中显著(P0.05)高于其他功能群;物种丰富度及群落多样性指数与草原群落地上生物量、凋落物量、生活型中绝对优势生物量和功能群中各生物量均呈显著(P0.05)的负二次函数关系。     

不同干扰对典型草原群落物种多样性和生物量的影响

采用样方法对内蒙古典型草原区围封27年(E27)、7年(E7)、1年割1次(M)和中度放牧(G)样地的群落物种多样性、群落高度、群落密度、地上生物量进行实地调查分析,以研究不同干扰对典型草原群落物种多样性和生物量的影响。结果表明,围封27年和中度放牧样地的丰富度指数、多样性指数、均匀度指数仍显著高于围封7年和1年割1次样地,但围封27年样地与中度放牧样地之间无显著差异,围封27年和中度放牧相对于围封7年和1年割1次可以维持群落物种多样性;1年割1次和中度放牧样地退化指示植物糙隐子草重要值显著高于围封样地,草原群落呈退化趋势;围封7年样地的地上现存量为454.06 g/m2,显著高于其他样地。说明围封7年可显著提高草原生产力,但围封时间过长将不利于其维持较高的生产力。     

锡林郭勒不同草原类型群落生物量及多样性研究

物种多样性和生物量是表征草地生态系统数量特征的两个重要指标,深入探讨物种多样性和生物量的变化,为草原生态系统的物种保护和生产力维持提供理论依据.本文以锡林郭勒草原为研究对象,利用样方法对草甸草原、典型草原和荒漠草原三种草原类型的植被特征进行调查,分析不同草原类型植被的地上生物量和物种多样性变化及二者与环境因子之间的关联...     

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。     

受损矿区草原群落物种多样性和地上生物量对覆土厚度的响应

为修复库尔木图矿区受损草原植被群落,对矿区受损草原实施覆土0,10,14和18 cm恢复措施,实地调查分析群落盖度、高度、地上生物量和物种多样性,以研究不同覆土厚度对矿区受损草原群落物种多样性和生物量的影响。结果表明,1)覆土厚度在14和18 cm时,矿区草地植物种类和数量频度最多,物种组成最为丰富,且随着覆土厚度的增加,草地植物群落的盖度、高度和地上生物量呈逐渐增加趋势,但覆土14和18 cm草地的植物高度、盖度和地上生物量差异不显著。2)在4种覆土厚度样地中,覆土14 cm草地的物种丰富度指数和多样性指数均最高,均匀度指数最低,具体表现为:群落均匀度指数(J_sw和Ea)排列顺序为覆土0 cm>覆土18 cm>覆土10 cm>覆土14 cm,群落丰富度指数(R和Ma) 为覆土14 cm>覆土10 cm>覆土18 cm>覆土0 cm,群落多样性指数(D和H')为覆土14 cm>覆土18 cm>覆土10 cm>覆土0 cm。3)不同覆土厚度样地群落生产力与Shannon-Wiener和Simpson多样性指数之间呈弱正相关关系。因此,综合考虑该地区恢复受损草原的经济投入和所产生的生态效益,进行草原植被生态恢复的适宜覆土厚度为14 cm。     

有机肥对羊草草原植物群落物种多样性和生物量的影响

本研究以呼伦贝尔天然羊草草原退化打草场为研究对象,分析蚯蚓粪和菌渣有机肥对退化草地的响应机制,研究不同处理对草原植物群落特征、生物量和物种多样性的影响。试验采用单因素随机区组设计,设置对照,蚯蚓粪45 t·hm^-2,30 t·hm^-2,15 t·hm^-2,菌渣45 t·hm^-2,30 t·hm^-2,15 t·hm^-2共7个处理。结果表明：施用菌渣和蚯蚓粪45 t·hm^-2时地上生物量和群落盖度较对照显著提高（P<0.05）,草原植物群落特征和物种多样性明显增加。有机肥对天然草地的恢复有一定促进作用,对羊草草原植物群落物种多样性和地上生物量有显著影响,其中菌渣和蚯蚓粪45 t·hm^-2施肥量时改良效果较好。     

蜥蜴对内蒙古典型草原群落多样性和地上生物量的影响

为研究蜥蜴(Phrynocephalus frontalis)活动对内蒙古典型草原群落多样性、地上生物量、群落结构、生活型组成以及优势种生物量的影响,于2012年6月和8月在内蒙古毛登牧场围封草场内布设有蜥蜴样地和对照样地,进行样方调查和生物量取样.结果表明:与对照样地相比,蜥蜴样地6月的Shannon-Wiener指数和均匀度显著降低,8月Shannon-Wiener指数、均匀度和物种丰富度均显著低于对照样地;蜥蜴样地的群落生物量在6月和8月分别比对照样地高68.85和111 g·m^-2;在功能群水平,蜥蜴样地一年生植物和多年生禾草的生物量比例比对照样地增加了19.1%和11.0%,而多年生杂类草生物量比例降低了19.8%;在物种水平,蜥蜴样地羊草(Leymus chinensis)生物量的比例在生长季节初期达到了75.0%.可见在内蒙古典型草原,蜥蜴干扰可使一年生植物和多年生禾草的生物量比例增加,而使多年生杂类草的物种数和生物量比例显著降低;蜥蜴干扰显著促进了羊草的生长;同时会降低群落的物种多样性,提高地上生物量.     

不同人工草地对青藏高原温性草原群落生物量组成及物种多样性的影响

青藏高原天然草地生产力较低,草畜矛盾长期尖锐。人工草地逐渐在该区域发展,但不同种植模式人工草地的影响和应用适宜性尚未得到准确的量化评估。以青海省天然草地(NP)为对照,选取相互毗邻的3种不同人工草地:单播垂穗披碱草人工草地(A₁)、单播燕麦人工草地(A₂)和混播燕麦、青稞和油菜的人工草地(A₃)设置实验样地,通过群落调查、刈割称重、根钻采样等方法,测定分析4种群落物种组成、生物量及物种多样性,探讨燕麦和垂穗披碱草两种牧草及单播和混播两种种植方式的差异性影响。结果表明:3种不同人工草地均显著减少有毒植物生物量(P<0.05),显著提高优质牧草占比(P<0.05),改善牧草质量。A₂地上生物量最高(1263.21 g·m^-2),为NP的9.77倍,显著高于其他3种草地(P<0.05)。本研究草地地下生物量占比高(73.22%~95.79%),3种人工种草对地下生物量改变不显著,对总生物量的影响也不显著。A₂、A₃的物种组成与NP迥异,A₂的Pielou均匀度指数显著低于NP和A₃(P<0.05),A₃的Shannon-Wiener指数显著低于NP(P<0.05);而A₁的Gleason指数、Shannon-Wiener指数和Pielou均匀度指数均较高,与NP差异不显著。基于结果,认为相比于天然草地,单播燕麦人工草地可以获得更高的地上生物量,但强烈改变群落物种组成,降低群落物种多样性;而种植垂穗披碱草地上生物量增幅不显著,但其群落物种多样性、均匀度均较高,有利于群落在不利条件下维持相对稳定的生产力。     

基于物种周转揭示放牧对荒漠草原植物多样性的影响

放牧引起草原生态系统物种更替,进而调控群落植物多样性。然而,放牧过程中物种更替与植物多样性改变间具有怎样的联系,目前缺乏系统的研究。本试验在内蒙古荒漠草原放牧实验平台进行,对群落植物多样性进行了调查。研究发现：随放牧强度的增加,群落物种总数下降了28%～52%且物种组成发生了明显的分异;随放牧强度的增加,群落科的数目和多年生杂类草的物种数逐渐减少,一年生植物的物种数增加,同时群落Simpson指数和Shannon-Weiner指数等显著降低(P<0.05);随放牧强度的增加,物种损失率和周转率显著提高(P<0.05),但物种获得率无显著变化;放牧荒漠草原物种损失率和周转率与植物多样性指数间呈显著负相关关系(P<0.05)。本研究从物种周转的角度揭示了放牧荒漠草原植物多样性降低的驱动机制,为优化荒漠草原管理和利用提供科学支撑。     

黄土区封育和放牧草地物种多样性和地上生物量对氮素添加的响应

氮素添加对草地生态系统地上生物量具有普遍促进作用,但对解释引起物种多样性丧失的机制仍存在较大争议。本研究以黄土高原半干旱区长期封育和连续放牧草地为对象,通过设置不同氮素添加水平来探索两种典型的草地管理方式下群落地上生物量、物种多样性、群落组分结构对氮素添加的响应及其异同以及物种多样性与地上生物量的关系,并研究这些响应的潜在生态学机制。结果显示,1)氮素添加显著提高长期封育草地地上生物量的同时降低了物种多样性;放牧草地群落地上生物量、物种多样性对氮素添加的响应与封育草地相同,但其响应程度均小于封育施肥草地;2)草地群落物种多样性随地表凋落物生物量增加而降低,随植被透光率增加而升高; 3)封育施肥草地Shannon-Wiener多样性指数与地上生物量存在显著线性负相关关系,而放牧施肥草地的物种多样性与地上生物量不存在显著的相关关系。以上结果表明放牧能够减缓施肥对物种多样性的负效应,在轻微降低物种多样性的前提下显著提高群落地上生物量,是一种合理的草地管理方式。     

草原蝗虫为害对高寒草原生物量影响的研究

试验以2004年为对照处理,发生蝗虫为害的2005、为害后的2006、2007年为试验处理,测定草原蝗虫为害对高寒草原生物量的影响。试验结果为:狭翅雏蝗(Chorthippus dubius)、白纹雏蝗(Chorthippus albonemus)、小翅雏蝗(Chorthippus fallax)等蝗虫对高寒草原植被生物量有严重影响,为害后的3年中,生物量总体降低;蝗虫为害当年,生物量减少125.67 g/m2,减少量占正常年份的33.87%,蝗害后第2年,生物量减少199.83 g/m2,减少量占正常年份的53.86%,蝗害后第3年,生物量有所增加,但与蝗害前相比仍有下降,生物量减少100.33 g/m2,减少量占正常年份的27.04%;禾本科受蝗虫为害影响最严重,与受害前比较,差异达1%水准;毒杂草生物量稍有上升,到2007年时达最高,分别增加12,9 g/m2,比蝗虫为害前增加了47.37%1、3.92%,但差异不显著。     

短期封育对蒿类荒漠草地现存生物量及植物群落多样性的影响

为明确荒漠草地植物群落特征对短期封育的适应情况,采用成对试验设计,研究短期封育对天山北坡不同区域蒿类荒漠草地地上活体生物量、凋落物生物量、地下生物量及其植物群落多样性的影响。结果表明：封育后新源、玛纳斯、呼图壁、奇台等地的蒿类荒漠草地地上活体生物量较放牧区（CK）分别显著增加98.91%、65.99%、246.66%、91.91%,而博乐的变化不显著。封育后半灌木地上活体生物量较CK显著提高65.56%~265.47%,而多年生草本、一年生草本类因所处样地差异而有所不同。封育促进蒿类荒漠草地地下生物量的积累,仅博乐、呼图壁样地较CK显著增加65.16%~151.89%,且主要集中在0~5 cm,但封育对所有样地凋落物生物量的积累影响不显著。封育后博乐样地Shannon-Wiener指数、Simpson指数、Pielou指数较CK分别显著增加15.12%、14.88%、11.54%;新源样地Patrick指数、Shannon-Wiener指数、Simpson指数、Pielou指数较CK分别显著降低62.12%、64.54%、58.02%、34.81%;玛纳斯样地的Patrick指数较CK显著降低32.48%,而Pielou指数较CK显著增加21.90%;呼图壁样地的Shannon-Wiener指数、Simpson指数较CK分别显著降低73.21%、68.69%;而奇台样地的群落多样性没有显著影响。总体看,短期封育利于退化蒿类荒漠草地生物量的积累,而对植物群落多样性的影响因地区不同而不同。     

亚高寒草甸物种内稳性与 生物量变化模式

植物的内稳性与其在群落中的生态策略和适应性密切相关,然而从物种或功能群水平探讨内稳性与其竞争力关系的研究非常有限。本研究以青藏高原亚高寒草甸为例,通过N添加、P添加及N-P共添加的方式,选取4个功能群的10个物种,探讨养分添加下生物量变化规律及物种内稳性差异。结果显示,N添加及N-P共添加促进生物量的积累,而P添加抑制群落生物量的积累,说明该地区主要限制类型为N限制;N添加、P添加及N-P共添加均促进禾本科植物生物量的积累,而降低豆科及杂类草植物的生物量,其中仅N添加增加莎草科植物的生物量;P添加下,禾本科植物P内稳性强于其他物种,P内稳性可能在禾本科植物的竞争力上起到重要作用;其他处理及N、N∶P比未表现出一般性规律。因此,养分添加条件下,内稳性差异在高寒草甸物种竞争中可能并非主导因素。     

青藏高原高山草甸群落生物量及多样性对氮素添加的响应

为了探测大气氮沉降对高山草甸的影响,设置对照(N_0)、低氮14.3g·m~(-2)(N_5)、中氮28.6g·m~(-2)(N_(10))和高氮57.1g·m~(-2)(N_(20))4个氮素(NH_4NO_3)添加水平,连续3年对青藏高原东部的高山草甸群落进行施氮处理,测定各添加水平下群落生物量及物种多样性的变化。结果表明,随着氮素添加量的增加,地上生物量逐渐增加,在N_(20)达到最大,且地上生物量在空间格局上呈现向上转移的趋势;随氮素的增加,地下生物量先增大后减小,在N_(10)最大,且有向浅层表土(0-10cm深度)转移的趋势。各功能群中,禾草类植物的地上生物量从N_0到N_(20)逐渐增加,在N_(20)达到最大,其在地上总生物量中所占的比例也在N_(20)达到最大。另外,随着施氮量的增加,植物物种多样性呈现出逐渐降低的趋势。可以看出,氮素添加对高山草甸群落的结构有着明显的影响。     

围封年限对内蒙古羊草-针茅典型草原植物功能群及其多样性的影响

以内蒙古锡林郭勒盟白音锡勒牧场境内的中国科学院内蒙古草原生态系统定位站羊草样地为研究对象,选取2004年,1999年和1979年围封羊草样地,分种记录生物量、盖度、密度、株高等相关指标,研究不同围封年限条件下草原群落的物种组成、生物多样性及群落的功能群特征。结果表明,随着围封年限的增加,植物功能群结构及其多样性发生了变化,且最终趋于稳定。1999和1979年围封与2004年围封相比,多年生禾草和灌木、半灌木累积优势度显著降低(P＜0.05),多年生杂类草累积优势度出现不同程度升高;1999年和1979年围封条件下香农-韦弗指数显著高于2004年,1999年和1979年之间没有显著差异(P＞0.05);丰富度指数和均匀度指数2004年围封条件下显著高于1999年和1979年围封条件,1999年和1979年之间没有显著差异(P＞0.05);1999年和1979年围封条件下总生物量、多年生杂类草生物量、多年生禾草生物量及灌木和半灌木生物量均比2004年增加,其中总生物量及灌木和半灌木生物量显著高于2004年围封,1979年围封条件下灌木和半灌木生物量显著高于1999年围封,1999年和1979年围封条件下总生物量之间没有显著差异(P＞0.05),杂类草生物量1999年,1979年和2004年围封之间均表现出显著差异(P＜0.05),顺序为1979年＞1999年＞2004年。综上所述,长期围封促使草场灌丛化,降低草地利用价值,导致草地出现退化。     

封育对荒漠草原植物群落组成和物种多样性的影响

以盐池县退化荒漠草原为研究对象,采用空间序列代替时间序列的方法,对未围封和围封不同年限的草地植物群落组成和物种多样性变化进行了研究。结果表明,退化草地实施围栏封育后,多年生草本植物的优势地位逐渐增加,一年生草本植物和半灌木的优势地位逐渐降低。群落物种各种多样性指数随围封年限的增加,呈先降低后升高的趋势,围封5年时多样性指数最低。     

复合微生物肥料对羊草草原植物群落物种多样性和生物量的影响

为了解草原植物群落物种多样性和植物地上生物量对施加复合微生物肥料的响应,在内蒙古呼伦贝尔羊草草原,分别设置对照(CK)、单施腐殖酸复合微生物肥料(F)、蜜糖发酵复合微生物肥料(T)、海藻酸复合微生物肥料(H)、3种复合微生物肥料混合施入(F+T+H)、腐殖酸加菌剂复合微生物肥料(F+J)和海藻酸加菌剂复合微生物肥料(H+J)7个处理,研究复合微生物肥料对草原群落植物物种多样性和植物地上生物量的影响。结果表明:(1)与对照组相比,2014-2016年施加F、H植物群落特征无明显变化,施加F+T+H植物群落密度分别增加了26.72%、17.94%、34.64%,地上生物量分别增加了7.18%、49.97%、47.64%,其他施肥处理群落特征各年变化不同;(2)2014-2016年施加F植物群落主要物种的重要值无明显变化,施加 T、H、F+T+H、H+J禾本科、豆科植物重要值增加,根茎型禾草(羊草等)对复合微生物肥料添加的响应显著高于丛生型禾草和莲座型菊科植物等草类;(3)2014-2016年施加F, Margalef指数分别比对照组减小了16.40%、5.22%、37.22%,施加H各指数无明显变化,施加F+T+H, Margalef指数、Shannon-Wiener指数、Pielou指数均增加;2014和2015年施加H+J 的Pielou指数分别比对照组增高了7.62%、8.70%。上述结果说明,施加复合微生物肥料对羊草草原植物群落物种多样性和植物地上生物量有显著的影响,其中F+T+H植物群落物种多样性和植物地上生物量显著增加,此外还应充分考虑施肥年降水量,从而实现对草地资源的合理修复。     

氮素和水分添加对荒漠草原短花针茅氮磷特征的影响

植物氮(N),磷(P)含量特征为研究植物的养分利用状况提供了重要的手段.为判断草地生态系统植被限制性元素及对环境的适应策略,在短花针茅荒漠草原的自由放牧区进行了N和水分添加试验,研究在N和水分添加条件下优势植物短花针茅叶的N,P含量及其化学计量特征.通过对N添加,水添加和N水同时添加3个处理的测定表明,短花针茅通过提高叶N含量来增强对贫瘠生境的适应能力.N和水分是影响短花针茅N吸收的限制因子.短花针茅叶N,P含量及N:P对N添加和水添加的响应在成熟期较枯萎期敏感;N对成熟期叶的N,P含量,N:P以及枯萎期的N:P有显著影响,而水分仅对成熟期叶的N,P含量有影响.