中国典型草原区气候变化及其对生产力的影响

根据中国科学院内蒙古草原生态系统定位研究站（IMGERS）近20年的观测资料，利用Holdridge生命地带系统的气候指标：生物温度，降水，可能蒸散和可能蒸散率以及任继周等提出的草原综合顺序分类法的气候指标：＞0℃积温，降水，湿润度，研究我国典型草原区的气候变化及其对净第一性生产力的影响。研究表明，近20年以来，中国科学院内蒙古草原生态系统定位研究所在地区有变暖的,冬季增温尤为明显。根据模型计算的净第一性生产力与羊草样地实测的地上生物量值自1993年以后有明显的下降趋势。冬季增温使该地区春季干旱进一步加剧，并使典型草原的生产力下降。     

内蒙古典型草原植被和土壤特性对放牧强度的响应

在内蒙古温带典型草原放牧控制试验样地,测定不同放牧强度下土壤总有机碳(TSOC)和活性有机碳组分的含量及植物生物量、土壤理化特性.研究结果表明:(1)随放牧强度的增大,地上生物量以及凋落物量逐渐减少,但中度放牧条件下土壤表层根系生物量有所增加,根系生物量会随放牧强度增大而降低.(2)重度放牧导致土壤容重增大,而中度放牧...     

典型草原啮齿动物群落对不同放牧干扰的响应

2014~2018年,在锡林郭勒盟东乌珠穆沁旗典型草原区,选定试验区采用完全随机区组设计3个处理,即过度放牧(OG)、季节轮牧(QG)和禁牧(GE,对照样区),对不同草地利用方式人为干扰下啮齿动物群落的演替和优势种群动态进行研究。结果表明,典型草原不同草地利用方式人为干扰下出现了啮齿动物群落在不同年度的动态演替,表现为群落组成、结构明显改变和优势种替代,共同特点是典型草原不同利用方式草地经过4~5年,啮齿动物群落的优势种均被布氏田鼠替代。     

典型草原种群特征对放牧制度的响应

采用放牧形式研究典型草原不同放牧制度群落动态变化规律.结果表明,牧草生长季前期干旱年份(2001年),划区轮牧区月现存量、生长量、生产力都显著高于自由放牧区(P＜0.05),而在降雨充沛的年份(2002年),两放牧处理无显著差异(P＞0.05);划区轮牧区的优势种的密度、高度、盖度以及重要值在两年均高于自由放牧区(P＜0.05).     

温带典型草原土壤理化性质及微生物量对放牧强度的响应

为了研究不同放牧强度对草地土壤理化性质及微生物量的影响,本文以内蒙古温带典型草原为研究对象,设置了4个放牧梯度：对照（围封）、28只羊每月放牧3天（轻度）、6天（中牧）、12天（重牧）,采用控制实验分析了不同放牧处理下草原土壤理化性质和土壤微生物量之间的相关关系。结果表明：放牧强度和土壤深度均对土壤pH值、硝态氮和速效磷含量产生极显著影响（P<0.01）,土壤总氮和总有机碳含量受放牧强度极显著影响（P<0.01）,轻牧处理含量显著高于其他处理样地。土壤微生物量碳、磷含量受放牧强度影响显著（P<0.05）。因子分析及相关分析结果表明,土壤MBP含量与土壤因子F1（TN,AN,NO₃^--N,TOC,AP,NH₄⁺-N）极显著正相关（P<0.01）,土壤MBN含量与土壤因子F1显著正相关（P<0.05）,说明MBN和MBP与土壤理化指标之间具有统一性,微生物量氮、磷可以灵敏地反映出放牧强度变化下的土壤理化性质和微生物生物量的变化。     

放牧强度对典型草原6个物种生物量分配格局的影响

本研究选取河北坝上地区为研究区域,以不同放牧强度样地的群落优势种或亚优势种（马蔺（Iris lactea）、线叶蒿（Artemisia subulata）、糙隐子草（Cleistogenes squarrosa）、二裂委陵菜（Potentilla bifurca）、华北米蒿（A.giraldii）和羊草（Leymus chinensis））为研究对象,分析放牧强度对6个物种生物量分配格局的影响。结果表明：随放牧强度的增加,6个物种的单株总生物量和单株地上生物量均显著降低,单株地下生物量随放牧强度呈现不同的规律;与对照相比,重度放牧显著提高了糙隐子草的单株地下生物量,中度放牧则显著提高了二裂委陵菜的单株地下生物量;根冠比随放牧强度显著增加,且不同物种之间也呈现显著差异;羊草在群落中的重要值与根冠比呈显著负相关,其他5个物种的根冠比与其重要值呈显著正相关。本研究证实物种会通过调整其生物量分配格局来适应放牧干扰,研究结果有助于深入理解放牧退化草原群落物种组成的形成机制。     

内蒙古典型草原区土壤理化性质对不同利用方式的响应

草原土壤理化性质对草原生物多样性、畜牧业发展有重要影响。选取内蒙古锡林郭勒盟西乌珠穆沁旗天然牧场下不同利用方式的典型草原区为研究对象,运用土壤质量指数（SQI）对土壤理化性质与利用方式之间关系进行综合研究。结果表明：土壤有机质和速效氮含量随土层加深呈现先增加后减少的趋势,0～10 cm表层土壤含量显著高于其他土层,20～30 cm土层夏季草场有机质含量低于刈割草场（P<0.05）,土壤速效磷,速效钾随土层呈现减少趋势且土层间差异显著（P<0.05）,冬季草场0～5 cm速效磷显著高于其他利用方式（P<0.05）,冬季草场速效钾含量高于低于其他利用方式（P<0.05）,其余土层速效磷在利用方式间、冬季草场在土层间不显著;冬季草场土壤pH值显著高于其他利用方式（P<0.05）,土层间pH值差异不显著,冬季草场表层土壤含水量极显著低于其他利用方式（P<0.01）。冬季草场SQI在0～5,10～20、20～30 cm三个土层上显著高于其他草场（P<0.01）,5～10 cm刈割草场土壤质量指数最高（0.914）,且显著高于其他利用方式（P<0.0...     

放牧对温带典型草原植物物种多样性及土壤养分的影响

为探讨放牧强度对植物多样性及土壤养分的影响,本文以内蒙古温带典型草原毛登牧场为研究对象,选取围封、中度放牧、重度放牧3个放牧强度的试验样地,运用方差分析法研究不同放牧强度下植物多样性和土壤养分含量的差异性,采用典范对应分析揭示植物多样性与土壤养分间的关系。结果表明,植物群落物种组成受放牧强度影响变化显著,部分优势种重要值降低;放牧强度增大对植物群落多样性指数影响不显著,围封样地植物群落Pielou均匀度指数显著大于中度放牧、重度放牧样地（P<0.05）;围封样地土壤全钾（0~20 cm）、土壤有机质（0~40 cm）含量显著（P<0.05）大于中度放牧、重度放牧样地,硝态氮、铵态氮、全磷含量在不同强度放牧样地间差异不显著。典范对应分析结果表明,放牧干扰下温带典型草原多年生禾本科草本植物多样性与全钾、土壤有机质、铵态氮含量呈正相关,多年生非禾本科草本植物多样性与硝态氮、全磷含量呈正相关。     

放牧强度对荒漠草原土壤物理性质及其侵蚀产沙的影响

针对荒漠草原退化已经由植被退化演变到土壤退化的特征,采用野外调查取样和人工模拟降雨相结合的研究方法,探讨不同放牧强度下荒漠草原的土壤紧实度、容重、总孔隙度、水分及其侵蚀量的变化情况,研究结果表明:(1)不同放牧强度下0~10cm土层土壤紧实度受放牧的影响差异显著,且随放牧强度加重而呈明显的增加趋势,对深层土壤的影响有限;(2)0~10cm土层土壤容重差异性显著,且随放牧强度的增加而不断增大,与对照未放牧草地相比,不同放牧强度草地土壤容重增加幅度为5.1%~11.7%;(3)放牧强度对0~20cm深度的土壤含水量影响显著,放牧强度越大,土壤含水量越小,与对照未放牧草地相比,不同放牧强度草地土壤含水量降低12.5%~35.4%;(4)雨强一定时,坡度与放牧强度越大,其土壤侵蚀量明显增加,雨强、坡度条件相同情况下,重度放牧的土壤侵蚀量可达到对照样地4.9~13.6倍;(5)土壤容重与土壤紧实度、土壤总孔隙度之间存在显著正相关,土壤紧实度与不同坡度、降雨、放牧强度的土壤侵蚀量均存在显著正相关,且均为幂函数关系。     

北方农牧交错带典型草地土壤呼吸及其组分对刈割强度的响应

为探究草地土壤呼吸及其组分对不同刈割强度的响应,本试验以山西省右玉县农牧交错带典型草地生态系统为研究对象,于2016年按照留茬高度设置4个刈割强度（不刈割、轻度刈割（留茬10 cm）、中度刈割（留茬5 cm）和重度刈割（留茬2 cm））,用浅环和深环区分草地土壤的总呼吸和异养呼吸,分别在2017和2018年的5—9月利用Li-840静态箱法测定土壤呼吸速率。研究结果表明：土壤呼吸及其组分的速率受土壤温度的调控表现出明显的季节动态,峰值均出现在8月初;刈割主要通过影响土壤异养呼吸对土壤总呼吸产生影响;轻度刈割有降低土壤呼吸及其组分速率的趋势,在中度刈割下,土壤异养呼吸速率有增加趋势,而土壤自养呼吸速率有降低的趋势,土壤总呼吸速率没有明显变化,在重度刈割下,土壤总呼吸和异养呼吸的速率均有增加的趋势,而土壤自养呼吸的速率呈降低趋势。因此,中度刈割对土壤CO₂的排放影响较小,建议中国北方农牧交错带典型草地割草利用留茬5 cm。     

放牧、水分和氮素对内蒙古草原土壤团聚体的影响

本研究以内蒙古草原为期十年的长期定位试验地为平台,分别在中度和过度放牧样地添加水分和氮素,研究放牧强度、水分和氮素三因子及其交互作用对土壤团聚体构成比例及稳定性的影响.结果表明:随放牧强度增加,土壤大团聚体含量减少,微团聚体含量增加,团聚体平均重量直径和几何平均直径显著减小,土壤有机碳和全氮含量显著下降;长期水分添加显...     

不同干扰对黄土高原典型草原土壤有机碳的影响

以黄土高原典型草原为对象,研究了封育+施肥、封育+火烧、封育和放牧4种干扰类型对土壤有机碳含量和有机碳密度的影响。结果表明:黄土高原典型草原不同干扰类型下土壤有机碳含量和有机碳密度都随土层深度的增加而减少,且干扰类型不同其减少程度不同;不同干扰类型对土壤有机碳含量影响不同。封育+施肥地在0~50 cm各土层有机碳含量均显著高于其他3个干扰类型,变化范围为24.08~34.99 g·kg^-1;其次为封育+火烧地,变化范围为19.59~32.05 g·kg^-1;在0~40 cm各土层,放牧地有机碳含量均最低,为19.07~25.37 g·kg^-1。不同干扰类型对有机碳密度的影响与对有机碳含量的影响基本相似。不同干扰对土壤有机碳的影响主要表现在0~20 cm土壤表层;在0~50 cm土层,4种干扰类型土壤有机碳密度大小依次为:封育+施肥>封育+火烧>封育>放牧,分别为14.51, 13.86, 12.27和11.85 kg·m^-2。综上所述,人为干扰对典型草原土壤有机碳含量和有机碳密度具有明显影响;放牧导致土壤碳密度显著下降,而施肥和封育可以提高土壤碳密度。     

氮素添加对黄土高原典型草原土壤氮矿化的影响

为了解氮沉降对黄土高原典型草原土壤氮矿化的影响,通过人工氮肥添加模拟试验,采用埋置PVC 管的树脂芯方法原位测定了土壤氮素净氨化、净硝化和净矿化量的季节变化规律,探讨了氮素添加初期对氮矿化/固持贡献量和硝态氮淋溶损失量的影响。结果表明：黄土高原典型草原土壤氮矿化以硝化作用为主,夏季净硝化速率显著高于秋季。氮添加初期改变了半干旱草地氮矿化的季节模式,夏季表现为氮固持,秋季表现为氮矿化,并增加了氮矿化/固持的变异度,氮添加和季节因素对土壤氮矿化/固持有显著的交互作用。氮添加初期高氮添加未抑制氮的矿化过程。夏秋2季树脂硝态氮的含量随模拟氮沉降强度增加而显著增加,但硝态氮淋失量小,仅占施氮量的1.72%～4.74%。     

准噶尔盆地荒漠灌丛草地土壤呼吸变化及其对土壤温、湿度的响应

本研究利用Li-8100开路式土壤通量测量系统对新疆准噶尔盆地古尔班通古特沙漠南缘荒漠灌丛草地生长季土壤呼吸速率进行了观测,分析了该地土壤呼吸特征及其与土壤温、湿度的关系。研究表明各层土壤温、湿度随着季节表现出明显的周期性变化特征,不同深度土壤温、湿度垂直梯度明显。荒漠灌丛草地土壤呼吸白天呈"双峰型"曲线;生长季土壤呼吸速率白天高于夜晚,草地土壤呼吸速率约为裸地的4倍;裸地夜间土壤表现为碳吸收过程。白天土壤呼吸速率与土壤温、湿度呈负相关关系,夜间为正相关关系;生长季白天土壤水分条件对土壤呼吸速率的影响更大,而夜间土壤温、湿度对土壤呼吸过程的影响均小于白天。该研究为明确干旱区碳收支过程提供一定的理论依据。     

格姆滩“黑土滩”退化草地植物量和土壤水分研究

通过对格姆滩“黑土滩”退化草地和中度退化草地植物量和土壤水分的研究,结果表明：“黑土滩”退化草地植物群落以阏叶型杂类草为主,中度退化草地以莎草科为主。地上总植物量“黑土滩”退化草地〉中度退化草地。0—30cm地下总植物量“黑土滩”退化草地〈中度退化草地。两样地0～20cm土层土壤含水量变化趋势总体上为先增高,后降低。各个时期土壤各层及平均含水量均为中度退化草地〉“黑土滩”退化草地。0—20cm土壤水分垂直变化“黑土滩”退化草地总体上随土层深度的增加而增大,中度退化草地随土层深度的增加而减小。     

格姆滩黑土滩人工草地土壤水分动态研究

通过对青海草地早熟禾人工草地和“黑土滩”退化草地土壤水分动态的研究,结果表明：两样地0—20cm土层土壤含水量变化趋势均为先增高,后降低,人工草地7月下旬土壤含水量达到最高值,“黑土滩”退化草地8月下旬达到最高值;各个时期土壤平均含水量人工草地总体上高于“黑土滩”退化草地;各时期0－20cm土壤水分垂直变化,人工草地随土层深度的增加而减小,“黑土滩”退化草地总体上随土层深度的增加而增大。     

短期放牧强度对半干旱草地植物群落多样性和生产力的影响

本文以晋北农牧交错带半干旱草地生态系统为研究对象,于2016年设置不放牧、轻度、中度和重度放牧4个不同放牧强度试验,研究短期放牧强度下羊对草地植物群落多样性与生产力的影响,以确定最佳放牧强度。研究结果表明,植物群落多度随放牧强度增加呈先升后降趋势,高度与盖度则随放牧强度的增加逐渐降低;物种多样性在中度放牧最高,重度放牧时最低;植物地上生物量随放牧强度增加呈抛物线形式变化,中度放牧时最高,分别为757.04 g·m^-2和398.37 g·m^-2,植物地下生物量随放牧强度增加逐渐降低;草地土壤容重随放牧强度的增加逐渐增大。短期放牧下中度放牧的植物群落多度、物种多样性与地上生物量最高,轻度放牧植物群落高度、盖度和地下生物量最高,重度放牧的物种多样性与生产力较低,因此适度放牧有利于保持草地植物群落稳定。