综合系统评价视角下的草畜平衡机制刍议

由于超载过牧以及草地自身对外界环境变化的敏感性,导致中国出现大面积退化草地。究其驱动力因子,草-畜之间的平衡关系首当其要,在可持续发展前提下,仅仅根据牧草生产力架构下的草畜平衡关系管理放牧系统是不准确,也是不全面的,科学的低排放放牧系统还需要兼顾"地下生物量"和"土壤侵蚀"状况。为此本文提出:适宜的放牧率=min(理论载畜量,以地下生物量最大化为准则确定的适宜放牧率,以土壤侵蚀最小化为目标确定的最适放牧率),在环县典型草原的研究实践表明在牧草生长期降水量为224.9mm时,最适宜的放牧强度为3.8羊单位/hm²。     

阿尔泰山山地草原产草量和羊体增重对不同放牧强度的响应

为了研究不同放牧强度对草地地上生物量以及羊体增重的影响,试验以阿尔泰山山地草原为研究对象,通过布设围栏放牧试验设置4个放牧样地和1个对照样地,研究不同放牧强度对草地地上生物量以及羊体增重的影响。结果表明:阿尔泰山山地草原是以阿尔泰蓍(Achillea ledebouri)、石竹叶苔草(Carex caryophyllea)和瑞士羊茅(Festuca valesiaca)为优势种的高山草地;山地草原地上生物量较高,对照样地8月份地上生物量达到1 745.28 kg/hm2;放牧利用对草地地上生物量和羊体增重有较大影响,高强度放牧显著降低草地地上生物量和羊体增重效果;从提高畜牧业经济效益角度综合考虑地上生物量和羊体增重指标,放牧强度为4~6只/hm2较为适宜。     

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。     

放牧强度对内蒙古典型草原群落结构和家畜生产性能的影响

认识放牧对草地植物群落结构和家畜生产性能的影响是修复放牧退化草地和制定可持续放牧体系的理论基础。本研究在内蒙古锡林郭勒典型草原开展了基于草地放牧留茬高度的适应性放牧实验,连续4年监测了无牧(NG)、轻牧(LG)、中牧(MG)和重牧(HG)条件下草地植物群落的变化和家畜生产性能,分析其对放牧强度的响应。结果表明：与NG相比,HG显著降低了优势种的相对生物量,提高了伴生种的相对生物量(P<0.05);LG和MG处理下主要提高了优势种的生产力,而在HG处理主要提高了伴生种的生产力;在所研究的典型草原采用适应性放牧方式下,中度放牧可获得最佳的草地植物生产和家畜生产性能。研究为制定合理的草原放牧制度、促进草地群落结构优化和草畜平衡发展提供了理论依据。     

不同放牧强度下祁连山东段草地生态系统氮磷计量特征

通过研究青藏高原祁连山东段高寒草甸牧区土草畜氮磷特征,以及高寒草甸放牧区家畜氮磷平衡现状,以期为高寒草地健康评价及家畜管理提供理论及技术支持。依饮水点为中心,由近及远设置3个相对放牧强度,研究地上植物群落特征、牧草及土壤营养成分及家畜氮磷平衡。结果表明:物种多样性和草地生物量轻牧和中牧强度均显著高于重牧强度(P0.05);土壤全磷含量在0~10cm和10~20cm土层中重牧强度显著高于轻牧强度和中牧强度(P0.05),而在20~30cm土层中中牧强度下显著高于轻牧强度和重牧强度(P0.01);土壤全氮含量0~10cm土层中重牧强度显著高于轻牧强度和中牧强度(P0.01),10~20cm土层中中牧强度显著高于轻牧强度(P=0.016),20~30cm土层中不同放牧强度下氮含量无显著性差异(P0.05);随着放牧强度的增加,牧草全磷含量线性下降(P0.001),N/P线性增加(P0.001),而全氮含量对放牧强度的响应不显著(P0.05);此外,高寒草甸泌乳牦牛体内氮沉积量为27.95g/d,呈正平衡,磷沉积量为-1.95g/d,呈负平衡。综上,合理放牧,维持高寒草甸土草畜氮磷流的平衡,对于家畜的健康生长以及草地的可持续利用具有重要作用。     

不同放牧强度和水分处理下荒漠草原土壤呼吸与群落地下生物量的关系

为比较短花针茅（Stipa breviflora）荒漠草原不同放牧强度下不同水分处理对土壤呼吸、根系现存量和根系净生长量的影响,揭示土壤呼吸与地下生物量之间的关系,本研究在内蒙古荒漠草原不同放牧强度试验区进行对比性试验。放牧强度试验采用完全随机区组设计,将50 hm²试验样地分为不放牧、轻度放牧、中度放牧和重度放牧4个梯度,3次重复。每个放牧强度下设有4个不同水分处理（减水50%、自然降水、增水50%和增水100%）。在不同水分处理小区内,采用开路式土壤碳通量测量系统LI-8100测定土壤呼吸速率,用根钻法测定根系现存量,根袋法测定根系净生长量。结果表明：不同放牧强度对土壤呼吸和群落地下生物量没有产生显著性影响（P>0.05）;土壤呼吸速率随着降水的增多显著增加（P<0.05）;在整个生长季中,土壤呼吸速率呈现先增高后下降的趋势;群落地下生物量在减水50%处理下显著降低（P<0.05）,根系净生长量在增水100%处理下最高,显著高于减水50%处理（P<0.05）;土壤呼吸速率与根系现存量和根系净生长量存在显著的正相关关系（P<0.05）。因此,在干旱的荒漠草原,水分是影响土壤呼吸和群落生长发育的主要因素。     

内蒙古荒漠草原4种优势植物生物量分配对不同放牧强度的响应

放牧是荒漠草原主要利用方式之一,生物量是生态系统获取能量能力的主要体现。目前对荒漠草原优势植物生物量分配及权衡研究相对缺乏。本研究以内蒙古荒漠草原为研究对象,设置3个不同放牧梯度(轻度放牧,中度放牧,重度放牧),并以不放牧作为对照,通过对群落特征和4种优势植物短花针茅(Stipa breviflora)、无芒隐子草(Cleistogenes songorica)、冷蒿(Artemisia frigida)、银灰旋花(Convolvulus ammannii)生物量进行分析,揭示不同放牧梯度下优势植物生物量分配特征及生物量权衡机制。结果表明：随着放牧强度增加,荒漠草原群落地上、地下生物量、凋落物、盖度、4种优势植物地上地下生物量呈降低趋势;4种优势植物生物量均表现出向地下权衡,且随着放牧强度增加,权衡值变大;4种优势植物地上地下生物量均与群落盖度和凋落物含量呈显著正相关关系,冷蒿和银灰旋花根冠比均与群落盖度和凋落物含量呈显著负相关关系。本研究为理解地上地下生物量分配提供了一个新的视角和方法。     

返青期休牧对玛多高寒草原植物群落特征的影响

针对高寒草原冬春草场退化及草畜不平衡问题,为遏制草地生态系统进一步退化、提高草地生产力,本研究于2018年在青海省玛多县玛查理镇冬春草场开展返青期休牧育草试验。试验采用随机区组设计,设置返青期休牧和返青期放牧两个处理,在休牧结束时期和牧草生长高峰期(7月10日和8月10日)分别进行草地植物群落调查。结果表明:相对于放牧草地,7,8月份休牧草地的禾本科牧草株高增加了236.33%和123.83%(P<0.05),盖度增加了41.13%和61.71%(P<0.05),地上总生物量增加58.66%和33.62%;休牧以后草地主要植物种由原来的沙生风毛菊(Saussurea arenaria Maxim)、山莓草(Sibbaldia procumbens Linn.)等变为紫花针茅(Stipa purpurea Griseb)、疏花针茅(Stipa penicillata Hand.-Mazz)等;休牧草地和放牧草地样点植物群落结构存在差异;休牧草地植物群落物种丰富度、辛普森指数、香农-维纳指数较放牧草地均有所增加。因此,返青期休牧在高寒草原的实施改善了草地植被恢复情况,优化了草地植物群落结构,增强了生态系统多样性。本试验可为退化高寒草原植被恢复及休牧制度的实施提供科学理论依据。     

放牧对内蒙古典型草原植物群落特征与土壤有机碳的影响

为了解不同放牧强度对内蒙古放牧草原植物群落特征及土壤有机碳的影响,本研究以希拉穆仁草原为研究对象,分析不同放牧强度下植物群落特征及0～20 cm土壤有机碳含量和密度变化,定量评估放牧、植物群落特征对土壤有机碳的影响。结果表明：随着放牧强度的增强,克氏针茅(Stipa krylovii)、阿尔泰狗娃花(Heteropappus altaicus)的重要值降低,银灰旋花(Convolvulus Ammannii)、羊草(Leymus chinensis)和冰草(Agropyron cristatum)的重要值提升,物种多样性指数均呈增长趋势,且在重度放牧强度下差异显著,但覆盖度和地上生物量显著降低;土壤有机碳含量在5～10 cm土壤层最高,重度放牧草场土壤有机碳密度显著高于轻度、中度放牧草场和禁牧草场。通过结构方程得出,对于干旱贫瘠的希拉穆仁草原,放牧造成地上生物量的减少对土壤有机碳密度的影响相对较小,土壤物理性质显著影响土壤有机碳密度。本研究结果对合理增强放牧草原的碳汇能力具有实际指导意义。     

放牧对内蒙古荒漠草原草地植被及土壤养分的影响

以内蒙古荒漠草原为研究对象,分析一个生长季内不同放牧强度下荒漠草原植被和土壤养分变化状况。试验设置禁牧CK)、轻度放牧(LG)、中度放牧(MG)和重度放牧(HG)4个放牧梯度。结果表明,随着放牧强度的增加,草地植被地上生物量减少,且生长旺季(8月),轻度放牧、中度放牧和重度放牧比禁牧分别降低了7.47%、41.96%和51.75%;草地植被群落生物多样性变化不显著(P0.05);植被物种丰富度随着放牧强度增加而下降;放牧强度对土壤有机质和土壤全氮无显著影响;植被群落生物多样性与表层土壤有机质呈负相关关系。     

放牧对典型草原群落特征及土壤物理性状的影响

在内蒙古典型草原建立不同放牧强度试验区,研究围栏禁牧(CK)、轻度放牧(LG)、中度放牧(MG)、重度放牧(HG)和极重度放牧(EHG)对植被特征(物种组成、群落数量特征、生物量及多样性)和土壤孔隙度、含水量、容重的影响,以期确定合理放牧强度,为典型草原的可持续利用提供科学依据。研究表明:随放牧强度增大,植被的优势种由羊草、大针茅等多年生禾草演替为画眉草、尖头叶藜等一、二年生植物。放牧显著降低植被盖度、高度和生物量(P0.05)。中度放牧条件下,植被丰富度(1.46)和均匀度指数(0.83)最高,群落结构较稳定;土壤孔隙度和含水量均有增加,容重显著降低(P0.05),土壤物理状况良好。因此在内蒙古典型草原区中度放牧[340SSU·d/(hm~2·y)]是适宜的放牧强度。     

放牧对典型草原牧草营养及绵羊增重和瘤胃发酵的影响

选取内蒙古克什克腾旗典型草原区封育后轻度利用的天然草地,采用双因素试验设计,设定4种放牧方式(连续放牧、四区轮牧、五区轮牧和六区轮牧)及2种放牧强度(1.0SU/hm²、0.7SU/hm²,以下简称GI 1.0、GI 0.7),以不放牧为对照区,探究暖季放牧对植被地上生物量、草群养分供给量、绵羊增重及瘤胃发酵的影响。结果表明：(1)8～9月,未放牧处理地上生物量显著高于放牧处理,各放牧处理间未见明显差异。10月,地上生物量受到放牧强度的显著影响,同时表现出受放牧方式影响的趋势,但未见明显的二因素交互效应。具体表现为放牧强度GI 0.7组平均生物量显著高于GI 1.0组,放牧方式中划区轮牧平均生物量有高于连续放牧的趋势。GI 0.7时连续放牧的生物量明显下降,轮牧与未放牧处理差异不显著,可维持较高的生物量;GI 1.0时轮牧与连续放牧的生物量均显著下降,五区轮牧明显优于连续放牧。(2)草群养分供给量(FNY)的粗蛋白供给量(CPY)、中性洗涤纤维供给量(NDFY)和高消化性养分供给量(HDNY)指标对放牧强度和放牧方式的响应,与地上生物量的响应...     

放牧对呼伦贝尔羊草草甸草原生物量分布的影响

本研究以羊草（Leymus chinensis）草甸草原（基于呼伦贝尔草原生态系统国家野外科学观测研究站）为研究对象,通过测算2013年和2014年植物群落地上和地下生物量在不同放牧强度（不放牧、轻度放牧、中度放牧、重度放牧）下的变化,探究不同放牧强度对植物群落地上、地下生物量分布的影响。研究结果显示,群落地上生物量随放牧强度增加而减少,从不放牧的238.14 g·m^-2减少至重度放牧的79.60 g·m^-2;杂类草地上生物量所占比例增加,由不放牧的35.93%增加至重度放牧的97.66%。群落地下生物量随放牧强度增加呈先降低后增加的趋势,中度放牧时最小（2013年733.25 g·m^-2、2014年682.99 g·m^-2）;轻度放牧下,群落地下生物量在0~10 cm土层分布比例最大,2013年为61.86%,2014年为64.43%。综上可得出,放牧会引起植物群落地上、地下生物量分布发生变化,轻度或中度放牧利用该区域草地比较合理。     

放牧强度对环青海湖高寒草原群落物种多样性和生产力的影响

通过2年的连续放牧试验,采用比较样地法,调查了不同放牧强度对环青海湖高寒草原生物多样性和生产力的影响,并探讨了植物物种多样性与草地生产力之间的关系,为高寒草原的合理利用提供基础资料。结果表明:物种丰富度和多样性指数随放牧强度的增加基本呈单峰变化,即在中度放牧下多样性最高,重度放牧下群落物种丰富度、多样性指数和均匀度指数均表现为最小;群落生产力随放牧强度的增加而降低(P<0.05);莎草科地上生物量差异不显著,禾本科和豆科生产力降低(P<0.05),杂类草生物量有增加趋势;禾草和豆科比例减小,莎草和杂类草比例增加;草地生产力与Simpson多样性指数和Alatalo均匀度指数呈显著的单峰函数关系(R²=0.910, P=20.027; R²=0.953, P=20.010),结合Simpson多样性指数和Alatalo均匀度指数才能更好地反映维持草地生产力水平的多样性指标。放牧强度是影响群落物种多样性和生产力及其关系的重要因素。     

玛曲高寒草甸放牧强度的遥感监测

为给玛曲县高寒草甸草-畜平衡和草地资源的可持续利用提供科学依据,本研究利用遥感技术,结合2016年地面实测数据和同时期的MODIS影像资料,分别建立了研究区草地地上生物量和植被指数(NDVI)、相对放牧强度间的回归模型以及不同相对放牧强度和NDVI值之间的幂回归模型。结果表明,6-9月调查点NDVI和地上生物量间存在较好的相关性,即随着NDVI值的增加生物量呈上升趋势,且9月份的拟合(R2=0.510 2)达到了极显著水平;实测地上生物量和相对放牧强度之间有很好的拟合关系(R2=0.965 1),随着放牧强度的增加地上生物量呈下降趋势;相对放牧强度和植被指数间相关性较好(R2=0.631),即随着NDVI值的变小,相对放牧强度逐渐增强,当相对放牧强度增强到一定程度时,NDVI对其响应不灵敏。     

不同放牧退化程度典型草原植被—土壤系统的有机碳储量

以典型草原大针茅+羊草群落为研究目标,以1979年围封样地为参照(CK),选择轻度(GL)、中度(GM)、重度(GH)放牧退化样地开展植被—土壤系统有机碳分布与储量的研究,结果表明,1)不同放牧退化典型草原植被地上碳储量为42.63～203.16 g/m²,植被地下(0～40 cm)碳储量为664.14～1 199.53 g/m²,且大小顺序均为CK>GL>GM>GH,植被总碳储量CK和GL显著高于GM和GH;植被地上、地下碳储量存在显著相关关系。2)不同放牧退化典型草原土壤0～100 cm有机碳储量均存在显著性差异,碳储量为9.85～13.33 kg/m²,且GM>GL>GH>CK;土壤有机碳随土层深度增加而减少,有机碳储量与深度具有显著相关性。3)放牧退化典型草原植被—土壤系统的碳储量为11.26～14.07 kg/m²,且GM>GL>GH>CK,各类型间亦均存在显著性差异;有机碳主要储存于土壤当中,占比约88%～95%,土壤有机碳储量与植被无显著相关性。4)适度放牧利用有利于发挥草原生态系统的碳汇功能。     

混合放牧对荒漠草原群落生物量及地下净初级生产力的影响

为了研究内蒙古荒漠草原克氏针茅群落生物量对不同家畜组合的响应,试验以围封为对照,设置牛羊混牧、牛单牧和羊单牧三种放牧方式,于放牧2年后测定群落地上和地下生物量及相关群落特征指标。结果表明:整个生长季内(6—9月份),各处理群落地下生物量为(49.81±3.17)～(187.64±14.97)g/m~2;地下净初级生产力(BNPP)为(284.50±18.06)～(381.35±31.08)g/m~2。群落地上生物量于8月份达到最大值,地下生物量于9月份达到最大值。放牧降低了群落地上生物量但不同功能群生物量变化随草食家畜不同而有差异。牛单牧处理下群落生物量最小,可能与牛采食优势种羊草和克氏针茅等禾草有关,而羊单牧群落生物量和地下净生产力相对较大,可能和羊采食豆科和杂类草而较少采食优势种有关,牛羊混合放牧处理的生物量有介于牛单牧和羊单牧之间的趋势。说明结合生物量和BNPP的变化趋势,可初步判断牛羊混合放牧更有利于荒漠草原的高效和持久利用。     

放牧对大针茅根系生物量影响的研究

通过对生长季内不同放牧强度下大针茅(Stipa grandis)种群不同土层深度根系生物量的分析,探讨放牧对大针茅根系生物量的影响。结果表明:同一放牧强度下的根系生物量在不同季节有显著性差异(P<0.05),0~30cm的根系生物量随季节的变化趋势成"N"字形变化趋势,即先增加后降低然后再增加。同一月份内,大针茅根系生物量在不同放牧强度的影响下,有显著差异(P<0.05),中度放牧影响下根系生物量在5,6,8三个月增加,比对照增加0.35%~16.52%,重度放牧压力下根系生物量最小。根系生物量在土壤中的垂直分布呈"T"字形分布,即根系生物量随土层深度增加而降低。     

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...     

川西北典型牧业县牧户受教育程度与放牧强度空间差异成因分析

基于2016年川西北5个典型牧业县草食家畜数量及草场面积、生产力水平的实际,通过入户访谈、村社会议、问卷调查等方法对放牧强度空间与牧户受教育程度差异性原因进行分析。结果表明:(1)放牧强度划分为3个梯度:低强度(小于4. 50羊单位/hm~2)、中强度(4. 50～7. 50羊单位/hm~2)和高强度(7. 50羊单位/hm~2)。(2)放牧强度与牧民户主的受教育程度间差异显著(P0. 05),在高放牧强度下牧民高中学历和大学学历的比例仅占到5%和7%,而中低放牧强度下均占到10%以上。(3)不同放牧强度下牦牛数量远大于绵羊,母羊比例在30%～60%之间,母牛比例在50%左右,高放牧强度下牦牛的繁殖率最低。(4)高放牧强度下,绵羊、牦牛出栏时间均比中、低放牧强度高(P0. 05);牦牛出栏率较中、低放牧强度低(P0. 05)。