羊草功能性状和地上生物量对氮素添加的响应

植物功能性状对资源变化的适应策略是生态学研究的基本问题之一。本研究在不同氮添加梯度处理下,测定了羊草(Leymus chinensis)的11个功能性状和地上生物量的变化。结果表明,氮添加显著影响羊草的叶片叶绿素a和b含量、叶片类胡萝卜素含量、叶片氮含量、叶片干物质含量和比根长(P0.05),而对叶片磷含量、比叶面积、叶片厚度、比茎重和植株高度没有显著作用(P0.05);叶绿素a和b含量、类胡萝卜素含量、叶片氮含量、叶片干物质含量、比茎重和比根长之间有显著的相关关系(P0.05),比叶面积、叶片厚度和植株高度与其它功能性状的相关性不显著(P0.05);20 g·m~(-2)的氮添加处理下,羊草地上生物量最高;羊草地上生物量随叶绿素a和b含量、类胡萝卜素含量、叶片氮磷含量、株高的增大而显著升高(P0.05),随叶片干物质含量、比茎重的增大而显著降低(P0.05)。     

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.     

不同管理方式对锡林郭勒大针茅典型草原退化群落的恢复作用

在内蒙古锡林郭勒典型草原区选取有代表性的退化大针茅—糙隐子草群落,设置三种不同的管理方式,即放牧不刈割、无牧无刈割围封禁牧、无牧一次刈割围封禁牧.经过8年不同的管理后,采用样方法对群落物种组成、植物高度、地上生物量进行实地调查,并计算群落物种多样性、丰富度和均匀度;同时,测定群落内主要植物种的净光合速率、叶片N含量、比叶面积等功能性状.结果表明:(1)与放牧不刈割管理相比,在两种围封禁牧管理下,群落单位面积的生物量以及多年生禾草占总地上部生物量的比例均增加,群落的Margalef丰富度指数提高,群落内主要物种的水分利用效率显著提高,群落优势种由糙隐子草过渡为大针茅,已具有明显的典型草原特征;但群落的Shannon-Wiener多样性指数无显著差异,群落内主要物种的净光合速率、叶片N含量和比叶面积等功能性状无一致变化趋势,植株高度也无显著差异.(2)无牧一次刈割管理方式下的群落内物种数高于另外两种管理方式.综上所述,对于内蒙古锡林郭勒的大针茅退化草原来讲,实施无牧一次刈割围封禁牧管理有利于退化群落的恢复.     

冬季火烧对黄土高原典型草原群落特征及土壤特征的影响

本研究采用野外样方调查和室内分析相结合的方法,分析了黄土高原典型草原冬季火烧区和未火烧区植物群落的物种组成、功能群组成、物种多样性、地上生物量,以及土壤有机碳和全氮。结果表明：冬季火烧显著降低了多年生禾草的重要值,而提高了多年生杂类草的重要值,而对一、二年生草本和灌木、半灌木功能群的重要值影响不显著。冬季火烧显著提高了灌木、半灌木在群落中的比例,并且降低了一、二年生草本的比例,但对多年生禾草和多年生杂类草的比例影响不显著。灌木、半灌木功能群的丰富度指数在火烧地显著大于未火烧地,而一、二年生草本的丰富度指数显著小于未火烧地。冬季火烧显著降低多年生禾草功能群的生物量和显著提高多年生杂类草功能群的生物量。火烧草地的土壤有机碳和全氮含量在0～10 cm土层中均显著高于未火烧草地。     

放牧强度对克氏针茅草原植物功能群的影响

植物功能群及其多样性是维持群落结构复杂性和稳定性的基础,一定程度上反映着草地生态系统的健康状况。本研究以内蒙古呼伦贝尔草原的克鲁伦河流域草原为研究对象,以植物生活型划分功能群类型,比较了3种放牧强度对植物功能群的组成结构、地上生物量和优势度的影响。结果表明,1)轻牧、中牧和重牧3种放牧条件下的总物种数分别为20、23和18种,符合"中度干扰假说";3种放牧强度下多年生非禾草物种数在群落中均占较高比例。2)轻度放牧条件下物种丰富度较低,但各放牧强度下功能群多样性无显著差异(P0.05),物种丰富度与功能群多样性无显著关系。3)随着放牧强度的增加,多年生禾草和灌木、半灌木在群落中的优势地位呈现下降趋势,与之相反,多年生非禾草优势地位越来越显著。重度放牧增加了一、二年生草本在群落中的物种数和地上生物量,但与轻牧、中牧相比,其优势度无显著变化(P0.05)。     

利用方式对大针茅草原植物多样性、功能性状及地上生物量的影响

2016年8月(生物量高峰期)在内蒙古锡林浩特市毛登牧场大针茅草原进行野外取样,以围封(CK)为对照,对放牧、刈割两种利用方式下大针茅草原枯落物量,地上生物量,地上现存量,群落物种多样性,共优种大针茅、羊草、糙隐子草植株高度、叶面积等功能性状变化及枯落物量与物种多样性间、物种多样性与地上生物量间相关关系进行研究,结果表明:枯落物量为CK刈割放牧(P0.05),放牧和刈割均造成枯落物减少。与对照相比,放牧显著降低了地上生物量和地上现存量(P0.05),使Simpson指数、Shannon-Wiener指数及Pielou指数显著增加(P0.05)。放牧、刈割均造成群落组成发生变化,禾本科植物地上生物量比重降低,且放牧造成多年生丛生禾草比重降低。与对照相比,放牧、刈割均造成大针茅、糙隐子草和羊草植株高度降低(P0.05),放牧使三者叶面积减小(P0.05),刈割使糙隐子草叶面积减小(P0.05)。刈割过程中,随着枯落物量增加,物种丰富度降低(P0.05);放牧过程中,随着物种丰富度增大,地上生物量降低(P0.05)。     

高原鼠兔干扰对青海湖流域高山嵩草草甸植物多样性及地上生物量的影响

采用堵洞法设置高原鼠兔干扰区和非干扰区,然后在干扰区和非干扰区内利用样方法研究了高原鼠兔干扰对青海湖流域高山嵩草草甸植物多样性和地上生物量的影响。结果表明,植物物种多样性和不同植物功能群多样性对高原鼠兔干扰的响应并不一致,其中干扰增加了杂类草功能群丰富度指数与物种丰富度指数,降低了物种均匀度指数、莎草科功能群丰富度指数和禾草科功能群均匀度指数(P<0.05)。干扰区内物种均匀度指数、物种丰富度指数和杂类草功能群丰富度指数随干扰强度增加而呈增加趋势,但禾草科功能群均匀度指数却呈显著降低趋势。虽然高原鼠兔干扰显著降低了植物群落总生物量,莎草科、禾草科和豆科功能群生物量(P<0.05),但显著增加了杂类草功能群生物量(P<0.05)。干扰区随干扰程度增加,莎草科功能群和豆科功能群生物量逐渐降低,杂类草功能群生物量逐渐增加,而禾草科功能群生物量则先增加后降低。鉴于高山嵩草草甸植物群落物种多样性和功能多样性对高原鼠兔干扰的响应不一致,植物物种多样性和功能群多样性之间不能互相替代。     

放牧干扰对喀纳斯草地植物功能群及群落结构的影响

在确定喀纳斯景区草甸群落放牧干扰梯度的基础上,研究放牧干扰下草甸群落的功能群多样性和群落结构,利用功能群重要值、功能群丰富度、功能群和群落生物量变异系数、群落结构变异系数及群落生态优势度指数,比较分析了不同干扰强度阶段功能群组成结构和群落结构的变化。结果表明:随着放牧干扰强度的增加,群落优势功能群多年生杂类草逐渐被多年生丛生禾草和一二年生杂草所取代,多年生根茎禾草与豆科牧草等不耐践踏和采食的功能群逐渐消失,功能群多样性显著降低,不合理的放牧干扰显著降低了群落稳定性。     

松嫩中部草地退化对植被和土壤特性的影响

研究草地退化演替中植被群落和土壤特性的变化可为退化草地生态恢复提供科学依据。采用野外调查和室内分析的方法,研究了松嫩草地轻度退化[羊草(Leymus chinensis)群落,LCC]、中度退化[野古草(Arundinella hirta)群落,AHC]、重度退化[碱茅(Puccinellia distans)群落,PDC]和极度退化[碱蓬(Suaeda glauca)群落,SGC]植物多样性和土壤理化特性的变化规律。结果表明,草地植物群落组成和物种多样性均随草地退化演替发生了显著变化,羊草群落的物种丰富度、均匀度指数、多样性指数和生物量均高于其他3种植被退化演替阶段。草地退化对土壤理化性状有明显影响。土壤容重表现为羊草群落野古草群落碱茅群落碱蓬群落;羊草群落土壤紧实度小于碱蓬和碱茅群落。羊草群落和野古草群落土壤有机质和全氮含量显著高于碱蓬群落和碱茅群落(P0.05)。土壤全磷含量以羊草群落最高,野古草群落含量最低;羊草群落的土壤速效N和P显著高于碱茅群落和碱蓬群落(P0.05),而碱茅群落土壤速效K含量最高。草地退化演替显著影响植被群落特性,进而改变了土壤理化性状,甚至加剧了该地区土壤盐碱化的发生。     

黄土丘陵区白羊草群落冠层结构和多样性特征对氮磷添加的响应

为探究氮磷添加对黄土丘陵区典型草地群落冠层结构和多样性特征的影响,本研究以白羊草(Bothriochloa ischaemum)群落为研究对象,采用裂区试验设计,主区设4个氮(N)处理(0,25,50,100kg·hm^-2·a^-1),副区设4个磷(P₂O₅)处理(0,20,40,80kg·hm^-2·a^-1),测定了群落高度、叶面积指数、光合有效辐射百分比、光不对称性、地上生物量和Shannon-Wiener指数。结果表明：氮添加显著增加了群落高度和叶面积指数;氮磷添加显著增加了光合有效辐射百分比、光不对称性和地上生物量,降低了Shannon-Wiener指数。单施氮和磷分别增加了矮多年生禾本科草和多年生豆科草生物量贡献比;50和100kg·hm^-2·a^-1的氮添加水平与磷配施增加了高多年生杂类草生物量贡献比。结构方程模型表明,氮磷添加下光不对称性的增加对物种多样性的影响不显著。综上所述,黄土丘陵区在采取施肥措施促进退化草地恢复过程中,要权衡地上生物量提高和物种多样性下降的关系。     

科尔沁沙地灌丛内外草本植物狗尾草叶性状的比较研究

对科尔沁沙地小叶锦鸡儿(Caragana microphylla)灌丛内部和外部草本植物狗尾草(Setarria viridis)的主要叶性状比叶面积(SLA)、叶干物质含量(LDMC)、叶面积(AR)、叶干重(DM)、叶厚度(TH)、叶氮含量(LNC)以及叶磷含量(LPC)的变异特征进行了研究。结果表明,灌丛内外狗尾草叶性状各因子间差异较大,与灌丛外部相比,灌丛内部狗尾草的比叶面积、叶面积、叶干重和叶氮含量分别增加了47.9％,115.2％,56.3％和63.3％。而叶干物质含量、叶厚度和叶磷含量分别下降了22.1％,24.0％和34.6％,说明灌丛引起的微环境的改变影响了狗尾草的生长。所研究的叶性状因子中变异最大的是叶面积,说明狗尾草可能通过增加光合作用的叶面积以适应灌丛内部遮荫引起的光合速率的下降。叶氮含量和叶磷含量在灌丛内外的变化趋势完全相反,说明灌丛遮荫对狗尾草的养分吸收及分配产生影响,而叶氮含量在灌丛内部增加显著,可能是灌丛肥岛和遮荫的交互作用所导致。     

不同恢复年限草地群落水平植物功能性状及功能多样性分析

植物功能性状与功能多样性是评价草地生态系统功能的重要工具。本研究以黄土高原丘陵沟壑区不同恢复年限人工刺槐林林下草地和自然撂荒草地作为研究对象,通过对草地植物群落及功能性状进行调查,分析不同恢复年限草地群落水平植物功能性状及功能多样性动态变化,结果显示：1）林下草地和自然撂荒草地植物群落主要以多年生菊科和蔷薇科为主;2）随恢复年限增加,林下草地植物从以双子叶为主逐渐演替到以单子叶为主,从以菊科为主逐渐演替到以禾本科为主;而撂荒草地物种始终以菊科为主,且在恢复过程中逐渐演替为以灌木和半灌木为主的群落;3）林下草地群落水平叶片功能性状值大于撂荒草地,而群落水平盖度、密度和地上生物量性状小于撂荒草地。撂荒草地物种多样性和功能多样性指数高于林下草地,撂荒草地相较林下草地具有更高的生态效益。本研究可为黄土高原丘陵沟壑区草地生态系统功能评估提供理论依据。     

Leaf Traits as Functional Descriptors of the Intensity of Continuous Grazing in Native Grasslands in the South of Brazil

Plant functional types (PFT) have been used to describe the response of native vegetation to environmental factors (i.e., fertility) and to livestock disturbance, but rarely under conditions of continuous grazing. In this work we investigate whether the long-term response of grassland communities submitted to a gradient of continuous grazing pressure can be described with such an approach. After 15 yr of differentiation of the grazing pressure applied to native grasslands we measured leaf dry-matter content (LDMC) and specific leaf area (SLA) of Poaceae populations of the communities. A grazing pressure gradient was created by levels of daily forage allowance: 4, 8, 12, and 16 kg of dry matter per day per 100 kg of animal live weight, monitored monthly. PFTs were defined by numerical analysis, where an algorithm finds the optimal trait subset based on the agreement between matrices of species × traits, paddocks × grass biomass, and environmental variables (levels of forage allowance and soil characteristics). The results show that it is possible to describe a gradient of grazing pressure by means of LDMC and/or SLA measured only on the Poacea contributing at least 80% of the total Poaceae biomass. Four PFTs were differentiated by these leaf traits. PFTs having low LDMC and high SLA are characteristic of high intensity of use and are made up largely of stoloniferous C₄ species typical of rapid resource capture strategies. Conversely, PFTs characterized by high LDMC and low SLA include species that are representative of low grazing pressure. Variations in the aggregate value of traits are due to changes in the species proportions and not to leaf-size adaptation as hypothesized. We conclude than in the absence of a gradient of fertility, plants with strategies of resource capture tend to be more represented under high grazing pressures. This situation results in a loss of functional diversity, but in particular a reduction in forage availability, which is incompatible with high animal production.     

施氮对15龄不同组合禾草混作草地的改良研究

以15龄混作禾草草地为对象,研究不同施氮肥量0(CK),75(N₁),150(N₂)和225 kg·hm^-2(N₃)对植物群落特征的综合影响。结果表明:施肥提高牧草高度和地上生物量,降低了植物群落的物种丰富度,但对混作草地主要牧草的优势地位影响不明显。N₂极显著增加了混作草地的产量和Jaccard多样性指数(P<0.01),降低了Whittaker多样性指数,在提升草地生产力的同时,保持了群落的相对稳定性。     

松嫩草地不同降水区土壤盐碱化程度与羊草生产力关系的比较研究

松嫩草地生产力同时受到降水和土壤盐碱化的制约,但是在降水变化的背景下土壤盐碱化与草地生产力的相关性仍不清楚。本文基于松嫩草地降水的带状分布特征和野外样地调查数据,分析了不同降水量地区土壤盐碱化与羊草生物量的相关性,并利用系统聚类分析法对每个调查区土壤pH值、电导率和容重进行聚类,划分出盐碱胁迫低、中和高3个类群,探讨不同降水区土壤盐碱化指标对羊草地上生物量影响的变化趋势。结果表明：不同降水区,羊草生产力与土壤盐碱化指标间相关性不同。降水较高的草地东部和降水较少的西南部羊草地上生物量和土壤容重呈显著负相关,降水适中的草地中西部羊草地上生物量和土壤pH值呈显著负相关,羊草生物量总体随着盐碱胁迫呈负指数衰退,但各降水带内衰退主要因子和衰退影响程度有所不同。     

松嫩平原西部盐碱化草地典型植被群落生物多样性特征

采用样方法对松嫩平原西部盐碱化草地开展植被群落调查,以期探明盐碱化草地不同群落的生物多样性特征和生产力水平.结果表明:羊草群落0～20cm 土层的土壤pH值和电导率均显著低于碱茅群落和虎尾草群落(P＜0.05),但后两者之间差异不显著;虎尾草群落植株密度和盖度分别为1739.40株/m2和79.20％,均高于碱茅群落和...     

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。