An evaluation of veld condition assessment techniques in Highland Sourveld

An evaluation of six methods used to index veld condition showed that the majority provided indices that were insensitive to long‐term grazing impact. However, certain species were found to either increase or decrease in relative abundance with an increase in grazing intensity. A key species method is therefore suggested to be a potentially sensitive approach for indexing veld condition in relation to grazing management in the Highland Sourveld.     

草地群落中不同植物种在物种多样性中作用大小的探究

本研究选取位于陕西省神木市境内的8个草地样地,采用“二值出现次数”野外调查法,得到样方中各植物种的出现次数数据,以此计算群落整体的物种多样性指数值,以及组成群落的各植物种不存在时的物种多样性指数值,利用这两个多样性指数值的差值,探明各植物种在群落整体物种多样性中的作用。研究结果如下：(1)8个草地样地中,对物种多样性作用最大的植物种并非该群落的第1优势种,而是优势地位处于第2～7位的植物种;(2)3个样地中第1位优势种占据了绝对优势,它们降低了群落整体的多样性;(3)物种在多样性中的作用大小整体上呈现单峰型变化趋势,即随着物种优势地位的降低,对数式增加达到最大值,然后指数或线性下降,最终趋近于0。综合显示,不同的草地群落中,在物种多样性中作用最大的不是第1优势种,占绝对优势地位的优势种降低了该群落的物种多样性。     

典型草原健康评价的VOR和CVOR指数

为准确定量评价围封禁牧对草原生态系统健康的影响,以内蒙古太仆寺旗境内植被组成一致(以羊草(Leymus chinensis)+克氏针茅(Stipa krylovii)草原为主)、土壤类型相同的自由放牧样地和围封样地为研究对象,开展自由放牧和围封禁牧对典型草原健康影响的VOR和CVOR指数评价,建立典型草原健康评价的VOR和CVOR综合指数的计算模型,并用于不同围封年限典型草原的健康评价。结果表明:VOR和CVOR综合指数均可准确评价不同围封禁牧年限典型草原的健康状况,两者具有基本一致的评价结果。典型草原在围封恢复演替过程中,尽管草地基况(C)、活力(V)、组织力(O)和恢复力(R)变化各异,但围封禁牧后草地的VOR和CVOR综合指数均随围封禁牧年限的延长呈逐渐增加的变化趋势,草地的健康等级由未围封和围封前期的"警戒"等级逐步恢复演替至 "健康"(围封13~20年)等级,表明围封有利于退化草地生态系统的健康恢复。     

The use of degradation gradients for the assessment and ecological interpretation of range condition

Multivariate procedures were used to subdivide the southern African climatic climax grasslands of the 700–800‐mm rainfall zone into relatively homogeneous grazing areas. A degradation gradient was constructed for each of these areas. This was done by means of centred PCA ordination, using static data representing compositional differences induced mainly by grazing. The first axis of these ordinations represented a gradient of degradation. The second and higher axes were combined in a single value, namely, the Euclidean distance from the first axis. The degradation gradients were then used as a basis for ordinating new sites into the old ordinations, assessing their condition in an objective and quantitative way. The Euclidean distances from the first axis were used to determine the appropriateness of the degradation gradients for the assessment of the condition of a particular site. Knowledge of species response to grazing, community dynamics and recovery potential obtained through the ordination and regression studies was used to interpret the condition assessments.     

中国西部草地生态系统可持续发展多尺度评价指标体系建立的研究

在对草地生态系统可持续发展涵义理解的基础上 ,分析了中国西部草地生态系统的自然环境特点、社会经济发展的状况和草地资源利用和存在问题。借鉴国内对草地资源分析评价的研究成果 ,参照国际千年生态系统综合评估的思路、观点和方法 ,综合草地生态系统的自然环境、社会经济环境、草场经营、经济效益和草地景观五个方面 ,紧紧围绕草地生态系统生产的产品、服务与人类福利的关系 ,应用层次分析法 ,建立草地生态系统可持续发展的评价模型和评价指标体系 ,并首次对评价指标体系在中国西部—区域—地区三种尺度上进行尺度扩展作了探索     

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。     

牦牛干扰下草原毛虫对小嵩草高寒草甸植物群落特征的影响

采用野外受控放牧试验(放牧和不放牧)和人工控制草原毛虫(Gynaephora qinghaiensis)方法(草原毛虫移除和未移除),研究了牦牛干扰下草原毛虫对高寒草甸小嵩草(Kobresia pygmaea)草地植被群落(植被盖度、群落高度、地上生物量及植物多样性等)的影响。结果表明,在试验期内,草原毛虫种群数量随着时间的推移呈现出先增加后降低的趋势。在牦牛(Bos mutus)放牧区内草原毛虫种群数量及增长趋势均高于无牧区。草原毛虫单独存在时群落的盖度、高度及地上总生物量与对照(牦牛与草原毛虫都不存在,CK)差异不显著(P0.05),而牦牛与草原毛虫共存时群落盖度、高度及地上总生物量都显著低于CK(P0.05)。牦牛干扰了草原毛虫对群落中主要植物种的作用,植物重要值发生了显著变化。草原毛虫单独存在时植物多样性指数与CK间无显著差异,单独放牧牦牛和牦牛与草原毛虫共存时的植物多样性指数均显著低于CK(P0.05)。本研究表明,牦牛显著加剧了草原毛虫对小嵩草高寒草甸植被的影响。     

典型草原植被生物量遥感监测模型——以锡林郭勒盟为例

以锡林郭勒盟典型草原为研究区域,将遥感技术用于草地牧草产量测量,分析了遥感植被指数与牧草产量之间的相关关系,比较和分析了3种植被指数的应用范围,研究了草地牧草产量遥感监测的方法,并利用遥感植被指数建立了草地牧草产量估产模型y=368.273x 2.973(R=0.908,R2=0.824),该模型通过2005年预测值与实测值的误差统计分析,2005年估产精度达到97%,研究还表明,锡林郭勒草地牧草产量估产的植被指数是归一化植被指数(NDVI).研究结果为今后开展大面积草地牧草产量估产和动态监测提供了有效途径.     

植被指数在典型草原生物量遥感估测应用中的问题探讨

遥感技术兴起于20世纪60年代初,随后被广泛应用于草地遥感估产研究,通过不同尺度数据之间建立植被指数—生物量函数关系来完成由点及面的转换。本研究选用了14种常用于草地估产的植被指数,对内蒙古锡林浩特市白音锡勒典型草原分别建立植被指数—干重、植被指数—鲜重的回归模型并对14种植被指数进行DCA分析发现,1)鲜重及干重应用在草地生物量遥感估测中均是可行的,但干重效果要优于鲜重,考虑到实验条件限制,鲜重具有更广泛的应用;2)DCA排序的第一、二轴分别代表土壤、大气的影响,且土壤是影响植被指数最主要的因子;DCA排序将14个植被指数分为4类,综合排除了土壤及大气影响的一类植被指数,也就是归一化差异植被指数及由其衍生的土壤调整植被指数、修改型土壤调整植被指数效果最好;3)经验数据显示:当生物量低于370 g/m²时,建立的估产模型都是一元线性的;当生物量在370~720 g/m²时,一元线性模型和指数模型的模拟效果都很好;当生物量高于720 g/m²时,估产模型都是指数的,因此,随着生物量范围的增大,模型逐渐由一元线性趋近于指数模型。     

基于Sentinel-2和Landsat 8数据的天祝县草地地上生物量遥感反演

为精确获取区域草地地上生物量（Above-ground biomass，AGB），本研究利用Sentinel-2和Landsat 8数据，计算5种植被指数，与野外实测AGB建立草地AGB遥感估算模型，并用均方根误差、决定系数和平均相对误差等指标综合比较不同估算模型的反演精度。结果表明：5种植被指数与草地AGB均显著相关；基于Sentinel-2数据建立的AGB估算模型总体上优于Landsat 8的估算结果；7月最优反演模型为基于差值植被指数（Difference vegetation index，DVI）的二次多项式模型，精度达86％；8月最优反演模型为基于绿色归一化植被指数（Green normalized difference vegetative index，GNDVI）的指数模型，精度达84％；天祝县草地AGB的空间差异明显，不同草地类型平均AGB顺序为：山地草甸>高寒草甸>温性草原>温性荒漠草原。以上研究结果可为研究区草地AGB合理估算和放牧管理提供科学依据。     

Relationships Between Landscape Greenness and Condition of Elk,Mule Deer,and Pronghorn in New Mexico

Nutritional condition drives large herbivore population performance and is related to precipitation and forage quality in the arid Southwest. Because precipitation is difficult to measure at home-range scales, we tested whether satellite-derived vegetation indices of landscape greenness (i.e., indices of vegetation phenology or photosynthetic activity including normalized difference vegetation index [NDVI], soil-adjusted vegetation index [SAVI], and enhanced vegetation index [EVI]) were correlated to the condition of three species of large herbivores (elk, mule deer, pronghorn). We used canonical correlation analysis to relate seasonal landscape greenness with several measures of large herbivore condition. We also used linear mixed models to relate each measure of condition to seasonal landscape greenness separately for each herbivore population-year to see if any patterns were masked by multivariate analysis. Landscape greenness indices were only weakly related to condition of large herbivores, and the effect of landscape greenness on condition was always weaker than lactation status with the exception of pronghorn, an income breeder. Different indices also frequently gave highly variable and conflicting relationships between seasonal landscape greenness and condition of large herbivores. Overall, expected positive relationships between herbivore condition and landscape greenness indices were seen in only 8% of 2 988 possible outcomes. Because indices of landscape greenness are increasingly being used to relate wildlife population demographics to precipitation through a presumed effect on forage quality and resultant nutritional condition, we caution this use in arid environments unless a direct landscape greenness-forage quality or greenness-condition link is demonstrated.     

煤矿复垦区不同修复年限林下草本群落特征及其与土壤耦合关系

为了解鄂尔多斯聚鑫龙煤矿不同修复年限林下草本植物群落特征及其与土壤因子的耦合关系,以修复年限为3~7年的林下草本植物群落与土壤因子为研究对象,并以人工草地和撂荒地作为对照,调查不同样地草本群落物种组成及其土壤理化性质,并利用灰色关联耦合模型法对草本植物群落与土壤因子的关系进行研究,探明二者的响应机制。结果表明：1）研究区共调查草本植物种类55种,其中主要以禾本科、菊科和豆科为主,三者共占比为60%。2）随着修复年限增加,林下草本植物种数呈现先减少后增加的趋势,且逐渐接近于人工草地的植物种数;草本群落的Margalef指数和Shannon-Wiener指数均呈现出先下降后上升的趋势,而Pielou指数和Simpson指数变化不明显。3）研究区草本植物群落多样性与土壤粉粒、砂粒、pH和土壤容重关系较为密切。4）研究区草本植物的多样性与土壤的耦合协调程度随修复年限增加呈现“升高-降低-升高”的变化趋势,其中修复7年样地的草本植物与土壤耦合度最高（0.72）,为中度协调。研究表明研究区林下草本植物多样性与土壤系统的协调程度表现出良性发展的趋势,但还未达到最佳的协调程度。     

不同海拔关山草原群落的结构特征

以不同海拔梯度下（坡下、坡中、坡上）陕西关山草原群落为研究对象,利用幂乘方法则分析植被的空间分布特性及其群落的物种组成、物种多样性等。结果表明,坡下、坡中、坡上3个不同海拔梯度下,草地群落的组成物种对幂乘方法则具有很好的吻合性;草地群落的总物种数、物种多样性指数(H′)及群落整体的空间异质性指数（δc）都随海拔梯度的升高而增加;样方内的平均物种数、平均多样性指数亦随海拔梯度的升高而增加,但它们之间没有显著性差异（P>0.05）;坡上、坡中禾本科和豆科植物的出现频率较高,而草地退化的标志性植物火绒草（Leontopodium leontopodioides）在坡中的出现频率很高,蛇莓（Duchesnea indica）和毛茛（Ranunculus japonicus）在坡下的出现频率更高,表明坡下草地退化比较严重。     

不同植被指数和无人机航高对草地盖度估测精度的影响

搭载高清数码相机的无人机在草地资源调查等方面具有成本低廉、机动性高、观察范围大等突出优势,拥有广阔的发展前景.本研究使用小型无人机(unmanned aerial vehicle,UAV)、手机相机等设备获取草地盖度数据,选用植被因子指数(vegetative index,VEG)、超绿指数(excess green index,ExG)、超绿超红差分指数(excess green minus excess red index,ExGR)和绿叶指数(green leaf index,GLI)4种基于可见光的植被指数提取草地盖度信息,从无人机航高、草地盖度水平等方面分析各植被指数的适用性.结果表明:1)VEG和ExG方法估测草地盖度的效果较好,平均精确度均在93％以上.ExGR与GLI方法的估测效果较差,平均精度仅75％～80％.2)4种方法的估测精度均随盖度增加而降低.VEG方法估测草地盖度的精度受盖度水平影响最小,ExG方法次之,ExGR和GLI方法对高盖度草地的估测效果较差.3)VEG方法在高、中盖度水平下的最适航高为100 m,在低盖度水平下为40 m;ExG和ExGR方法在高、中盖度水平下的最适航高为100 m,在低盖度水平下为80 m;GLI方法在高盖度水平下的最适航高为100 m,在中、低盖度水平下为20 m.     

不同植被指数和无人机航高对草地盖度估测精度的影响

搭载高清数码相机的无人机在草地资源调查等方面具有成本低廉、机动性高、观察范围大等突出优势,拥有广阔的发展前景。本研究使用小型无人机(unmanned aerial vehicle, UAV)、手机相机等设备获取草地盖度数据,选用植被因子指数(vegetative index, VEG)、超绿指数(excess gree...     

黑土滩人工草地土壤种子库研究

采用萌发试验方法,研究了黑土滩人工草地土壤种子库的物种组成、密度、时空格局和物种多样性等特征,为黄河源区黑土滩退化草地改建成的人工草地群落演替的动态预测和持续利用提供一定的理论依据。结果表明:(1)土壤种子库中共有36种植物组成,隶属于16科。(2)土壤种子库在物种比例和发芽数比例上都表现出多年生草本植物>一二年生草本植物>灌木。(3)土壤种子库中禾本科植物是群落的优势种,经济型中优良牧草占最大比例。(4)土壤种子库中种子数量在垂直分布上呈现出由表层土壤向深层逐层减少的变化规律。(5)人工建植草地Margalef丰富度指数、Shannon-Wiener多样性指数和Pielou均匀性指数均随年龄的增长而呈下降趋势。     

The effects of fire-breaks on plant diversity and species composition in the grasslands of the Loskop Dam Nature Reserve,South Africa

There is a dearth of knowledge on the effects of annual burning of fire-breaks on species composition, plant diversity and soil properties. Whittaker's plant diversity technique was used to gather data on species composition and diversity in four grassland communities on the Loskop Dam Nature Reserve (LDNR). The study demonstrated that fire-beaks did not have a negative effect on plant diversity and an increase was even noted in various diversity parameters in the grassland on abandoned cropland. Fire-breaks were changing the species composition, as three of the four communities illustrated a clear separation in species composition between fire-break and unburnt plots. There was not a strong association between specific species and the fire-break or unburnt plots, except for Themeda triandra and Tristachya leucothrix, known for their association with and without fire, respectively. The change in species composition was not negatively affecting range condition. Carbon and nitrogen concentrations were slightly lower in the fire-break than unburnt soils, but the reduced concentrations were unlikely to cause severe soil degradation in fire-break zones. From a management perspective, fire-breaks appear to be a sustainable management tool as they are not adversely affecting plant diversity or range condition in the grassland association on LDNR.     

四川省天然草原生产力监测方法研究

采用定点监测与路线监测、地面调查与遥感监测相结合的方法,对四川全省范围内2006-2009年连续4年的地面调查数据进行统计分析;结合MODIS植被指数（EVI）进行相关性分析,按主要的草原类型（组）分别建立草原产量的估测模型。经过反复修正和验证,应用估产模型分组、分区域对2007-2009年3年的草原产量进行测算,全省3年平均可食鲜草单产为4 752 kg/hm2,总可食鲜草产量8.39×1010 kg,折合干草2.53×1010 kg,理论载畜量29.69×106羊单位。分析表明,采用该技术和估测模型进行草原监测,监测结果基本符合各地实际,适用于省、州级草原部门开展较大范围的草原监测工作。     

高山草原放牧率与群落物种丰富度

选择甘肃省肃南裕固族自治县甘肃马鹿(Cervus elaphus kansuensis)养殖场冬季牧场不同牧压梯度的6个样地,采用巢式样方法调查草地植物群落的物种数,研究了甘肃马鹿山地草原放牧系统放牧率与草地群落物种丰富度的关系。结果表明,放牧强度梯度上,冬季牧场物种数随取样面积的增大而逐渐增加,放牧减轻导致物种增幅上升,放牧对物种丰富度的贡献率提高。高山草原的最小取样面积为0.71～1.54 m2,各放牧率样地物种数的变化分别在0.16～0.32和0.32～0.64 m2范围内最剧烈。物种数随放牧增强呈下降趋势,在放牧率2.45 AUM·hm-2出现拐点,拐点两侧放牧对物种多样性具有不同的作用规律,2.45 AUM·hm-2为高山草原适宜的放牧率。在牧场尺度上,当面积超过2.56 m2,改善放牧管理对物种丰富度的增加没有作用。     

Influence of bushdumps on the herbaceous understorey in a mesic Eastern Cape savanna

Abstract

Studies of the effects of woody vegetation on herbaceous vegetation in southern Africa have focused almost exclusively on savannas with isolated trees with no attention given to multi‐species bushclump savannas. The influence of multi‐species bushdumps on herbaceous vegetation was investigated in a mesic savanna in the Eastern Cape. Development of bushdumps appeared to reduce herbaceous production underneath the clumps by up to 90%. The herbaceous layer underneath the bushdumps was distinctly different to that of the open grassland and it also had slightly higher quality compared to that of grassland. Effective bush control measures are warranted if these savanna areas are to sustain beef and mutton production as is currently the case.