新疆伊犁绢蒿荒漠草原恢复重建技术及改良对策

伊犁绢蒿荒漠是新疆荒漠草地的重要组成部分,但是目前80%出现不同程度退化,以伊犁绢蒿为优势种的草地群落已大面积演替为以一年生植物为主的草地群落,草地失去了原有的利用价值。本文概述了伊犁绢蒿荒漠草原退化的过程和原因,着重对伊犁绢蒿荒漠草原恢复重建技术介绍,提出保护和恢复该类草原的应对措施和改良对策。     

伊犁绢蒿构件动态变化研究

为确定新疆蒿属荒漠草地建群种个体构件的自然生长规律,2005-2006年采用实地调查与室内分析相结合的方式,连续两年对蒿属荒漠草地建群种伊犁绢蒿(Seriphidium transiliense)个体构件数量及产量进行动态监测。结果表明:伊犁绢蒿在整个生长季内株高和枝条重量基本呈线性生长,增长速度呈"快-慢-快"的趋势;枝条数量及叶片重量分别呈"升高-降低-升高"双峰曲线形式;根重变化不明显,均在6.1g/株左右;从整体上看,伊犁绢蒿地上部分和个体总产量均呈"S"型变化;各构件在年度之间存在一定的波动性,可能与当年的水热条件相关;从利用上看,伊犁绢蒿荒漠草地适宜在4-6月、9-10月进行放牧。     

封育年限对伊犁绢蒿荒漠群落特征及草场质量的影响

以伊犁绢蒿(Seriphidium transiliense)荒漠草地为对象,研究不同封育年限对伊犁绢蒿荒漠草地植被群落特征、物种多样性及草场质量指数的影响.结果表明:伊犁绢蒿荒漠草地总盖度、密度及生物量,随封育时间的增加呈先降后升再降的波动变化,且以封育6年达到最高;围栏封育有利于伊犁绢蒿、木地肤(Kochia prostrata)的生长与恢复,生物量较对照区分别提高了158.63%~221.44%,100%,且封育9年时伊犁绢蒿重要值恢复到首位;封育后群落的物种多样性指数较对照区均有增加,且随封育年限的增加呈现先增后减再增趋势;通过群落物种多样性分析认为,封育9年后伊犁绢蒿荒漠草地尚未恢复到原始顶级状态;以草地的生产力与经济效益来考虑,初步推测封育5年为该区域伊犁绢蒿荒漠草地的最佳围栏时间.     

伊犁绢蒿荒漠不同退化阶段草地特征与载畜力研究

伊犁绢蒿(Seri phidium transiliense)荒漠是新疆北疆地区重要的草地类型,但长期的超载过牧使该区域草地呈现不同程度的退化,严重地制约草地生产及生态功能的发挥.对伊犁绢蒿荒漠不同退化阶段草地的植物性状和载畜力进行分析,以期为区域草地的合理利用和畜牧业的可持续发展提供参考.结果表明:随着草地退化程度的加剧,伊犁绢蒿在群落中的优势地位逐渐被叉毛蓬(Petrosimonia sibirica)取代；伊犁绢蒿和群落的粗灰分与粗纤维含量在春季变化趋势相似,而伊犁绢蒿和群落的粗蛋白及粗灰分含量与粗纤维含量在秋季变化趋势相反；未退化草地春、秋季载畜力分别为1.20个绵羊单位/hm2和1.78个绵羊单位/hm2,中度退化草地春、秋季载畜力分别为0.29个绵羊单位/hm2和1.15个绵羊单位/hm2.为防止当地生态环境恶化,应在优势种发生更替前对草地进行有效的保护措施,即在对未退化和中度退化的草地利用时应以理论载畜力为最大承载力阈值.     

围栏封育对伊犁绢蒿种群构件生长和生物量分配的影响

为了解围栏封育对放牧采食目标植物资源分配格局和生态策略的影响,以新疆伊犁绢蒿(Seri phidium transiliense)荒漠草地建群种伊犁绢蒿种群为研究对象,从构件的数量特征、形态可塑性、生物量及其分配格局进行分析.结果表明:围栏封育后伊犁绢蒿构件大小和构件数量显著增加(P＜0.05),地上同化构件和生殖构件分配增加,种群的更新能力和可利用性得到改善;围栏封育后伊犁绢蒿种群采用了生殖投资增加、营养生长减少和储藏分配不改变的生物量分配对策,在围栏封育和发育时期改变后均存在生物量分配的权衡,营养生长和生殖之间存在负相关关系;伊犁绢蒿可以在放牧压力下通过增加其形态性状和生物量分配的可塑性来适应变劣的环境,而围栏封育后,则通过增加生殖生长投资提高其适合度.因此,围栏封育是伊犁绢蒿维持其种群持续更新能力和恢复其在群落中地位的有效手段.     

伊犁绢蒿的生态学特性及利用和保护研究进展

伊犁绢蒿是菊科绢蒿属多年生超旱生半灌木,主要分布在北疆各山地山前砂砾质冲积平原、洪积扇到前山、低山丘陵区中,在新疆各类草地中有2个草地类、3个草地亚类、7个草地组和9个草地型,面积约600万hm2,是这些草地的建群种、优势种或主要伴生种。伊犁绢蒿解剖结构、电镜扫描结构、生理生态特性及种群遗传多样性均表明其具有较强的抗逆性(耐旱、耐热)和耐牧性;种子具有极强的吸水、保水性能,萌发迅速,发芽率较高。伊犁绢蒿构件特征、种群分布格局、幼苗分布格局、土壤种子库和繁殖分配格局的研究结果表明,其种群采取的是胁迫耐受对策,种群更新受到放牧、气候变化和空间尺度等因素的影响。伊犁绢蒿具有明显的中亚荒漠植物生长发育的节律性,与土壤水分密切相关,春秋2季形成产量高峰,夏季休眠,在利用上成为连接夏、冬牧场的时间与空间纽带。针对伊犁绢蒿草地退化严重的现状,从合理利用和生态恢复2个方面探讨其可持续管理的对策。     

伊犁绢蒿体内可塑性营养物质动态变化及分配特征的研究(简报)

2006年3-11月,在新疆阿什里乡对新疆蒿类荒漠草地建群种伊犁绢蒿可溶性碳水化合物、蔗糖、淀粉和粗蛋白进行动态监测。结果表明,伊犁绢蒿中粗蛋白和蔗糖含量居前2位,淀粉含量低,还原糖仅在茎中存在。5月4日-11月14日,可溶性碳水化合物、蔗糖含量呈"升高-降低-再升高-再降低"特征,叶片粗蛋白和淀粉均呈"单峰"曲线,最高为234.05和3.55 mg/g;根粗蛋白基本不变,为67.26 mg/g,茎中呈下降趋势。可塑性营养物质均在10月17日前完成根内贮存。不同生长阶段伊犁绢蒿营养物质在根、茎、叶上分配差异较大。     

伊犁绢蒿根形态结构对放牧的响应

以新疆荒漠草地典型植物种伊犁绢蒿为研究对象,探讨生长季内不同放牧压力对根形态特征的影响,结果表明:伊犁绢蒿根长随放牧压力变化的趋势为对照重牧轻牧中牧;根颈长度进入生长旺盛期后随放牧压力的增大呈现先增加后降低变化趋势,最大值在轻牧区;根颈直径和破碎度最大值出现在重牧区,与对照相比,放牧显著增加了破碎度。     

不同刈割强度下伊犁绢蒿体内可溶性糖的变化及其地上与地下营养物质的关系（英文）

伊犁绢蒿是新疆蒿属荒漠草地常见的草地建群种之一,春季担负着家畜体膘的恢复和产羔育幼,秋季家畜要在该草地上贮存更多的能量和为繁衍下一代而进行配种。以蒿属荒漠草地为基础,以伊犁绢蒿为研究对象,结合野外定点取样,分析了伊犁绢蒿根、茎、叶中可溶性糖含量在不同刈割强度下随时间的动态变化,同时,在数据分析的基础上,明确了伊犁绢蒿秋季和春季营养物质贮存和消耗始期,并对不同刈割强度下伊犁绢蒿秋季根中可溶性糖的贮存量与来年春季植物体萌发消耗碳水化合物量之间的关联性做出判断。结果表明,根部可溶性糖含量在10月15日前后完成积累,在来年植株返青时,地下(根部)的营养物质就开始消耗,向地上运输,供植株返青和生长。C2处理不仅在秋季可溶性糖积累最高,而且在来年春季植株返青生长后在体内仍然能保持一个较高的水平,C0处理在秋季或春季植株体内可溶性糖含量在4个处理中总最低,直接影响株体越冬和次年返青。这表明不刈割并不是牧草最好的恢复方式,适度刈割有利于牧草的生长和体内可溶性糖的循环利用,但C0只能使植株处于劣势或死亡。     

刈割强度对伊犁绢蒿叶功能性状及构件的影响

以新疆荒漠草地典型植物种伊犁绢蒿(Seriphidiumt ransiliense)为研究对象,通过生长季内多次采样方法(每30d采样一次),比较不同刈割强度比叶面积、叶干物质含量的变化及相互关系,以及对茎叶比和地下生物量变化的影响,以揭示伊犁绢蒿叶片对刈割胁迫的最佳响应机制,为建立模型估算单位面积生物生产力提供理论依据,并试图得出一个既可合理利用又利于种群更新的刈割强度阈值。结果表明,比叶面积和叶干物质含量在刈割后初期各刈割强度间存在显著性差异(P<0.05),个别达极显著差异(P<0.01),恢复一段时间后,各刈割强度间差异不显著;适度的刈割强度可增大伊犁绢蒿SLA与LDMC之间的相关性;除对照(CK)外,C2处理处于较高水平,说明适度刈割有助于伊犁绢蒿生殖枝的产生及生长,C2这种刈割强度在实际生产利用上占绝对优势;伊犁绢蒿根系干重随着刈割强度增大而增加。     

退化伊犁绢蒿荒漠草地高光谱特征分析

利用SVC HR-768 便携式光谱仪测定围栏内、外不同退化梯度伊犁绢蒿（Seriphidium transiliense）荒漠草地植物群落的光谱反射率,以及该类草地退化过程中的优势种伊犁绢蒿（减少种）、叉毛蓬（Petrosimonia sibirica）（增加种）、萹蓄（Polygonum aviculare）（侵入种）和裸地的光谱反射率,为实现伊犁绢蒿荒漠草地的高光谱遥感监测奠定基础。结果表明：在近红外波段,特征种与裸地的光谱反射率为裸地>萹蓄>伊犁绢蒿>叉毛蓬。萹蓄光谱反射率对退化草地植物群落的反射特征影响很小。退化草地植物群落冠层光谱反射率主要受伊犁绢蒿和叉毛蓬反射特征的影响,与优势种重要值成正相关关系,中度退化草地植物群落光谱反射率为围栏内>围栏外;重度和极度退化草地植物群落光谱反射率为围栏内<围栏外。     

不同刈割强度下伊犁绢蒿体内可溶性糖的变化及其地上与地下营养物质的关系

伊犁绢蒿是新疆蒿属荒漠草地常见的草地建群种之一,春季担负着家畜体膘的恢复和产羔育幼,秋季家畜要在该草地上贮存更多的能量和为繁衍下一代而进行配种。以蒿属荒漠草地为基础,以伊犁绢蒿为研究对象,结合野外定点取样,分析了伊犁绢蒿根、茎、叶中可溶性糖含量在不同刈割强度下随时间的动态变化,同时,在数据分析的基础上,明确了伊犁绢蒿秋季和春季营养物质贮存和消耗始期,并对不同刈割强度下伊犁绢蒿秋季根中可溶性糖的贮存量与来年春季植物体萌发消耗碳水化合物量之间的关联性做出判断。结果表明,根部可溶性糖含量在10月15日前后完成积累,在来年植株返青时,地下(根部)的营养物质就开始消耗,向地上运输,供植株返青和生长。C₂处理不仅在秋季可溶性糖积累最高,而且在来年春季植株返青生长后在体内仍然能保持一个较高的水平,C₀处理在秋季或春季植株体内可溶性糖含量在4个处理中总最低,直接影响株体越冬和次年返青。这表明不刈割并不是牧草最好的恢复方式,适度刈割有利于牧草的生长和体内可溶性糖的循环利用,但C₀只能使植株处于劣势或死亡。     

荒漠草地地区伊犁绢蒿分枝数目对放牧强度的响应

试验于2012-2013年在新疆昌吉阿什里乡进行,以新疆荒漠草地典型植物种伊犁绢蒿(Seriphidium transiliense)为研究对象,研究了不放(CK)、轻度放牧(LG)、中度放牧(MG)和重度放牧(HG)下伊犁绢蒿各级分枝数、营养枝和生殖枝的变化规律,通过在生长季内多次采样方法(每30d采样一次),比较不同放牧梯度下各级分枝数数目,营养枝与生殖枝的数目,以揭示伊犁绢蒿构件数目对放牧强度的响应机制。结果表明,各放牧梯度下伊犁绢蒿各级分枝数在CK区表现为二级分枝数一级分枝数,在LG、MG和HG区则表现为分枝级数越高,分枝数越低;营养枝数目也在LG区表现有最大值,占全株分枝数的20.5%以上,营养枝数目的变化趋势为LGCKMGHG;生殖枝数在各放牧处理间与不放牧条件下大部分差异显著(P0.05),变化趋势为CKLGMGHG。     

围栏封育下蒿类草地群落变化的研究

本试验在退化的蒿类半灌木荒漠草地中分别设置围栏4年(2005年4月实施围栏)和围栏2年(2008年4月实施围栏)两个处理,并以全年放牧草地作为对照,对不同围栏年限下伊犁绢蒿草地群落的变化规律。(1)草地植被在围栏中,围栏4年的总盖度、平均高度均显著高于未围栏的相应指标(P<0.05),而围栏2年与未围栏的总盖度、平均高度之间均没有显著性差异(P>0.05),围栏4年与围栏2年草地间也存在显著性差异(P<0.05)。但群落密度和物种数变化均不明显。同时,围栏封育对蒿类半灌木草地植物地上总生物量和建群种伊犁绢蒿生物量的影响都表现为:围栏4年>围栏2年>未围栏,但随着季节的变化,地上总生物量呈现逐渐下降趋势,而伊犁绢蒿生物量呈现"V"字型曲线。(2)随着围栏时间的增加,围栏封育内短命植物数量逐渐较少,而适应当地气候条件的新疆落芒草却逐渐增多,伊犁绢蒿的重要值也增加较快,在群落中处于绝对优势地位。     

围栏封育对新疆伊犁绢蒿草地的影响

2005年,对伊犁绢蒿Seriphidium transillense草地设置围栏内外草地植被和土壤对比,分析封育对草地植被和土壤的影响。调查结果显示：封育后,伊犁绢蒿个体植株高度增高,地上生物量上升,丛幅增大。封育后土壤条件得到改善,处于围封中的土壤容重较放牧利用中的土壤容重小,水分含量升高,尤其是 5～10 cm土层变化显著。围封3年内,草地植物组成成分无明显变化,但优良牧草产量比例增加。总体表明：围栏封育改善了草地植被生长状态,提高了草地质量。     

天山北坡伊犁绢蒿荒漠不同退化阶段草地特征分析

对天山北坡不同退化阶段伊犁绢蒿(Seriphidium transillense(Poljak.)Poljak.)荒漠草地植被特征和土壤特性进行分析,以期为该地区的草地恢复提供理论依据.结果表明:随着草地退化程度的加剧,伊犁绢蒿荒漠的优势种逐渐被叉毛蓬(Petrosimonia sibirica(Pall.)Bunge)替代;地带性植被伊犁绢蒿的频度、盖度、生物量和密度随着草地退化程度的加剧逐渐降低,而叉毛蓬却呈相反趋势;叉毛蓬种群在扩繁时采用"r"对策,产生大量种子迅速占领领地,阻止了草地的完全崩溃.随着伊犁绢蒿荒漠退化,草地的饲用价值劣化,草地植物种类向低矮、适口性差、短命和类短命植物过度.草地的植被退化与土壤退化不完全一致,随着草地退化,土壤表层颗粒有变粗趋势,然而土壤有机质和全氮却呈现稳定升高的趋势;极度退化地区的高养分含量主要是由家畜排泄物导致.     

北疆地区伊犁绢蒿荒漠草地退化与土壤理化性状相关分析

研究了不同退化阶段的伊犁绢蒿草地主要经济性状的特征与变化,结果表明,伊犁绢蒿荒漠草地在原生阶段,重度退化阶段和极度退化阶段,草地的各项经济性状均发生了一定变化,草地中植物种数逐渐减少。伊犁绢蒿由原生的建群种退至偶见种乃至消失;植物高度、盖度下降显著。由于牧压的加强,致使退化草地土壤的物理性状变差,退化草地的表层土壤容重和比重较原生草地增大了1．3倍和1．1倍,孔隙度过大或过小,不利植物生长,并引起土壤肥力下降;退化草地土壤表层有机质含量较原生草地下降了2倍,使土壤肥力不能满足植物所需。退化愈严重的草地其土壤水溶性盐含量愈高。因此,研究土壤的变化状况与草地退化的关系,可改善土壤肥力,使草地向健康的方向发展。     

短期封育对伊犁绢蒿荒漠草地土壤氮及其粒径组成的影响

为探讨短期封育对荒漠草地土壤特征的影响,以天山北坡玛纳斯县、呼图壁县、奇台县伊犁绢蒿(Seriphidi-um transiliense)荒漠为对象,采用常规方法,测定了封育内外草地土壤全氮、碱解氮及其粒径组成,结果表明:封育后伊犁绢蒿荒漠草地0～50 cm土层全氮含量范围为1.16～1.82 g·kg-1,差异不显著...     

封育年限对伊犁绢蒿荒漠草地群落种间关系及稳定性的影响

为了解封育对蒿类荒漠植物群落种间关系及其稳定性的影响,对不同封育年限(封育年限为0年、2年、5年、12年)伊犁绢蒿荒漠植物物种数、物种频度差异、群落总体关联性、种对关联及群落稳定性进行了分析。结果表明:随封育年限增加,伊犁绢蒿荒漠单位面积物种数呈增加趋势。封育对伊犁绢蒿荒漠草地植物群落总体性关联影响不显著,各处理的群落主要物种间总体表现为不显著负相关。随封育年限增加,群落成对物种间负关联种对占总物种对的比例增加,群落内部竞争增强。封育后伊犁绢蒿荒漠植物群落稳定性从高到低依次为封育12年、封育5年、封育0年、封育2年。总之,在研究时间范围内,封育增加了伊犁绢蒿荒漠植物群落的稳定性。     

放牧强度对伊犁绢蒿种群特征及其群落多样性的影响

为探究放牧强度对伊犁绢蒿(Seriphidium transiliense)荒漠草地种群特征及其群落多样性的影响,2012-2014年连续3年采用野外取样和室内分析相结合的方法,对新疆昌吉市阿什里乡处于不同放牧强度下伊犁绢蒿种群特征及其群落多样性进行了研究。结果表明:随着放牧强度增加,伊犁绢蒿种群高度、盖度、生物量呈下降趋势,与对照比,放牧后分别降低了73.7%~90.9%,34.8%~95.9%,67.9%~98.1%;种群密度随放牧强度的增加呈单峰曲线变化,且在轻度放牧达到最高,较对照增加了63.4%以上;群落的Shannon-wiener指数、Pielou指数总体呈逐渐增加趋势,而Patrick指数呈先升后降再升高变化趋势。总之,随放牧强度的增加伊犁绢蒿种群特征逐渐向低矮、退化方向演替,适度放牧有利于群落结构稳定性的保持。