刈割留茬高度对大针茅草原物种多样性及地上生物量的影响

刈割作为草地有效管理手段之一,对生态系统功能与多样性均具有重要的影响。本研究以内蒙古锡林郭勒盟大针茅草原为研究对象,利用围封草地作为对照,探讨了不同刈割留茬高度（留茬8 cm、留茬5 cm和留茬2 cm）对群落生物量与多样性的影响。结果表明：与围封草地相比,留茬8 cm对地上生物量无显著影响,留茬5 cm和2 cm处理显著降低了群落地上生物量（P<0.05）;多年生禾草和大针茅生物量在留茬2 cm处理下显著降低（P<0.05）;留茬8 cm和5 cm处理显著提高了群落物种多样性指数（P<0.05）。相关结果表明合理的留茬高度对草原物种多样性和地上生物量有积极影响,本试验对指导当地生产实际、提高草地合理利用等方面具有重要意义。     

8年围封对内蒙古荒漠草原植物和土壤的影响

为了探讨围封对荒漠草原植物和土壤的影响,在内蒙古短花针茅荒漠草原设计了不同放牧强度的试验,试验采用完全随机区组的设计,一共有3个区组,每个区组有4个处理,分别为围封、轻度放牧、中度放和重度放牧。试验期间采用样方法对样地内的植物进行了调查以及对土壤的全氮、全钾、全磷、速效钾、速效磷含量和pH进行了测定,我们的研究得出了以下主要结论：围封显著的增加了植物群落的盖度、密度、生物量和丰富度（P<0.05）,同时也显著的增加了香浓熵指数、香浓维纳指数、辛普森指数、均匀度指数和丰富度指数（P<0.05）。围封对土壤全氮、全钾、全磷、速效磷和pH都没有显著的影响。在短花针茅荒漠草原,短期围封可以增加植物的多样性和生物量,但是对土壤没有影响。     

不同土地利用方式对典型温性草原群落物种组成和多样性以及生产力的影响

以锡林郭勒典型温性草原区域不同利用、管理方式植物群落作为研究对象,选取当地较为常见的6种不同利用管理方式围封禁牧大针茅,围封禁牧羊草,公共放牧大针茅、私人放牧大针茅、大针茅火烧围封恢复和开垦人工饲草的典型草地设置实验样地,采用群落调查、收割称重和根钻取样等方法测定、比较上述群落的物种组成、物种多样性和生产力构成。结果表明放牧降低大针茅群落的地上、地下生物量,而长时间的围封显著增加群落的地上地下生产力(P<0.05),但对群落物种组成和物种多样性影响不大(P>0.05)。随着利用程度的减弱,群落C3植物生产力和所占比重逐渐上升(P<0.05),C4植物生物量保持稳定(P>0.05),但比例下降(P<0.05)。火烧显著增加群落物种多样性(P<0.05),同时显著降低地下生物量(P<0.05),但地上生物量变化不大,同时C4植物生物量显著上升。人工开垦极大改变了群落的物种组成,同时显著增加群落地上生物量,降低群落地下生物量,使群落获得了相对天然群落更高的地上生物量/地下生物量。     

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。     

放牧和刈割对呼伦贝尔草甸草原物种多样性的影响

研究了内蒙古呼伦贝尔草甸草原贝加尔针茅（Stipa baicalensis)群落物种多样性对放牧和刈割的响应。结果表明,放牧条件下优势种贝加尔针茅的重要值高于刈割利用的,而样方内的物种数、Margalef指数、Shannon Wiener指数和Pielou指数均低于刈割利用,说明刈割利用较放牧增加了草原贝加尔针茅群落的α多样性。     

刈割强度对大针茅草原植物群落特征和土壤理化性质的影响

探究不同刈割强度对大针茅典型草原植物群落特征以及土壤理化性质的影响,可为大针茅草原制定合理科学的刈割制度提供理论依据。本研究以大针茅典型草原为对象,于2020年在内蒙古锡林浩特市毛登牧场刈割实验平台进行野外植被调查和取样。该实验平台于2014年建立,以不刈割为对照（CK）,设置轻度（LM）、中度（MM）及重度刈割（HM）3个处理。本研究通过计算物种重要值和多样性指数,测定植物群落地上、地下生物量以及土壤理化性质,探究群落特征与土壤理化性质的关系。结果表明：1）与不刈割相比,不同刈割强度均增加了新物种,且中度刈割的物种数最多;与不刈割相比,不同刈割强度均显著增加了群落的丰富度和Shannon-Wiener指数,且轻度刈割显著增加了优势度和均匀度指数,表明轻度刈割最有利于群落多样性的维持;不同刈割强度对大针茅草原的生产力均无显著影响;2）土壤全碳、全氮和pH均在中度刈割时最高,且显著高于不刈割,表明中度刈割对土壤养分有积极影响;3）硝态氮是影响草地生产力的主要土壤因子,土壤含水量是影响草地群落多样性的主要土壤因子。本研究可为大针茅典型草原群落结构、物种多样性以及生产力等方面的研究提供重要参...     

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.     

利用方式对贝加尔针茅草原土壤微生物群落结构与土壤酶活性的影响

土壤微生物和土壤酶活性是影响土壤生态系统物质循环和能量流动的主要驱动力。研究3种利用方式(围封、放牧和刈割)对贝加尔针茅草原土壤微生物群落结构与土壤酶活性的影响,为探索草原可持续利用提供基础数据。结果表明：围封、放牧和刈割利用下土壤微生物PLFA总量分别为30.24nmol/g、16.22nmol/g和14.52nmol/g,且均呈显著差异。0～30cm土层,土壤蔗糖酶活性表现为围封>放牧>刈割;土壤脲酶和碱性磷酸酶活性均表现为刈割>围封>放牧,土壤过氧化氢酶活性在不同利用方式间没有显著差异。土壤微生物PLFA总量与土壤脲酶、蔗糖酶、碱性磷酸酶活性以及pH值、有机碳、全氮、微生物量碳均呈极显著或显著的相关关系。刈割会增加土壤脲酶和碱性磷酸酶活性,但土壤微生物PLFA总量最低;围封相对于放牧有利于增加土壤酶活性和土壤微生物群落结构。综合比较,围封更有利于遏制贝加尔针茅草原的退化。     

围封、放牧、刈割对内蒙古典型草原土壤线虫群落的影响

为探讨围封、放牧、刈割对典型草原土壤线虫的影响,本文基于高通量测序确定土壤线虫群落组成,分析不同利用方式下土壤线虫群落差异及其表征的生态学意义。研究结果表明：围封、放牧、刈割处理下的线虫群落结构未呈现显著性差异,但在不同草地利用方式的影响下,土壤线虫在优势营养类群、生态学指数层面表现为有差异性的响应结果;与围封处理相比,放牧和刈割对草地生态系统产生一定干扰作用,这使得土壤线虫连通性和捕食关系有所减弱;刈割使温带典型草原土壤线虫群落的Shannon指数和均匀度指数显著降低,但有利于土壤养分富集。研究结果丰富了草地土壤线虫多样性和群落演变的研究内容,证实土壤线虫所指示的草地生态系统状况随着利用方式的改变而发生变化,为温带典型草原的草地恢复、可持续发展等不同阶段制定科学的草地利用方式提供参考。     

不同利用方式对内蒙古典型草原主要群系生态用水的影响

水分是干旱半干旱典型草原区最主要的限制性因子之一,放牧和刈割是典型草原的两种主要利用方式。对不同利用方式下的内蒙古典型草原主要群系(大针茅、羊草)群落蒸散量、土壤贮水量及生态用水量特征进行测定,结果表明：与其他利用方式相比,刈割会显著降低典型草原大针茅群落蒸散量、土壤贮水量以及生态用水量(P<0.05)。典型草原大针茅群落、羊草群落蒸散量均在生长季中期(7月份)达到最大值;不同利用方式下,中度放牧下的群落蒸散量最高。此外,围封利用方式下大针茅群落土壤贮水量和生态用水量较高;轻度放牧利用方式下的羊草群落土壤贮水量和生态用水量高于其他放牧利用(P<0.05)。研究典型草原主要群落生态用水对不同利用方式的响应,可以为草原生态系统水分循环研究和水资源的可持续利用提供基础数据。     

呼伦贝尔不同草地类型土壤微生物量及土壤酶活性研究

以呼伦贝尔5种不同草地类型(线叶菊草原、贝加尔针茅草原、羊草草原、大针茅草原、克氏针茅草原)为研究对象,分析了不同草地类型土壤理化性状、土壤微生物数量、土壤微生物量、土壤酶活性的变化特征及其相互关系。研究表明,各类菌群数量分布在5种草地中均为细菌>放线菌>真菌,但不同菌群数量及区系组成在各草地类型间均存在显著差异(P<0.05)。细菌数量在5种草地中依次为:羊草>贝加尔针茅>克氏针茅>线叶菊>大针茅,真菌数量依次为:线叶菊>克氏针茅>羊草>贝加尔针茅>大针茅,放线菌数量依次为:克氏针茅>羊草>线叶菊>贝加尔针茅>大针茅。土壤微生物量碳、氮(SMBC、SMBN)在不同草地类型间差异显著(P<0.05),线叶菊草原土壤微生物量碳、氮均显著高于其他草地类型(P<0.05),其中大针茅草原、羊草草原土壤微生物量碳、氮均较低。研究还表明,各草地类型土壤酶活性的垂直分布均表现为表层土壤(0~10cm)酶活性大于下层土壤(10~20cm)酶活性,不同草地类型间土壤酶活性亦存在显著差异(P<0.05),线叶菊草原土壤过氧化氢酶和转化酶活性均显著高于贝加尔针茅草原和大针茅草原;土壤脲酶活性以克氏针茅草原最高,且与线叶菊草原、贝加尔针茅草原和大针茅草原差异显著;而土壤磷酸酶活性则为羊草草原显著高于其他样地。相关分析结果表明,不同草地类型土壤微生物数量、土壤微生物量、土壤酶活性、土壤理化性状之间均存在相关性,从回归分析得出的2个方程可知,土壤微生物量碳随着土壤含水量、细菌数量的增加而增加,随着土壤磷酸酶活性的增加而降低;土壤微生物量氮则随着土壤过氧化氢酶活性的增加而增加,而随着土壤磷酸酶活性与土壤容重的增加而降低。     

刈割留茬高度对大针茅草原生产力及可持续利用的影响

为探讨刈割对大针茅（Stipa grandis）草原生产力及可持续利用的影响,本研究以不刈割为对照（CK）,以不同留茬高度8 cm （R8）,5 cm （R5）,2 cm （R2）为处理,于2014—2019年8月生物量高峰期对草地地上生物量、牧草产量及刈割生产力衰减指数（Mowing reducing productivity index,MRPI）等进行分析,结果表明：2015年,与CK相比,R5和R2的群落地上生物量显著降低（P<0.05）,2016年,R2的群落产量显著高于R5（P<0.05）;随着留茬高度逐渐降低,禾草相对地上生物量及相对产量呈增加趋势,而非禾草呈降低趋势。然而,R2的群落MRPI显著低于R8（P<0.05）,主要由非禾草的MRPI降低造成,此外,R2的禾草和非禾草MRPI的变异系数高于R5和R8。综上所述,在草地刈割利用过程中,植物群落刈割留茬高度为8 cm时较适宜,有利于草地可持续利用。     

不同退化程度高寒草甸植物物种多样性与生态系统多功能性关系

为探究高寒草甸不同退化程度生态系统多功能性的变化,本研究综合考虑了植物物种多样性和多种生态系统功能如生产力、养分循环和固存能力、土壤涵养水分能力等,运用降维因子分析的方法计算了生态系统多功能性,综合分析了植物物种多样性与生态系统功能和多功能性间的关系。结果表明：高寒草甸退化显著降低了Margalef指数、Shannon-weiner指数、Simpson指数和Pielou指数(P<0.05),各生态系统功能趋于恶化。高寒草甸退化导致生态系统多功能性的下降,综合统计量结果为轻度退化(21.9955)＞中度退化(8.7295)＞重度退化(—30.7245)。植物物种多样性与生态系统多功能性之间均存在正相关关系,其中Simpson指数与生态系统多功能性指数拟合的结果最好,说明高寒草甸生态系统多功能性受植物物种多样性的制约。本研究可为青藏高原草地退化及恢复的过程和机理研究提供理论依据。     

土壤丛枝菌根真菌与宁夏主要草原类型植被群落分布间的相互关系研究

为揭示宁夏不同草原类型土壤丛枝菌根（AM）真菌分布特征及其差异机制,以长期围封的荒漠草原（白草+甘草、短花针茅+牛枝子+猪毛蒿、黑沙蒿、短花针茅）和干草原（长芒草+赖草+甘肃蒿）植被群落为研究对象,利用脂肪酸指纹图谱和Illumina高通量测序的方法,研究了土壤AM真菌多样性、组成与草地植被群落特征、土壤环境因子间的相互关系。结果表明：干草原样地以16：1ω5c中性脂表征的土壤AM真菌生物量与荒漠草原4种植被群落样地间均有极显著差异（P<0.01）。长芒草+赖草+甘肃蒿群落草地土壤AM真菌的香农-维纳指数、辛普森指数、Chao1丰富度指数、Pielou均匀度指数均显著高于荒漠草原4种植被群落样地（P<0.05）。荒漠草原、干草原的5种植被群落下土壤AM真菌分属1门、3纲、4目、7科、8属、50种,球囊霉属（Glomus）、类球囊霉属（Paraglomus）是优势属。不同AM真菌分类水平下,干草原与荒漠草原土壤有11类AM真菌的相对丰度有显著性差异。非度量多维尺度（NMDS）分析表明,干草原与荒漠草原土壤AM真菌群落空间分布距离较远,AM真菌群落间相似性较低（Stress=0.17,P=0.001）。Pearson相关分析显示,AM真菌群落香农-维纳多样性指数、Chao1丰富度指数与对应草地植被群落香农-维纳指数、群落物种数、总生物量、群落重要值呈显著或极显著正相关（P<0.05或P<0.01）。AM真菌的幼套球囊霉属（Claroideoglomus）、类球囊霉属相对丰度与土壤全氮、全磷、碱解氮、有机质、速效钾含量呈显著或极显著正相关。降水量、海拔导致对应植被群落土壤理化性质、植被群落特征差异是驱动荒漠草原和干草原土壤AM真菌多样性及优势属相对丰度显著变化的主要因素。     

荒漠草原优势种功能性状对不同放牧强度的响应

放牧是草地最主要的利用方式之一,植物功能性状能够客观的表达植物应对放牧的适应性,为了研究植物功能性状在不同放牧强度下的避牧策略和进一步阐明合理放牧的重要性,本研究依托15年的长期放牧平台,探讨在不同放牧强度下荒漠草原两大优势物种短花针茅(Stipa breviflora)和无芒隐子草(Cleistogenes songorica)的15个功能性状变化以及其之间联系。结果表明：短花针茅的叶长和株高随放牧强度的增大而显著降低(P<0.05);由于植物的补偿性生长轻度放牧增加了无芒隐子草的株高和株丛径,但是中度和重度放牧对无芒隐子草功能性状均产生了消极的作用(P<0.05);短花针茅和无芒隐子草的地上生物量与株高、丛幅径以及茎叶干重均呈极显著正相关关系(P<0.01)。由此可见,荒漠草原两种优势种对放牧干扰有着不同的响应机制,这为深入了解荒漠草原提供了重要的科学依据。     

不同围封年限对典型草原群落及大针茅种群特征的影响

为研究围封时间对退化草地恢复过程中的建群种种群特征以及群落特征的影响,于2008年7月以自由放牧的草地群落和大针茅(Stipa grandis P.Smirn)种群为对照,选取围封不同年限(围封4年、围封9年和围封29年)的草地群落进行样方调查,分析围封不同年限后植物群落和大针茅种群特征的变化,以期为退化草地建群种的恢复提供理论基础。结果表明:不同围封年限对植物群落和大针茅种群特征存在显著影响;随着围封年限的延长群落多样性和物种数目逐渐增加,围封到9年后,群落优势种和结构组成与原生境的相似,在围封29的样地中多年生杂类草和小灌木或半灌木种类增加;建群种大针茅种群特征和个体形态性状如生殖枝高度、营养枝长度和营养枝叶鞘长度等随着围封年限的延长呈增加趋势,围封9年后呈降低趋势,大针茅繁殖分配的变化趋势与形态特征变化趋势相似;大针茅比叶面积随着围封年限的延长呈逐渐降低的趋势,而叶片氮含量呈先降低后增加的趋势。这表明长期完全围封会对大针茅种群的更新存在负面影响。