封育措施对退化与未退化矮嵩草草甸的影响

连续5年的封育处理对退化与未退化矮嵩草草甸产生了影响.研究表明,除了退化矮嵩草草甸内的均匀度指数下降不显著外,封育使两种矮嵩草草甸样地内的丰富度指数、多样性指数和均匀度指数下降都达显著水平.两种矮嵩草草甸的上下层高度均增加,其中未退化矮嵩草草甸增加显著,退化矮嵩草草甸增加不显著.两种矮嵩草草甸的枯草盖度增加显著,绿草盖度减少显著,各种群特征发生了有规律的消长.未退化矮嵩草草甸的莎草和杂类草地上生物量减少显著,枯草生物量增加显著,禾草和优良牧草的生物量以及总地上生物量增加不显著,优良牧草比例由0.57下降为0.48.退化矮嵩草草甸在封育条件下,枯草、禾草生物量增加显著,莎草、优良牧草的生物量及总生物量增加不显著,优良牧草比例则由0.29上升为0.48,达到显著水平.未退化矮嵩草草甸的草地质量指数明显下降,退化矮嵩草草甸的草地质量指数则明显上升.     

嵩草草甸退化和恢复过程中主要牧草演替和地表特征变化

以青藏高原高寒草甸禾草、矮嵩草和小嵩草的重要值及斑块变化为对象,研究其在嵩草草甸退化和恢复过程中的变化规律。结果表明,退化中的嵩草草甸小嵩草重要值显著高于矮嵩草和禾草,样带调查显示在小嵩草样带矮嵩草盖度急剧降低,黑斑盖度增加近一倍,小嵩草斑块分布普遍;重牧小嵩草草甸小嵩草成为优势种,重要值显著高于矮嵩草和禾草(P＜0.05),黑斑面积增大,塌陷增多,矮嵩草斑块出现几率小;恢复中的小嵩草草甸禾草重要值增大,矮嵩草恢复慢,恢复斑块上禾草成为优势种,小嵩草斑块接近消失,黑斑和秃斑面积急剧缩小,植被盖度增加;恢复较好的草甸禾草成为样地的优势种,矮嵩草和小嵩草的重要值低(零星斑块分布),没有黑斑和秃斑出现。高寒草甸退化引起优势植物更替,地表黑斑和秃斑严重,封育和减牧措施能够有效恢复退化的草甸。     

高寒矮嵩草草甸不同退化演替阶段植物群落地上生物量分析

通过对高寒矮嵩草草甸不同退化演替阶段植物群落的研究显示,随着退化程度的加重,群落的组成和优势种等发生了很大的变化,植物群落从以禾本科为主,向以杂类草为主的群落演替.中度和重度退化样地与原生植被样地的禾草类、莎草类以及群落总生物量差异极显著(P<0.01).随退化程度的加深,禾草类、莎草类等优质牧草比例下降,取而代之的是杂类草,其比例明显升高,在群落中占据优势地位.     

不同退化程度高寒嵩草草甸基况的初步研究

以高寒嵩草草甸退化群落指标为依据,研究了青海省未退化、轻度退化、中度退化和重度退化阶段,高寒嵩草草甸植物群落的结构特征及土壤特性的差异性。结果表明:不同退化程度的高寒嵩草草甸,其地上、地下生物量,牧草高度,生草层厚度,裸斑面积,物种数,土壤含水量等呈显著差异。同未退化阶段相比,重度退化阶段的优良牧草生物量和地下生物量分别降低了43.2和10.1 g/m2。而重度退化阶段时,裸斑面积则达到最大值65 m2,土壤含水量则为最小值22.83%,鼠洞密度则随着高寒嵩草草甸退化程度的加剧,呈倒"V"变化趋势。分析表明,高寒嵩草草甸退化的结果是,由莎草科和禾本科为主的植物演替为杂类草地。     

江河源头不同程度退化小嵩草高寒草甸草场的封育效果

通过对位于江河源头达日县的不同退化程度小嵩草Kobrecia parva高寒草甸3年的封育研究,结果表明:围栏封育对不同退化程度小嵩草高寒苹甸草场的总盖度及不同经济类群植物的益度、总地上生物量、不同经济类群植物的地上生物量及其组成、退化群落对未退化群落(原生植被)的相似性系数均有显著的影响。经过3年的封育后,草地植被总盖度、总地上生物量、禾本科和莎草科植物的盖度和地上生物量、群落的相似性系数均有不同程度的增加。轻度退化草地封育2-3午后,草地的优良牧草及可食杂类草不论是盖度还是地上生物量均高且占绝对优势,草地即可得到恢复;中度退化草地要靠封育恢复需要的时间可能会更长一些;重度和极度(黑土滩)退化草地,必须通过建植人工草地、结合补播、施肥、毒杂草防除等其它措施改良,以治本的工程措施为主。     

不同程度退化草地生物量的分布模式

以高寒矮嵩草草甸为研究对象，分析了不同程度退化草地地下和地上生物量的变化。结果表明：地下和地上生物量随着草地退化程度的加剧而下降；地下生物量主要分布在0～10cm的范围内，随着草地退化程度的加剧，植物根系有向表层聚集的趋势；植物群落组成中，莎草和禾草地上和地下生物量均呈现下降的趋势，而杂类草则表现出逐渐增加的趋向；轻度和中度退化草地总地上生物量远低于地下生物量，重度和极度退化草地则相差较小，特别是在极度退化草地，地上生物量与地下生物量十分接近。     

青藏高原高寒草甸退化演替的分区特征

2005-2012年,进行了青藏高原高寒草甸主要分布地区草地状况的调查,禾草-矮嵩草群落是青藏高原高寒嵩草草甸的典型地带性植被,对处于不同退化程度的小嵩草群落采取封育或减牧后,均可恢复到禾草-矮嵩草群落,但由于退化程度的不同,恢复所需要的时间具有极大的差异。青海果洛地区高寒草甸多处于以小嵩草群落草毡表层剥蚀和杂类草-黑土型退化草地演替阶段,玉树地区处于矮嵩草群落向小嵩草群落的演替阶段,祁连山区处于禾草-矮嵩草群落,藏北高原则处于矮嵩草群落向小嵩草群落转化期或正常小嵩草群落时期。禾本科、莎草科等可食牧草逐渐减少和杂类草盖度急剧增加的趋势反映了高寒草甸退化演替过程植被变化的基本特征,草地退化造成了土壤容重增加,且表层土壤对放牧的敏感性高于底层,土壤0～10,10～20和20～40 cm容重分别增加了(0.50±0.08) g/m³,(0.16±0.07) g/m³和(0.04±0.03) g/m³。同时,有机质大幅降低,其降低幅度高达19.3%～53.2%,并随着土层的加深,降幅趋于减小。     

不同程度退化草地生物量的分布模式

以高寒矮嵩草草甸为研究对象,分析了不同程度退化草地地下和地上生物量的变化。结果表明:地下和地上生物量随着草地退化程度的加剧而下降;地下生物量主要分布在0~10cm的范围内,随着草地退化程度的加剧,植物根系有向表层聚集的趋势;植物群落组成中,莎草和禾草地上和地下生物量均呈现下降的趋势,而杂类草则表现出逐渐增加的趋向;轻度和中度退化草地总地上生物量远低于地下生物量,重度和极度退化草地则相差较小,特别是在极度退化草地,地上生物量与地下生物量十分接近。     

不同退化程度下嵩草草甸矮嵩草无性系构件的研究

对不同退化程度下嵩草草甸矮嵩草无性系构件进行了研究。结果表明，矮嵩草无性系的面积大小与矮嵩草构件总数量和生物量显著相关（P〈0．05），与其各构件平均值基本不相关。随着退化程度的加重，在一定限度内单位面积上各分株和各分蘖数量和生物量有所增加，随后呈下降趋势；平均分株数量与生物量、分蘖数量与生物量均呈下降趋势；每分株分蘖（营养、生殖）、每分蘖（营养、生殖）、生殖（叶、秆）的数量和生物量也呈下降趋势；平均分蘖节直径有增加的趋势，平均分蘖节距地面的高度除极度退化外均呈上升趋势。     

高寒矮嵩草草甸退化过程土壤碳氮储量及C/N化学计量学特征

以空间尺度代替时间尺度对青藏高原高寒矮嵩草草甸退化演替系列土壤表层有机碳和全氮储量及碳/氮比化学计量学特征进行了分析。结果表明:随退化程度的加深,高寒矮嵩草草甸退化演替系列0～10cm、10～20cm和0～20cm土壤有机碳储量变化趋势呈倒"V"字型,最高值出现在小嵩草草甸草毡表层开裂期,最低值出现在小嵩草草甸草毡表层剥蚀期;0～10cm、0～20cm土壤全氮储量变化特征与对应层次有机碳储量特征变化相同,而10～20cm土壤全氮储量变化趋势较有机碳滞后,最高值出现在小嵩草草甸草毡表层加厚期,最低值出现在黑土滩-杂类草次生裸地。土壤碳/氮比化学计量学变化趋势亦呈倒"V"字型,其中0～10cm、10～20cm最高值出现在正常小嵩草草甸,0～20cm最高值出现在矮嵩草草甸,各土壤层次碳/氮比最低值均出现在小嵩草草甸草毡表层开裂期。高寒矮嵩草草甸退化演替系列有机碳、全氮储量同碳/氮比分异特征表明,土壤碳/氮比化学计量学特征对草地退化的响应较储量特征敏感,其拐点正常小嵩草草甸是草地碳积累速率最高点,小嵩草草甸草毡表层开裂期是碳源汇转换拐点。     

不同退化程度下嵩草草甸矮嵩草无性系构件的研究

对不同退化程度下嵩草草甸矮嵩草无性系构件进行了研究。结果表明,矮嵩草无性系的面积大小与矮嵩草构件总数量和生物量显著相关(P<0.05),与其各构件平均值基本不相关。随着退化程度的加重,在一定限度内单位面积上各分株和各分蘖数量和生物量有所增加,随后呈下降趋势;平均分株数量与生物量、分蘖数量与生物量均呈下降趋势;每分株分蘖(营养、生殖)、每分蘖(营养、生殖)、生殖(叶、秆)的数量和生物量也呈下降趋势;平均分蘖节直径有增加的趋势,平均分蘖节距地面的高度除极度退化外均呈上升趋势。     

嵩草草甸退化预测模型的初步研究

以次级生产力作为衡量草地退化的标准,以生物量或优良牧草比例作为影响次级生产力的主要因子,建立嵩草草地退化预测模型;以优良牧草生物量下降1%～5%的速度预测不同程度退化草地之间的过渡时间,结果表明:未退化草地演替至重度退化草地所需时间,最长为51年,最短仅10.2年。目前,青海省草地的平均退化速度为2.42%。     

玉树典型嵩草草甸植物及土壤特性初探

以青海玉树小嵩草(Kobresia pygmaea)、藏嵩草(K.tibetica)健康草甸和退化草甸为研究对象,测定并分析比较了草甸的株高、盖度等植被特性和土壤有机质、土壤全氮、土壤全磷等土壤养分的变化规律,同时分析了环境因子对生物量的贡献率。结果表明,退化嵩草草甸植被盖度、植被高度和生草层厚度显著降低（P≤0.05）,鼠洞密度、裸地面积显著增加（P≤0.05）;退化嵩草草甸土壤含水量、土壤有机质和土壤全氮显著降低（P≤0.05）;土壤因子对生物量的贡献率最大,土壤因子与其它环境因子存在较高的多重共线性。以上结果说明,土壤因子质的改变是嵩草草甸退化最显著的特征。     

禁牧封育措施改良高寒地区退化草地的效果

2003-2005年,通过对青海省玉树县上拉秀乡高寒草甸和高寒沼泽化草甸退化草地进行为期3年的禁牧封育改良试验,结果表明:禁牧封育措施对恢复高寒草甸、高寒沼泽化草甸退化草地植被有明显的效果,禁牧封育后草地中植物的盖度、高度和产草量明显提高;牧草成分发生显著变化,优良莎草科、禾本科牧草种类与产量增加,杂类草的种类、产量下降.     

青藏高原高寒草甸的植被退化与土壤退化特征研究

对青藏高原典型高寒草甸在不同退化程度下植物群落、生物量和土壤特征的研究结果表明,随着高寒草甸退化程度加大,植被盖度、草地质量指数和优良牧草地上生物量比例逐渐下降,草地间的相似性指数减小,而植物群落多样性指数和均匀度指数在中度退化阶段最高,随着退化程度加大,呈单峰式曲线变化规律.地上总生物量在轻度退化阶段最高,在极度退化阶段最低,随着退化加剧,杂草生物量显著增加,而莎草和禾草生物量显著减少.地下总生物量(0～40 cm)、莎草和禾草地下生物量随着草地退化程度的加重而递减,杂类草地下生物量的变化则是逐渐上升,至极度退化阶段有所降低.随着退化程度加剧,分布在各层的植物根系量越来越少,地下根系具有浅层化特点.各类群地上、地下生物量之间均为正相关,达到显著水平.随着草地退化程度的加大,土壤有机质、速效磷、速效钾和交换性锰的含量以及土壤坚实度、湿度都减小,土壤容重增加.土壤速效氮含量在极度退化阶段不能满足植物生长的需要.随高寒草甸退化程度加大,有机质含量在表层土壤中流失严重.在各个退化阶段,有效锌和交换性锰的含量均能满足植物生长的需求,而有效铜含量偏低,对牧草生长不利.随着植被的退化演替,土壤退化越来越严重,土壤越来越贫瘠化.     

不同退化程度高寒草甸矮嵩草分株结构数量的研究

对不同退化程度下矮嵩草分株结构及数量关系进行了初步研究。结果表明不同退化程度下矮嵩草均以营养繁殖为主扩大无性系繁殖后代 ,单株无性系和无性系分株的分蘖芽占无性系分蘖总数的比例最大 ,分别为 41 97%～ 56 44%和 36 35 %～ 49 2 0 %。矮嵩草无性系分株构件结构可以概括为二级芽分蘖 (1年 )、一级芽分蘖 (1～ 2年 )、复合主分蘖 (2～ 3年 )、单分蘖 (2～ 3年 )、生殖分蘖 (3～ 4年 )和种子 6个组成部分。随放牧强度的增加 ,矮嵩草无性系分株各构件除生殖分蘖外均以中度退化程度为高。矮嵩草无性系分株的分蘖数、叶片数以及生物量都比单株无性系分株的为多。矮嵩草无性系分株生物量表现为根茎 >叶 >根 >生殖 ,地上生物量是地下生物量的 41 85 %～ 47 37%。     

青藏高原高寒矮嵩草草甸退化演替主成分分析

选取青藏高原高寒矮嵩草草甸典型退化演替阶段代表样地为研究对象,以空间尺度代替时间尺度的方法,对其植物群落和土壤理化性质(19个指标)进行数量特征分析。结果表明:欧式聚类分析和Fisher’s判别分析可以明确划分高寒矮嵩草草甸退化的4个演替阶段,且Fisher’s判别分析能够明确区分小嵩草草甸的3个重要时期,说明可以此指标组构建高寒矮嵩草草甸退化演替阶段划分的指标体系。主成分分析(PCA)提取出4个特征值大于1的主成分因子,其载荷能力依次为44.8%、28.3%、17.2%和7.2%,对演替过程总变异的解释能力累计达97.6%。草地退化是一个系统内各因子协同变化的过程,且它们具有不同步性,进而导致了原有变量对草地退化演替细微阶段划分的不完全性。说明草地生态系统存在两种作用因子,即敏感因子(其数量特征随草地发生变化而迅速变化)和缓冲因子(对生态系统变化的反应具有一定的滞后性和缓冲性),但这两者如何应对生态系统干扰,其协同及分异特征以及其对草地退化反应的敏感程度还需要深入研究。     

不同退化高寒草甸矮嵩草和高山嵩草无性系繁殖规律

对不同退化高寒草甸矮嵩草和高山嵩草的繁殖对策进行了初步研究.结果表明,不同退化程度下两种嵩草都以营养繁殖为主扩大无性系繁殖后代,其中两种嵩草的芽分别占无性系小株数的比例最大;有性繁殖能力较弱.芽向一龄分蘖的转化率较高,各退化程度下矮嵩草平均分株内芽转化率达76%,高山嵩草达91%.两种嵩草无性系的扩大主要由二龄分蘖产生大量的营养芽来实现,芽通过一龄分蘖、二龄分蘖到生殖枝的转化率最低,其中矮嵩草无性系最多只有14%,高山嵩草最多只有5.7%.矮嵩草无性系分株生物量中根茎>叶>根,高山嵩草根茎>根>叶,地下生物量>地上生物量.     

围栏封育对“黑土型”退化高寒草甸植物群落的影响

通过对青海省河南县的不同退化程度高寒草甸3年的封育研究,结果表明:轻度退化草地封育3年后的总盖度从78%提高到98%,优良牧草产量增加156.96g/m2(52.8%),毒杂草产量减少29.7g/m2(33.1%);中度退化草地封育3年后总盖度从55%提高到79%,优良牧草产量增加151.9 g/m2(96.1%),毒杂草产量减少60.0g/m2(29.4%);重度退化草地封育3年后总盖度提高了35%,可食杂类草和不可食杂类的盖度分别提高了25%和7.3%,优良牧草产量增加22.9g/m2(35.0%),毒杂草产量增加59.0 g/m2(25.5%).     

围栏封育对“黑土型”退化高寒草甸植物群落的影响

通过对青海省河南县的不同退化程度高寒草甸3年的封育研究,结果表明:轻度退化草地封育3年后的总盖度从78%提高到98%,优良牧草产量增加156.96g/m2(52.8%),毒杂草产量减少29.7g/m2(33.1%);中度退化草地封育3年后总盖度从55%提高到79%,优良牧草产量增加151.9g/m2(96.1%),毒杂草产量减少60.0g/m2(29.4%);重度退化草地封育3年后总盖度提高了35%,可食杂类草和不可食杂类的盖度分别提高了25%和7.3%,优良牧草产量增加22.9g/m2(35.0%),毒杂草产量增加59.0g/m2(25.5%)。