不同放牧强度对高寒草甸土壤种子库的影响

以青海省贵南县高寒草甸为研究对象,采用地上植被调查和室内萌发试验相结合的方法,对不同放牧强度下土壤种子库的特征及其与地上植被的关系进行研究,并探讨放牧条件下地上植被、土壤种子库和土壤理化性质三者的联系,拟为高寒地区的植被恢复和草地管理提供科学参考。结果表明：1)随放牧强度的增加,土壤种子库密度呈现出“单驼峰”型趋势。2)无论是禁牧还是放牧样地,种子主要集中于0-5 cm表层土壤,且随土层的加深而减少。3)高寒草甸土壤种子库与地上植被的相似性整体较低,在中度放牧样地中杂类草占主导地位,群落物种多样性增加,相似性相对较高;在禁牧样地中种群趋于平衡且枯落层较厚,相似性最低。4)放牧干扰后,植物群落高度整体降低,地上植被盖度增加,种子库的密度增大;且较低的磷含量有利于种子的储存。综上,高寒草甸适度的放牧干扰有利于维持草地群落的物种多样性,提高种子库种子的储存,从而促进地上植被的更新建植,进而维持草地生态系统稳定。     

不同放牧强度下高寒草甸植被特征和土壤养分变化研究

放牧作为最主要的生物干扰因子之一,影响着草地生态系统植被和土壤的生态进程。在自然放牧条件下,通过不同放牧强度的比较试验,对高寒草甸土壤营养成分及地上群落特征进行分析,为制定合理的放牧强度提供理论依据。结果表明:随着放牧强度加大,地上总生物量、物种丰富度在封育样地最高,在重牧样地最低,而封育、轻牧、中牧样地香浓-威纳多样性指数并没有显著的差异;禾草和莎草的地上生物量和总盖度在中牧条件下最高。与轻牧、中牧和封育样地相比,重牧样地的杂草有较高的地上生物量和总盖度;5月份土壤含水量随放牧强度增加而减少,7月份、9月份则相反;封育、轻牧、重牧样地的土壤容重显著低于中牧样地(P<0.05);在整个生长季节,重牧样地的pH值明显高于其他3个处理,而封育?轻牧?中牧3个样地pH值没有显著差异;在整个生长季节,封育、轻牧、中牧、重牧4个样地土壤有机碳含量随着放牧强度的增加而趋于下降,其中封育、轻牧、中牧3样地土壤有机碳含量都显著高于重牧样地(P<0.05);土壤的全氮含量在各放牧样地里并没有显著变化,而土壤氨态氮、硝态氮则在植物整个生长季节随着放牧强度的加大而增加;在整个生长季节里全磷含量最大值都出现在中牧样地里,速效磷含量表现出了和全磷一致的结果。因此,适度放牧是保护生物多样性,维持土壤养分以及提高草地生产力的有效途径;当高寒草甸由于退化导致生物量锐减,生物多样性丧失等严重后果时,围栏可以作为有效的恢复手段。     

不同放牧强度对高寒草甸植物群落返青的影响

针对不同放牧强度下海北地区高寒草甸植物群落进行调查，结果表明，不同放牧强度对植物群落种类组成影响不明显，植株高度随放牧强度的减小而逐渐增高。群落中的优势种矮嵩草、披碱草的密度随放牧强度的减小而逐渐减小，但地上生物量随放牧强度的减小而逐渐增加。次优势种异针茅、紫羊茅、唐松草和黑褐苔草的密度随放牧强度的减小而逐渐减小，地上生物量的变化也逐渐减小。一些适口性差的阳性植物如美丽凤毛菊的密度、地上生物量随放牧强度的减小而逐渐增大，且植物群落随着放牧强度的减小其差异性显著。高寒草甸植物群落在返青期由于对重度放牧条件下过度采食，植物光合叶面积减小，根系营养物质被大量消耗，植株生长发育不良导致植物净生产量下降。因此，适宜地采食有利于植物返青，且植物地上净生产量将有所提高。     

不同放牧强度对高寒草甸植物群落返青的影响

针对不同放牧强度下海北地区高寒草甸植物群落进行调查,结果表明,不同放牧强度对植物群落种类组成影响不明显,植株高度随放牧强度的减小而逐渐增高。群落中的优势种矮嵩草、披碱草的密度随放牧强度的减小而逐渐减小,但地上生物量随放牧强度的减小而逐渐增加。次优势种异针茅、紫羊茅、唐松草和黑褐苔草的密度随放牧强度的减小而逐渐减小,地上生物量的变化也逐渐减小。一些适口性差的阳性植物如美丽凤毛菊的密度、地上生物量随放牧强度的减小而逐渐增大,且植物群落随着放牧强度的减小其差异性显著。高寒草甸植物群落在返青期由于对重度放牧条件下过度采食,植物光合叶面积减小,根系营养物质被大量消耗,植株生长发育不良导致植物净生产量下降。因此,适宜地采食有利于植物返青,且植物地上净生产量将有所提高。     

不同改良措施对退化高寒草甸土壤种子库的影响

利用萌发法研究了甘南退化高寒草甸不同改良措施(经综合恢复即围封+划破草皮+补播+灭鼠(ESRD)、围封+灭鼠(ED)、围封(E))下土壤种子库的特征。结果表明,在所调查的样地中共统计到35种植物,隶属18科29属。对甘南退化高寒草甸采取综合恢复(ESRD)时,土壤种子库物种数趋于增加,比ED高出16.9%,比E高出63.9%。ESRD措施下土壤种子库密度为2451.5粒/m2,比ED高出354.8粒/m2,比E高出957.1粒/m2;杂类草所占的比例也有所减少,比ED低19.3%,比E低26.2%;物种的丰富度和多样性指数均低于其他两种措施。3组改良措施鼠丘种子库密度依次为ESRD(938.1粒/m2)ED(762.8粒/m2)E(719.1粒/m2);鼠丘上禾本科物种所占比率为综合恢复ESRD(23.26%)ED(12.31%)E(11.92%)。ESRD改良下鼠丘上的物种的丰富度和多样性指数均小于其他组。说明对退化高寒草甸草地及时进行综合恢复和灭鼠以及对鼠丘进行补播是改良天然退化草地的重要手段。     

高寒草甸冷季牧场不同休牧期对土壤种子库的影响

为明晰青藏高原高寒草甸冷季牧场的适宜休牧期,在东祁连山天祝高寒草甸设置了土壤解冻临界期—牧草枯黄期(RP1)、土壤解冻后期—牧草枯黄期(RP2)、牧草返青初期—牧草枯黄期(RP3)、牧草返青后期—牧草枯黄期(RP4)和当地传统休牧(优势牧草高5 cm—牧草枯黄期)(RP5)5个休牧期,研究了土壤种子库的物种组成、密度、多样性及其与地上植被的关系。结果表明：供试土壤种子库中共萌发27种植物,分属12科23属;5个休牧期土壤种子库密度表现为RP1(2 136.67粒·m^-2)>RP2(1 983.33粒·m^-2)>RP3(1 576.67粒·m^-2)>RP4(1 220粒·m^-2)>RP5(863.33粒·m^-2);香农-威纳指数和辛普森多样性指数在RP1休牧土壤种子库中较高,Pielou均匀度指数在RP5中最高;5个休牧期土壤种子库与地上植被的Sorensen相似性指数在0.38～0.49,其中RP1休牧与地上植被的相似性最高。综上,土壤解冻临界期—牧草枯黄期休牧更有利于土壤储备植物种子,增加草地的抗干扰能力。     

高寒草甸放牧生态系统研究现状

综述了放牧强度对高寒草甸植物、动物和土壤的影响,说明放牧强度是影响家畜生产力、草场恢复力和稳定性的重要因素,也是影响土壤理化性质和土壤养分分布格局的关键因素;同时指出,高寒草地放牧系统受人为或气候等因素的影响而不断变化,影响的强度会改变整个系统的状态和变化趋势,即使是同一块草地,其负载能力和适宜放牧率(强度)也有所波动.因此,高寒草地放牧生态系统研究应以草场本身的条件和动态特征加以评价,应尽可能选择较多的气候和草场类型,应用动态规划和系统优化模型,对草地的持续生产和畜牧业的可持续发展进行动态模拟;建立草地放牧生态系统管理专家系统.     

放牧模式对祁连山东缘高寒草甸土壤理化特性和物种多样性的影响

阐明不同放牧模式对土壤理化特性和物种多样性的影响,为祁连山东缘高寒草甸的管理利用提供参考.选择划区轮牧(RG)、禁牧(PG)、轻度放牧(LG)和生长季休牧(GSG)4种放牧模式下的样地,检测各样地间植被群落物种多样性、生物量和土壤养分等指标,并分析其影响因素.结果 发现:1)LG样地0～30 cm土层土壤含水量最高,且...     

不同强度短期放牧对高寒草甸植被特征的影响

为探索不同强度短期放牧对高寒草甸植被特征的影响,在碌曲县加仓村选择禁牧5年的高寒草甸草地作为试验样地,通过不同强度放牧试验,探究其地上生物量变化规律及其相互之间的关系,结果表明:对照组禁牧的地上生物量值最大,为1084 g/m2,当放牧强度不断增大时,地上生物量逐步减小;重度放牧物种丰富度、Shannon-Wiener多样性指数最低,中度放牧最高,与"中度干扰理论"相契合;禾草和莎草在中度放牧条件下密度最大,重度放牧使禾草物种丰富度和株高减小,与禁牧差异显著(P＜0.05);杂类草在重度放牧条件下所占比重最高,其中,当放牧强度逐渐增大时,毒草和可食杂草物种丰富度明显减小,毒草密度随着放牧强度增大而增加,但差异不显著(P＞0.05),重度放牧可食杂草密度与禁牧、轻度放牧差异显著(P＜0.05);试验区出现的毛茛科植物绝大多数为毒草,其物种丰富度和密度表现出了和毒草相似的变化趋势,即物种丰富度逐渐下降,密度逐渐增加,禁牧株高与三个放牧实验组差异显著(P＜0.05).因此适宜强度的牦牛放牧可使草地植被结构与功能得以改善,当高寒草甸发生退化时,可利用围栏禁牧作为有效恢复手段.     

不同牧压梯度下高寒草甸演替及植物物种多样性分异特征

通过对不同牧压梯度导致的4个相邻高寒草甸植物群落物种多样性的调查,探讨了放牧驱动下高寒草甸演替及植物物种多样性分异特征,以期为高寒草甸合理利用提供依据。结果表明:矮嵩草时期与小嵩草草毡表层开裂期的多样性指数D差异不显著,其他3个阶段间差异显著(P0.05);多样性指数H除禾草矮嵩草时期与小嵩草草毡表层开裂期,矮嵩草时期与小嵩草草毡表层加厚期差异不显著外,其他均差异显著(P0.05);均匀度指数除矮嵩草时期与小嵩草草毡表层加厚期差异不显著,其他3个时期差异均达到显著水平(P0.05);放牧明显改变了高寒草甸的主要建群种和优势种,伴随牧压强度增大,植物群落发生更替,莎草科重要值增大,禾本科重要值减小,草甸植物群落由禾草矮嵩草时期向矮嵩草时期、小嵩草草毡表层加厚期、小嵩草草毡表层开裂期演替。     

季节性放牧对甘南高寒草地植被和土壤理化性质的影响

为研究季节性放牧对高寒草地植被及土壤理化性质的影响,本研究在甘南玛曲县选取典型的季节性放牧和围封样地,从植被的群落组成、物种多样性及土壤理化性质等角度来评估季节性放牧对草地健康状况的影响。结果表明：与围封样地相比,季节性放牧样地植被盖度由90.5%降至79.1%,植被高度显著降低了44.1%,密度显著降低了49.5%（P<0.05）。季节性放牧减少了优质牧草的数量,增加了毒草的数量;同样减少了一年生、两年生草本的数量,增加了半灌木的分布。季节性放牧提高了高寒草地植被的Margalef指数、Shannon-Wiener指数、Simpson多样性指数与均匀度指数。与围封相比,季节性放牧使得土壤中的有机碳含量显著降低了28.3%,而全氮含量显著升高了27.5%（P<0.05）。本研究将有助于准确认识季节性放牧对高寒草地的影响,为甘南地区草地生态修复提供科学依据。     

不同强度放牧对祁连山高寒草甸优势种牧草营养价值的影响

为了研究放牧强度对祁连山高寒草甸优势牧草营养价值的影响,本研究以10年围封、轻度、中度和重度放牧处理下的高寒草甸作为研究对象,研究放牧强度对4个优势种牧草营养价值年际、月际变化和种的影响。结果表明：放牧显著增加了矮生嵩草（Kobresia humilis Sergiev）的粗蛋白（CP）和锦鸡儿（Caragana sinica Rehder）的干物质消化率（DMD）,显著降低了锦鸡儿的中性洗涤纤维（NDF）（P<0.05）;4种优势牧草CP和DMD表现出明显的年际和月际变化规律,即多雨年份CP和DMD显著高于干旱年份（P<0.05）,6月份牧草返青季CP和DMD含量显著高于9月份牧草枯黄季（P<0.05）,而NDF含量变化趋势则与之相反;4种优势牧草CP、DMD和NDF受到放牧强度、年际变化、月际变化和种的相互影响。因此,建议对围封高寒草甸进行放牧,并在干旱年份和牧草生长季末家畜转场或补饲,实现祁连山草地畜牧业的可持续发展。     

放牧强度对高寒草甸植物叶片生态化学计量特征的影响

在青藏高原高寒草甸封育、适度放牧、重度放牧3种放牧强度中,选取并测定了异针茅、麻花艽、蒲公英3种植物叶片中C、N、P的含量,探讨了植物叶片的化学计量特征对不同放牧强度的响应机制。结果表明:3种植物叶片在不同放牧强度样地中C含量无差异;3种植物叶片N、P含量在重度放牧草地中高于其他两种放牧强度,且重度放牧草地整体受N限制,其他两种草地植物受P限制;重度放牧草地的C/P、N/P比值显著低于其他两种草地放牧强度中的比值,说明重度放牧草地3种植物采取了快速生长策略,而且不同物种在不同生境中受养分限制的程度不同。以上结果说明草地的放牧强度不同,在很大程度上间接改变植物对养分的利用状况,不同植物对相同生境有不同的适应策略。     

青藏高原高山嵩草草甸植物多样性和土壤养分对放牧的响应机制

以青藏高原高山嵩草(Kobresia pygmaea)草甸为对象,研究不同放牧强度对草甸群落植物多样性、土壤化学性状及土壤有效态微量元素的影响,旨在为高山嵩草草甸生态系统保护和恢复提供科学依据。结果表明:随着放牧牦牛强度的增加,高山嵩草草甸群落的盖度、群落物种数、物种多样性、地上生物量均显著降低,重度放牧与对照间差异显著(P<0.05),而适度放牧与对照间差异不显著;放牧对土壤化学性状的影响主要表现为,随着放牧强度增加,0~30 cm土层中有机质、速效氮、全磷和速效磷含量减少,而适度放牧全氮含量与对照间差异不显著。适度放牧下10~20 cm土层中全磷和速效磷含量显著增加,与对照和重度放牧相比差异显著(P<0.05)。不同放牧强度下土壤有效态微量元素Fe,Mn,Cu和Zn的含量差异显著(P<0.05)。不同放牧强度对高山嵩草草甸的土壤有效态微量元素含量影响不同,从高到低依次为Fe>Mn>Zn>Cu。因此,适度放牧是保护高山嵩草草甸植物多样性、维护土壤养分以及提高草地生产力的有效途径。     

放牧强度对高寒灌丛草甸土壤CO_2释放速率的影响

在中国科学院海北高寒草甸生态系统定位站，研究放牧强度对土壤CO２释放速率的影响及其与环境条件的关系。结果表明，CO２释放速率具有明显的日变化规律，日最大值在12∶00～14∶00h出现，最低值出现于凌晨6∶00～8∶00h。轻牧和重牧区日释放速率分别为7.774±5.577 g·m－２·d －１和6.977±4.947 g·m－２·d－１。CO２释放速率具有明显的季节变化，最大值均出现在7月，而冬季则最低。CO２释放速率的日变化主要受气温和地表温度的制约，与气温和地表温度呈极显著的正相关(P＜0.01)。CO２释放速率的季节动态与气温和地温(0～30cm)呈极显著的正相关(P＜0.01)。放牧使CO2释放速率降低。     

东祁连山高寒人工草地土壤种子库大小及物种构成

通过野外调查和种子萌发试验,研究了东祁连山高寒地区常见的垂穗披碱草(Elymus nutans)和燕麦(Avena sativa)人工草地群落土壤种子库大小及物种构成,并与相邻天然草地进行比较,旨在为东祁连山人工草地植被恢复提供支持信息。结果表明:垂穗披碱草草地、燕麦草地和天然草地的土壤种子库种子密度平均数分别为22611.45±4725.88,4210.88±1913.44和2937.01±2471.60 个·m^-2。垂穗披碱草草地种子库萌发的幼苗中共发现4种植物,分别是高山紫菀(Aster alpinus)、迷果芹(Sphallerocarpus gracilis)、甘肃马先蒿(Pedicularis kansuensis)和萼果香薷(Elsholpzia bensa var. calycocarpa);燕麦草地种子库萌发的幼苗中共发现6种植物,分别是独行菜(Lepidium apetalum)、旱雀麦(Bromus tectorum)、微孔草(Microula sikkimensis)、迷果芹、蓝翠雀花(Delphinium caeruleum)和萼果香薷;天然草地种子库萌发的幼苗中共发现6种植物,分别是异针茅(Stipa aliena)、二裂委陵菜(Potentilla bifurca)、高原毛茛(Ranunculus tanguticus)、黄花棘豆(Oxytropis ochrocephala)、独行菜和蓝翠雀花。垂穗披碱草草地和燕麦草地土壤种子库可萌发的幼苗多为一年生植物;垂穗披碱草草地与燕麦草地和天然草地之间可萌发土壤种子库数量差异较大,后二者之间差异较小;天然草地与燕麦草地物种构成差异较小,与垂穗披碱草草地物种构成差异较大。     

高寒草甸牦牛皮毛种子库大小与组成的模拟研究

动物体外传播(Epizoochorous dispersal)是植物种子实现远距离传播的一种重要方式,尤其在放牧生态系统中,这种现象更为普遍.为探究放牧季节(暖季和冷季)及种子性状(质量、形状和附属结构)对高寒草甸牦牛皮毛种子库的大小及组成特征的调控作用,分别在2019年暖季(8月下旬)和冷季(10月中旬),模拟收集了...