围封对短花针茅荒漠草原群落结构及多样性研究

以内蒙古高原荒漠草原亚带短花针茅（Stipa breviflora）草原为研究对象,对不同围封年限群落的组成、群落特征和多样性进行研究。结果表明：放牧区短花针茅、无芒隐子草和碱韭为优势种,其累计优势度分剐为0．21、0．20和0．24。围封7a多年生禾草累计优势度高于围封1a和围封2a,其累计优势度为0．39。围封区之间地上现存量围封2a〉围封7a〉封1a,但是无显著差异（p〉0．05）。Margarlef丰富度指数围封1a〉围封2a〉围封7a〉放牧。Shannon-Wiener多样性指数在不同围封年限和放牧区之间无显著差异（p〉0．05）。     

短花针茅生物学与生态学研究现状与展望

在总结前人研究的基础上,综述了短花针茅在分类学、地理分布、分子生物学、细胞生物学、花粉形态学、解剖学、生态生理学、种群生态学、群落生态学、生态系统生态学以及放牧生态学等方面的研究进展,展望了短花针茅在资源与生态科学领域的研究方向,提出6个有待进一步深入研究和解决的科学问题。     

短花针茅荒漠草原撂荒恢复规律的研究

在无外力干扰下研究了短花针茅荒漠草原撂荒地恢复规律.结果表明,短花针茅草原自然恢复时间长,生态环境脆弱;根茎禾草阶段时间较短,而旱生轴根型植物阶段时间较长.     

紫花苜蓿和短花针茅根系分布与土壤水分研究

以陕北农牧交错带人工草种紫花苜蓿(Medicago sativa L.)和天然草种短花针茅(Stipa breviflora Griseb.)为对象,采用根钻法调查两个草种的根系垂直分布以及刈割后苜蓿根系变化特征,并通过定位观测研究土壤水分动态变化。结果表明:紫花苜蓿和短花针茅根系密度随土壤深度增加而减少,而且均以直径小于等于1 mm的须根为主;0~50 cm土层紫花苜蓿和短花针茅根系量分别占0~100 cm剖面总量的67%和84%。紫花苜蓿和短花针茅根系分布与土壤水分消耗特征吻合。生长旺盛期苜蓿大量消耗0~140 cm土层土壤水分,5-9月平均有效土壤储水不足10 mm;生长季末深层(140~280 cm)土壤储水也逐渐降低,约为裸地储水量的50%。短花针茅0~280cm剖面土壤水分状况明显好于苜蓿地,比苜蓿地多储水100 mm左右;主要消耗浅层(0~50 cm)土壤水分,深层水分利用较少。     

短花针茅的生态生物学特性的研究

本文主要在短花针茅分布中心进行研究，同时也在某些群落内进行观察，提出了短花针茅种子是在当年夏秋萌发，中胚轴极短，当年可产生1－2条分蘖枝，翌年已形成幼株丛，具明显针状的外貌，成龄株丛春季分蘖较少，以夏秋分蘖为主，整个分蘖模式为级数递增型。种子根一条，中胚轴不长不定根，鞘节不定根一般为一条，成熟株丛分蘖新枝，待翌年工成2－3片叶后，才产生新根，短花针茅群落，其地下生物量分布呈典型倒金字塔型，根量高度集中于0－20cm土层内（占总量85．6％），其次本文认为短花针茅种群二次开花现象是出现在不同个体上。     

短花针茅荒漠草原草地生物量与营养动态

研究了短花针茅荒漠草原8个月间的生物量与营养动态变化。用罩笼差额法估测法测定放牧消耗量,用实验室常规分析方法测定营养物质含量。结果表明：生物量月份动态呈明显的单峰曲线,最高值在9月68．47±0．81g／m^2,5月出现最低值6．50士1．40g／m。。CP、Ash和P含量的波动较相似．最高值均出现在7月中旬分别为22．11％、8．29％和0．41％。最低值均出现在4月,与CF含量呈负相关（P〈0．01）,CF含量最高值出现在4月,值为36．70％,8月呈最低值。EE含量波动较多,10月中旬呈最高值2．76％。Ca含量变化动态曲线与生物量变化曲线相似．最高值出现于9月。     

短花针茅荒漠草原物种数空间变化特点及其与取样方法的关系

以短花针茅荒漠草原物种数为研究对象,采用样线法和样地法两种取样方法,对短花针茅荒漠草原物种数空间分布特点及其与不同取样方法的关系进行初步探讨,结果表明：短花针茅荒漠草原物种数在不同样方间的变化为4-17种/m^2。样线法取样时平均物种数为9-10种/m^2,空间变化的结构比随样线长度的增加整体呈减小的变化趋势,分形维数在样线长度为1500m时最小,采用样线法取样时样线长度应该在1500m-2000m比较适宜。样地法取样时平均物种数为11-12种/m2,样地法取样时结构比随样地面积的增加呈先增加后稳定的变化趋势,分形维数随样地面积的增加而逐渐增大,样地取样面积在6400m^2-8100m^2比较适宜。样地法取样会在两个方向上同时获得荒漠草原物种数空间分布信息,更能够全面地反映荒漠草原物种数空间分布特点。     

放牧背景下短花针茅荒漠草原研究进展

荒漠草原是脆弱生态系统,探讨荒漠草原对长期放牧等人为干扰的响应,为深入开展脆弱生态系统适应性研究提供更加可靠的理论依据。本文总结了近20年涉及短花针茅(Stipa breviflora)荒漠草原相关研究中的关键发现,从植物个体、种群、群落、生态系统以及土壤理化性质等方面归纳、总结并探讨了短花针茅荒漠草原对不同放牧利用方式和不同放牧强度的响应和适应特征,为有效节省后续研究人员查阅时间的同时,确定了知识薄弱的地方,提出了放牧利用下荒漠草原将来的几个重要研究方向和亟待解决的关键科学问题。     

内蒙古短花针茅群落数量分类及环境解释

 群落分布格局与环境（环境因素、空间因素、生物因素）之间的关系一直以来便是生态学研究的热点。为了探讨环境对内蒙古短花针茅群落结构格局的影响,运用双向指示种分析法（ｔｗｏ ｗａｙｉｎｄｉｃａｔｏｒｓｐｅｃｉｅｓａｎａｌｙｓｉｓ,ＴＷＩＮＳＰＡＮ）对内蒙古自治区２０２个短花针茅群落进行数量分类,并结合环境因子、空间因子（各３个）运用除趋势典范对应分析排序方法（ｄｅｔｒｅｎｄｅｄｃａｎｏｎｉｃａｌｃｏｒｒｅｓｐｏｎｄｅｎｃｅａｎａｌｙｓｉｓ,ＤＣＣＡ）分析了环境因子、空间因子、环境因子与空间因子交互作用及其他因素对内蒙古短花针茅群落结构格局的影响。结果表明,１）ＴＷＩＮＳＰＡＮ 将内蒙古２０２个短花针茅群落在第４级水平上分为１６个群丛;２）ＤＣＣＡ 前２排序轴集中了大部分信息（７５．３％）,第１,２排序轴分别突出反映了群落结构格局在热量、水分梯度上的变化,结合ＴＷＩＮＳＰＡＮ 划分的群丛类型构建了内蒙古短花针茅草原生态系列图式;３）因子分离分析表明,环境因子对群落结构格局的解释能力为７０．７％,其中２６．５％为单纯环境因子引起,空间因子解释能力为５５．６％,其中１１．４％ 是独立于环境因子的,４４．２％ 是环境因子和空间因子交互作用导致的,未能解释的部分达１７．９％,结合其他研究有力地证明了“环境因素对植被的可解释程度是植被本身的复杂性决定的,植被越复杂,环境的可解释程度则越低”。     

短花针茅荒漠草原植物群落特征对不同载畜率水平的响应

在内蒙古短花针茅荒漠草原采用5个载畜率水平绵羊放牧试验,研究植物群落对载畜率的响应.研究结果表明,主要植物盖度、高度和密度在低载畜率和中等载畜率下保持较高水平;中等载畜率有利于短花针茅生长;随着载畜率的增加,植物群落现存量下降;短花针茅草原适宜的载畜率为1.7～2只羊/hm2/半年.     

短花针茅荒漠草原植被群落结构及生物量对水氮变化的响应

为了解降水变化和氮沉降对荒漠草原植被群落结构和生物量的影响,在内蒙古四子王旗短花针茅荒漠草原进行水氮交互试验,采用裂区试验设计,主区为CK(自然降水)、W(增水30%)、R(减水30%),副区为0(N0)、30(N30)、50(N50)、100(N100)kg N·hm^-2·a^-1共12个处理。结果表明:1)水氮的介入导致植物群落组成、重要值发生了明显变化,R中群落物种数最低,提高了优势种在群落中的重要值,氮素添加导致群落物种数呈“抛物线”型,群落物种数先增多后减少。2)CK、W、R条件下随施氮量增加,物种丰富度、Shannon-wiener多样性指数和Pielou均匀度指数均先增大后减小,2016和2018年在CK-N30、W-N30、R-N50达到最大值,干旱年份(2017)分别在CK-N30、W-N50、R-N100达到最大值。水分主效应、氮素和水氮交互作用均对以上3个植物多样性指数有显著影响(P<0.05)。3)水分和氮素刺激了地上生物量的增加,短期氮素添加使多年生禾草生物量在地上总生物量中占比增加,多年生杂草生物量在地上总生物量中占比减小。水分、氮素、水氮交互均对地上生物量有显著影响(P<0.05)。     

放牧调控对短花针茅种群年龄及叶性状的影响

草食动物对植物种群结构和功能的调控机制是放牧生态学研究的重要内容。本研究以内蒙古锡林郭勒盟苏尼特右旗荒漠草原的长期放牧控制实验为平台,通过研究荒漠草原建群种短花针茅种群年龄动态与其相应叶性状,以期揭示荒漠草地放牧调控下植物响应机制。结果显示,1)短花针茅种群基径小于4 mm部分植株存活数少;适度放牧处理短花针茅各年龄阶段频度与不放牧基本一致,重度放牧处理龄级Ⅲ的频度和比例分别下降了0.79,0.73;2)短花针茅种群龄级Ⅰ与龄级Ⅱ的短花针茅频度和比例较高,龄级Ⅲ相对较低,属于比较稳定的种群;Godron指数显示短花针茅年龄结构的稳定性重度放牧>适度放牧>不放牧;3)放牧调控下,叶高、叶长、叶干重、叶直立度、叶长宽比为年龄型敏感性状,自然叶宽、完全叶宽、叶卷曲度、叶干物质含量为年龄型保守性状;4)相关分析认为自然叶宽和叶干物质含量与各年龄型敏感性状基本呈协同变化;叶卷曲度与叶干重负相关(P<0.05),与叶直立度呈正相关(龄级Ⅲ、龄级Ⅰ)。研究认为,短花针茅种群在亚稳定下,通过控制种群年龄及叶性状,来完成其生活史对放牧调控的适应。     

短花针茅草地几种牧草利用率的确定

在短花针茅荒漠草原，利用高度一重量百分比方法确定了13种牧草的利用率。结果表明：对于大多数牧草消耗高度占总高度的50%，重量的消耗仅20%～30%；当牧草消耗高度80%时，牧草的利用率为70%。在利用率确定的情况下，可推导出各种牧草的适宜留茬高度。     

不同载畜率下短花针茅和土壤生态化学计量特征研究

以荒漠草原建群种短花针茅为研究对象,分析不同载畜率(对照,CK;轻度放牧,LG;中度放牧,MG和重度放牧,HG)对短花针茅与其对应土壤(0～20 cm和20～40 cm)碳(C)、氮(N)、磷(P)及化学计量比的影响.结果表明:放牧对短花针茅N、P及C:N:P化学计量比没有显著影响,但C含量随载畜率的增加而显著增加(P...     

模拟降水对短花针茅荒漠草原土壤呼吸的影响

试验在内蒙古四子王旗短花针茅荒漠草原开展,旨在研究模拟降水对土壤呼吸、土壤温度和土壤湿度的影响。在长期不同放牧平台增设4个不同降水处理(减水50%、自然降水、增水50%和增水100%)。于2016年7月~10月使用土壤碳通量测试仪器(Li-8100)测量土壤呼吸速率,同时用仪器自带的温、湿度探针监测0~10cm土壤温度和0~5cm土壤体积含水量。结果表明:随着降水量的增加,土壤呼吸和土壤湿度呈现显著增加趋势,土壤温度显著降低(P<0.05);7月~10月土壤呼吸速率呈现下降趋势;土壤呼吸与0~10cm土壤温度和0~5cm体积含水量之间存在极显著正相关关系,决定系数分别是0.3117和0.7307(P<0.0001)。结果表明,水分是影响荒漠草原土壤呼吸的关键因子之一。     

放牧强度对短花针茅植物种群空间分布的影响

为探讨荒漠草原建群种短花针茅(Stipa breviflora)空间分布的多重分形特征及其在不同放牧强度下的响应规律,本研究以内蒙古四子王旗短花针茅荒漠草原为研究对象,设置对照(CK)、轻度放牧(LG)、中度放牧(MG)和重度放牧(HG)4个放牧强度,载畜率分别为每公顷每半年0、0.93、1.82和2.71个羊单位,结合变异分析和多重分形研究方法,结果表明:在不同放牧强度下,短花针茅植物种群空间分布存在多重分形特征;伴随放牧强度的增大(轻度放牧除外),短花针茅植物种群空间分布的多重分形复杂性降低:生态位宽度几乎没有变化,空间分布由聚集状态转为均匀状态,个体间的竞争强度增大;轻度放牧下短花针茅植物种群空间分布多重分形特征最为复杂:生态位宽度降低,空间分布聚集特征最明显,个体间的竞争强度最小.无论放牧强度如何变化,短花针茅植物种群在植物群落中的主导地位没有改变,空间分布的整体特征是以大概率子集空间分布为主.