放牧和刈割对山地草原植被多样性和凋落物分解的影响

为探究天山北坡谢家沟区域草地利用模式对草地植被多样性和凋落物分解(土壤碳输入)的影响，本研究以天山北坡中段乌鲁木齐县谢家沟的山地草原为研究对象，以放牧(载畜量2.8羊单位/hm²)和刈割为试验处理，采用样方法和凋落物原位分解法对放牧、刈割草地的植被α多样性、凋落物分解动态进行测定，同时对凋落物分解过程中的土壤表面和10 cm温度、土壤水分、容重、辐照度等环境因子进行监测。结果表明，放牧降低了草地植被的高度、盖度、地上生物量，同时其植被多样性指数、丰富度指数、均一性指数显著低于刈割草地(P<0.05);地上凋落物分解速率显著高于地下凋落物(根系)(P<0.05);放牧显著降低了地上、地下凋落物的分解速率，同时相较于刈割处理，放牧降低了土壤水分，增加了土壤温度、土壤容重和辐照度(P<0.05);冗余分析(RDA)表明，水分是该区域限制凋落物分解的主要因素。天山北坡谢家沟区域刈割利用维持了草地植被多样性，同时其凋落物分解碳输入也没有受到抑制，而放牧利用使得草地植被多样性下降，抑制了作为碳输入的凋落物分解过程。     

刈割与放牧交替利用方式对草地植被主要数量性状的影响

[目的]以新疆伊犁昭苏马场禾草+杂类草草甸草地为研究对象,研究利用方式对草地植被主要数量性状的影响.[方法]采用放牧+刈割+放牧、放牧+刈割、刈割+放牧、刈割交替等处理.[结果](1)不同利用方式对植物的重要值影响不同,刈割+放牧(C)、刈割处理样地内的禾草比例高于其他两种利用方式;(2)在高度变化上,各利用方式之间差异性不显著(P＞0.05);刈割+放牧(C)、刈割(D)草地群落由于春季均未放牧利用,草地的高度均表现出略高于其他两种方式;(3)在盖度变化上,从三季利用上可以看出刈割(D)优于其他三种利用方式;(4)5 ～8月四种利用方式在密度变化上差异性不显著(P＞0.05),9月,由于放牧与不放牧的差别,刈割(D)利用方式草地群落密度高于其他三种方式(P＜0.05);(5)地上生物量变化方面刈割和刈割+放牧利用方式在草地群落地生物量上表现出一定的优势.[结论]初步确定刈割+放牧和刈割利用方式较好,但需要长期的动态监测,方能得到科学结论.     

放牧与围栏对荒漠草原土壤养分及酶活性的影响

以宁夏毛乌素沙地荒漠草原蒙古冰草（Agropyron mongolicum）、甘草（Glycyrrhiza uralensis）、赖草（Leymus secalinus）群落为研究对象,探讨放牧与围栏对不同植被群落土壤养分和酶活性的影响。结果表明,在放牧干扰下,甘草群落土壤有机碳（soil organic carbon,SOC）显著降低;3种植被群落土壤总磷（total phosphorus,TP）均显著升高;甘草与赖草群落土壤总氮（total nitrogen,TN）含量亦显著上升。从土壤酶活性变化来看,放牧条件下,赖草群落土壤碱性磷酸酶活性显著上升;蒙古冰草群落土壤脲酶活性显著下降,而甘草群落土壤脲酶活性显著上升;蒙古冰草与甘草群落土壤过氧化氢酶活性均显著下降。整体来看,不同植被群落土壤4种酶活性与土壤养分间均表现出一定的相关性。放牧与围栏对荒漠草原不同植被类型群落土壤养分的影响表现出差异性,应根据群落特性,有针对性地制定合理的放牧制度,以利于植被恢复及保持土壤肥力。     

羊草克隆后代对刈割处理的响应

【背景】 母体放牧历史可以改变羊草（Leymus chinensis）克隆后代的形态及光合生理性状,也可以改变其对干旱环境的响应,但是母体放牧历史是否影响了羊草克隆后代对家畜啃食的响应尚不清楚。【目的】 研究母体放牧历史是否增强了羊草克隆后代对模拟家畜啃食（刈割）的适应性。【方法】 利用不同放牧历史的羊草克隆后代（1983年围封 VS 长期自由放牧）进行室内盆栽试验,从个体性状、子株数、生物量及生物量分配等角度对比了其对模拟放牧处理（刈割）的响应。【结果】 （1）母体放牧历史与刈割处理对羊草单株株高、单株生物量交互作用极显著,放牧羊草克隆后代（GZ）单株株高、单株生物量对刈割处理的抵抗力较围封羊草克隆后代（NG）强;但是,母体放牧历史并没有明显改变羊草克隆后代子株数对刈割处理的响应。（2）母体放牧历史与刈割处理对羊草根茎生物量交互作用显著,对地上、根系及总生物量交互作用不显著,但是NG地上、根系及总生物量在刈割处理下的表型可塑性指数及绝对减少量均明显大于GZ。因此,母体放牧经历增强了羊草克隆后代对刈割处理的适应性。（3）NG在刈割处理下被刈割掉的地上部分生物量显著小于GZ,但是NG的被刈割程度（被刈割生物量/总生物量）显著高于GZ。（4）GZ生物量分配对刈割处理响应不显著,但是刈割处理显著降低了NG的根茎生物量分配。【结论】 羊草母体经历放牧干扰后,其克隆后代对家畜啃食的适应性增强;母体放牧历史并不通过改变生物量分配增强羊草克隆后代的适牧性,叶片光合生理的响应及避牧性可能是母体放牧历史增强羊草克隆后代的途径。本研究通过控制试验排除土壤等环境因子的干扰,从植物自身角度出发,研究其克隆后代表型性状对放牧的响应,这对充分认识草原生态系统放牧退化过程及退化修复过程提供了新的视角。     

休牧后土壤养分空间异质性和植物群落α多样性

分析了内蒙古温带典型草原休牧 4年后的草地土壤养分空间异质性和植物群落α多样性。结果表明 :休牧后 ,土壤养分的空间异质性呈不同程度的增大趋势 ,随机性因素所占比例增加 ;物种多样性指数和均匀度指数均有降低趋势 ,即群落物种多样性增加 ,均匀度降低。不同放牧率退化草地休牧过程中 ,植物群落的生物量、群落高度、群落盖度和群落物种多样性与土壤养分分布均表现一致的正相关关系 ,但只有植物群落生物量和群落高度与土壤有机碳、全氮、无机氮、土壤有效磷和有效硫相关性显著 (P <0 0 5 )。围封禁牧只是退化草地的一种利用方式 ,在围封一定时期后还要进行适度放牧或刈割 ,以保持草地植被的一定均匀度 ,防止 2次逆行演替发生。     

不同管理方式对贵州典型暖性草地土壤有机碳的影响

以贵州省龙里典型性暖性草原为对象,研究典型草地、不围栏、割草管理、灌丛管理4种不同管理方式对土壤有机碳含量、有机碳密度的影响,结果表明,不同管理方式对典型暖性草地土壤有机碳含量、有机碳密度具有明显影响;不围栏管理导致土壤碳密度显著下降,同时在灌丛管理下地质地貌条件的差异同样对土壤有机碳含量产生影响;对典型草地进行围栏可以提高土壤碳密度,促进土壤有机碳积累、固定,同时也有利于退化草地的恢复。     

刈割对山地草甸草原群落特征及多样性的影响

[目的]结合独立样本t检验和Spearman秩相关分析,研究刈割对草原群落特征及多样性的影响.[方法]设置刈割和不刈割2个处理,用目测法估测盖度,用测量法量取高度,密度为样方中的物种数目,分种齐地面剪割测定植被地上生物量.[结果]刈割对草地群落特征和物种多样性的影响仅在地上生物量上表现为差异显著(P＜0.05);刈割后,植被高度均高于不刈割,禾草和杂类草的地上生物量减少,相反,豆科和莎草科增加;刈割处理中,Margalef指数和Shannon-Wiener指数与地上生物量呈显著负相关,而不刈割处理中,前者没有相关性,后者表现出极弱的负相关性;刈割后的Simpson指数和Pielou指数与地上生物量表现为无相关性,但在不刈割处理中,二者均呈极弱的负相关性.[结论]刈割对植被地上生物量的影响效果显著;不同生活型的植物刈割后在高度、地上生物量和组成比例上均发生了变化;刈割对地上生物量和多样性的相关性影响有三种结果.     

不同防除措施对那拉提草地群落的影响

[目的]研究不同措施防除有毒植物白喉乌头(Aconitum leucostomum Worosch)对草地植物群落的影响,探究不同防除措施下白喉乌头与草地群落植物变化规律.[方法]应用草地生态学、草地资源学的理论及方法,选取7个不同措施处理的典型样地实地调查,2010年7月中旬测定植被相关指标,运用方差分析方法进行比较.[结果](1)各处理样地中白喉乌头种群的结构各指标在1;、5;水平下存在显著差异.(2)白喉乌头种群结构指标最小值均出现在放牧刈割及围栏挖除样地;围栏刈割与放牧挖除两个样地的处理对白喉乌头种群的控制效果次之.(3)各样地中的各经济类群重要值的方差比较显示,围栏刈割处理对草地植物群落有较好影响,样地中单子叶植物重要值能达到0.366±0.031的较高水平,豆科植物重要值达到0.057±0.023;围栏挖除控制毒草重要值的效果最好,能控制在0.02的较低水平;放牧刈割样地控制毒草重要值效果其次,能达到0.03.(4)草场质量指数分析发现,围栏处理及对毒草的各种控制措施对各样地的草场质量均存在1;水平下的显著影响,并且在1;水平下的呈现显著交互作用;草场质量指数最大值出现在围栏刈割样地1.296 2±0.049 6,围栏下再配合各种防治手段能较好的提高草地质量.[结论]放牧刈割、围栏挖除处理对白喉乌头种群控制效果较其他处理效果好;围栏刈割处理中草地优良牧草能达到较好水平;围栏挖除控制毒草重要值的效果最好;围栏刈割处理样地草场质量指数最高.     

春季休牧对内蒙古羊草草原有机碳储量的影响

为了揭示休牧对羊草草原有机碳储量的影响,以休牧3年（RG3a）、6年（RG6a）和9年（RG9a）的羊草草原为对象,采用重铬酸-浓硫酸外加热法,研究了不同休牧年限草原植物群落和土壤的有机碳储量变化。结果表明,地上植被生物量、凋落物量和根系生物量随着休牧年限的延长而逐渐增加。与长期自由放牧草地相比,植物群落和土壤有机碳储量均随休牧年限的延长而增多。长期自由放牧草地（RG0）、休牧3年、休牧6年和休牧9年植物群落地上部有机碳储量为65.17~98.69 gC·m-2,地表凋落物有机碳储量为3.07~10.84 gC·m-2;植物群落0~100 cm地下根系有机碳储量为397.13~1 480.28 gC·m-2,0~100 cm土壤有机碳储量为28 306.39~38 372.46 gC·m-2。从固碳成本角度,总固碳成本随着休牧年限的延长而增加,最高为8 710.20 元·hm-2,固碳成本分别为0.09、0.11、0.08 元·kg-1C。从现有数据显示,休牧9年的固碳量最高,固碳成本最低。春季休牧可以使草地植被得到有效的恢复与更新,有利于草地的可持续利用;随休牧年限的增加,草地有机碳储量增加,固碳成本基本呈现降低趋势。因此,综合现有指标的测定数据,春季休牧是一个非常好的草地利用措施,在休牧过程中草地是一个碳汇,应该鼓励持续进行。     

放牧与围栏内蒙古针茅草原土壤微生物生物量碳、氮变化及微生物群落结构PLFA分析

以内蒙古贝加尔针茅草原、大针茅草原和克氏针茅草原为研究对象,采用氯仿熏蒸法和磷脂脂肪酸(PLFA)分析方法研究了放牧与围栏条件下内蒙古针茅草原土壤微生物生物量和群落结构特征的变化情况.研究表明放牧与围栏草地土壤微生物生物量和群落结构差异显著.氯仿熏蒸法分析结果表明内蒙古针茅草原土壤微生物生物量碳的含量介于166.6～703.5 mg·kg-1之间,微生物生物量氮含量介于30.34～92.15 mg·kg-1之间,其中贝加尔针茅草原土壤微生物生物量碳、氮最高,大针茅草原次之,克氏针茅草原则最低.放牧条件下,贝加尔针茅草原、大针茅草原土壤微生物生物量碳、氮显著低于围栏草地,克氏针茅草原则无显著变化.PLFA分析结果显示,内蒙古针茅草原土壤微生物群落PLFAs种类、含量丰富,共检测出28种PLFA生物标记磷脂脂肪酸,并且以直链饱和脂肪酸和支链饱和脂肪酸为主,相对含量占总量的2/3左右,其中贝加尔针茅草原土壤微生物含量最丰富,其围栏样地土壤的PLFA含量达到27.3 nmol·g-1,大针茅草原和克氏针茅草原依次降低.围栏条件下,各类型草原土壤细菌脂肪酸与总PLFA含量均显著高于放牧草地,真菌脂肪酸含量则因草原类型不同各有差异;放牧导致各类型草原革兰氏阳性细菌PLFAs/革兰氏阴性细菌PLFAs(GPPLFAs/GNPLFAs)比值显著降低,而除了克氏针茅草原,细菌PLFAs/真菌PLFAs比值则显著升高.PLFAs主成分分析表明,放牧和围栏处理对内蒙古针茅草原土壤微生物群落结构产生影响,且围栏处理的影响程度大于放牧处理.经相关分析表明,氯仿熏蒸法和PLFA分析方法之间有很好的一致性,且土壤微生物PLFAs与土壤有机质、全磷、硝态氮显著相关.     

不同利用方式对鸭茅生物量和植株生长性状的影响

[目的]研究不同利用方式对割草场鸭茅生物量和植株生长性状的影响,为合理利用天然割草场提供科学依据.[方法]利用盆栽试验,以割草场鸭茅为研究对象,分别设置未处理、春季放牧+割草、春季放牧+割草+秋季放牧、割草+秋季放牧、割草,5种不同利用方式下鸭茅生物量和植株生长性状的变化.[结果]不同利用方式对叶量、叶长和叶宽的影响较显著(P<0.05);不同利用方式中割草+放牧利用下分蘖数和地下部生物量呈极显著正相关,地上部生物量与生长高度和茎宽呈显著负相关.[结论]不同利用方式对鸭茅生物量和植株生长性状都有影响,割草+放牧的利用方式比较适合当地以鸭茅为主的禾草+杂类草的割草场草甸草地的利用.     

采伐对长白山阔叶红松林生态系统碳密度的影响

采伐对森林生态系统碳密度和固碳能力有重要的影响,且影响的程度因采伐强度和方式不同而有巨大差异.以长白山地区原始阔叶红松林在不同采伐方式、采伐强度干扰后形成的次生林为研究对象,通过对2007至2009年建立的11块1 hm2永久样地中植被层、凋落物层和土壤层碳密度在采伐前后变化特征的分析,研究了采伐强度与恢复时间对阔叶红松林生态系统碳密度的影响.结果表明:在短期内,采伐导致了植被层和土壤表层(0-20cm)碳密度值的减少,其中植被碳密度与采伐强度有显著的线性负相关关系(y=-0.9x+91.17,R2=0.626,P＜0.01),而后,随着植被的恢复,生态系统碳密度增加,其中植被、土壤层碳密度呈显著线性正相关关系.根据植被碳密度与恢复时间之间的相关关系,确定以生态系统恢复、木材生产与固碳三者兼顾的合适采伐强度为30％,轮伐期为45a.     

内蒙古农牧交错带油松人工林碳汇效应研究

造林工程对生态环境的恢复发挥着重要的作用,对全球的碳素循环有重要影响。以内蒙古农牧交错带退牧还林的油松(Pinus tabulaeformis)人工林为研究目标,以未退牧的天然草地作为参考,分析了造林工程对生态系统中的碳储量以及碳循环造成的影响。结果表明:造林工程使植被碳库碳储量快速提高,且随着油松林龄的增长,土壤碳库呈现先降低后逐渐升高的动态变化,凋落物碳库与生态系统的碳库随着林龄的增长而呈缓慢增长的趋势;油松林木平均碳汇速率由大到小表现为:中龄林近熟林幼龄林成熟林;以成熟林(43 a)为参照,油松林林分植被碳库固碳潜力为3 695.28 g/m2,生态系统固碳潜力为4 384.99 g/m2。研究结果表明,从长远来看,研究区进行退牧还油松人工林后,生态系统固碳效果是可观的碳汇。     

南滚河国家级自然保护区典型植被类型土壤有机碳及全氮储量的空间分布特征

目的植被群落随山地海拔升高呈现有规律的垂直分布,能够引起样地微气候及土壤性质的改变,进而影响碳氮在土壤中的沉积。因此,不同典型植被类型土壤碳氮储量的空间分布特征是山地生态系统碳氮循环研究的重要内容。本文旨在探明南滚河自然保护区不同典型植被类型土壤有机碳及全氮储量沿海拔梯度的变化及其与环境因子的耦合关系。方法选取南滚河自然保护区沿海拔形成的3种典型植被类型（沟谷雨林、半常绿季雨林和中山湿性常绿阔叶林）为研究对象,研究不同植被类型之间土壤有机碳及全氮储量的变化规律,并运用线性回归和RDA冗余分析等方法研究环境因子沿海拔变化对土壤有机碳及全氮储量的影响。结果不同典型植被类型土壤有机碳与全氮储量随海拔升高呈现显著增加的变化趋势（P < 0.05）,即沟谷雨林（89.10 t/hm2,11.94 t/hm2） < 半常绿季雨林（190.30 t/hm2,25.34 t/hm2） < 中山湿性常绿阔叶林（508.05 t/hm2,56.55 t/hm2）,这种变化规律与凋落物厚度、年均降水量、土壤含水量、总有机碳及全氮沿海拔的变化相一致;不同植被类型土壤有机碳储量均随土层深度增加呈先增后降的垂直变化规律,而土壤全氮储量则随土层深度增加呈逐渐降低趋势;土壤有机碳及全氮储量与海拔、土壤含水量、总有机碳、全氮、凋落物厚度和年均降水量呈极显著正相关（P < 0.01）,与土壤密度、pH、年均气温和土壤温度呈极显著负相关（P < 0.01）,冗余分析表明凋落物厚度与土壤含水量是影响有机碳和全氮储量的主导因子。结论热带地区植被类型沿海拔梯度有规律的分布,能够通过改变样地微气候（如温度、水分）、凋落物输入（凋落物厚度）及土壤理化环境（如土壤密度、C与N含量等）,进而显著影响土壤有机碳及全氮储量的空间分布。      

不同利用方式下春秋草地植物群落特征及土壤养分的变化

[目的]对比不同利用方式对草地群落和土壤养分的影响,为制定合理的草地利用方案提供科学依据.[方法]调查确定新源县则克台镇春秋草地不同利用方式,对比分析草地植物群落特征和土壤养分的变化.[结果]放牧利用方式下土壤有机质、碱解氮、有效磷含量高于打草地,其中,划区轮牧和自由放牧草地土壤有机质含量高于分段放牧方式,划区轮牧和分段放牧草地土壤P、K含量高于自由放牧方式.分段放牧和划区轮牧物种数高于自由放牧和打草方式,划区轮牧的地上生物量最高.[结论]放牧利用方式在保持土壤养分、提高草地群落数量特征和生产性能上均高于打草地,划区轮牧是当地适宜的草地生产方式,而分段放牧具有潜在的优势,长期自由放牧则不利于草地可持续发展.     

草原退化过程中土壤碳氮分布与群落生物量的关系

为了有效开发利用草原、维护草原生态系统良性循环,以内蒙古呼伦贝尔克鲁伦流域的克氏针茅(Stipa krylovii)典型草原为研究对象,通过设置不同放牧强度的天然草原试验样地,采用野外实地调查与室内分析法,研究不同放牧强度下土壤碳-氮空间分布格局以及其对植被生产力的影响。结果表明:不同放牧梯度上植物地上生物量变化趋势为:轻牧中牧重牧;不同放牧梯度上的土壤有机质碳含量有显著差异性,变化表现为:轻牧重牧中牧;不同放牧梯度上的土壤氮含量有显著差异性,且轻牧重牧、轻牧中牧,中牧、重牧变化关系不显著;不同放牧梯度上,土壤C/N值与植物生物量均保持一种相对稳定的关系。     

生物炭对土壤环境及作物生长影响的研究进展

综述了生物炭（biomass charcoal）特性及其对土壤环境和作物生长的影响。生物炭可提高土壤碳库容量,提高土壤pH值,同时炭具有很大的表面积,持水性、吸附性均较强。在一定量下,施炭可增加土壤阴、阳离子交换量,减少养分损失,改变土壤微生物丰度及群落,降解土壤污染物等。此外,综述了生物炭对作物的肥效及肥效机理等,在一定范围内,能增加作物生物量和产量,因此生物质炭还田是提高土壤肥力、增加碳封存时间的有效途径。     

封育条件下草地光谱反射特征及地上生物量估测*

 2005年7月至2006年4月,对云南省马龙县封育草地和过牧草地的光谱反射率、草层高度、覆盖度和地上生物量进行了测定,分析了归一化植被指数（NDVI）及比值植被指数（RVI）与地上生物量之间的相关性。结果表明:过牧草地封育1年之后,其草层高度、覆盖度和地上生物量显著增加,光谱反射特征也相应地发生明显变化。450~850 nm范围内,两种草地不同季相条件下在各波段的光谱反射率差异均达到极显著水平（P＜0.01）,覆盖度及季节变化对近红外波段的影响明显大于可见光波段。旺盛生长期（7月）和枯黄期（11月）,封育草地具有植被反射型特征,而自由放牧草地表现为植被-土壤型;返青期（4月）两种草地均表现为土壤型。过牧草地地上生物量与两种植被指数之间无显著相关性。封育草地地上生物量与NDVI,RVI之间存在显著的（P＜0.05）非线性相关,旺盛生长期和返青期NDVI与地上生物量的相关性强于RVI,枯黄期RVI与地上生物量相关性强于NDVI。     

Effects of Rest Grazing on Organic Carbon Storage in Stipa grandis Steppe in Inner Mongolia,China

This study was aimed to evaluate the potential effects of rest grazing on organic carbon storage in Stipa grandis steppe of Inner Mongolia, China. Using potassium dichromate heating method, we analyzed the organic carbon storage of plant and soil in Stipa grandis steppe after rest grazing for 3, 6, and 9 yr. The results indicated that as the rest grazing ages prolonged, the biomass of aboveground parts, litter and belowground plant parts (roots) of the plant communities all increased, meanwhile the C content of the biomass increased with the rest grazing ages prolonging. For RG₀, RG_3a, RG_6a, and RG_9a, C storage in aboveground vegetation were 60.7, 76.9, 82.8 and 122.2 g C m⁻², respectively; C storage of litter were 5.1, 5.8, 20.4 and 25.5 g C m⁻², respectively; C storage of belowground roots (0–100 cm) were 475.2, 663.0, 1 115.0 and 1 867.3 g C m⁻², respectively; C storage in 0–100 cm soil were 13.97, 15.76, 18.60 and 32.41 kg C m⁻², respectively. As the rest grazing ages prolonged, the organic C storage in plant communities and soil increased. The C storage of belowground roots and soil organic C was mainly concentrated in 0–40 cm soil body. The increased soil organic C for RG_3a accounted for 89.8% of the increased carbon in vegetation-soil system, 87.2% for RG_6a, and 92.6% for RG_9a. From the perspective of C sequestration cost, total cost for RG_3a, RG_6a, and RG_9a were 2 903.4, 5 806.8 and 8 710.2 CNY ha⁻¹, respectively. The cost reduced with the extension of rest grazing ages, 0.15 CNY kg⁻¹ C for RG_3a, 0.11 CNY kg⁻¹ C for RG_6a and 0.04 CNY kg⁻¹ C for RG_9a. From the growth characteristics of grassland plants, the spring was one of the two avoided grazing periods, timely rest grazing could effectively restore and update grassland vegetation, and was beneficial to the sustainable use of grassland. Organic C storage for RG_9a was the highest, while the cost of C sequestration was the lowest. Therefore, spring rest grazing should be encouraged because it was proved to be a very efficient grassland use pattern.