短花针茅种群功能性状对载畜率的响应

对不同载畜率下短花针茅种群的表型功能性状(株高、单株重、叶长、叶面积、比叶面积)和元素类功能性状(叶片N含量、叶片C含量、叶片C/N)等性状指标进行了测定,探讨短花针茅种群对放牧的响应机制。结果表明:随着载畜率增加,短花针茅种群表型功能性状指标逐渐降低,重度放牧显著低于对照(P0.05);载畜率对短花针茅种群叶片C、N含量没有显著影响,中度放牧区C/N显著低于轻度放牧(P0.05);可塑性指数PI值随着载畜率的增加而变大;叶面积是短花针茅响应放牧干扰最显著的指示性状。     

载畜率和模拟降水对荒漠草原植物物种多样性的影响

在荒漠草原采用两因素完全随机区组设计,分析了不同载畜率下降水变化对植物物种多样性的影响。结果表明:(1)低载畜率放牧下增加50%的降水植物物种数最多,增加100%的降水反而降低了植物物种的多样性。(2)在低载畜率放牧下,减少50%降水Shannon-wiener指数显著低于自然降水、增加50%、100%降水(P0.05)。(3)中载畜率处理下,Margalef指数在减少50%降水下显著低于其他3个降水处理(P0.05)。(4)Pielou指数在中、高载畜率放牧处理下,减少50%降水显著低于增加50%降水(P0.05)。由上述结果可知,在中等载畜率放牧下减少降水有降低植物物种多样性的趋势。     

荒漠草原植物和土壤碳氮养分含量对不同载畜率的响应

以内蒙古短花针茅(Stipa breviflora)荒漠草原为研究对象,基于围封19年的长期放牧试验平台,设置4个载畜率水平,分别为对照(CK)0、轻度放牧(LG)0.91、中度放牧(MG)1.82、重度放牧(HG)2.71羊单位·(hm²·0.5a)^-1,测定并分析2021年8月植物生长高峰期优势植物及土壤的碳、氮养分含量。结果表明：与对照相比,载畜率的增加降低植物香农维纳指数、辛普森指数;轻度、中度和重度载畜率显著降低植物碳库氮库。随着载畜率增大,土壤铵态氮含量在中度载畜率时含量最高;与对照相比,重度载畜率显著增加土壤硝态氮含量,显著降低土壤全碳、全氮和土壤有机碳含量;中度和重度载畜率显著增加了土壤的pH值。表明在荒漠草原,高载畜率会降低植物多样性水平和碳、氮养分归还能力,增加土壤碳、氮含量的流失,进而造成了土壤全碳、全氮含量的降低,有机碳的累积转化受阻。     

荒漠草原不同载畜率下放牧对家畜体重的影响

为了探讨植被、家畜增重和载畜率的关系,在内蒙古四子王旗短花针茅荒漠草原开展了4种载畜率处理,分别为:对照(0羊hm~2/a)、低载畜率(0.91羊hm~2/a)、中载畜率(1.82羊hm~2/a)和高载畜率(2.71羊hm~2/a)的随机区组试验,每个处理3个重复。结果表明:(1)植物群落的盖度、高度、密度、地上现存量随着载畜率的增加出现了显著降低的趋势(P0.05)。(2)载畜率增加使得丰富度指数显著降低(P0.05),虽然低载畜率处理下的香浓维纳指数显著高于中载畜率和高载畜率处理组,但与对照处理组相比没有差异(3)中载畜率处理时家畜的公顷增重达到最大,而个体增重随着载畜率的增加而减小。     

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...     

短花针茅叶片热值及还原糖含量对载畜率的响应

热值能够衡量植物体光合作用能力的强弱,还原糖可以通过氧化还原反应直接给植物供能,二者对植物返青和再生具有重要作用。本研究采取野外取样与室内分析相结合的方法,分析不同载畜率水平下短花针茅(Stipa breviflora)叶片热值、还原糖含量和干物质的变化及其之间的相关关系。结果表明:1)短花针茅叶片热值、还原糖含量及干物质重的变化趋势一致,均随着载畜率的增加而下降,且重度放牧较围封显著下降(P 0.05);2)在不同月份之间短花针茅叶片热值和干物质重的变化一致,均随时间的推移显著增加(P 0.05),而叶还原糖含量先降低再升高;3)叶片热值与干物质呈极显著正相关关系(P 0.001),而叶还原糖与干物质呈显著负相关关系(P 0.05)。研究结果表明,围封有利于草地中的能量向短花针茅中移动,进而促进其生长发育,有利于维持和改善荒漠草原生态系统。     

外源氮素添加对高寒草甸植物-土壤养分月际变化的影响

为了探究氮素添加下植物及土壤养分随月际变化的关系。本研究以玉树州称多县高寒草甸为研究对象,设置0(N0),15 g·Nm^-2(N1),30 g·Nm^-2(N2),45 g·N m^-2(N3),60 g·Nm^-2(N4)5个氮素添加水平,测定土壤及植物中铵态氮、硝态氮、速效氮、有机碳、全氮、全钾、全磷等指标。结果表明：在氮素添加下随月际变化植物地上部分全钾含量、根系全磷、土壤有机碳含量呈增加的趋势;根系硝态氮、速效氮含量,土壤速效氮含量呈先增加后降低的趋势;根系全氮含量,土壤铵态氮、全氮含量呈先降低后增加的趋势;植物地上部分速效氮和全氮含量、根系铵态氮和有机碳含量呈降低的趋势。植物与土壤养分间存在显著正相关及负相关性(P<0.05),但随月际变化规律并不一致。以上结果说明氮素添加下植物养分利用策略及土壤养分供给能力会受到月际变化的影响,且在不同月份变化下植物及土壤养分间的关联性是不同的。     

不同载畜率和模拟降水对荒漠草原土壤养分的影响

为了研究短花针茅荒漠草原不同载畜率和降水对土壤养分的影响。试验采用2×2裂区组设计,将50hm~2试验样地分为对照、轻度、中度和重度载畜率4个处理,3次重复,每个放牧处理下设有4个不同水分梯度(减水50%、自然降水、增水50%和增水100%),在每个水分梯度下用直径3. 5 cm土钻分别钻取0～10cm、10～20cm和20～30cm土样,带回实验室测定土壤全钾、全磷、速效钾和速效磷的含量。结果表明:载畜率对土壤全钾和全磷含量没有显著性差异(P0. 05);随着水分和载畜率的增加,土壤速效钾和速效磷的含量呈现显著降低趋势(P0. 05)。     

植物群落多样性和生产力对不同载畜率的响应

为探讨荒漠草原植物群落多样性和生产力在不同载畜率下的变化,试验采用完全随机区组设计,设置了4个不同载畜率,即不放牧对照(CK)、低载畜率(LG)、中载畜率(MG)、高载畜率(HG)。试验结果表明:(1)群落的高度、盖度、密度、生产力都随着载畜率增加显著下降(P0.05)。(2)低、中载畜率下的丰富度指数、多样性指数显著高于重度放牧(P0.05),低载畜率下的生产力显著高于高载畜率(P0.05)却与中载畜率的生产力没有显著差异。(3)对照、低载畜率均匀度指数显著低于中、高载畜率(P0.05)。(4)香农维纳指数、丰富度指数与生产力存在着极显著的线性相关关系,回归方程分别为Y=9.6076+234.3713X (R2=0.2933,P0.001),Y=50.67+225.994X (R2=0.2933,P0.001),均匀度指数与地上生产力没有相关关系。     

荒漠草原土壤酶活性及化学计量特征对不同载畜率的响应

为探究土壤酶活性及其化学计量特征对荒漠草原不同载畜率的响应,本研究于2021年5月于内蒙古四子王旗荒漠草原长期放牧平台进行(2004年开始),设置不放牧(CK)、轻度(LG)、中度(MG)和重度放牧(HG)4个载畜率水平(分别放牧0,4,8和12只羊),分析土壤理化性质、土壤酶活性及其化学计量特征,结果表明：随载畜率增加,土壤毛管持水量(Capillary water holding capacity, CC)、土壤有机碳(Soil organic carbon, SOC)、土壤全氮(Soil nitrogen, TN)、土壤全磷(Soil phosphorus, TP)呈降低趋势,土壤容重(Soil bulk density, BD)、土壤pH值呈增加趋势(P<0.05);α-葡萄糖苷酶(αCG)、β-葡萄糖苷酶(βCG)、β-N-乙酰氨基葡萄糖苷酶(NAG)、亮氨酸氨基肽酶(LAP)和碱性磷酸酶(ALP)5种土壤酶活性均随载畜率增加而降低(P<0.05);与碳(C)、氮(N)、磷(P)相关的酶化学计量比均随载畜率增加而降低;BD与CC,pH与TN呈负相关关系(P<...     

高寒草甸植物叶片生态化学计量特征对长期氮肥添加的响应

氮(N)是植物生长发育所需的基本元素,人为N添加已成为陆地生态系统N输入的主要形式。施N作为改善土壤养分条件的重要途径,可改变土壤理化性质,也会对植物叶片生态化学计量特征产生影响。本研究在2012年5月设置0(CK)、10(N₁₀)、20(N₂₀)、30(N₃₀)g·m^-2·a^-1的N添加试验,并于2018年8月采集禾本科、莎草科、豆科和杂类草叶片,测定其碳(C)、N、磷(P)含量,分析不同水平N添加下植物叶片生态化学计量特征的差异,探索长期N添加下植物叶片生态化学计量特征变化的影响因素。结果表明:1)N添加显著提高了禾本科叶片碳(LC)含量而显著降低了豆科LC含量(P<0.05),莎草科和杂类草LC含量变化不显著(P>0.05)。随施N量增加,4种功能群叶片氮(LN)含量均显著增加(P<0.05),而叶片磷(LP)含量变化趋势不一致。2)N添加下4种功能群植物叶片碳氮比(LC/N)整体呈下降趋势,叶片氮磷比(LN/P)和叶片碳磷比(LC/P)呈上升趋势。3)...     

模拟降水和不同载畜率对荒漠草原生态系统碳交换的影响

[目的] 探究不同降水梯度和不同载畜率对生态系统碳交换的影响。[方法] 试验依托内蒙古乌兰察布市四子王旗短花针茅荒漠草原不同载畜率（对照、低载畜率、中载畜率、高载畜率）平台,增设模拟降水试验（减水50%、自然降水、增水50%、增水100%）。在2017年植物生长季,采用Li-6400便携式光合仪和密闭式箱法测定生态系统净碳交换（net ecosystem carbon exchange,NEE）、生态系统呼吸（ecosystem respiration,ER）和生态系统总初级生产力（gross ecosystem productivity,GEP）对不同降水梯度和不同载畜率的响应。[结果] ①降水单因素处理对NEE、ER、GEP均产生极显著（P<0.001）影响。②高载畜率处理的ER显著（P<0.05）低于对照处理。③降水与载畜率的交互作用只对GEP产生显著（P<0.05）影响。相同载畜率处理下,降水量的增加对NEE、ER、GEP均有促进作用;相同降水处理下,对照区的ER、GEP显著（P<0.05）高于高载畜率区。ER、GEP在低载畜率条件下与土壤体积含水量的线性回归模型斜率的绝对值最大。[结论] 随着土壤含水量的增加,NEE、ER、GEP呈显著增加的趋势;随着载畜率的增加,ER显著降低,降水与载畜率的交互作用只对GEP产生显著影响,尽管水分的增加促进生态系统碳交换,但中、高载畜率条件下荒漠草原生态系统碳交换对土壤水分变化的敏感性减少。     

氮素添加对荒漠化草原草本植物养分化学计量特征的影响

为研究氮（N）沉降增加后荒漠草本植物的养分利用策略及碳（C）同化能力和分配格局的变化,以腾格里沙漠东南缘的典型荒漠化草原为研究区,分析了N素添加下不同功能型草本植物根部和地上部化学计量比的变化。结果表明：N素添加会导致土壤中总N、铵态N以及植物体内N含量的显著增加,同时会促进多年生植物尤其是非禾本科植物对磷（P）的吸收,但会显著降低一年生植物根部P的含量。一年生和多年生非禾本科植物的C含量在N素添加下显著降低,多年生禾本科植物的C含量则表现出显著的器官差异,其中地上部的C含量显著降低,而根部显著增加。不同功能型植物体内的C/N和C/P（除一年生植物根部的C/P）在N素添加后显著降低,且二者均表现出根部大于地上部的趋势。植物的N/P在N素添加下显著增加,尤其是一年生植物的变化趋势随施肥水平的变化更加显著。可见,在N素受限的荒漠化草原,外源N素输入导致的土壤N素有效性提升后会凸显P素对植物生长的限制性作用,同时会降低草本植物的C同化能力并加强C向植物根部的分配。     

放牧对贵南县4种退化指示植物叶片性状的影响

本研究以青海省贵南县高寒草甸4种退化指示植物为研究对象,分析放牧干扰对叶片碳(C)、氮(N)、磷(P)含量及其化学计量特征、叶干物质含量和比叶面积的影响,探讨高寒草甸生态系统中退化植物对环境变化的响应和适应策略。结果表明,4种植物叶片碳、氮、磷含量及化学计量比随放牧强度增加表现为碳含量不变,氮、磷含量上升、化学计量比(C/N、C/P及N/P)下降的变化趋势,且重度放牧后,植物生长受氮元素限制。放牧强度改变显著影响4种植物叶片性状(P<0.01),且对叶片磷含量的影响最大(P<0.001);物种对比叶面积影响最大(P<0.001),且在不同植物间表现出物种差异性。即放牧强度增加时,4种植物叶片均表现出养分储存增加,但植物比叶面积的变化更多表现出物种特异性。     

氮素添加对黄土高原典型草原长芒草光合特性的影响

为研究氮沉降对黄土高原典型草原植物代谢功能的影响,本研究通过模拟大气氮沉降的方法对黄土高原天然草地进行了氮添加试验,分析了天然草地植物长芒草(Stipa bungeana)在不同施氮水平下叶片氮含量、光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)、蒸腾速率(Tr)、水分利用效率(WUE)以及叶绿素含量的响应特征,探讨了长芒草光合生理特性和叶片衰老的影响对氮添加的响应。结果显示,氮素添加可显著增加长芒草地上生物量(P0.05),明显增加其所占总生物量的比例,显著增加叶片氮含量、叶绿素含量和净光合速率,而对气孔导度和蒸腾速率没有显著影响(P0.05),显著提高了植物水分利用效率。另外,氮素添加延缓了长芒草叶绿素的降解速率。以上结果表明,一定范围内的大气氮沉降量有利于长芒草光合能力的提高,可以延缓长芒草叶片的衰老。     

放牧对荒漠草原主要植物种群空间格局与生态位的影响

本研究以短花针茅(Stipa breviflora)荒漠草原为研究对象,在长期不同载畜率(对照CK、轻度放牧LG、中度放牧MG和重度放牧HG)放牧样地,通过群落调查探讨建群种短花针茅、优势种冷蒿(Artemisia frigida)和无芒隐子草(Cleistogenes songorica)以及主要伴生种银灰旋花(Convolvulus ammannii)的空间分布格局和生态位特征。结果表明：物种多样性指数随载畜率增加而降低,在HG处理显著低于其他处理(P<0.05);不同载畜率下,4种植物均为聚集分布的格局;随载畜率的增加,短花针茅和无芒隐子草的聚集强度降低,生态位变宽,冷蒿和银灰旋花的聚集强度提高,生态位变窄;短花针茅和无芒隐子草之间的生态位重叠随载畜率的增加而增加,二者的种间竞争作用加强,而冷蒿和银灰旋花之间或二者与短花针茅或无芒隐子草之间的生态位重叠均降低。综上,放牧改变了4种植物种群的空间分布和生态位,随载畜率增加,群落中短花针茅和无芒隐子草在群落中处于优势地位,冷蒿和银灰旋花在群落中的地位减弱。     

水氮耦合对荒漠草原植物物种多样性及生物量的影响

为了研究大气氮沉降和降水变化对荒漠草原物种多样性及地上、地下生物量的影响,设置自然降雨(CK)、增雨30%(W)和减雨30%(R)3个水分处理及0(N0)、30(N30)、50(N50)和100 kg·(hm2·a)-1(N100)4个氮素(NH4NO3)水平(其中不包括大气氮沉降),进行水氮交互试验。结果表明,1)CK×N和R×N处理下荒漠草原物种多样性随着施氮量增加,整体呈现先上升后下降的趋势,N30水平达到最大,W×N处理下随着施氮量增加物种多样性显著降低(P0.05)。2)对比W×N0处理,CK×N0和R×N0处理地上生物量显著增加(P0.05)。水氮交互作用下,随着施氮量增加,CK×N和W×N处理有助于地上生物量显著增加(P0.05),R×N处理地上生物量有增加的趋势。水氮交互作用对一、二年生植物有显著影响(P0.05),地上生物量整体呈现(W×N)(CK×N)(R×N)。3)不同水氮交互作用下,地下生物量随土层增加逐渐减少,主要集中在0-30 cm土层,W×N处理可促进根系向深层土壤生长。在CK×N和R×N处理下,随着施氮量增加,荒漠草原物种地下生物量整体呈现先上升后下降的趋势,W×N处理随着施氮量增加地下总生物量显著增加(P0.05)。4)CK×N30和R×N30处理下,根冠比显著降低(P0.05)。以上结果说明,荒漠草原植物物种多样性及生物量与水分及养分有密切关系。     

放牧对荒漠草原优势植物叶片养分含量和化学计量特征的影响

[目的] 阐明荒漠草原优势植物叶片养分含量对不同放牧强度的响应。[方法] 在内蒙古短花针茅荒漠草原的放牧样地上设置4个不同放牧强度的处理：对照（CK）、轻度放牧（LG）、中度放牧（MG）和重度放牧（HG）,载畜率分别为0、0.91、1.82、2.71只羊/hm²。于2020年对荒漠草原优势植物短花针茅（Stipa breviflora）、无芒隐子草（Cleistogenes songorica）、银灰旋花（Convolvulus ammannii）和冷蒿（Artemisia frigida）在不同放牧强度下叶片中的C、N、P浓度进行测定,并对其化学计量特征进行计算。[结果] 与对照区（CK）相比,重度放牧显著（P<0.05）降低了短花针茅和银灰旋花叶片的C浓度;放牧对短花针茅、无芒隐子草、银灰旋花和冷蒿叶片N含量无显著（P>0.05）影响;中度放牧显著（P<0.05）增加了短花针茅和银灰旋花叶片的P浓度,并显著（P<0.05）降低了冷蒿的P浓度;重度放牧显著（P<0.05）降低了银灰旋花的C∶N,短花针茅、银灰旋花和冷蒿的C∶P,以及短花针茅的N∶P。[结论] 放牧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。放牧降低荒漠草原优势植物固C能力。长期中度放牧有利于荒漠草原优势植物对N、P的吸收。     

短花针茅叶片热值及还原糖含量对载畜率的响应

热值能够衡量植物体光合作用能力的强弱,还原糖可以通过氧化还原反应直接给植物供能,二者对植物返青和再生具有重要作用.本研究采取野外取样与室内分析相结合的方法,分析不同载畜率水平下短花针茅(Stipa breviflora)叶片热值、还原糖含量和干物质的变化及其之间的相关关系.结果表明:1)短花针茅叶片热值、还原糖含量及干物质重的变化趋势一致,均随着载畜率的增加而下降,且重度放牧较围封显著下降(P<0.05);2)在不同月份之间短花针茅叶片热值和干物质重的变化一致,均随时间的推移显著增加(P<0.05),而叶还原糖含量先降低再升高;3)叶片热值与干物质呈极显著正相关关系(P<0.001),而叶还原糖与干物质呈显著负相关关系(P<0.05).研究结果表明,围封有利于草地中的能量向短花针茅中移动,进而促进其生长发育,有利于维持和改善荒漠草原生态系统.     

短花针茅草原主要植物种群特征及其资源分配对载畜率的响应

采用随机区组试验方法研究内蒙古高原短花针茅荒漠草原地区主要植物种群特征及生物量资源分配对载畜率的响应,结果表明:植物群落结构在轻度放牧区最佳,不放牧区的植物群落结构优于重度放牧区。2005年降水量(156.8mm)较低,冷蒿、短花针茅和无芒隐子草的盖度、高度及地上现存量显著低于2004年(P<0.05),且随载畜率的增大而降低。从生物量资源分配可看出,冷蒿主要通过营养繁殖来竞争资源,其茎、叶和根的资源分配受载畜率与降水量双重因子的调配,对茎、叶的资源分配在轻牧区较高,且随载畜率增大对根系的资源分配逐渐增大;而短花针茅和无芒隐子草采用相同的生存策略适应载畜率变化,随着载畜率的增加对其根系的资源分配高于茎、叶。