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。     

载畜率对荒漠草原植物群落影响的研究

<正>对不同载畜率下短花针茅荒漠草原植物群落特征进行比较,结果表明:不同植物种群的盖度对载畜率的响应不同,无芒隐子草盖度在轻度放牧区最大,栉叶蒿盖度在7月份、8月份分别以中度放牧区和轻度放牧区最大;短花针茅、冷蒿、阿氏旋花、细叶葱、木地肤随载畜率增大高度下降明显,猪毛菜高度在四个载畜率下差异均不显著;随着载畜率的增大,植物群落生物量呈下降趋势,且重度放     

载畜率对荒漠草原植物群落影响的研究

对不同载畜率下短花针茅荒漠草原植物群落特征进行比较,结果表明:不同植物种群的盖度对载畜率的响应不同,无芒隐子草盖度在轻度放牧区最大,栉叶蒿盖度在7月份、8月份分别以中度放牧区和轻度放牧区最大;短花针茅、冷蒿、阿氏旋花、细叶葱、木地肤随载畜率增大高度下降明显,猪毛菜高度在四个载畜率下差异均不显著;随着载畜率的增大,植物群落生物量呈下降趋势,且重度放牧与不放牧、轻度放牧有显著差异;随着载畜率的增大,建群种、优势种地位改变不明显,但一年生的猪毛菜重要值增大,在重度放牧区达到最大并占据优势地位;Shannon-wiener指数、Simpson指数、Pielou均匀度指数均以轻度放牧区最大,Shannon-wiener指数、Simpson指数均为轻度放牧>中度放牧>重度放牧>不放牧,且不放牧与轻度放牧差异显著。     

不同载畜率对荒漠草原三种土壤酶活性的影响

以内蒙古短花针茅荒漠草原为对象,对不同载畜率下(轻度放牧、中度放牧、重度放牧)三种土壤酶(脱氢酶、脲酶、碱性磷酸酶)活性进行分析,并探讨植物群落生物量以及土壤pH值、有机质、全氮、全磷含量等环境因子与土壤酶的相互作用。结果表明,三种土壤酶活性随载畜率增加呈降低趋势,脱氢酶活性在禁牧区(197.51μgTPF/g·h)最高,脲酶活性在轻度放牧区(40.64mgNH+4-N/g·h)和重度放牧区(40.78mgNH+4-N/g·h)最高,磷酸酶活性在轻度放牧区(53.93μgphenol/g·h)最高;脱氢酶和脲酶活性在中度和重度放牧区不同土层内有显著差异(P<0.05),0~10cm土层酶活性高于10~20cm土层;不同载畜率下磷酸酶活性0~10cm土层高于10~20cm;三种酶之间相关性较低,但三种酶皆与环境因子有着密切联系。     

不同载畜率下荒漠草原非生长季植物群落特征对近地面风沙通量的影响

以短花针茅为建群种的内蒙古荒漠草原为研究对象,在长期梯度放牧试验和风蚀监测实验的平台上,通过对2018-2019年非生长季风蚀物及植物群落特征（植物群落高度、盖度、枯落物量）的调查,开展了不同载畜率下近地表高度的风沙通量与植物群落特征关系的研究,结果表明：在荒漠草原非生长季,1）载畜率的增加会加剧土壤风蚀,尤其显著增加集沙高度10 cm（即距地表最近的高度）和0~50 cm的总风沙通量。对于0~50 cm高度的总风沙通量来说,对照区的风沙通量最低,轻度放牧区和中度放牧区的风沙通量分别是对照区的1.29和1.81倍,重度放牧区的风沙通量最高,是对照区的2.20倍;2）不同载畜率下,植物群落特征对风沙通量有显著影响,风沙通量与植物群落高度、盖度和枯落物量均呈负相关关系,其中植物群落高度对不同集沙高度的风沙通量影响最大;3）载畜率显著影响植物群落特征,载畜率的增加使植物群落高度、盖度及枯落物量降低,进而增加草地风蚀量。     

不同载畜率下短花针茅草原土壤水分空间异质性的分析

以短花针茅(Stipa breviflora)草原为研究对象,采用经典统计学和地统计学的方法对不同载畜率样地(不放牧、轻度放牧、中度放牧和重度放牧)的土壤水分进行描述性统计、半变异函数及空间插值分析,旨在研究载畜率对荒漠草原土壤水分空间异质性的影响。结果表明,01)各处理的土壤含水量均随载畜率的增大而逐渐升高,各处理的变异系数(CV)在7.29%~9.79%,均呈弱变异性。2)半变异函数分析显示各处理的土壤水分含量均呈指数模型,不放牧的结构比为74.4%,属于中等程度变异。轻度、中度、重度放牧处理的结构比分别为94.4%、91.2%和96.0%,具有强烈的空间自相关性;3)利用克里格插值法对各样地的未知采样点进行插值分析,发现重度放牧处理土壤水分的空间变异程度最大,不放牧处理土壤水分的空间变异程度最低。所以,载畜率对土壤水分的空间分布有明显的影响。     

不同载畜率对典型草原大针茅种群点格局的影响

基于点格局分析理论,使用成对相关函数并选择完全空间随机模型,结合大针茅种群地上数量特征,对不同载畜率下典型草原大针茅种群的空间格局变化特征予以分析。结果表明:(1)除平均枝条密度外,大针茅种群整体数量特征随着载畜率的增加表现出先升后降的趋势;平均高度、平均分盖度、地上现存量干重和重要值在轻度载畜率最高,在重度载畜率最低。(2)放牧条件下的大针茅种群空斑总面积显著高于未放牧(P0.05),种群领地面积、分布密度和领地密度显著低于未放牧(P0.05)。(3)在中等载畜率条件下,大针茅种群分布格局随着空间尺度的增加趋于均匀分布,在其他载畜率条件下呈随机分布模式。由上述结果得出,与未放牧相比,大针茅种群对放牧的适应性表现为:轻度载畜率下,在空间上采取收缩策略,以株丛个体内部调节为主;中度载畜率下,种群在空间格局上仍以聚集分布为主,种群数量特征上无显著变化;重度载畜率下,空间上由集聚分布向随机分布转变,株丛数量调节失灵,导致斑块破碎化。     

放牧强度对荒漠草原地区土壤有机碳及全氮含量的影响

根据植被种类组成、植被盖度以及枯枝落叶的积累量在内蒙古四子王旗的短花针茅草原样地设4个退化梯度,分别为对照、轻度放牧、中度放牧和重度放牧,研究了不同放牧强度对土壤有机碳和全氮含量的影响.结果表明:2007年土壤有机碳和全氮含量分别介于25.32～27.02g/kg、1.40～1.47g/kg之间,2008年分别介于25.22～27.20g/kg、1.55～1.62g/kg之间,2009年分别介于25.44～27.51g/kg、1.64～1.71g/kg之间;土壤表层(0～20cm)的有机碳和全氮含量随着放牧强度的增大而逐渐降低,重度放牧区显著低于不放牧区、轻度放牧区和中度放牧区;土壤C/N比逐年降低,不同放牧区间差异不显著.     

祁连山东段不同退化高寒草甸土壤有机碳密度研究

于2008年在祁连山东段天祝地区选取轻度、中度和重度3个不同退化程度的高寒草地,以土壤有机碳密度为研究对象,探讨高寒草地在不同退化程度干扰下土壤有机碳密度的变化特征。结果表明:随着高寒草地退化程度的加重,土壤含水量降低,容重和pH值增大;土壤有机质和全氮有相似的变化趋势,中度与轻度或重度退化草地土壤有机质和全氮差异显著(P<0.05);土壤有机碳密度在0-10 cm土层显著高于其他土层(P<0.05),并随着土层加深有显著的垂直变化趋势;不同退化程度草地在0-30 cm土层总土壤有机碳密度表现为中度>轻度>重度退化草地。     

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。     

不同载畜率对荒漠草原建群种短花针茅种群时空变异性的影响

为探讨不同载畜率下短花针茅(Stipabreviflora)种群的时空变异性特征及差异,本研究于2020年7-9月以荒漠草原建群物种短花针茅为研究对象,分析了对照(无牧)、轻度放牧、中度放牧和重度放牧等不同载畜率下的短花针茅出现频率、种群多度、相对多度及其时空变异性,并运用地质统计学软件进行平面空间分布模拟.结果表明:...     

不同载畜率下荒漠草原生长季地表特征及对风沙通量的影响

为探寻不同载畜率下荒漠草原地表特征变化及其对风蚀作用的影响,以内蒙古荒漠草原(短花针茅为建群种)为研究对象,通过对2021年5～10月植物群落盖度、枯落物盖度、土壤结皮盖度及裸地率的连续测定和风蚀土的收集,开展不同载畜率下不同高度的风沙通量与地表特征关系研究。结果表明：在荒漠草原植物生长季,载畜率显著影响地表特征(P<0.05),载畜率增加使植物群落盖度、草层高度、枯落物盖度、土壤结皮盖度降低,裸地率增大;10 cm、30 cm、100 cm三个集沙高度的风沙通量随载畜率增加均呈增加趋势且30 cm高度以下尤其显著(P<0.05)。0～100 cm高度总风沙通量在重度放牧区最高,较对照区增加了69.4%,较轻度、中度放牧区的风沙通量分别增加44.3%、7.6%;不同载畜率下,地表特征对风沙通量有显著影响(典型相关系数0.8960),风沙通量与植物群落盖度、枯落物盖度和土壤结皮盖度均呈负相关,与裸地率呈正相关,其中土壤结皮盖度对风沙通量影响最大(载荷系数为-1.3865)。载畜率梯度干扰下的地表特征对土壤风蚀有直接影响,且干旱环境下的土壤结皮盖度对抑制风蚀有较明显作用。     

载畜率对荒漠草原功能群特征的影响

为研究不同载畜率对荒漠草原群落特征的影响,设计4个载畜率(对照、轻度放牧、中度放牧和重度放牧)放牧试验。于2018至2020年分物种调查各处理高度、盖度、密度并计算重要值,探究不同载畜率对荒漠草原各功能群特征的影响。主要结果如下:1)重度放牧降低了所有功能群高度; 2)中度放牧显著增加了一、二年生草本的盖度、密度及重要值; 3)所有放牧处理均降低灌木、半灌木高度、盖度、密度及重要值; 4)多年生根茎型禾草通过增加密度提高重度放牧处理下的重要值。     

祁连山黑河上游不同退化草地有机碳和酶活性分布特征

为揭示草地退化过程中土壤有机碳和酶活性的分布特征及相关性,在祁连山黑河上游俄博岭区域的高山灌丛草甸土上,根据草地退化程度,划分了未退化草地、轻度退化草地、中度退化草地、重度退化草地,采用野外采样室内分析方法,研究了不同退化草地土壤有机碳和酶活性的分布特征。结果表明：4种退化草地0～60 cm土层有机碳的含量、密度、储量,以及土壤酶活性变化顺序为：未退化草地>轻度退化草地>中度退化草地>重度退化草地;4种退化草地（从轻到重）0～10 cm土层有机碳密度是50～60 cm土层有机碳密度的1.78倍、1.98倍、1.87倍和2.00倍,说明土壤有机碳密度在表层具有很强的表聚性;4种退化草地不同土层有机碳的含量、密度和储量,以及土壤酶活性均随着土壤剖面垂直深度的增加而递减;4种退化草地土壤有机碳含量与有机碳密度、土壤酶活性成显著正相关关系。     

不同放牧强度下典型草原植物群落数量特征和家畜生产性能的比较研究

不同放牧强度下草地植物群落数量特征和家畜生产性能具有不同的表现。本论文通过不同放牧强度（对照、轻度、中度、重度）下对典型草原植物群落数量特征（盖度、高度、地上生物量等）变化和家畜生产性能的比较研究,表明了典型草原草群盖度、高度、地上生物量及家畜生产性能随着放牧强度的增加而下降。从开始放牧至8～9月份期间,各小区草群盖度、高度、地上总生物量变化先是增加后减少（除轻度放牧区）,8月份均达到高峰。从开始放牧至8～9月份期间,对照区与轻度放牧小区地上总生物量差异不显著,而对照区与中度、重度放牧区地上总生物量差异显著,轻度、中度、重度放牧小区地上总生物量差异不显著（P〈0．05）。从开始放牧至8月份,各小区草群盖度和高度差异均不显著。从8月份至9月份,对照区与重度放牧区盖度和高度差异呈显著,其余的差异无显著（P〈0．05）。     

短花针茅草原建群植物根部土壤含水量对放牧强度的响应

在短花针茅草原上研究建群植物根部土壤含水量对放牧强度的响应。结果表明:放牧强度的不同导致主要建群植物根部土壤含水量存在一定差异。短花针茅根部土壤含水量在轻度放牧区0～10cm土层较高,围封区10～20cm土层较高,中度和重度放牧区20～30cm土层较高;无芒隐子草根部土壤含水量在围封、轻度放牧区10～30cm土层较高,中度和重度放牧区0～10cm土层较高;冷蒿根部土壤含水量在围封区、轻度放牧区20～30cm土层较高,中度、重度放牧区0～20cm土壤水分较高。     

山地草甸草地植物与昆虫多样性对放牧强度的响应

以天山北坡中段山地草甸草地作为研究区域,设置对照区、轻度放牧区和重度放牧区3个不同放牧强度,通过野外植被和昆虫取样方法分析不同放牧强度下植物群落特征、植物多样性指数、昆虫群落特征及昆虫多样性指数,从而探讨山地草甸草地植物与昆虫多样性对放牧的响应。结果表明：随着放牧强度的增加,植物群落高度、盖度和密度均呈现出先增加后下降趋势而植物地上生物量呈现出逐渐下降趋势。植物Shannon-Wiener指数、Margalef指数和Simpson指数均呈现出下降趋势,在对照区出现最高值(P<0.05)。昆虫种群总密度在6、7、8月随放牧强度增加呈现出先增加后下降趋势,表现为轻度放牧区>对照区>重度放牧区;在6月轻度放牧条件下出现最高峰值。草地昆虫Shannon-Wiener指数6、7、8月呈现出先增加后下降变化趋势,表现为轻度放牧区>对照区>重度放牧区。植物群落特征与昆虫群落特征的相关性分析表明,植物盖度、密度与昆虫总数量呈极显著正相关(P<0.01),植物密度与昆虫Shannon-Wiener指数呈极显著负相关(P<0.01)。植物地上生物量与昆虫总数量呈显...     

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。     

短期放牧对青藏高原东北边缘高寒草甸土壤及微生物碳氮含量的影响

年际内短期放牧是青藏高原东北边缘地区草地利用的主要方式,而土壤有机碳和全氮含量是草地生产力维持的基石。以青藏高原东北边缘天祝县高寒草甸土壤为对象,研究了不放牧(对照)、轻度放牧(0.8头牦牛/hm2)、中度放牧(1.0头牦牛/hm2)和重度放牧(1.2头牦牛/hm2)条件下土壤有机碳和全氮以及土壤微生物量碳氮含量的变化特征。结果表明:重度放牧使土壤表层0～10cm和10～20cm全氮含量降低了12.5%和10.7%,中度放牧使10～20cm土层土壤有机碳含量增加了11.21%,其他各层全氮和有机碳含量并未随放牧强度变化发生显著变化;微生物量氮在0～10cm土层随放牧处理变化十分明显,轻度放牧、中度放牧和重度放牧下比对照分别增加了65.35%、25.23%、46.91%(P<0.05),而0～10cm土层微生物量碳在中度放牧处理下含量比对照显著增加(P<0.05),说明在表层相对于土壤碳氮,微生物量碳氮对短期放牧的反应更为灵敏。     

放牧对土壤碳、氮含量空间变异的影响

本研究检测了不同放牧强度下荒漠草原淡栗钙土的碳、氮含量,应用地统计学方法分析放牧强度对土壤碳、氮空间变异的影响。结果表明,土壤碳、氮均属中等变异程度。土壤碳、氮含量随放牧强度的加大而呈现减少的趋势。未放牧、中度放牧以及重度放牧的土壤碳、氮的空间变异主要是由区域因素引起的,空间变异大;而轻度放牧土壤碳、氮的空间变异是区域因素和放牧等随机性因素共同作用的结果,属中等程度的空间相关性。土壤碳、氮的变异总体表现为未放牧>轻度放牧>中度放牧>重度放牧。中度放牧和重度放牧后土壤碳、氮低含量斑块面积随着年度递增而增加。内蒙古四子旗短花针茅（Stipa breviflora）荒漠草原适合轻度放牧。