青海湖地区紫花针茅型高寒草原群落特征变化

气候变暖促进青藏高原高寒草原分布面积逐渐增加,但有关紫花针茅(Stipa purpurea)型高寒草原生产力与物种丰富度长期变化特征及其驱动因素尚不明确。本研究连续13年观测青海湖地区高寒草地地上生物量、物种丰富度和盖度等指标,阐明了植被群落特征的长期变化规律,采用结构方程模型,解析了紫花针茅型高寒草原生产力和物种丰富度的主要影响因素。结果表明,高寒草原地上生物量和物种丰富度均呈现较强的波动上升趋势,平均鲜重和物种数分别为215.41 g·m^-2和15,高物种丰富度促进生产力增加;高寒草原群落总盖度和平均高度呈现显著增加趋势。紫花针茅型高寒草原地上生物量和总盖度分别受到年均气温和生产力的显著影响。未来增温气候情景将会显著增加青海湖地区紫花针茅型高寒草原生物量,但降雨量增加会降低物种丰富度。     

内蒙古典型草原物种多样性的空间尺度效应及其分形分析

为研究空间尺度对物种多样性的影响,以内蒙古典型草原为对象,采用样线调查法分析Shannon指数和Patrick 丰富度指数2种α多样性指数随取样尺度的变化特征,结合分形理论和方法,得出2种α多样性指数的分形维数D。结果表明:随着取样尺度的逐渐增加,Shannon指数呈先迅速增加后降低的规律,而Patrick 丰富度指数达到最大值后则保持不变;5 m²(1 m×5 m)是该区域α多样性研究的最佳尺度;在5 m范围内,2种α多样性指数与取样尺度在双对数坐标上均呈极显著线性相关(P<0.01),相关系数(R)都在0.99以上,5 m后未表现出明显的线性规律;D值表明该区域物种组成简单。因此,在植物群落多样性研究中,采用较小的单个或多个样方要格外谨慎,应根据研究目的和多样性指标反应的特征来综合考虑取样尺度。     

长期不同放牧强度下短花针茅荒漠草原物种多样性季节性动态变化

为揭示短花针茅（Stipa breviflora）荒漠草原物种多样性季节性动态变化对长期放牧强度的响应机制,本研究以内蒙古四子王旗短花针茅荒漠草原为研究对象,2018年5月至9月对围封14年（2004-2018）不同放牧处理下的物种组成、植物高度、盖度和密度进行观测,并对物种多样性、丰富度和均匀度分析。结果表明：5次观测对照区物种Shannon-Wiener多样性指数、Margalef丰富度指数均显著大于中度放牧区和重度放牧区;所有处理均是7月和8月的物种Shannon-Wiener多样性指数、Margalef丰富度指数较高,6月和9月观测值较小;Pielou均匀度指数变化差异由大到小排序为：重度放牧区 > 中度放牧区 > 轻度放牧区 > 对照样地;月份和放牧对短花针茅荒漠草原物种α多样性指数影响均达到极显著水平,且放牧处理对物种α多样性指数影响效应大于月份。研究认为,长期重度放牧对短花针茅荒漠草原物种多样性的影响在6月和9月表现最为明显,且会威胁草地生态系统的稳定性。     

长期放牧对短花针茅荒漠草原植物功能群特征的影响

为揭示短花针茅（Stipa breviflora）荒漠草原植物功能群特征对长期放牧的响应机制,本研究以内蒙古四子王旗短花针茅荒漠草原为研究对象,2018年8月对围封14年（2004-2018）不同放牧处理下的植物物种组成、高度、盖度、密度及生产力进行观测,并对功能群植物多样性、丰富度、均匀度和重要值分析。结果表明：随着放牧强度的增加植物种类逐渐减少,在重度放牧区分属不同功能群的植物均有不同程度消失,不同功能群植物株高、盖度、生产力随放牧强度的增加均呈降低的变化趋势;对照区功能群多样性指数显著大于重度放牧区,对照区和轻度放牧区丰富度指数显著大于中度和重度放牧区;不同放牧处理下功能群多样性指数、丰富度指数与生产力呈显著正相关关系。研究认为,长期重度放牧减少了荒漠草原功能群植物多样性和丰富度从而导致草地生产力降低,进而影响草地的可持续利用。     

锡林郭勒典型草原植物多样性和蝗虫种群的关系

通过对锡林郭勒典型草原4种群落（羊草＋糙隐子草、大针茅＋羊草、克氏针茅＋冷蒿、克氏针茅＋糙隐子草）的物种丰富度指数、物种多样性指数、生态优势度指数和均匀度指数进行比较分析,对各种指数与蝗虫群落关系进行了研究。结果表明：羊草＋糙隐子草和克氏针茅＋糙隐子草群落的丰富度指数和多样性指数低于大针茅＋羊草群落,但高于克氏针茅＋冷蒿群落,优势度指数高于大针茅＋羊草,均匀度指数低于克氏针茅＋冷蒿群落;克氏针茅＋冷蒿群落的物种丰富度指数和物种多样性指数最低,生态优势度指数较高,群落均匀度指数高于其他3种群落;大针茅＋羊草群落的物种丰富度指数、物种多样性指数最高,优势度指数最低。相关分析表明,蝗虫种类数与均匀度指数极显著相关,蝗虫个体数与物种多样性指数显著相关。     

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。     

呼伦贝尔草原物种多样性与生物量、环境因子的关系

通过大范围群落调查,研究了内蒙古呼伦贝尔草原三种主要草原类型物种多样性与生物量的关系,并讨论了气候、土壤等环境因子对物种丰富度的影响.结果表明:(1)三种类型草原的群落平均高度、盖度和Shannon-Wiener指数:草甸草原>典型草原>荒漠草原.三种类型草原均匀度差异不显著,典型草原和草甸草原有明显的优势种,荒漠草原没有明显优势种;(2)三种类型草原中,典型草原和草甸草原物种丰富度与地上生物量呈线性正相关,随尺度增大,丰富度与生物量的关系有单峰曲线的趋势;(3)物种丰富度随水分和土壤有机碳含量增加而增加,随温度上升而下降,水热因子是影响物种丰富度的主要环境因子.     

不同干扰对典型草原群落物种多样性和生物量的影响

采用样方法对内蒙古典型草原区围封27年(E27)、7年(E7)、1年割1次(M)和中度放牧(G)样地的群落物种多样性、群落高度、群落密度、地上生物量进行实地调查分析,以研究不同干扰对典型草原群落物种多样性和生物量的影响。结果表明,围封27年和中度放牧样地的丰富度指数、多样性指数、均匀度指数仍显著高于围封7年和1年割1次样地,但围封27年样地与中度放牧样地之间无显著差异,围封27年和中度放牧相对于围封7年和1年割1次可以维持群落物种多样性;1年割1次和中度放牧样地退化指示植物糙隐子草重要值显著高于围封样地,草原群落呈退化趋势;围封7年样地的地上现存量为454.06 g/m2,显著高于其他样地。说明围封7年可显著提高草原生产力,但围封时间过长将不利于其维持较高的生产力。     

松嫩平原主要草原群落放牧干扰梯度对植物多样性的影响

松嫩草原五个主要群落类型放牧干扰梯度对植物样性影响的研究结果表明,在放牧过程通过牧畜的啃食、践踏作用干扰草原环境,使群落物种组成发生变化,优势地位发生更替,导致植物多样性变化。随着放牧干扰强度的增大,群落丰富度随之下降。多样性指标在中牧或重牧阶段出现峰值,主要缘于群落均匀度的增加。β多样性研究结果表明,羊草群落和羊草－杂类草群落植物多样性的耐牧性较差,而贝加尔针茅－羊草群落、贝加尔针茅－杂类草群落     

祁连山草原地上生物量和物种丰富度的空间格局

以祁连山南北坡草原为研究对象,为确定位点因子对草原地上生物量和物种丰富度的影响,沿经度、纬度和海拔梯度调查了13个样点草原植被。结果表明,祁连山草原地上生物量和物种丰富度呈北高南低、东高西低的空间分布特征,与纬度和经度均显著相关(P <0.05);草原地上生物量与年均降水量显著正相关(P <0.05),与年均温显著负相关(P <0.05)。分析认为,年降水量决定了草原地上生物量的东西分布格局,气温和年降水量的共同作用决定了地上生物量的南北分布格局。综合经度、纬度、海拔、年降水量和年均温可较好地预测地上生物量和物种丰富度。研究结果对祁连山生态修复和国家公园的科学管理具有积极意义。     

围封、浅耕翻改良技术对退化羊草草地植被恢复的影响

为探求华北农牧交错带地区退化草地适宜的改良技术,于2005年在中国农业大学河北沽源草地生态野外试验站研究了围封、浅耕翻改良处理对退化天然羊草(Leymus chinensis(Trin.)Tzvel.)草地地上植被恢复的影响。结果表明:与过度放牧相比,围封、浅耕翻改良均能有效地改善退化羊草草甸草地地上植被的物种组成结构和群落结构,显著提高退化羊草草甸草地地上植被盖度、高度和地上生物产量(P<0.05),其中以浅耕翻改良的效果最为明显;围封、浅耕翻改良导致退化羊草草地植被物种饱和度、物种均匀性指数、物种丰富度指数和物种多样性指数显著下降(P<0.05),其中以浅耕翻的影响效果最明显。从利用的角度看,围封、浅耕翻改良4年后,羊草已占绝对优势,地上植被得到一定程度的恢复,地上生产量也显著提高(P<0.05),草地可以开始有计划地加以利用,其中,浅耕翻改良对促进退化羊草草甸草地地上植被生产力的恢复,尤其是羊草种群的恢复较围封改良效果更好。     

针茅及羊草对亚洲小车蝗生活力影响的定量分析

亚洲小车蝗是内蒙古草原主要优势种害虫,主要取食针茅、羊草等禾本科植物,植物种类对其生长发育影响可反映蝗虫群落与植物群落的关系。采用室内饲养与野外笼罩的方法,进行了不同生境亚洲小车蝗3个密度处理生活力指标定量分析,结果表明,针茅喂养的亚洲小车蝗雌虫相对生长率高于羊草。植物盖度和虫口密度是影响亚洲小车蝗生活力的主要因素。当针茅盖度<25%时,亚洲小车蝗生活力随盖度增加而缓慢增长,当针茅盖度>25%时, 生活力增长较快。当羊草盖度<25%时,亚洲小车蝗生活力随盖度增加而逐渐减小,当羊草盖度>25%时,生活力随盖度增加而增长,且在针茅样地的生活力高于羊草样地。当亚洲小车蝗密度<18头/m²时,生活力随密度增大而增大。在牧草布局时应合理调整针茅、羊草盖度,监测蝗虫密度,预防蝗虫爆发。以上结果为草场植被的合理布局提供了参考,同时也为减少亚洲小车蝗危害提供了依据。     

煤矸石场植被自然恢复初期草本植物生物量研究

以山西潞安矿业集团司马煤业有限公司煤矸石场为对象,采用空间序列代替时间序列的方法对植被自然恢复初期3年的草本植物生物量进行了分析。结果表明,1)各群落生物量之间存在显著差异(P<0.05),草本植物群落总生物量和总地下生物量变化呈现出先增后减的趋势,总地上生物量呈递减趋势。群落地下与地上生物量之比呈明显的上升趋势;2)群落总盖度、平均高度与群落生物量之间无显著相关性。群落物种组成相似性越小,生物量差异越显著。多年生植物地下生物量与总生物量呈显著正相关(P<0.05),而一年生植物的地上、地下和总生物量彼此间相关性不显著;3)依据综合优势比的大小,确定一年恢复期的优势种为野艾蒿,二年恢复期的为北京隐子草、羊草,三年恢复期的为羊草,而自然草地的优势种为阿尔泰狗娃花、羊草。优势种羊草的总生物量逐年增加,地上生物量与地下生物量呈彼此消长的关系。羊草在提高群落生产力以及加快复垦区植被恢复进程中起着重要作用。蒿类植物无论优势种野艾蒿还是伴生种黄花蒿,较大的平均盖度和平均高度会抑制其生物量的积累。     

羊草草原退化程度判定的植物群落学指标

研究对象为内蒙古赤峰市克什克腾旗达里诺尔自然保护区境内的羊草草原,以植物群落为特征,应用逐步聚类分析方法定量划分出了不同退化程度的草地,并且对区分不同退化程度的草地植被指标选择做了初步的尝试,为牧民合理利用当地家庭牧场提供决策依据。聚类结果为从对照区(冬季打草场)出发到居民点附近存在三段不同退化程度的草地,依次为0~1700m、1700~2700m和2700~4100m范围内的区域;通过测定生长盛期主要伴生植物种糙隐子草、星毛委陵菜及群落建群种羊草的地上现存量这3项敏感的植被指标,可以实现羊草草原退化程度的定量判定。     

呼伦贝尔草甸草原3种禾草碳水化合物季节动态研究

贮藏碳水化合物对牧草生命代谢、再生、返青及逆境的适应性等方面有重要作用。本研究于2015年7月—2016年9月,分析了呼伦贝尔草甸草原中羊草（Leymus chinensis）、无芒雀麦（Bromus inermis）和糙隐子草（Cleistogenes squarrosa）3种植物碳水化合物含量的季节变化规律,探讨牧草生长对气候环境的适应性特点,以期为草地合理利用提供指导。研究结果表明：3种禾草碳水化合物含量随季节变化显著（P<0.05）,可溶性糖含量均在8月最高,羊草与无芒雀麦的还原糖和淀粉含量在6月最高,糙隐子草则在7月最高;糙隐子草的可溶性糖与淀粉含量显著小于羊草和无芒雀麦（P<0.05）,并主要分配在地上部分,羊草茎基部与根部的各碳水化合物含量显著小于无芒雀麦（P<0.05）;碳水化合物含量年际间差异较大,干旱年份草地植物根部碳水化合物贮藏水平偏低,该区域草地宜降低载畜率或提前休牧。     

补播时间和补播草种对退化草甸草原植物群落的影响

气候变化和不合理的利用导致草原退化，探究补播时间及补播草种对植物群落的影响，可为提高草地产量和品质提供理论依据。本试验设置3个补播时间(夏播、秋播、春播)和5种补播材料(扁蓿豆(Medicago varia)、黄花苜蓿(Medicago falcata L.)、杂花苜蓿(Melissilus ruthenicus L.)、‘中科1号’羊草(Leymus chinensis ‘Zhongke No.1’)、野生羊草(Leymus Chinensis (Trin.) Tzvel)，对生物量、多样性指数及温度和降水量进行3年连续监测。结果表明：生长季积温和降水量是影响植物群落的关键因素，降水量与禾本科比例呈显著正相关关系，与其他科比例呈显著负相关关系；随年份增加地上生物量显著增加，而物种丰富度显著降低(P<0.05)；春播羊草提高10%~15%禾本科比例，降低5%~10%其他科比例。综合群落生物量和多样性，在呼伦贝尔干旱年份适宜春季补播羊草，有助于提高禾本科优势牧草比例，提高草地品质，对草地生产力无显著影响。     

内蒙古典型草原主要草食动物食性及其营养生态位研究——以羊草群落为例

为探讨典型草原主要食草动物(绵羊、达乌尔黄鼠和亚洲小车蝗)的食性及其种间生态位变化与草原退化的关系,以内蒙古典型草原为研究对象,于2003年7-8月运用饱和链烷技术研究羊草群落不同放牧强度下绵羊、达乌尔黄鼠和亚洲小车蝗的食性及其生态位变化。结果表明,随牧压的增大,群落中羊草和克氏针茅的数量减少,星毛委陵菜比例增加;随牧压的增加,绵羊采食黄囊苔草的比例显著增加,在重度放牧区,绵羊没有采食西伯利亚羽茅和米氏冰草,而是增加了对星毛委陵菜的采食;达乌尔黄鼠在围栏内采食羊草的比例显著高于围栏外放牧区;但在围栏内没有采食米氏冰草、黄囊苔草和星毛委陵菜;围栏内无法捕捉亚洲小车蝗,在放牧区亚洲小车蝗对克氏针茅的采食随牧压的增加显著降低,但增加了对米氏冰草和星毛委陵菜的采食。三者同时采食羊草和糙隐子草,且对羊草的选择性指数最高;随牧压的增大,绵羊的生态位宽度变宽,而达乌尔黄鼠和亚洲小车蝗的生态位宽度变窄,三者生态位重叠程度类似。因此,重度放牧改变了羊草群落的植被组成,使其演替为星毛委陵菜群落,从而导致了草地的退化,而鼠类和蝗虫的危害则加剧了草地的退化演替,三者对草地资源的共同掠夺导致草原严重退化。     

羊草不同地理种群表型变异及其对根茎克隆繁殖的影响

羊草是我国重要优良牧草之一，广泛分布于欧亚草原，由于资源环境的多样性和自然选择的复杂性，羊草种群发生了丰富的表型变异。以不同地理来源的66份羊草为试验材料，采用同质园试验方法，研究了羊草种群间表型和繁殖相关性状的变异情况，用曲线拟合和偏最小二乘回归分析研究了变量性状对羊草根茎克隆无性繁殖的影响。主要结论如下：1）不同地理来源羊草的表型和繁殖性状存在显著差异，原生境条件对羊草表型和繁殖产生了深刻而长久的影响。2）羊草不同性状的变异程度有所不同，叶片性状的变异最小，根茎子株相关性状的变异大于空间扩展相关性状。3）线性函数可较好地描述羊草根茎克隆生长力与主要变量性状间的关系。4）表型性状茎长、株高、叶宽和叶片大小，分蘖能力相关性状母株分蘖增加倍数对羊草根茎克隆生长力的解释作用强。总之，叶片宽大、茎长和株高方面有优势、分蘖能力强的羊草的根茎克隆无性繁殖能力相应也强。     

松嫩平原苏打盐碱地羊草人工移栽草地生物多样性特征和生物量

为探明羊草（Leymus chinensis）移栽对松嫩平原盐碱草地生物多样性和生产力的影响,通过对比方法开展羊草移栽试验。结果表明：羊草移栽提高了草地群落的植物种类和密度,羊草移栽处理下植物总密度为566.20株· m^-2,是对照（82.60株·m^-2）的6.85倍,处理间差异显著（P<0.05）;羊草移栽处理Shannon-Wiener多样性指数、Pielou均匀度指数、Margalf物种丰富度指数均高于对照,提高了群落生物多样性;除此之外,羊草移栽处理植物地上总生物量为357.77 g·m^-2,是对照（167.34 g·m^-2）的2.14倍,处理间差异显著（P<0.05）,说明移栽羊草提高了植物群落的生产力,进而大大增加了草地产出效益,羊草移栽处理总收入为3 938.00元· hm^-2,是对照（534.40元·hm^-2）的7.37倍,处理间差异极显著（P<0.01）。羊草移栽技术能够在提高系统生物多样性的同时,实现生产经济效益的倍增,是一项值得在松嫩平原西部盐碱化地区推广应用的技术模式。     

氮添加对锡林郭勒灌丛草原羊草(Leymus chinensis)化学计量特征的影响

本研究以内蒙古锡林郭勒小叶锦鸡儿(Caragana microphylla)灌丛草原优势物种羊草(Leymus chinensis)为研究对象,研究氮添加对羊草碳、氮、磷元素含量及其化学计量特征的影响。结果表明氮添加对羊草茎叶N,P含量和叶片C∶N,C∶P影响显著;不同氮添加水平对灌丛下和灌丛间羊草C,N,P含量及其化学计量特征的影响存在分异;随氮添加的增加,灌丛间羊草茎叶C∶N和叶片C∶P呈降低趋势,灌丛下羊草茎叶化学计量特征变化不显著;灌丛下羊草茎叶C,N,P含量及其化学计量特征的变异系数均低于灌丛间羊草;氮添加显著影响灌丛间羊草茎叶N含量,C∶N和C∶P,但是,氮添加对灌丛下羊草茎叶化学计量特征影响不显著。小叶锦鸡儿灌丛化过程可能会削弱氮添加对草本植物叶片C,N,P含量及化学计量特征的影响,本研究结果为草原生态系统管理提供了新的视角和重要的理论依据。