放牧强度对草甸草原植物群落特征及营养品质的影响

【目的】 植物群落特征是草地生态系统功能变化的敏感指标,是判别干扰条件下植被退化的重要生态学指标之一。研究不同放牧强度下温性草甸草原植物特征及品质变化情况,以了解放牧作用下草原植物退化的过程和机制,为退化草地生态恢复提供理论依据。【方法】 以呼伦贝尔草甸草原肉牛控制放牧试验为平台,分析6种不同放牧强度（对照区G0.00:0,轻度放牧G0.23:0.2 cow.AU/hm²,较轻度放牧G0.34:0.34 cow.AU/hm²,中度放牧G0.46:0.46 cow.AU/hm²,较重度放牧G0.69:0.69 cow.AU/hm²,重度放牧G0.92:0.92 cow.AU/hm²）下温性草甸草原植物群落数量特征、多样性、功能群与营养品质的变化,并探讨他们之间的相关性。【结果】 放牧强度大于0.34 cow.AU/hm²时,群落盖度、群落高度、群落地上生物量、原有优势植物（羊草(Leymus chinensis))和贝加尔针茅(Stipa baicalensis)）生物量、地下生物量、枯落物生物量均呈现显著降低（P<0.05）,退化指示植物生物量（冷蒿、二裂委陵菜、星毛委陵菜和寸草苔）显著增加（P<0.05）;随着放牧强度的增加,群落α多样性指数呈现先升高后降低的趋势,放牧强度为0.34—0.46 cow.AU/hm²时,草地群落α多样性指数最高,符合中度干扰假说;植物功能群禾本科植物及其优势植物重要值随着放牧强度的增加逐渐降低,当放牧强度大于0.23 cow.AU/hm²时,优势植物重要值显著降低（P<0.05）,莎草科与退化指示植物重要值显著增加（P<0.05）。放牧不同程度增加了植物粗蛋白、粗灰分、总磷、钙和无氮浸出物含量,显著降低了植物粗脂肪、中性洗涤纤维和粗纤维含量（P<0.05）;群落α多样性指数相互之间呈极显著正相关（P<0.01）,与植物功能群豆科植物和杂类草重要值呈显著正相关、与禾本科植物重要值呈负相关;植物功能群禾本科和毛茛科植物重要值与植物酸性洗涤纤维和钙呈显著负相关、与中性洗涤纤维呈显著正相关,莎草科植物重要值与之相反。【结论】 不同放牧强度下植物群落特征及营养品质发生不同程度的变化,放牧强度为0.23—0.34 cow.AU/hm²较为适宜,适度放牧有利于提高群落物种多样性,保持草地植物群落稳定,促进草地生态系统可持续发展。     

放牧强度对草甸草原羊草功能性状的影响

【目的】研究草甸草原优势种羊草群落重要值(IV)和其功能性状对放牧强度的响应规律,观察羊草是否通过调整自身各功能性状(如个体、茎、叶等)来适应外界环境的变化,以便为草原合理放牧利用提供参考依据。【方法】通过控制试验设置6个放牧强度,即对照(G0:0)、轻度(G0.23:0.23 cow.AU/hm~2)、轻中度(G0.34:0.34 cow.AU/hm~2)、中度(G0.46:0.46 cow.AU/hm~2)、重度(G0.69:0.69 cow.AU/hm~2)、极重度(G0.92:0.92cow.AU/hm~2),3个重复,采用随机区组排列。在每个处理中分别测定优势种羊草IV以及其植株性状(株高、茎重、叶重、茎叶比、单株重)和叶片性状(形态性状:叶面积、单片叶重、比叶面积(SLA)、叶长、叶宽;生理性状:叶片C、N含量、C/N),其中羊草IV通过随机选取试验小区内5个1 m×1 m群落样方调查得到,羊草功能性状通过随机选取每个试验小区内的羊草单株进行测定。【结果】(1)与不放牧G0相比,羊草IV的降低幅度随着放牧强度的增加依次为42.9%、66.0%、82.7%、91.8%、91.2%;(2)羊草植株性状(株高、茎重、叶重、茎叶比、单株重)随着放牧强度增加逐渐降低。不同放牧强度下羊草植株茎叶比均小于1,并且与G0相比,G0.92显著降低39.22%;叶片性状中叶面积、单片叶重、叶长、叶宽均随着放牧强度的增加逐渐降低,而SLA却随着放牧强度的增加而增加,且在G0.92时最大,为136.61 cm~2·g~(-1),其与G0、G0.23、G0.34、G0.46、G0.69相比,增加幅度分别为23.7%、19.0%、17.8%、20.2%、13.2%;(3)羊草叶片C、N含量在极重度放牧(G0.92)下分别为44.2%、2.8%。随着放牧强度的增加,羊草叶片C含量整体变化相对稳定,但叶片N含量则不断增加,相比于G0,G0.69与G0.92中N含量分别增加21.8%、43.2%;(4)相关分析表明,羊草叶片SLA与N含量存在极显著正相关,与C含量存在极显著负相关;叶片形态性状与生理性状存在显著相关。同时典型相关分析表明,形态性状中主要以单片叶重为主,生理性状中以C/N为主。【结论】放牧强度改变了羊草的优势度,使羊草植株个体变小,茎叶比降低,但羊草为适应外界环境的变化而改变自身叶片SLA、N含量,尤其在极重度放牧条件下,SLA与N含量协同增加。     

天山高寒草原不同退化梯度紫花针茅群落结构特征研究

【目的】研究巴音布鲁克高寒草原退化草地植物群落结构特征,为退化草地合理利用提供理论依据。【方法】采用样方法,调查研究区退化草地物种组成、群落结构并分析生态经济类群及物种多样性与地上生物量的关系。【结果】随着退化程度的增加,草地中优势种紫花针茅被小型禾草溚草取代;高寒草原退化标志植物天山赖草、绢毛委陵菜等杂类草重要值增加;禾本科、豆科等优良牧草地上生物量逐渐减少;群落内地上生物量显著降低了50%(P0.05),群落地上生物量与物种丰富度指数呈显著线性正相关,与多样性指数、均匀度指数呈显著线性负相关关系。【结论】巴音布鲁克高寒草原退化草地植被群落结构简单化,导致草地质量和生产力明显下降;草地群落物种丰富度影响草地生产力。     

不同放牧强度下温性草甸草原土壤生物性状及与地上植被的关系

【目的】土壤微生物数量和酶活性是土壤质量和生态系统功能变化的敏感指标,是判别干扰条件下土壤生态系统退化的重要生物学指标。研究不同放牧强度下温性草甸草原土壤生物性状及其与地上植被的关系,以了解放牧作用下草原土壤与植被退化的过程和机制,为退化草地生态恢复提供理论依据。【方法】以呼伦贝尔草甸草原肉牛控制放牧试验为平台,分析4种不同放牧强度（对照区G_0.00：0.00 Au·hm^-2、轻度放牧G_0.23：0.23 Au·hm^-2、中度放牧G_0.46：0.46 Au·hm^-2、重度放牧G_0.92：0.92 Au·hm^-2）下温性草甸草原地上植被、土壤微生物生理群数量以及土壤酶活的特性,并探讨土壤生物性状与地上植被指数的相关性。【结果】氨化细菌、好气性纤维素分解菌、嫌气性纤维素分解菌的最高值出现在轻度放牧G_0.23处理,好气性固氮菌、嫌气性固氮菌在中度放牧G_0.46处理最多。随着放牧强度的增加,除过氧化氢酶外,碱性磷酸酶、脲酶、蔗糖酶均随放牧压力的增加显著降低（P＜0.05）,植被盖度、群落生物量、植被多样性指数明显下降。各土壤微生物数量（除硝化细菌外）与地上植被物种丰富度、植被盖度、群落多样性指数、生物量均成正相关;碱性磷酸酶和脲酶均与植被盖度、群落多样性指数、群落生物量显著正相关（P＜0.05）。【结论】不同放牧强度下温性草甸草原土壤生物性状出现了不同程度的变化,土壤酶活性比微生物生理群数量更能表征土壤生态系统当前所处状态,其同地上植被指数有更好的相关性。     

放牧对山地草甸草地植物多样性与生产力关系的影响

【目的】 研究不同放牧强度下,山地草甸草地植物群落变化,为合理利用该类草地提供科学依据。【方法】 2016~2018年连续3年采用野外取样和室内分析相结合的方法,以天山北坡中段山地草甸草地为研究对象,设置轻度放牧(LG)、重度放牧(HG)和无放牧对照(CK),分析山地草甸草地植物群落数量特征、多样性指数,以及多样性指数与地上生物量间的关系。【结果】 (1)不同放牧强度下山地草甸草地以多年生草本植物为绝对优势,主要优势种有细果苔草(Carex stenocarpa)、溚草(Koeleria cristata)、针茅(Stipa capillata)、醉马草(Achnatherum inebrians);在重度放牧(HG)条件下,家畜首先采食适口性较好的植物,群落中适口性好的植物数量减少,群落优势地位逐步被有毒植物醉马草所替代。(2)CK与LG、HG条件下,随着放牧强度的增加,2016~2018年间植物群落地上生物量、群落高度和盖度呈下降趋势(P<0.05);群落密度在2016~2017年间呈下降趋势(P<0.05)。(3)随着放牧强度的增加,植物群落物种Shannon-Wiener多样性指数、Simpson优势度指数和Pielou均匀度指数均下降趋势,表现为CK＞LG＞HG;2016~2017年CK、LG、HG之间差异不显著(P＞0.05),2018年CK与LG、HG之间差异显著(P＜0.05)。(4)植物群落Pielou均匀度指数、Shannon-Wiener多样性指数和Margalef丰富度指数与地上生物量在LG、HG和CK条件下,均呈现正线性相关关系(P＜0.05)。【结论】 不同放牧强度下,山地草甸植物群落Simpson优势度指数、Pielou均匀度指数和Shannon-Wiener多样性指数随放牧强度的增加而降低;群落地上生物量与均匀度指数、多样性指数和丰富度指数均有显著的正线性相关关系(P<0.05)。     

放牧强度对草甸草原羊草功能性状的影响

【目的】 研究草甸草原优势种羊草群落重要值（IV）和其功能性状对放牧强度的响应规律,观察羊草是否通过调整自身各功能性状（如个体、茎、叶等）来适应外界环境的变化,以便为草原合理放牧利用提供参考依据。【方法】 通过控制试验设置6个放牧强度,即对照（G0:0）、轻度（G0.23:0.23 cow.AU/hm²）、轻中度（G0.34:0.34 cow.AU/hm²）、中度（G0.46:0.46 cow.AU/hm²）、重度（G0.69:0.69 cow.AU/hm²）、极重度(G0.92:0.92 cow.AU/hm²）,3个重复,采用随机区组排列。在每个处理中分别测定优势种羊草IV以及其植株性状（株高、茎重、叶重、茎叶比、单株重）和叶片性状（形态性状:叶面积、单片叶重、比叶面积（SLA）、叶长、叶宽;生理性状:叶片C、N含量、C/N）,其中羊草IV通过随机选取试验小区内5个1 m×1 m群落样方调查得到,羊草功能性状通过随机选取每个试验小区内的羊草单株进行测定。【结果】 （1）与不放牧G0相比,羊草IV的降低幅度随着放牧强度的增加依次为42.9%、66.0%、82.7%、91.8%、91.2%;（2）羊草植株性状（株高、茎重、叶重、茎叶比、单株重）随着放牧强度增加逐渐降低。不同放牧强度下羊草植株茎叶比均小于1,并且与G0相比,G0.92显著降低39.22%;叶片性状中叶面积、单片叶重、叶长、叶宽均随着放牧强度的增加逐渐降低,而SLA却随着放牧强度的增加而增加,且在G0.92时最大,为136.61 cm²·g^-1,其与G0、G0.23、G0.34、G0.46、G0.69相比,增加幅度分别为23.7%、19.0%、17.8%、20.2%、13.2%;（3）羊草叶片C、N含量在极重度放牧（G0.92）下分别为44.2%、2.8%。随着放牧强度的增加,羊草叶片C含量整体变化相对稳定,但叶片N含量则不断增加,相比于G0,G0.69与G0.92中N含量分别增加21.8%、43.2%;（4）相关分析表明,羊草叶片SLA与N含量存在极显著正相关,与C含量存在极显著负相关;叶片形态性状与生理性状存在显著相关。同时典型相关分析表明,形态性状中主要以单片叶重为主,生理性状中以C/N为主。【结论】 放牧强度改变了羊草的优势度,使羊草植株个体变小,茎叶比降低,但羊草为适应外界环境的变化而改变自身叶片SLA、N含量,尤其在极重度放牧条件下,SLA与N含量协同增加。     

天山中段主要草地类型牧草饲用价值评价与动态分析

【目的】研究放牧条件下草地群落质量动态。【方法】采用连续定位测定方法,分析1985~2001年间植物群落牧草饲用价值动态。【结果】（1）饲用价值评定上,荒漠草原草地植物群落中,良等牧草是群落植物组成的主体,占群落历年平均地上生物量的80.1%;草原草地植物群落中,优等牧草与良等牧草占群落地上生物量的59.5%;草甸草地组成群落牧草的饲用价值较低,中、低等牧草占历年平均值的91.6%。（2） 牧草饲用价值动态上,各类型草地牧草的地上生物量均处于波动状态之下,草地类型不同,群落植物的消长变化规律不同,群落中饲用价值高的类群要较低的类群年变率大。【结论】（1）草地群落牧草饲用价值不稳定,受组成群落各类牧草地上生物量的波动影响较大;（2）3类草地牧草不同类群的数量消长模式,各年度间始终处于连续的波动状态,且年度之间波动系数、年变率较大;（3）山地荒漠草原、山地草原草地的波动具有可逆性,而山地草甸主要类群饲用价值变化,不具备可逆性,是过度利用导致群落饲用价值退化的表现。     

刈割干扰对羊草草甸草原植物功能群及多样性的影响

【目的】刈割是草原主要利用方式之一,植物功能群和群落物种多样性是判别干扰条件下草地生态系统退化的重要生态学指标。研究不同刈割干扰下羊草草甸草原植物功能群和群落物种多样性的变化,了解刈割干扰下草原功能群与多样性变化过程和机制,为退化割草地生态恢复提供理论依据。【方法】以呼伦贝尔羊草草甸草原时空刈割配置为试验平台,于2014—2018年植物生长最旺盛的季节(即每年8月初),采用样方法对各个小区进行群落植被调查。分析一年一割(G1)、两年一割(G2)、漏割带10 m(G3)、漏割带5 m(G4)和对照(CK)处理下草甸草原群落功能群和物种多样性变化以及刈割时间和不同刈割处理间的交互作用,探讨植物功能群与群落物种多样性的相关关系。【结果】研究发现羊草(Leymus chinensis)在不同刈割制度下均为优势物种,但是随着刈割频次的增加呈现出羊草重要值逐渐降低,退化指示物种星毛委陵菜(Potentilla acaulis)、披针叶黄华(Thermopsis lanceolate)等重要值增加的趋势;两年一割处理下羊草、糙隐子草(Cleistogenes squarrosa)、长柱沙参(Adenophora stenanthina)、柴胡(Bupleurum scorzonerifolium)和草地早熟禾(Poa ratensis)等植物重要值均高于其他处理。一年一割和常年不刈割处理下草地植物禾本科和豆科植物重要值所占比例减少,以退化植物居多的菊科和莎草科植物所占比例增加,在漏割带为10 m处理草地的豆科植物增加;刈割处理5年后,不同刈割制度下植物群落物种多样性指数均有增加,其中漏割带为10 m处理Shannon-Wiener多样性和Simpson优势度指数增加明显。5个刈割处理均匀度指数变化趋势不同,其中G3和G4处理草地的群落均匀度有增加的趋势,分别增加16%和5.8%,G1、G2和CK草地群落均匀度指数下降,其中G1下降最大(下降了1.8%),其次是CK(下降1.6%),G2草地下降最少。植物群落物种多样性指数变化分析表明经过5年不同刈割处理,漏割带10 m处理的草地植物群落物种多样性提高。群落物种多样性指数与植物功能群禾本科重要值存在极显著负相关关系,与毛茛科和菊科重要值呈现显著正相关关系。【结论】长期高频度刈割会导致草原退化,同样对草原长期不利用也会致使草原发生逆行演替;两年一割和漏割带为10 m的连年刈割均可以缓解群落中禾本科等优势植物比例下降,促进毛茛科植物比例增加;经过5年的不同刈割处理,漏割带为10 m的刈割处理植物群落物种多样性有所提高,即对草原进行适度刈割干扰(两年一割和漏割带10 m)有利于草原的可持续发展。     

放牧强度对伊犁绢蒿荒漠草地植物群落特征的影响

【目的】研究不同放牧强度对伊犁绢蒿荒漠草地植物群落数量特征及多样性的影响。【方法】以新疆天山北坡伊犁绢蒿荒漠退化草地为研究对象,选择对照、轻度放牧、重度放牧3个强度,野外测定群落的高度、盖度、密度及生物量并计算多样性指数。【结果】3种放牧强度下,伊犁绢蒿的重要值呈先增加后降低的趋势,一年生植物的比例均较高;随放牧强度的增加,群落高度、盖度、密度、生物量及重要值呈下降趋势,家畜不喜食的猪毛菜和灰藜的密度、生物量和重要值逐渐增加;植物群落Margalef指数、Simpson指数和Shannon-Wiener指数分别从0.45、0.5和0.72显著降低到0.25、0.20和0.33,而Pielou指数则无显著差异;植物群落多样性指数与伊犁绢蒿重要值呈正相关,与一年生植物重要值呈负相关。【结论】随着放牧强度的增加,植物群落趋于低矮稀疏,物种丰富度和多样性降低;一年生植物在植物群落中占主要优势。     

放牧强度对羊草草甸草原植物器官及群落氮磷化学计量的影响

[目的]以地上植物茎、叶以及群落为研究对象,探究不同放牧强度对植物器官以及群落碳、氮、磷含量及化学计量特征的影响,为深入解析放牧干扰下草地生态系统退化过程,促进草地放牧适应性管理提供科学依据.[方法]基于呼伦贝尔羊草草甸草原长期控制放牧试验平台,在6种不同放牧强度(不放牧G0.00、较轻度放牧G0.23、轻度放牧G0....     

游牧与定居放牧下山地草甸草地植物群落特征分析

【目的】研究游牧与定居放牧2种方式对天山北坡中段山地草甸草地植物群落数量特征及多样性的影响,为该区域冬季牧场合理利用提供理论依据。【方法】以天山北坡中段昌吉市阿什里哈萨克民族乡的冬季牧场为对象,在游牧与定居放牧2种处理下分别设计轻度放牧、重度放牧2个放牧强度,无放牧区(围栏打草场)作为对照,采用野外实地调查取样的方法,测定分析草地植物群落种类组成、植物重要值、地上现存量及植物多样性指数。【结果】随着放牧强度的增加,植物种类数量变化表现定居>游牧,植物群落种类组成发生了明显改变,禾本科和豆科等植物重要值下降,群落优势种逐步被杂类草及醉马草等取代;植物高度、盖度、密度和地上现存量变化表现定居>游牧,植物盖度和地上现存量在游牧与定居放牧区存在显著差异(P<0.05),2个指标差异性均在定居显示最高;Margalef丰富度指数、Pielou均匀度指数、Shannon-Wiener多样性指数和Simpson生态优势度指数变化表现为定居>游牧,但两者差异不显著(P>0.05)。【结论】游牧和定居放牧影响天山北坡中段山地草甸冬季牧场植物群落基本特征。与定居放牧区相比,游牧区植物高度、盖度、密度和地上现存量随着放牧强度的递增逐步降低降幅分别为23.45%、7.43%、9.42%和13.57%;植物高度、密度、盖度和地上现存量均在游牧区处于较低水平,α多样性指数均在游牧区达到最低值。定居轻度放牧下植物种类数量最多,植物多样性和生态优势度维持在较高水平。     

刈割干扰对羊草草甸草原植物功能群及多样性的影响

【目的】 刈割是草原主要利用方式之一,植物功能群和群落物种多样性是判别干扰条件下草地生态系统退化的重要生态学指标。研究不同刈割干扰下羊草草甸草原植物功能群和群落物种多样性的变化,了解刈割干扰下草原功能群与多样性变化过程和机制,为退化割草地生态恢复提供理论依据。【方法】 以呼伦贝尔羊草草甸草原时空刈割配置为试验平台,于2014—2018年植物生长最旺盛的季节（即每年8月初）,采用样方法对各个小区进行群落植被调查。分析一年一割（G1）、两年一割（G2）、漏割带10 m（G3）、漏割带5 m（G4）和对照（CK）处理下草甸草原群落功能群和物种多样性变化以及刈割时间和不同刈割处理间的交互作用,探讨植物功能群与群落物种多样性的相关关系。【结果】 研究发现羊草（Leymus chinensis）在不同刈割制度下均为优势物种,但是随着刈割频次的增加呈现出羊草重要值逐渐降低,退化指示物种星毛委陵菜（Potentilla acaulis）、披针叶黄华（Thermopsis lanceolate）等重要值增加的趋势;两年一割处理下羊草、糙隐子草（Cleistogenes squarrosa）、长柱沙参（Adenophora stenanthina）、柴胡（Bupleurum scorzonerifolium）和草地早熟禾（Poa ratensis）等植物重要值均高于其他处理。一年一割和常年不刈割处理下草地植物禾本科和豆科植物重要值所占比例减少,以退化植物居多的菊科和莎草科植物所占比例增加,在漏割带为10 m处理草地的豆科植物增加;刈割处理5年后,不同刈割制度下植物群落物种多样性指数均有增加,其中漏割带为10 m处理Shannon-Wiener多样性和Simpson优势度指数增加明显。5个刈割处理均匀度指数变化趋势不同,其中G3和G4处理草地的群落均匀度有增加的趋势,分别增加16%和5.8%,G1、G2和CK草地群落均匀度指数下降,其中G1下降最大（下降了1.8%）,其次是CK（下降1.6%）,G2草地下降最少。植物群落物种多样性指数变化分析表明经过5年不同刈割处理,漏割带10 m处理的草地植物群落物种多样性提高。群落物种多样性指数与植物功能群禾本科重要值存在极显著负相关关系,与毛茛科和菊科重要值呈现显著正相关关系。【结论】 长期高频度刈割会导致草原退化,同样对草原长期不利用也会致使草原发生逆行演替;两年一割和漏割带为10 m的连年刈割均可以缓解群落中禾本科等优势植物比例下降,促进毛茛科植物比例增加;经过5年的不同刈割处理,漏割带为10 m的刈割处理植物群落物种多样性有所提高,即对草原进行适度刈割干扰（两年一割和漏割带10 m）有利于草原的可持续发展。     

不同利用方式对天山北坡中段山地草甸草地植物生物量分布的影响

【目的】研究游牧放牧与定居放牧不同利用方式下山地草甸草地植物群落地上生物量与地下生物量的变化规律,为提高山地草甸草地生产力及确定合理的放牧方式提供依据。【方法】采用野外实地调查取样的方法,以天山北坡山地草甸草地为对象,分别在游牧放牧区和定居放牧区设置轻度放牧(Light grazing,LG)和重度放牧(Heavy grazing,HG)2种放牧强度,围栏打草场(未放牧区)为对照(Check test),分析2种放牧方式下植物群落地上生物量与地下生物量的分布。【结果】(1)在LG和HG下,不同利用方式下植物群落地上总生物量有显著差异(P<0.05)。游牧放牧和定居放牧在不同放牧强度下植物群落地上总生物量大小均为CK>LG>HG;除杂类草外,多年生禾草、多年生豆科草、多年生莎草地上生物量随放牧强度增加呈逐渐减少趋势。游牧放牧区与定居放牧区多年生莎草和杂类草地上生物量在LG下有显著差异(P<0.05),多年生豆科草地上生物量在HG下具有显著差异(P<0.05)。(2)在CK和LG下,不同放牧方式下土层0~10、10~20、20~30 cm的植物群落地下生物量有显著差异(P<0.05),且定居放牧区植物群落地下生物量比游牧放牧区分别高出36.79%、31.55%、27.38%。游牧放牧区植物群落地下生物量范围在743.99~1 229.83 g/m²;定居放牧区植物群落地下生物量分布范围在864.33~1 550.95 g/m²。(3)在LG和HG下,不同利用方式下植物根冠比有显著差异(P<0.05),定居放牧区植物群落根冠比游牧放牧区分别高出19.38%、9.91%。在不同放牧强度下,游牧放牧区和定居放牧区植物群落根冠比由大到小依次为HG>CK>LG。【结论】山地草甸草地的不同利用方式改变了植物群落地上、地下生物量的分布,定居放牧方式下植物群落地上、地下总生物量显著高于游牧放牧方式(P<0.05)。     

不同演替状态下高寒嵩草草甸植物功能群分异特征

【目的】探讨高寒嵩草草甸植物功能群对放牧干扰的响应与适应,揭示不同放牧强度下高寒嵩草草甸植物的演替过程和趋势,为优化高寒嵩草草甸放牧方案提供科学依据.【方法】以高寒嵩草草甸退化演替过程中的关键状态,即禾草-矮嵩草草甸状态(A)、小嵩草草甸草毡表层加厚状态(B)和小嵩草草甸草毡表层开裂状态(C)为研究对象,采用空间尺度代替时间尺度的方法进行研究.【结果】随着放牧强度的增加,样地总地上生物量呈"V"字形变化,其值在341.91±13.93间波动.其中,莎草科植物呈现波动性降低趋势;杂类草呈现波动性增高趋势;豆科和禾本科植物表现为先降低后增高的趋势;随着放牧干扰强度的增大,植物群落的生存环境发生恶化,K对策植物在群落中的比例降低,而R对策植物比例升高;草甸的退化演替伴随着地表等景观特征的协同演变,具有一定的沃岛效应.【结论】高寒嵩草草甸具有一定的自组织能力,不同演替状态下其植物功能群的生活型、群落结构与功能特征、地表特征以及草地生产力等存在较大差异,这种差异对于缓冲草地的退化和维持系统的相对稳定具有重要意义.     

退化草地恢复过程中群落物种多样性及生产力对氮磷养分的响应

【目的】 北方草地过度放牧和刈割造成植被严重退化和土壤养分缺乏。本研究探讨施用氮、磷肥料对退化草地植物群落多样性和生产力的影响。【方法】 在呼伦贝尔退化草地连续进行4年氮、磷添加试验,设置2个施氮水平（0、10 g N·m^-2·a^-1）和6个施磷水平（0、2、4、6、8和10 g P·m^-2·a^-1）,共计12个处理,5次重复。每年5月下旬返青时施肥,8月中旬生物量最大时期进行群落调查,主要进行群落生产力、物种多样性及4种功能群相对生物量的分析。【结果】 2014—2017年物种丰富度降低明显,完全对照处理（既不施氮也不施磷）4年的物种丰富度平均分别是20.2、17.1、14.7、15.2种;对植物群落α多样性（丰富度和优势度指数）研究表明,氮添加降低了群落物种多样性,而磷添加及磷的累积效应均对群落物种多样性无影响。多样性指数年际间差异显著,氮和年交互作用对其具有显著影响。草地群落地上生产力（ANPP）年际间变化显著,2014年最高,2015年最低,变化范围从400 g·m^-2降到100 g·m^-2左右,干旱年份显著低于正常降水年份,磷对群落生产力影响较小,氮添加显著提高了群落地上生产力,而且氮和磷共同添加的影响大于磷单独添加;生长季正常降水年份,氮素是草甸草原植物生长的主要限制因子。氮添加显著影响了各功能群相对生物量,磷添加对各功能群相对生物量影响较小,各功能群相对生物量年际间具有显著差异。氮单独添加显著增加根茎型禾草的相对生物量,但降低了多年生杂类草和丛生禾草的相对生物量,而磷单独添加增加了多年生杂类草和豆科植物功能群的相对生物量,但没有影响根茎型禾草和丛生禾草的相对生物量;氮磷复合添加显著增加了多年生根茎型禾草的相对生物量,但显著降低了其他功能群的相对生物量。此外,氮、磷添加在一定程度上降低植物群落的稳定性。【结论】 氮、磷添加引起不同功能群植物的差异化响应导致群落间原有的等级关系发生变化,尤其是氮添加引起喜氮的根茎型禾草相对生物量迅速增加,最终导致植物群落组成向着根茎型禾草优势度增加的方向发展,物种多样性降低,导致群落稳定性下降。     

退化草地恢复过程中群落物种多样性及生产力对氮磷养分的响应

【目的】北方草地过度放牧和刈割造成植被严重退化和土壤养分缺乏。本研究探讨施用氮、磷肥料对退化草地植物群落多样性和生产力的影响。【方法】在呼伦贝尔退化草地连续进行4年氮、磷添加试验,设置2个施氮水平(0、10 g N·m~(-2)·a~(-1))和6个施磷水平(0、2、4、6、8和10 g P·m~(-2)·a~(-1)),共计12个处理,5次重复。每年5月下旬返青时施肥,8月中旬生物量最大时期进行群落调查,主要进行群落生产力、物种多样性及4种功能群相对生物量的分析。【结果】2014—2017年物种丰富度降低明显,完全对照处理(既不施氮也不施磷)4年的物种丰富度平均分别是20.2、17.1、14.7、15.2种;对植物群落α多样性(丰富度和优势度指数)研究表明,氮添加降低了群落物种多样性,而磷添加及磷的累积效应均对群落物种多样性无影响。多样性指数年际间差异显著,氮和年交互作用对其具有显著影响。草地群落地上生产力(ANPP)年际间变化显著,2014年最高,2015年最低,变化范围从400 g·m~(-2)降到100 g·m~(-2)左右,干旱年份显著低于正常降水年份,磷对群落生产力影响较小,氮添加显著提高了群落地上生产力,而且氮和磷共同添加的影响大于磷单独添加;生长季正常降水年份,氮素是草甸草原植物生长的主要限制因子。氮添加显著影响了各功能群相对生物量,磷添加对各功能群相对生物量影响较小,各功能群相对生物量年际间具有显著差异。氮单独添加显著增加根茎型禾草的相对生物量,但降低了多年生杂类草和丛生禾草的相对生物量,而磷单独添加增加了多年生杂类草和豆科植物功能群的相对生物量,但没有影响根茎型禾草和丛生禾草的相对生物量;氮磷复合添加显著增加了多年生根茎型禾草的相对生物量,但显著降低了其他功能群的相对生物量。此外,氮、磷添加在一定程度上降低植物群落的稳定性。【结论】氮、磷添加引起不同功能群植物的差异化响应导致群落间原有的等级关系发生变化,尤其是氮添加引起喜氮的根茎型禾草相对生物量迅速增加,最终导致植物群落组成向着根茎型禾草优势度增加的方向发展,物种多样性降低,导致群落稳定性下降。     

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。     

天山北坡中段山地紫花鸢尾草甸植物群落动态分析

【目的】 研究天山北坡中段山地紫花鸢尾草甸植物群落动态分析。【方法】 采用连续定位测定方法,分析1985~2004年间群落的植物种类组成、数量特征。【结果】 在近20年的时间段内,草地群落的种类组成和以紫花鸢尾为优势种,草原老鹳草(Geranium pratense)、草地早熟禾(Poa pratensis)和异燕麦(Helictrichon )为伴生种的群落格局没有发生变化。群落各项数量特征高度、盖度与地上生物量始终处于波动状态,有些年际间会出现显著差别,波幅最大与最小可相差2倍以上,但群落的这种消长变化均具有可逆性。群落优势种紫花鸢尾的盖度、地上生物量随着时间推移持续增长,草地朝着退化方向发展。【结论】 引起草地的波动气候是主因,紫花鸢尾数量逐年增加牧压是重要影响因素。     

草甸草原放牧场退化定量评估指标体系建立

【背景】 内蒙古草原是我国北方重要的天然生态屏障,其中草甸草原处于森林向草原过渡地带,在我国温性草甸草原是一种非常宝贵的自然再生资源。且内蒙古草原在我国温性草甸草原所占比例最大,其中大部分是放牧场。放牧是人类影响草地生态系统最主要的方式之一,过度的放牧会导致草原群落发生逆行演替,草地的生产性能不断降低,从而限制了草地畜牧业的稳定发展。【目的】 全面准确及时地评估放牧场退化状况,为维护和促进草地可持续利用提供支持。【方法】 通过总结草地放牧场退化演替规律及驱动机制,采用层次分析、专家调查以及比较矩阵分析方法,构建了内蒙古草甸草原放牧场退化指标体系,包括地上生物量、盖度、平均高度、植物种数、枯落物量、退化指示植物比例、土壤有机碳含量、土壤容重共8个指标。基于评估综合指数模型的建立,提出对照基准指标的参数,利用定量评估的综合指数反映草甸草原放牧场退化的整体状况。同时,探讨和研究了内蒙古草甸草原放牧场退化定量评估指标体系构建及其技术方法,以呼伦贝尔谢尔塔拉控制放牧试验为基础,对该方法进行了评估验证。【结果】 研究得出内蒙古草甸草原放牧场评价指标体系的8项指标权重由大到小依次为地上生物量、盖度、平均高度、退化指示植物比例、植物种数、枯落物量、土壤有机碳含量、土壤容重增加比例。草甸草原退化分级可以分为未退化、轻度退化、中度退化、重度退化4个等级,当放牧等于零或很轻的放牧状态时草地属于未退化草地范围。当放牧为90%以上时草原属于重度退化草地范围。【结论】 基于上述研究,建议在今后的研究中进行更长时期的探讨,对基准参考值做进一步的完善和更新,对放牧场退化评估指标体系更加完善和成熟有利,可以为放牧场退化定量评估提供依据。     

青海湟源冷、暖季放牧草地群落结构特征研究

【目的】探讨青海湟源冷、暖季放牧草地植被的物种组成、物种多样性及空间分布等植物群落特征的基本变化规律,以期为我国西部干旱、半干旱天然草原以及高寒草甸草原物种多样性的恢复、生产力的提高及山地草甸草原生态系统的保护提供参考。【方法】于2009-08-16-19进行野外调查,首先在冷、暖季放牧草地内有代表性的地段上各拉1条50 m的样线,然后沿着样线摆放100个50 cm×50 cm的大样方,再将每个大样方细分为4个25cm×25 cm的小样方,记录小样方内出现的植物种,统计植物种数,采用β-二项分布模型进行数据解析,计算冷、暖季放牧草地植物种的出现频率、物种多样性指数和空间异质性指数。【结果】(1)检验结果表明,冷、暖季放牧草地的主要组成植物种对β-二项分布模型具有很好的吻合性。(2)冷季放牧草地的总物种数比暖季放牧草地多6种,冷季放牧草地大样方内的平均物种数、物种多样性指数均极显著高于暖季放牧草地。(3)在暖季实施围栏封育的冷季放牧草地,草地早熟禾(Poa pratensis)、垂穗披碱草(Elymus nutans)、小嵩草(Kobresia pygmaea)等优质牧草增加,而在暖季放牧草地,草地退化的标志性植物鹅绒萎陵菜(Potentilla anserina)和车前(Plantago asiatica)成为主要优势种,物种多样性降低。(4)冷季放牧草地的群落整体空间异质性高于暖季放牧草地。【结论】在暖季实施围栏封育而在冷季进行放牧利用的冷季放牧草地物种数、物种多样性、空间异质性增加,优质牧草种类增加,所以在生产实践中,应尽量避开牧草的生长季节而实行冷季放牧。