荒漠草原植物群落特征及土壤碳氮含量对增温和增水的响应

为探究全球气候变化对草地植物群落特征和土壤养分含量的影响,在模拟增加温度（T0：自然温度;T1：自然温度增加2℃;T2：自然温度增加4℃）和增加降水量（W0：环境降水量;W1：环境降水量增加25%;W2：环境降水量增加50%）的7～8年后,调查了内蒙古荒漠草原植物群落特征并测定了土壤碳和氮含量。结果表明：增温、增水及其交互作用显著降低了荒漠草原植物群落中多年生禾草和半灌木的重要值,而显著增加了多年生杂类草和一年生植物的重要值。此外,增温、增水和同时增加温度和降水量对物种多样性、土壤碳和氮含量的影响并不显著;随着温度和降水量的增加,物种多样性指数和土壤碳、氮含量呈上升趋势。回归分析表明：土壤微生物量碳和氮与植物功能群重要值显著相关（P<0.05）,而土壤全碳和全氮与物种多样性显著相关（P<0.05）,这说明长期增温和增水可能通过调节土壤碳、氮含量对荒漠草原植物群落特征产生影响。研究结果为气候变化下荒漠草原的可持续发展提供数据依据。     

短期内混合放牧对荒漠草原植物群落特征的影响

本文通过设置不同放牧方式(单一放牧、混合放牧和不放牧),以希拉穆仁荒漠草原植物群落为研究对象,研究混合放牧对荒漠草原植物群落特征的影响。得出以下结果:(1)在混合放牧处理中,放牧牛对短花针茅的采食导致短花针茅高度降低,可减弱针茅果实对羊皮的伤害。(2)混合放牧下由于不同牲畜食性选择不同,可以很好的利用草地资源。牛羊的采食习惯不同,羊喜爱采食植株较低,鲜嫩多汁的牧草,而牛会采食植株较高的植物。(3)在较短的放牧时间里,由于不同牲畜对植物资源的利用不同,植物的多样性有所提高。     

宁夏荒漠草原植物群落的空间异质性

荒漠草原植被最显著的特点是植物种类贫乏,几乎全部为旱生种类,且空间异质性强,植物与自然环境之间的联系密切,小地形的差异势必会造成植物群落物种多样性的变化及其在不同尺度上的空间异质性。本研究于2011年9月在宁夏盐池县试验区封育10年的荒漠草原围栏内,采用样线取样法在坡面尺度上调查不同坡位上草地群落的空间分异,分析微地形条件对荒漠草原植物群落空间异质性的影响。结果表明,植物群落的空间变异性在不同坡向及不同坡位间存在差异;矮小半灌木功能群在空间上的分布斑块化最明显,多年生草本功能群次之,一年生草本功能群在阴坡上的分布斑块化程度较高,在阳坡上其斑块性明显下降;在草地植物群落恢复演替的进程中,多年生草本植物已发展到相对稳定的程度,矮小半灌木处于增长期,一年生草本植物在阴坡的增长大于阳坡。     

增温和施肥对土壤有机质的影响——以内蒙古农牧业科学院四子王旗基地为例

以内蒙古高原短花针茅(Stipa breviflora Griseb.)+冷蒿(Artemisia frigida Willd.)+无芒隐子草(Cleistogenes mutica Keng)的荒漠草原为研究对象,野外自然条件下进行增温设施和施氮肥试验,研究了施肥增温、施肥不增温、不施肥增温、不施肥不增温条件下各土层、各种处理土壤有机质的变化规律.结果表明,在增温、施氮条件下有机质含量均增加,在4种处理条件下土壤有机质含量都随着土层的加深而逐渐降低;增温施氮作用下2008年的有机质含量明显低于2007年.这与当年的雨水有很大关系,对照区不同深度土壤的有机质含量变化规律是一致的,都随着年份的增加而逐渐减少.     

围栏封育和放牧对盐池荒漠草原植物群落特征的影响

为揭示围栏封育和围栏放牧对荒漠草原植物群落的影响,寻找荒漠草原保护与利用相结合的出路,本试验在宁夏盐池县荒漠草原选取3对封育围栏与放牧围栏,对封育围栏和相邻放牧围栏的本底条件一致的灰钙土和风沙土样带采用样线法开展植物群落样方调查,运用多样性指数等对植物群落多样性特征进行分析。结果表明,在物种水平上,灰钙土上以多年生禾本科植物为主,风沙土上以一、二年生菊科为优势群落。封育围栏群落物种组成趋于稳定状态,而放牧围栏群落还处于不稳定的演替初期。围栏封育有利于提高荒漠草原植物群落的生物量、高度和盖度;灰钙土上植物的生长量显著高于风沙土。在植物物种相对较少的荒漠草原,封育禁牧能改变群落的物种结构,但不能显著增加多样性;有利于提高风沙土上的物种多样性。相对于围栏放牧,围栏封育更有利于维持该地区生态系统的稳定。     

长期增温和氮素添加对荒漠草原不同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对长期增温和氮素添加的响应机制,以内蒙古四子王旗短花针茅荒漠草原为研究对象,于2019年8月对连续13年(2006-2019)增温和氮素添加试验下的植物物种组成,高度、盖度、密度进行观测,并对功能群地上生物量、多样性进行分析。结果表明：增温对多年生杂类草的盖度有显著影响,增幅达66.3%,氮素添加处理下一、二年生植物的盖度和密度分别减少了53%和71%;氮素添加处理对多年生杂类草的地上生物量有显著影响,降幅达46.1%;氮素添加对多年生禾草和多年生杂类草的Margalef指数有显著影响,Margalef指数、Shannon-Wiener指数和Pielou指数在增温处理下变化不大;增温+氮素添加处理下多年生杂类草和多年生禾草重要值极大,灌木和半灌木、一、二年生植物重要值极小。长期增温和氮素添加改变了短花针茅荒漠草原植物群落的组成和结构,进而促进了草地的可持续利用。     

不同轮牧方式对荒漠草原植物群落特征的影响

研究轮牧方式对草地植被特征的影响,可为草地合理放牧提供科学依据。在宁夏荒漠草原,以载畜率0.75只·hm^-2为水平,以围封禁牧草地为对照(CK),对连续放牧(CG)、二区轮牧(TG)、四区轮牧(FG)和六区轮牧(SG)方式下草地物种植被组成、群落盖度、生物量、净初级生产力、物种多样性以及群落稳定性进行研究。结果表明:1)轮牧使荒漠草原优良牧草重要值下降,但可增加植物物种种类;增加轮牧分区有利于优良牧草和多年生草本重要值的保持,但对半灌木的影响较小;2)植被盖度以封育和四区轮牧较高,地上生物量和净初级生产力以四区轮牧和六区轮牧草地较高,地下生物量以封育和六区轮牧处理较高,草地凋落物量以封育较高;3)轮牧可增加物种丰富度、多样性以及优势度,但群落均匀度指数下降;4)各处理下植物群落均不稳定,相比之下,围封禁牧群落稳定性最高,连续放牧最低。综合植被特征和生产中的便利性,研究认为四区轮牧是研究区最适宜的轮牧方式。     

放牧对温性荒漠草原植物群落及草地土壤肥力的影响

对不同放牧强度下温性荒漠草原草地植物群落特征及土壤理化性质进行了测定,并对两者的关系进行了研究。结果表明:放牧强度不同,温性荒漠草原草地植物的优势种不同,优势植物的高度和频度也会发生相应变化;植被总盖度和总密度及地上生物量在重牧区极显著低于其他放牧区(P<0.01);土壤水分、全氮、有机质、速效磷及速效钾等主要土壤因子均为轻牧区极显著高于其他放牧区(P<0.01),而土壤容重则相反;植被总密度与土壤pH和土壤容重成负相关,与土壤含水量、土壤有机质和全氮成正相关;植物群落盖度除与土壤有机质显著相关外,与土壤含水量、容重、全氮和pH之间相关不显著或成负相关(P>0.05);群落地上生物量与土壤pH、容重和全氮成负相关,与含水量和有机质成正相关。     

宁夏荒漠草原植物群落特征对不同轮牧开始时间的响应

合理的轮牧开始时间对科学利用荒漠草原具有重要意义。以宁夏荒漠草原为对象,对不同轮牧开始时间下植物群落特征和可食牧草养分含量进行了研究。结果表明,1)经过两年放牧,轮牧开始时间对植物物种组成影响较小;轮牧开始早的草地植物密度高于晚轮牧草地,但盖度和地上生物量相反。2)随轮牧开始时间推后,短花针茅(Stipa breviflora)、牛枝子(Lespedeza potanini)、赖草(Leymus secalinus)、银灰旋花(Conrolulus ammannii)等主要植物的重要值升高,隐子草(Cleistogenes squarrosa)则呈相反趋势,老瓜头(Cynanchum komarovii)变化规律不明显;这几种植物的密度、盖度和地上生物量对轮牧开始时间响应不同。3)轮牧增加了植物物种多样性,晚开始轮牧草地植物物种优势度较早开始草地低,但均匀度和Shannon-Wiener多样性指数增加。4)随轮牧开始时间推后,草地采食率和牧草粗蛋白含量下降。研究认为,固定时间和顺序的轮牧方式会使草地植被异质性增加,应根据植被状况对轮牧时间作适当调整,年度间小区要以不同顺序进行轮牧。     

增施氮肥对青藏高寒草原不同类群植物群落特征的影响

选择西藏自治区班戈县典型高寒草原为研究对象,设置围栏内小区施肥控制试验,从2013年7月试验样地建成至2014年9月期间,施加不同氮肥水平[对照(0,N_0)、低氮[7.5g·(m~2·a)~(-1),N_1]和高氮[15.0g·(m~2·a)~(-1),N_2)],调查高寒草原不同类群植被地上生物量、类群覆盖度、均匀度和重要值等群落特征对施肥的响应,探讨高寒草原地上植物群落特征对氮肥添加的响应。结果表明,1)短期增施氮肥与不施肥对照相比,会显著提高禾本科生物量和地上总生物量(P0.05),高氮水平下的菊科地上生物量有增加趋势,但与不施肥对照间差异不显著(P0.05);2)短期增施氮肥对禾本科、菊科、莎草科、蔷薇科以及杂类草等类群群落覆盖度以及地上总盖度没有显著影响,但是禾本科在群落总盖度中所占比例逐渐提高,对照、低氮和高氮水平的分别占总盖度的58.73%、61.90%和63.99%;3)短期增施氮肥下,所有类群植物的均匀度和重要值没有显著差异,优势物种亦没有显著差异。     

荒漠草原自然恢复中植物群落组成及物种多样性

摘要：通过调查封育3、4、5、6、7年及未封育荒漠草原群落的特征,研究了不同封育年限下草原植物群落组成及生物多样性的变化,以期探明封育对荒漠草原群落恢复的影响。结果表明,封育改变了草原植物群落组分,表现为随封育年限延长,多年生草本植物,特别是短花针茅(Stipa breviliora)等一些地带性物种比例增加;封育草原的Shannon Wiener指数、Pielou指数、Simpson指数均比未封育草地高,封育5年草原的多样性指数最大。     

补播对宁夏荒漠草原植物群落及土壤理化性状的影响

研究补播对草地植被和土壤的影响可为退化草地植被建设提供依据。在宁夏荒漠草原,对补播乡土植物3年后的草地、禁牧封育草地的植物组成、植物群落特征、多样性和稳定性、草地0–40 cm土壤水分和理化性质进行了研究,分析了植被变化与土壤性状的关系。结果表明:1)补播草地植物物种数增加,豆科植物和一年生植物比例增加,多年生和半灌木比例降低。2)补播使草地植物丰富度、盖度、高度和地上生物量增加,群落稳定性明显提高(P <0.05),但未改变草地物种多样性、均匀度和优势度。3)土壤表层的水分含量呈补播草地大于封育草地,土壤持水性、毛管孔隙度、总孔隙度、有机质以补播草地较高,速效钾含量在30–40 cm处为补播草地大于封育草地,但土壤全氮和碱解氮处理间无显著差异(P> 0.05)。4)土壤有机碳含量和田间持水量是影响植被特征的最显著因子。研究结果表明,因地制宜进行退化荒漠草原补播,可提高草地生产力,改善草原植物群落及其土壤养分和水分环境。     

放牧对荒漠草原植物群落资源分配的影响

本试验于2004年在内蒙古畜牧科学院四子王旗实验基地,对不同放牧强度下短花针茅荒漠草原(Stipa breuiflora desert steppe)主要植物的资源分配进行了研究.结果表明:随着放牧强度的增加,植物各部分的资源分配比例在减少;冷蒿根部的投资增加,地上投资降低,生殖分配部分在轻牧区最高,适当放牧可增加冷蒿种子繁殖的机会.短花针茅和无芒隐子草在重牧区根茎叶上的投资同时减少,这是植物改变自己资源分配趋向,适应生境的一种方式.     

短花针茅荒漠草原植物群落特征对不同载畜率水平的响应

在内蒙古短花针茅荒漠草原采用了5个载畜率水平绵羊放牧试验，研究植物群落对载畜率的响应。研究结果表明，主要植物盖度、高度和密度在低载畜率和中等载畜率下保持较高水平；中等载率有利于短花针茅生长；随着载畜率的增加，植物群落现存量下防；短花针茅草原适宜的载畜率为1．7－2只羊／hm^2／半年。     

增温和施氮对内蒙古荒漠草原土壤理化性质的影响

利用红外线辐射器模拟全球气候变暖,以硝酸铵(NH4NO3)为氮源进行施氮处理,探讨增温和施氮对内蒙古短花针茅荒漠草原不同深度淡栗钙土 pH值以及水分、铵态氮、硝态氮、速效磷和速效钾含量的影响.结果表明:增温极显著增加了 0～30cm 土壤硝态氮含量(P＜0.01),对土壤pH值、含水量以及铵态氮、速效磷和速效钾的含量无...     

不同放牧压下短花针茅荒漠草原植物群落盖度空间变化

在不同放牧压下,以短花针茅荒漠草原植物群落盖度为研究对象,采用GS+软件进行地统计分析,对其空间异质性进行了研究。结果表明,SA3(全年重度放牧处理区)和SA5(全年适度放牧处理区)植物群落盖度分别达到29.62%和28.58%,SA1(春季零放牧、夏季重度放牧和秋季适度放牧处理区)植物群落盖度为21.71%。家畜选择性采食践踏这一随机因素引起的空间变异在SA1处理区中最小,为0.01;SA4(春、夏重度放牧和秋季适度放牧)处理区和SA5处理区随机因素引起的空间变异接近且较大,分别为22.40和22.30。在不同放牧压组合下,植物种群盖度均存在强烈的空间自相关性,SA1、SA2(春季零放牧、夏季适度放牧及秋季重度放牧处理区)、SA3处理区空间自相关性表现强于SA4和SA5。SA1和SA3处理区分形维数较高,空间分布格局简单,空间依赖性较强,空间结构性好;SA4和SA5处理区分形维数较低,空间分布格局相对复杂,随机因素引起的异质性占有较大的比重。     

短花针茅荒漠草原植物群落特征对不同载畜率水平的响应

在内蒙古短花针茅荒漠草原采用5个载畜率水平绵羊放牧试验,研究植物群落对载畜率的响应.研究结果表明,主要植物盖度、高度和密度在低载畜率和中等载畜率下保持较高水平;中等载畜率有利于短花针茅生长;随着载畜率的增加,植物群落现存量下降;短花针茅草原适宜的载畜率为1.7～2只羊/hm2/半年.     

施氮肥对草原生态系统影响的研究进展

氮是植物生长和发育必需的大量营养元素,是草地生产力主要限制性因素之一。本文综述了施氮对草原生态系统的影响研究进展,结果发现,目前施氮对草原生态系统的影响试验,多是针对某一具体草地类型短期的试验研究,具有很大的片面性,还没有得出普遍的规律和结论;以往的研究也主要是针对植物群落的地上部分,土壤生态过程变化成为施氮对草原生态系统的影响研究中的"瓶颈"。建议开展施氮对不同类型草原生态系统影响的定位试验,长期监测氮输入对草原生物多样性、生产力、土壤养分、土壤酶活性、土壤微生物多样性和土壤有机碳的影响过程,并加强植物和土壤生态系统整合研究,揭示我国不同类型草原生态系统氮输入阈值形成的机制及模式,对草原的可持续利用和管理具有重要的理论和实践意义。     

荒漠草原土壤养分和植物群落稳定性对不同管理方式的响应

以宁夏短花针茅(Stipa breviflora)荒漠草原为研究对象,研究不同管理方式(放牧、补播改良和封育)对土壤养分及植物群落稳定性的影响,并分析土壤养分与植物群落稳定性之间的相关性.结果表明:不同管理方式对荒漠草原0～40 cm土壤养分含量影响显著,封育和补播有利于土壤有机质、全氮、速效磷和速效钾含量的积累,中等强度的自由放牧较封育降低了土壤有机质、水解氮和速效钾含量;土壤养分的垂直分布规律并不一致,土壤有机质含量和全氮含量5~15 cm土层高于表层,而速效磷含量和速效钾含量表现为0～5 cm最高.不同管理方式下的荒漠草原植物群落均处于不稳定阶段,相比之下封育5年和7年草地植物群落稳定性较高;群落稳定性与土壤速效钾含量成显著正相关关系,与其他养分含量无显著相关性.