合作市高寒草甸牧草生长期植被盖度、可食牧草产量及养分含量动态分析

为制定合理的高寒草甸保护利用规划,将"3S"技术与地面调查、实验室检测相结合,通过像元二分模型、估产建模和克里金插值等方法,研究摸清甘肃省合作市高寒草甸牧草生长期植被盖度、可食牧草产量及分级,牧草养分含量及动态变化规律。结果表明:2017年6-8月植被盖度及盖度级别,可食牧草平均鲜草产量和总鲜草产量均随生长期延续而增大。6、7、8月植被平均盖度分别为55.79%、72.69%和78.89%,平均鲜草产量分别为1 214.85、4 797.75和5 550.90 kg/hm^2,以7月增幅较大。6月Ⅱ级盖度草地占79.05%,7月Ⅱ级盖度下降52.61%、Ⅰ级盖度占比增加到45.03%,8月Ⅰ级盖度草地占77.34%;鲜草产量从6月的<1 500 kg/hm^2为主,向7月的3 000~4 500 kg/hm2和8月的4 500~6 000 kg/hm^2产量级转变。以8月总鲜草产量为基础的高寒草甸适宜载畜量为20.80万个羊单位。高寒草甸可食牧草CP和P含量随牧草生长期延续而降低,而EE、NDF、ADF和Ca含量增加。单位面积CP、EE、NDF、ADF产量7月最高,分别为165.51、27.77、569.40和246.02 kg/hm^2;Ca产量7-9月变化幅度较小,在0.052~0.059 kg/hm^2之间,P产量8月达最高,为0.024 kg/hm^2。     

高寒草甸草地牧草产量及其营养

高寒草甸草地是青海省草地畜牧业生产的主要物质基础。对所测高寒草甸草地实行全年封育，于7月、8月、9月测定草地地上生物量和营养物质。测定结果表明：①牧草产量以8月分最高，小嵩草甸干草产量可达43．7g/m^2，灌丛草甸可达109．9g/m^2；②与环湖地区相同类群牧草相比，牧草粗蛋白含量高，粗脂肪含量高，粗纤维含量低。牧草粗蛋白质含量随生长期的延长而降低，牧草粗纤维含量变化与之相反。牧草中锌含量缺额，硒、铜含量严重缺乏，必须对该区牲畜补饲硒、铜、锌制剂。     

藏北高原高寒草地土壤有效养分含量研究

选择藏北高原高寒草地不同海拔的12个样地对土壤有效养分进行研究,结果表明:在海拔4 480m优势植物为嵩草(Kobresiaspp)、苔草(Carex tristachya)的高山草原土速效氮含量较高;人工种植的在海拔4 530m的紫花苜蓿(Medicago sativa)和海拔4 300m燕麦草(Arrhenatherum elatius)有效磷含量较高;高山草原土壤速效钾含量较高;在海拔4 466m优势植物为早熟禾(Poasp.)的高山草原土有效铜和有效铁含量较高;在海拔4 481m高山草甸土的裸地有效锰含量较高;在海拔3 473m原生植被覆盖的亚高山草原土有效锌含量较高。有效氮、磷、铜、锌和锰在高山草原土中分布异质性较亚高山草原土、高山草甸土和高山荒漠土差;速效钾在各种类型土壤中分布异质性较均匀;有效铜在亚高山草原土中分布异质性较差。总体而言,藏北高原高寒草地中土壤有效养分含量高低和分布异质性,受到海拔高度、土壤质地、地上植被、人为开发利用及气候变化等多种因素影响。     

高寒牧区垂穗披碱草草地生物量及营养价值动态的研究

利用不同季节定点定期采样对高寒牧区垂穗披碱草草地地上生物量和营养成分含量动态变化进行了测定，并用3头装有瘤胃瘘管的牦牛，采用尼龙袋技术对牧草营养成分降解率进行了研究。结果表明，垂穗披碱草草地地上生物量在整个生长季呈“单峰”型表现，最大值呈现在8-9月，最低值出现在枯草末期(4月16日)。垂穗披碱草草地营养成分含量变化表现为：不同季节干质量略有不同，但变化幅度不大；有机质含量有逐渐增加的趋势；粗蛋白含量枯草期最低，6-7月含量最高，以后逐渐下降；酸性洗涤纤维含量恰好与粗蛋白含量相反，整个生长季呈“u”型曲线变化。在整个生长季各营养成分降解率表现为：青草期高于枯草期，但随着生育期的延长有逐渐下降的趋势，并且各营养成分降解率最大值出现的时间一致。然而营养成分含量和降解率最大值并不是出现在刚开始返青时，而是出现在6-7月。     

不同退化程度高寒草甸草地生物量及土壤养分差异

对三江源区不同退化程度高寒草甸草地植物群落、生物量及土壤养分差异进行了研究,结果表明:随着退化程度的加重,高寒草甸草地的群落组成发生了很大的变化,以莎草科植物为主的植物群落向阔叶型杂类草群落演替;物种多样性、均匀度指数均有下降趋势;地上、地下生物量,土壤养分均呈现明显下降趋势.     

不同牧草混播对退化高寒草甸土壤养分及生物量的影响

适宜的牧草混播对于改善退化高寒草甸及高寒地区畜牧业现状具有重要的现实意义,但不同牧草混播条件下退化高寒草甸土壤养分及生物量变化特征尚不明确。为此,本研究以垂穗披碱草（Elymus nutans）、早熟禾（Poa pratensis）、呼伦贝尔苜蓿（Medicago falcata）为试验草种,在三江源区重度退化高寒草甸开展为期3年的混播试验,探讨不同牧草混播对退化高寒草甸土壤养分及生物量的影响。结果表明：不同牧草混播条件下,草甸土壤有机碳含量与全氮及不同形态氮素含量呈显著正相关（P<0.05）;草甸土壤养分含量发生显著变化（P<0.05）,EM（垂穗披碱草+呼伦贝尔苜蓿）混播的土壤养分状况最佳;草甸地上、地下生物量显著增加（P<0.05）,EM混播的效果最为显著（P<0.05）。综上,在重度退化高寒草甸恢复过程中,如采取人工草地建植手段,建议选择EM混播。     

青藏高原高寒草地天然牧草营养价值评定研究进展

从饲草料营养价值评定方法应用的角度,阐述了常规方法、半体内法(尼龙袋法)、体外产气法在高寒草地天然牧草营养评定上的应用,系统综述了近年来青藏高原高寒草地天然牧草营养价值的评定进展,提出今后青藏高寒草地天然牧草营养价值评定的研究方向.     

青藏高原高寒草地天然牧草营养价值评定研究进展

从饲草料营养价值评定方法应用的角度,阐述了常规方法、半体内法(尼龙袋法)、体外产气法在高寒草地天然牧草营养评定上的应用,系统综述了近年来青藏高原高寒草地天然牧草营养价值的评定进展,提出今后青藏高寒草地天然牧草营养价值评定的研究方向。     

不同程度退化草地生物量的分布模式

以高寒矮嵩草草甸为研究对象,分析了不同程度退化草地地下和地上生物量的变化。结果表明:地下和地上生物量随着草地退化程度的加剧而下降;地下生物量主要分布在0~10cm的范围内,随着草地退化程度的加剧,植物根系有向表层聚集的趋势;植物群落组成中,莎草和禾草地上和地下生物量均呈现下降的趋势,而杂类草则表现出逐渐增加的趋向;轻度和中度退化草地总地上生物量远低于地下生物量,重度和极度退化草地则相差较小,特别是在极度退化草地,地上生物量与地下生物量十分接近。     

放牧对藏北高寒草地优势种和伴生种生物量分配的影响

以藏北高寒草地优势种紫花针茅（Stipa purpurea）和伴生种小叶棘豆（Oxytropis microphylla）为研究对象,探讨围封和放牧草地中两种植物在叶、茎、根间生物量分配的差异性。结果表明：放牧对紫花针茅和小叶棘豆的叶、茎的质量比影响显著,两者叶-茎和叶-根的异速生长指数均升高,根-冠的异速生长指数均降低,植株叶-茎和叶-根的异速生长关系出现趋同化。种间根、茎和叶生物量分配存在显著差异性,小叶棘豆叶-茎、叶-根和茎-根的异速生长指数均大于紫花针茅。放牧改变了植物各器官间的权衡策略,紫花针茅在叶-茎权衡关系中更益于茎的生长,小叶棘豆更益于叶的生长;在叶-根和茎-根权衡关系中,小叶棘豆更倾向于叶,紫花针茅则更倾向于茎;相对于根系,两者均在放牧后分配更多资源到地上部分。放牧环境和种间差异导致的植物各器官间生物量分配的变化对群落组成演替有着重要意义。     

高寒地区人工草地年际间的杂草群落动态

本试验选取青藏高原常见多年生牧草垂穗披碱草(Elymus nutans)、中华羊茅(Festuca sinensis)和羊茅(Festuca ovina)建植人工草地,设计7种播种组合,4个密度水平,通过3年的野外样方调查,分析了人工草地中杂草丰富度和杂草生物量的变化规律。结果表明:人工草地建植当年,共出现30种杂草,其中附地菜(Trigonotis peduncularis)、萼果香薷(Elsholtzia patrini)、白藜(Chenopodium album)、宝盖草(Lamium amplexicaule)等一年生阔叶杂草对草地影响较大;人工草地建植第2年,杂草丰富度最低(19种),对草地影响较大的是萼果香薷、甘青蒿(Artemisia tangutica)、车前(Plantago asiatica)及臭蒿(Artemisia hedinii)等多年生杂草;人工草地建植第3年,草地的杂草丰富度最高(40种),对草地影响较大的有甘青蒿、车前和老鹳草(Geranium wilfordii)以及草石蚕(Humata tyermanni)等多年生杂草。中华羊茅和羊茅草地抵制杂草的能力在建植当年(2003年)最弱,2004年和2005年之后逐渐增强;垂穗披碱草抵制杂草的能力在建植当年(2003年)最强,2004年和2005年以后随着建植时间的增加而逐渐减弱。     

基于随机森林的高寒草地地上生物量高光谱估算

草地地上生物量（Aboveground biomass,AGB）是衡量草地生产力的关键因素,准确测定草地AGB具有重要意义。高光谱因具有时效性强、不破坏草地等特点被广泛用于草地生理生态指标的测定。本研究提取和计算了海北试验站高寒草地冠层的原始光谱（Original spectrum,OR）反射率、一阶微分光谱（First derivative spectrum,FD）反射率、光谱位置面积参数（Spectral parameters of spectral position and area,PA）和植被指数（Vegetation indices,VI）4种不同类型的特征变量,使用连续投影算法（Successive projections algorithm,SPA）和递归特征消除算法（Recursive feature elimination,RFE）进行特征选择,采用随机森林算法（Random forest,RF）构建草地AGB估测模型。结果表明：在由4种特征变量分别构建的草地AGB估测模型中,基于VI的RF模型精度最高（测试集R²=0.70,RMSE=557.87 kg·ha^-1）,实测AGB与估测AGB的线性R²达到0.72;不同类型特征变量组合构建的草地AGB估测模型中,PA+VI组合的RF模型精度最高（R²=0.71,RMSE=548.97 kg·ha^-1）,实测AGB和估测AGB的线性R²达到0.73。     

高寒混播草地放牧生态系统中牦牛生产和植被变化特征的研究

垂穗披碱草（Elymus nutans）/星星草（Puccinellia tenuflora）混播草地三个放牧季的牦牛放牧试验结果表明：①经过连续三个放牧季的放牧,放牧强度与物种丰富度、多样性指数H′、多样性指数D（除了2003年）和均匀度指数J′（除了2004年）均呈显著或极显著的二次回归;②随放牧强度的增加,各处理组地上生物量呈降低趋势,且草生长季节地上平均生物量与放牧强度之间呈极显著的线性回归关系,0~30 cm的地下生物量（包括活根和死根）与放牧强度之间呈二次回归关系;③牧草生长季牦牛最佳放牧强度为7.23头/hm2。     

青海省高寒牧区人工草地的建植与利用

文章论述了人工草地在青海省高寒牧区草地畜牧业中的作用,提出了人工草地在利用和建植中存在的问题 及解决途径,指出人工草地应在推动高寒牧区季节畜牧业、减少放牧对天然草地的压力、恢复草地植被中发挥其作用。     

放牧强度和放牧时间对高寒混播草地牧草营养含量的影响

垂穗披碱草/星星草混播草地三个放牧季的牦牛放牧试验结果表明：放牧强度对牧草总能和粗灰分的影响极显著（P〈0.01）,对粗蛋白质、磷和中性洗涤纤维的影响显著（P〈0.05）,而对粗脂肪、粗纤维、钙和酸性洗涤纤维的影响不显著（P〉0.05）;放牧时间对粗蛋白质、粗纤维、钙、磷、中性和酸性洗涤纤维的影响极显著（P〈0.01）,对总能、粗脂肪和粗灰分的影响不显著（P〉0.05）;各放牧区牧草平均总能和磷含量之间呈极显著的负相关关系（P〈0.01）,与粗蛋白质和粗纤维之间呈显著负相关（P〈0.05）。     

退化嵩草型高山草地补播豆科牧草的研究

报道了退化嵩草型高山草地补播为４种优良豆科植物对草地牧草生长、地上生物量及地上净最大营养物质生产力的影响。结果表明,补播红豆草、紫花芷蓿和红三叶能正常生长发育,其生长逻辑斯谛曲线,生长拐点出现在水热最大组合的６－７月。红豆草区地上生物量达到４２４７．３３ｋｇ／ｈｍ＾２,与其他试验区地下生物量有极显著差异。红豆草区地下净最大营养生产力最高,粗蛋白、钙和磷分别达到４８０．３７、４５．４５和５．８２ｋｇ     

东祁连山高寒草甸优势植物光响应特征

为研究高寒地区草地优势植物旺盛生长期光合特征,选取位于祁连山东段天祝藏族自治县抓喜秀龙乡的甘肃农业大学高山草原试验站围栏禁牧草地的矮嵩草(Kobresia humilis)、垂穗披碱草(Elymus nutans)、赖草(Leymus secalinus)、扁蓿豆(Melissitus rutenica)、黄花棘豆(Oxytropis ochrocephala)、二裂委陵菜(Potentilla bifurca)和麻花艽(Gentiana straminea)7种优势植物,利用GFS-3000便携式光合测定仪拟合了7-9月的光合-光响应曲线。结果显示:由于8月份的干旱,草地植物的光合能力受到严重影响,对弱光的利用能力和对强光的适应能力都降低。垂穗披碱草、赖草、矮嵩草和二裂委陵菜在7月份的光合能力,对强光的适应能力都高于9月份,而黄花棘豆、扁蓿豆和麻花艽则相反。垂穗披碱草、黄花棘豆、麻花艽和二裂委陵菜4种植物对干旱很敏感,容易受到干旱胁迫;而赖草、扁蓿豆和矮嵩草3种植物对干旱胁迫不敏感。     

藏北燕麦草地持续利用与撂荒对高寒草甸土壤特征的影响

为研究不同利用方式对藏北高寒草甸建植一年生燕麦（Avena sativa Linn.）人工草地的土壤理化性质及土壤细菌群落的影响,本试验于8月份植物生长旺季,在持续利用人工草地（AG）、撂荒人工草地（AC）和对照天然草地（NG）采集土壤样品,分析了土壤理化性质、土壤细菌群落组成和结构特征变化。结果表明,AG样地土壤有机质、全钾含量和pH与NG样地相比无显著性变化,土壤全氮、速效氮和速效钾含量显著降低;AC样地与NG样地相比土壤pH显著升高,土壤有机质、全氮、速效氮和速效钾含量显著降低。AG样地土壤细菌群落Chao1,Shannon和Pielou均匀度指数显著高于NG样地,AC样地酸杆菌门和变形菌门丰度显著升高。土壤理化性质是土壤细菌群落结构组成门、属相对丰度变化主要影响因子。综上所述,高寒草甸一年生燕麦人工草地长期利用应科学补充肥料,保持土壤肥力;草地撂荒需谨慎,应及时采取恢复措施避免草地发生退化。