川滇高原高寒草甸生态系统不同功能群植物分布格局的MaxEnt模型预测

为探究青藏高原高寒草甸生态系统不同主要功能群适宜生境的空间分布格局、主控气候因子及在气候变化背景下的变化趋势,基于青藏高原第2次科考数据(2019-2021年),利用MaxEnt模型预测川滇高原高寒草甸生态系统主要功能群的4种典型物种(莎草科-矮嵩草;禾本科-垂穗披碱草;杂类草-鹅绒委陵菜;豆科-异叶米口袋)在未来气候变化条件下空间分布格局及影响其分布的主要气候因子。结果表明,矮嵩草、垂穗披碱草、鹅绒委陵菜和异叶米口袋在当前气候条件下的适宜生境面积分别为11.09万、9.23万、17.12万和16.53万km²,主要位于川滇高原中部和北部区域。环境因子贡献率和响应曲线显示,4个物种生境适宜性对生存环境具有相似的生态要求,且影响其分布的主要气候因子均为气温年较差、等温性和年均温等与温度有关的环境因子。在未来气候背景下,4个物种适宜生境面积均呈扩张趋势且平均海拔均升高了100～200 m,但变化速率趋于减缓,高寒草甸生态系统的物种多样性、生物量和稳定性可能随着气候变化而增强。     

川西北高原野生垂穗披碱草RAPD变异研究

采用随机扩增多态性标记(Random Amplified Polymorphic DNA,RAPD)对来自川西北高原的28份垂穗披碱草遗传多样性和遗传关系进行了分析。结果表明:试验选用13条引物共扩增出150条条带,其中多态性条带107条,多态性条带比率为71.3%,每个引物扩增的多态条带数为8.23条,遗传相似系数(GS值)为0.703～0.982,平均值为0.851,表明了川西北高原的野生垂穗披碱草材料具有丰富的遗传多样性。聚类分析和主成分分析结果都表明大部分来自相同或相似生态地理环境的材料能聚在一起,具有较近的亲缘关系,表明供试材料的聚类和其生态地理环境间有一定的相关性,与其他的研究结论具有一定的相似性。最后,本研究还探讨了川西北地区野生垂穗披碱草资源的保护及其利用。     

川西北高寒牧区栽培牧草水热生态特性的研究 1.多年生草地老芒麦生育动态与水热因素季节变化的关系

<正> 川西北高原是我省的重要牧业基地,也是省内唯一属于山地寒温和亚寒气候的低热量地域。为了对当地牧草品种改良和人工草地管理提供有关基础信息,我们在省科委资助下开设了“川西北高寒牧区栽培牧草水热生态特性的研究”课题。以川西北高原主栽的刈割型禾草老芒麦、垂穗披碱草为重点对象开展当地草种的生态生物学特性的系统研究。并基于高原属于寒     

阿坝垂穗披碱草品种比较试验研究

通过垂穗披碱草新品系Z03024与对照品种甘南垂穗披碱草进行物候期、农艺性状、品质、生产性能等方面的品种比较试验表明:在同等栽培管理条件下,阿坝垂穗披碱草干草产量平均达10 503.4kg/hm2,比对照甘南垂穗披碱草增产25.4%,差异显著;种子产量平均达2 874.4kg/hm2,与对照相当;叶茎比比对照高61.75%,总的叶量比对照多40.32%。该品系具有迟熟、持青期长、抗寒等特点和茎节多、茎秆细、叶片宽长、叶量丰富、适口性好、消化率高等特性,适宜进行刈牧兼用。可以在川西北高原及类似气候区人工草地建植、天然草地补播改良、退化草地治理等方面大力推广利用。     

若尔盖高寒退化草地乳白香青水浸液对4种禾草的化感作用

以川西北高原退化草地常见毒杂草乳白香青地上地下组织为供体材料,以本区域4种适生禾本科牧草种子扁穗雀麦、鸭茅、多年生黑麦草、垂穗披碱草为受体植物,采用生物测定法,探讨不同浓度水平下(12.5、25、50g/L)乳白香青地上和地下部分水浸液对牧草种子萌发及幼苗生长的影响。结果表明:乳白香青水浸液高浓度(50g/L)对供试种子发芽和生长表现抑制明显(P0.05),且随着化感物质浓度增大抑制作用逐渐增强,而低浓度下(12.5g/L)促进生长不明显(P0.05)。4种牧草种子及幼苗对乳白香青的敏感性依次表现为鸭茅垂穗披碱草扁穗雀麦多年生黑麦草,且种子萌发的敏感程度强于幼苗生长阶段,因此扁穗雀麦和多年生黑麦草对乳白香青型退化草地植被改良具有较好的潜力,该研究结果对退化草地人工植被恢复和改良具有一定的借鉴参考意义。     

气候变化对高寒草甸垂穗披碱草生育期和产量的影响

基于1976～2007年青海省果洛州甘德县基准气候站气象资料和1994～2006年高寒草甸中优势牧草垂穗披碱草生育期和产量的观测资料,运用Pearson相关分析法对垂穗披碱草生育期间产量与气温、降水量的相关性进行分析,结果表明:1976～2007年甘德地区年平均气温呈上升趋势,气候倾向率为0.295℃/10a;降水量表现为微弱下降趋势,线性拟合倾向率为-5.71mm/10a。随着气候的变化,垂穗披碱草的整个生育期延长。垂穗披碱草的返青期、成熟期和枯黄期都呈现延迟趋势,其中枯黄期延迟趋势显著;抽穗期和开花期均呈提前的趋势。返青期与9月的平均气温呈显著正相关,相关系数为0.656(P<0.05),与3月平均气温呈显著负相关,相关系数为-0.577(P<0.05),其他气象因子与返青期相关性均不显著;垂穗披碱草开花期与6月降水量正显著相关,相关系数为0.624(P<0.05),与4月降水量呈负显著相关,相关系数为-0.655(P<0.05);垂穗披碱草抽穗期、成熟期和枯黄期与气候因子的相关系数较低,都未达到显著水平。限制垂穗披碱草产量积累的主要因素是生长季(4～9月)降水量和年降水量,其无偏相关系数分别为0.823(P<0.01)、0.794(P<0.01);气温变化对牧草产量的影响不显著,但是有的年份如2005年和1994年,当气温和降水量都较高时垂穗披碱草产量出现峰值。回归分析与相关性分析结果一致,降水对垂穗披碱草产量的影响大于气温,但生长季(4～9月)降水和气温合理的匹配也是影响垂穗披碱草产量的重要条件。     

近20年青藏高原东北部边坡地带垂穗披碱草物候变化——以甘肃合作为例

通过利用垂穗披碱草(Elymus nutans)观测资料及同期的降水、气温、日照时数等地面观测气象资料,对近20年来青藏高原东北部边坡地带垂穗披碱草物候变化进行分析,发现高原边坡地带垂穗披碱草物候期除种子成熟期变化不明显外,返青、抽穗、开花和黄枯期均呈提前的趋势,特别是抽穗、开花期明显提前,提前趋势分别为每10年15.0和15.8 d,分析认为,气候变暖是影响合作地区垂穗披碱草物候期提前的主要原因。近20年来,合作地区气候生长期有明显延长的趋势,延长趋势为每10年15 d,同时垂穗披碱草的实际生长期也呈延长的趋势,延长趋势为每10年3.4 d。     

若尔盖高原垂穗披碱草种群分化和性状遗传规律研究Ⅰ综合报告

以若尔盖高原的垂穗披碱草种群和群体内的变异类型为代表，从宏观和微观上探讨了种群分化、性状遗传基础、遗传规律等。结果表明，若尔盖高原的垂穗披碱草种群在长期的人为活动和区域气候的影响下，形式了明显的生物生态型和气候生态型分化。从其种群内分化出的变异类型的表现型可以明显看出有八种不同的类型分异，从其染色体组型分析结果发现染色体对数存在着明显差别，最多达４２对（六倍体），最少２１对（三倍体），其间有３５对（五倍体）。     

人工模拟增温和氮素添加对称多县高山嵩草-杂类草草甸垂穗披碱草生长与群落特征的影响

为了探讨高寒草甸优势物种垂穗披碱草(Elymus nutans)对全球气候变化的响应,在野外条件下对称多县高山嵩草-杂类草草甸进行模拟增温和氮素(铵态氮、硝态氮)添加试验,对垂穗披碱草的生物学性状(如高度、茎叶重、穗重、穗长及重要值等指标)进行综合比较,研究增温施氮对其生长与生存的影响。结果表明:垂穗披碱草高度在增温施氮处理下显著高于其他处理(P0.05),且垂穗披碱草的高度、穗长、穗重及茎叶重在增温施铵态氮处理下显著高于其他处理(P0.05);垂穗披碱草在群落中的适应特征对增温和氮素添加的响应存在差异,特别是增温施铵态氮对垂穗披碱草群落特征的影响最迅速,且重要值大于其他处理。说明增温施铵态氮处理对垂穗披碱草的生长有显著促进作用。     

冷胁迫对2种垂穗披碱草生长和生理特性的影响

低温是影响植物生长的外界限制因子之一。采用沙培法研究了冷胁迫对2种垂穗披碱草（Elymus nutans）（当雄垂穗披碱草（西藏野生）和甘南垂穗披碱草）生长与生理特性的影响。结果表明：冷胁迫处理5d显著抑制2种垂穗披碱草的生长和叶绿素的合成,特别是甘南垂穗披碱草发生严重氧化损伤,电解质渗透率和丙二醛（MDA）含量分别比对照增加114.7%和124.6%,而当雄垂穗披碱草受伤害较轻,分别比对照增加18.2%和10.8%。冷胁迫也显著增加了甘南垂穗披碱草中H₂O₂和自由基的积累,而当雄垂穗披碱草与对照相比差异不显著。冷胁迫处理5d后,当雄垂穗披碱草的类胡萝卜素含量较甘南增加72.3%,超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化氢酶（CAT）和过氧化物酶（POD）的活性分别较对照增加80.3%,27.3%和65.9%;甘南垂穗披碱草的SOD和POD活性分别较对照增加11.4%和28.9%,而其CAT活性下降25.5%。相关分析表明,垂穗披碱草在冷胁迫下细胞膜受损伤程度与抗氧化酶活性负相关。当雄垂穗披碱草通过提高抗氧化酶活性,可有效清除体内积累的活性氧,减轻细胞膜系统受损伤的程度从而提高其抗寒性。     

4种禾本科牧草苗期抗寒性综合评价

为了探究西藏野生禾本科牧草对低温胁迫的适应性,本研究以西藏野生垂穗披碱草（Elymus nutans Griseb）、赖草（Leymus secalinus Tzvel）、紫花针茅（Stipa purpurea）和栽培品种黑麦草（Lolium perenne）为试验材料,比较分析其幼苗在—10℃～5℃低温条件下叶片丙二醛（Malondialdehyde,MDA）含量、可溶性糖（Soluble sugar,SS）含量、游离脯氨酸（Free proline,Pro）含量、过氧化物酶（Peroxidase,POD）活性和超氧化物歧化酶（Superoxide dismutase,SOD）活性的变化。结果表明：随着低温胁迫的加剧,所有供试材料叶片MDA含量呈上升趋势,SS含量、Pro含量、POD活性和SOD活性呈先升高后降低趋势,其中黑麦草Pro含量在0℃达到峰值,其他3种指标在—5℃达到峰值,3种野生禾草的各指标均在—5℃达到峰值。采用隶属函数法对各材料进行综合评价并分级,结果表明垂穗披碱草和紫花针茅抗寒性最强,划分为Ⅰ级,赖草抗寒性中等,划分为Ⅱ级,黑麦草抗寒性最弱,划分为Ⅲ级。     

氮添加对高寒人工草地垂穗披碱草(Elymus nutans)生长及光合特性的影响

为研究氮添加对高寒人工草地垂穗披碱草(Elymus nutans)生长及光合特性的影响,试验以高寒生态条件下垂穗披碱草为研究对象,通过施加不同水平氮素[0 kg·hm^-2·a^-1(N0),12 kg·hm^-2·a^-1(N1),24 kg·hm^-2·a^-1(N2),48 kg·hm^-2·a^-1(N3),96 kg·hm^-2·a^-1(N4)],探讨氮素对人工建植垂穗披碱草生长以及光合特性的影响,以期揭示垂穗披碱草对氮添加的响应规律。结果表明：N2,N3处理明显提高了垂穗披碱草株高、叶长、叶宽以及单叶面积;整个生育时期,随着氮肥施用量的增加,垂穗披碱草的净光合速率、蒸腾速率、水分利用效率呈现先增后降的趋势,胞间CO₂浓度大体呈上升趋势,气孔导度变化不显著。综上,N2,N3处理可提高垂穗披碱草生长性能,促进其光合特性和水分利用效率。试验结果为垂穗披碱草的生...     

氮磷肥配施对高寒区垂穗披碱草饲草产量及营养品质的影响

为探究高寒区垂穗披碱草(Elymus nutans)饲草产量和营养品质对氮磷肥配施的响应,在果洛高寒区以建植第3年的垂穗披碱草人工草地为研究对象,设置不同氮磷肥配比处理(氮肥3个水平N:75,125,175 kg·hm^-2,磷肥4个水平P₂O₅:90,135,180,225 kg·hm^-2),研究氮磷肥配施对高寒区垂穗披碱草饲草产量和营养品质的影响,旨在确定果洛高寒区刈割型垂穗披碱草人工草地的合理施肥量。结果表明：氮磷肥配施显著提高了垂穗披碱草的干草产量,2茬饲草干草产量与不施肥处理相比平均增幅分别为74.10%和58.56%;氮磷肥配施处理能够改善垂穗披碱草营养品质,2茬饲草粗蛋白含量与不施肥处理相比平均增幅分别为103.99%和49.91%,并且降低了第二茬饲草的中性洗涤纤维(Neutral detergent fiber, NDF)、酸性洗涤纤维(Acid detergent fiber, ADF)和粗纤维(Crude fiber, CF)含量。综合分析得出,施175 kg·hm^-2...     

高寒地区栽培牧草化感效应缓解初探

为研究探讨土壤微生物对化感效应的潜在作用,以高寒草地生态修复常用牧草为研究对象,通过室内生物学实验,测定种子发芽率及幼苗的苗高、根长和干重,计算分析化感综合效应。结果显示：以未灭菌土壤U100为基质的5种牧草种子发芽率均为最高,完全灭菌土壤U0的均为最低,不同比例未灭菌土壤U75,U50和U25则因牧草种子的不同而表现出不同差异;幼苗生长方面,‘青海’垂穗披碱草(Elymus nutans ‘Qinghai’)、‘同德’老芒麦(Elymus sibiricus ‘Tongde’)和‘青海’中华羊茅(Festuca sinensis Qinghai)幼苗苗高随灭菌土壤增加而减小;5种牧草幼苗的根长均在U100处理下最长;幼苗干重的变化趋势同苗高相似。未灭菌土壤对5种牧草的影响主要表现在根系生长和干重方面。研究证明在幼苗生长阶段土壤微生物对根系生长至关重要,土壤微生物能缓解化感效应提高种子发芽率,但对不同物种的影响存在差异。     

施氮对高寒区垂穗披碱草饲草生产性能及营养品质的影响

为探究高寒区施氮对垂穗披碱草饲草生产性能和营养品质的影响,本研究以建植第二年的垂穗披碱草（Elymus nutans）为研究对象,设置不同施氮处理：即纯氮N0（0 kg·hm^-2）,N10（100 kg·hm^-2）,N15（150 kg·hm^-2）,N20（200 kg·hm^-2）,N25（250 kg·hm^-2）,N30（300 kg·hm^-2）处理,旨在确定高寒区垂穗披碱草刈割型草地的合理施氮量。结果表明：施氮处理提高了垂穗披碱草的生产性能,显著增加了垂穗披碱草的分蘖数、株高和干草产量,其中干草产量较不施氮处理的平均增幅为48.34%;并且施氮处理能够改善垂穗披碱草的营养品质,显著提高了其粗蛋白（Crude protein,CP）、粗脂肪（Ether extract,EE）、淀粉含量,其中粗蛋白含量较不施氮处理的平均增幅为49.67%。中性洗涤纤维（Neutral detergent fiber,NDF）,酸性洗涤纤维（Acid detergent fiber,ADF）和粗纤维（Crude fiber,CF）含量随施氮量的增加呈先降低后升高趋势;一定的施氮处理（N10,N15,N20,N25）显著降低杂草的株高和密度,在N25处理下冷地早熟禾（Poa crymophila）、芸香叶唐松草（Thalictrum rutifolium）和沼生水马齿（Callitriche palustris L.）的密度较不施肥处理分别降低了27.52%,57.69%和35.21%,施氮处理能够有效抑制非播种草种的生长。综合分析得出,在果洛高寒区施氮量为250 kg·hm^-2时,垂穗披碱草的产草量和品质最优,且经济效益最好。     

垂穗披碱草与紫花苜蓿不同时期交叉混播效果研究

为探讨不同播期下垂穗披碱草（Elymus nutans）与紫花苜蓿（Medicago sativa）交叉混播效果及该种植模式对垂穗披碱草生长的影响,本研究以垂穗披碱草与紫花苜蓿为材料在国家牧草体系张家口试验站开展试验研究。试验先机播垂穗披碱草,同时在其播种行人工开沟交叉播种紫花苜蓿,设15 d为1个紫花苜蓿播期,共4个播期处理,在垂穗披碱草抽穗期测定植物盖度、产量及品质。结果表明：垂穗披碱草播种后15 d混播紫花苜蓿及与紫花苜蓿同期交叉混播会影响垂穗披碱草的生长,但这两播期处理在草地建植当年可以显著提高植被盖度、产量和品质;垂穗披碱草播种30 d后与紫花苜蓿交叉混播,混播组合中垂穗披碱草占优势且牧草总产量及饲草品质下降。建议在张家口坝上地区建立人工草地时,先播种垂穗披碱草,30天内补播紫花苜蓿效果较好。     

短期增温对川西北高寒草甸植物群落结构和叶片性状的影响

为探究高寒草甸群落和常见植物对气候变暖的响应,本研究以川西北高寒草甸植物群落及垂穗披碱草(Elymus nutans Griseb.)、四川嵩草(Kobresia setschwanensis Hand.-Mazz.)、无脉薹草(Carex enervis C. A. Mey.)、蒲公英(Taraxacum mongolicum Hand.-Mazz.)、蓝玉簪龙胆(Gentiana veitchiorum Hemsl.)、小花草玉梅(Anemone rivularis Buch.-Ham. var. flore-minore Maxim.)和鹅绒委陵菜(Potentilla anserina L.)7个常见物种为研究对象,研究短期增温对高寒草甸群落结构和常见植物的叶片性状的影响。结果表明：增温降低了植被群落丰富度指数(P<0.05),但未显著改变其群落高度、盖度、多样性指数和均匀度指数。增温显著增加了禾本科植物的盖度和重要值。增温后植物的叶宽、叶长、叶周长和比叶面积总体呈增加趋势,叶磷含量呈降低趋势,叶氮含量和氮磷比对增温的响应则因物种而异,表明高寒草甸植物对短期增温表现出了不同的适应策略。     

青藏高原地区不同垂穗披碱草居群营养品质研究

为探讨不同垂穗披碱草居群产量和营养品质状况,本研究分析评价了45个垂穗披碱草居群的产量性状和粗蛋白质(CP)、可溶性糖(WSC)、中性洗涤纤维(NDF)、酸性洗涤纤维(ADF)4个品质性状。结果显示,居群间产量、CP、WSC、NDF和ADF含量存在极显著差异,45个垂穗披碱草居群的产量性状和品质性状近似正态分布,其变化范围为2 062.59～18 597.73 kg/hm²(鲜草产量),529.42～4 682.60 kg/hm²(干草产量),13.88%～23.92%(CP),1.59%～6.03% (WSC),57.34%～64.97%(NDF)和35.06%～47.23%(ADF)。各性状变异程度不同,产量性状变异均达62%以上,品质性状中WSC变异系数最大,达31.19%。相关分析表明,CP与NDF和ADF含量呈极显著负相关,ADF与NDF含量呈显著正相关,WSC含量与NDF含量呈极显著正相关,与产量和ADF呈显著负相关。根据各性状的相关关系,筛选出5个CP和WSC含量高而NDF和ADF含量低的垂穗披碱草居群。     

若尔盖高寒沙化地中伴生草种对杯腺柳凋落叶初期分解的影响

凋落物分解是陆地生态系统中物质循环的关键环节。在青藏高原高寒沙化地生态恢复初期,分别以垂穗披碱草(Elymus nutans)、中华羊茅(Festuca sinensis)和老芒麦(Elymus sibiricus)为杯腺柳(Salix cupularis)的伴生草种,探究三种高原牧草在杯腺柳不同微位置(冠幅中心、冠幅半径中点和冠幅外缘)下对其凋落叶早期分解动态的影响。结果表明：垂穗披碱草伴生下,各微位置的杯腺柳凋落叶质量损失率均最高(P<0.05),且50%和95%分解时间均最短;垂穗披碱草伴生下,凋落叶纤维素和木质素含量变化更剧烈,且在分解第19个月时,木质素含量显著高于对照和其它两种草本伴生(P<0.05);微位置对凋落叶总氮、木质素含量、C/N和木质素/N影响显著(P<0.05)。综上所述,在以杯腺柳为先锋种的高寒沙化地中,垂穗披碱草种植在杯腺柳冠幅下可使杯腺柳凋落叶分解更快,更有利于区域沙化地的生态恢复。     

黄河源园区典型高寒草原牧草营养特征及家畜承载力研究

三江源国家公园地处青藏高原腹地,是国家重要的生态资源资产区,生态战略地位十分突出。本研究选择黄河源园区3种典型高寒草原,测定不同季节牧草的养分供给状态并计算家畜承载力,为实现黄河源园区草畜平衡提供数据支撑。结果表明：不同季节的植被数量特征、牧草营养特征和承载力表现为：紫花针茅(Stipa purpurea)草原和垂穗披碱草(Elymus nutans)草原显著高于冷地早熟禾(Poa crymophila)草原;从生态保护的角度出发,紫花针茅、垂穗披碱草和冷地早熟禾草原盛草期的家畜承载力分别为1.72 SHU·hm^-2,1.41 SHU·hm^-2和1.18 SHU·hm^-2;枯草期的家畜承载力分别为0.35 SHU·hm^-2,0.34 SHU·hm^-2和0.10 SHU·hm^-2。综上所述,紫花针茅草原可以为黄河源园区提供更多的牧草养分。结合放牧家畜对牧草的营养需求,建议根据牧草产量和营养的季节动态,优化草畜资源空间配置。