牦牛放牧模式对西藏高山嵩草草甸群落特征的影响

利用样方法对西藏高山嵩草（Kobresia pygmaea）草甸群落进行实地调查,分析了2010-2012年不同强度的牦牛放牧试验对植物群落动态和地上生物量的影响,以期为高寒牧区退化草地的恢复及草地高效利用提供理论指导。结果表明：适度放牧能提高物种多样性、丰富度、均一度和地上生物量,降低植物群落盖度;重度放牧降低植物群落的多样性和生物量;重度延迟放牧能缓减重度放牧对草地的不良影响;相关分析结果表明,植物群落盖度与均匀度、丰富度、植物密度、多样性和地上生物量成正相关。高山嵩草草甸的功能群随着放牧强度的增加而显著变化,其优势功能群多年生根茎型牧草高山嵩草和苔草（Carex moorcroftii）、多年生丛生型牧草紫花针茅（Stipa purpurea）的盖度和地上生物量随着放牧强度增加而下降。     

不同放牧强度下高寒草甸植被特征和土壤养分变化研究

放牧作为最主要的生物干扰因子之一,影响着草地生态系统植被和土壤的生态进程。在自然放牧条件下,通过不同放牧强度的比较试验,对高寒草甸土壤营养成分及地上群落特征进行分析,为制定合理的放牧强度提供理论依据。结果表明:随着放牧强度加大,地上总生物量、物种丰富度在封育样地最高,在重牧样地最低,而封育、轻牧、中牧样地香浓-威纳多样性指数并没有显著的差异;禾草和莎草的地上生物量和总盖度在中牧条件下最高。与轻牧、中牧和封育样地相比,重牧样地的杂草有较高的地上生物量和总盖度;5月份土壤含水量随放牧强度增加而减少,7月份、9月份则相反;封育、轻牧、重牧样地的土壤容重显著低于中牧样地(P<0.05);在整个生长季节,重牧样地的pH值明显高于其他3个处理,而封育?轻牧?中牧3个样地pH值没有显著差异;在整个生长季节,封育、轻牧、中牧、重牧4个样地土壤有机碳含量随着放牧强度的增加而趋于下降,其中封育、轻牧、中牧3样地土壤有机碳含量都显著高于重牧样地(P<0.05);土壤的全氮含量在各放牧样地里并没有显著变化,而土壤氨态氮、硝态氮则在植物整个生长季节随着放牧强度的加大而增加;在整个生长季节里全磷含量最大值都出现在中牧样地里,速效磷含量表现出了和全磷一致的结果。因此,适度放牧是保护生物多样性,维持土壤养分以及提高草地生产力的有效途径;当高寒草甸由于退化导致生物量锐减,生物多样性丧失等严重后果时,围栏可以作为有效的恢复手段。     

不同放牧强度对高寒草甸土壤种子库的影响

以青海省贵南县高寒草甸为研究对象,采用地上植被调查和室内萌发试验相结合的方法,对不同放牧强度下土壤种子库的特征及其与地上植被的关系进行研究,并探讨放牧条件下地上植被、土壤种子库和土壤理化性质三者的联系,拟为高寒地区的植被恢复和草地管理提供科学参考。结果表明：1)随放牧强度的增加,土壤种子库密度呈现出“单驼峰”型趋势。2)无论是禁牧还是放牧样地,种子主要集中于0-5 cm表层土壤,且随土层的加深而减少。3)高寒草甸土壤种子库与地上植被的相似性整体较低,在中度放牧样地中杂类草占主导地位,群落物种多样性增加,相似性相对较高;在禁牧样地中种群趋于平衡且枯落层较厚,相似性最低。4)放牧干扰后,植物群落高度整体降低,地上植被盖度增加,种子库的密度增大;且较低的磷含量有利于种子的储存。综上,高寒草甸适度的放牧干扰有利于维持草地群落的物种多样性,提高种子库种子的储存,从而促进地上植被的更新建植,进而维持草地生态系统稳定。     

不同放牧强度下土壤有机质特性变化的研究

本文针对中国海北定位站高山草甸土壤不同放牧强度下土壤有机质组分变化进行了分析。实验结果表明，藏羊的放牧强度分别为8，4，2，0只／hm^2的情况下，从1998-2001年连续放牧4年间，土壤有机质各组分不论是重量还是各组分有机质含量上都有明显变化。最大放牧强度于对照相比，Go组的重量百分比和有机碳含量分别下降1．24％，1．012％；而G1组则下降0．4％，1．422％；G2组下降1．4％，0．500％。轻度放牧组有机质组分的重量百分比和有机质含量分别下降4．04％，0．33％。强度放牧导致土壤肥力下降，草场退化，生态环境遭到破坏。     

青藏高原高山嵩草草甸植物多样性和土壤养分对放牧的响应机制

以青藏高原高山嵩草(Kobresia pygmaea)草甸为对象,研究不同放牧强度对草甸群落植物多样性、土壤化学性状及土壤有效态微量元素的影响,旨在为高山嵩草草甸生态系统保护和恢复提供科学依据。结果表明:随着放牧牦牛强度的增加,高山嵩草草甸群落的盖度、群落物种数、物种多样性、地上生物量均显著降低,重度放牧与对照间差异显著(P<0.05),而适度放牧与对照间差异不显著;放牧对土壤化学性状的影响主要表现为,随着放牧强度增加,0~30 cm土层中有机质、速效氮、全磷和速效磷含量减少,而适度放牧全氮含量与对照间差异不显著。适度放牧下10~20 cm土层中全磷和速效磷含量显著增加,与对照和重度放牧相比差异显著(P<0.05)。不同放牧强度下土壤有效态微量元素Fe,Mn,Cu和Zn的含量差异显著(P<0.05)。不同放牧强度对高山嵩草草甸的土壤有效态微量元素含量影响不同,从高到低依次为Fe>Mn>Zn>Cu。因此,适度放牧是保护高山嵩草草甸植物多样性、维护土壤养分以及提高草地生产力的有效途径。     

土壤有效养分和微生物特征对短期不同放牧强度的响应

为了探究放牧持续时间和强度对草地的可利用养分和微生物特征的影响。本研究于2016年8月在山西省右玉县境内的农牧交错带草地设置了不放牧(0羊单位·hm^-2·生长季^-1)、轻度(2.35羊单位·hm^-2·生长季^-1)、中度(4.80羊单位·hm^-2·生长季^-1)和重度(7.85羊单位·hm^-2·生长季^-1)4个放牧强度的试验。在连续4个生长季放牧处理后，于2020年的5—9月测定表层0~10 cm的土壤可溶性有机碳(Dissolved organic carbon,DOC)、可溶性氮(Dissolved nitrogen,DN)、微生物生物量碳(Microbial biomass carbon,MBC)、微生物生物量氮(Microbial biomass nitrogen,MBN)及细菌和真菌的丰度。结果表明：4年不同强度的放牧处理对土壤可利用养分和微生物特征都没有产生显著影响，但是土壤有效养分与土壤微生物特征受生长季降水和温度的影响显著(P<0.05)，具有明显的季节动态，说明短期不同的放牧强度尚未对农牧交错带天然草地养分循环产生显著影响，需要继续进行长期试验监测来观察放牧对草地生态系统结构与功能的影响。     

果洛大武地区不同退化梯度下高寒草甸土壤养分特征变化

对果洛大武地区不同退化梯度下高寒草甸土壤养分特征变化进行了研究,结果表明：各退化梯度群落内土壤有机质,全氮,速效氮损失较大,平均流失率为46.7%,44.1%以及49.8%;全磷流失相对较少;速效磷含量的变化没有规律性,在轻度和中度退化草地中有较大幅度的损失,在重度退化草地中则明显升高。     

不同放牧强度对西藏邦杰塘高寒草甸土壤种子库的影响

通过研究不同放牧强度下地上植被群落的物种组成、植物生活型、土壤种子库物种种类和种子数量等特征,探讨了地上植被与土壤种子库之间的关系及种子库在地上植被群落构建中的作用,拟为高寒草甸的管理,特别是高寒地区退化生态系统的恢复与重建提供参考。结果表明：土壤种子库物种多样性指数和丰富度指数在围栏样地和中牧样地之间差异不显著。重牧样地土壤种子库物种多样性指数和丰富度指数显著低于中牧样地（P<0.05）;围栏样地、重牧样地、中牧样地土壤种子库密度表现为重牧 >围栏 >中牧,其中重牧样地土壤种子库密度显著高于中牧样地（P<0.05）,达4952.7粒·m^-2;中牧样地和围栏样地的种子库和地上植被之间相似性较低,二者的地上植被与土壤种子库Sorensen相似性指数分别为0.48和0.44。重牧样地上嵩草属（Kobresia）植物严重退化,地上植被群落和土壤种子库均以杂类草物种占优势,地上植被与土壤种子库表现出较高的相似性。因此,对于有退化趋势的嵩草草甸,适当的围栏并考虑利用本地多年生优良牧草种子进行补播将是有利的;嵩草高寒草甸土壤种子库种子主要集中在0~5cm,且各样地中种子数量均随着土壤深度的增加而减少。     

放牧管理模式对高寒草甸草原土壤养分特征的影响

为探讨不同放牧管理模式下高寒草甸草原土壤养分特征的变化,对青藏高原东缘禁牧(NG)、全生长季休牧(RG)、传统夏季休牧(TG)和连续放牧(CG)4种放牧管理模式下高寒草甸草原土壤有机质、全氮、全磷、全钾、速效氮、速效磷和速效钾含量进行测定和分析。结果表明:(1)NG显著增加了0~30cm土层有机质含量,RG和TG显著增加了0~20cm土层有机质含量;(2)NG,RG和TG显著提高了高寒草甸草原0~30cm土层全氮含量和20~30cm土层速效氮含量,而降低了0~10cm土层的速效氮含量;(3)NG,RG和TG显著提高了高寒草甸草原0~30cm土层全磷和速效磷含量;(4)不同模式放牧对高寒草甸草原土壤全钾含量无显著影响,但总体上,NG,RG和TG高于CG;NG,RG和TG降低了0~10cm土层速效钾含量,而显著增加了10~30cm土层速效钾含量。连续放牧使土壤养分流失严重,从而导致土壤肥力降低,而禁牧和季节性休牧能有效增加青藏高原东缘高寒草甸草原土壤的养分含量,是该区和类似区域草地放牧管理的理想选择。     

青藏高原高山嵩草草甸优势植物营养成分对放牧的响应

以青藏高原高山嵩草草甸优势植物高山嵩草（Kobresia pygmaea）和紫花针茅（Stipa purpurea）为对象,研究不同放牧强度对其营养成分变化的影响。结果表明,不同优势种对放牧响应不同,放牧有利于高山嵩草草甸优势植物钙和磷的吸收,高山嵩草重度放牧下钙与磷含量显著高于适度放牧与对照(零放牧)（P＜0.05）,且适度放牧与对照差异不显著（P＞0.05）。紫花针茅钙含量依次为重度放牧＞适度放牧＞对照,磷含量随着放牧强度的增加,出现先升高后下降的变化趋势;放牧家畜的啃食促进了植物的补偿性生长,放牧粗纤维含量显著低于对照（P＜0.05）;同时放牧增加了高山嵩草草甸优势植物粗脂肪和粗蛋白含量。放牧家畜对草地的影响,加速了牧草-土壤氮循环,促进了牧草对土壤氮的吸收,进而增加了牧草的粗蛋白含量,改善了牧草品质。     

短期牦牛放牧对青藏高原高寒草地土壤真菌群落的影响

牦牛放牧是青藏高原重要的人为干扰形式,放牧管理方式以及放牧强度对维持草地健康具有重要作用。为了明晰牦牛短期放牧对高寒草甸土壤真菌群落的影响过程,本研究在川西北典型高寒草甸进行牦牛放牧强度试验,设置了对照(禁牧)、轻度放牧(1头牦牛·hm^-2)、中度放牧(2头牦牛·hm^-2)和重度放牧(3头牦牛·hm^-2)4种放牧强度。结果表明短期(2年)放牧处理通过增加土壤中子囊菌门的相对丰度、降低担子菌门的相对丰度从而改变土壤真菌群落结构;土壤真菌群落多样性与丰富度在各放牧强度间差异不显著,但放牧均有增加土壤真菌群落多样性与丰富度的趋势。通过对真菌群落结构变化进行方差分解,发现放牧强度通过改变土壤养分进而影响真菌群落结构;通过对真菌的共现网络进行模块化分析发现,短期的牦牛放牧对真菌相互作用主要模块的相对丰度影响不显著,而放牧强度通过影响土壤中的养分含量来影响模块相对丰度。     

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。     

不同放牧强度对矮嵩草草甸群落返青的影响

对青海省海北地区矮嵩草草甸植物群落不同放牧强度下返青时的特征进行了调查。结果表明，不同放牧强度对群落返青时的植物种类组成影响明显，种丰富度随放牧强度的增大而减少，莎草科植物类群的重要值增加，禾本科与杂类草的重要值无明显变化，细叶亚菊、棘豆等杂毒草的重要值减少，同时各类群内植物密度、频度、盖度、地上生物量以及重要值等数量指标随放牧的变化比较复杂，与群落处于季节稳定状态时（7－8月份）的特征并不完全相同，说明尚不能简单地对该群落不同时期的特征进行了相互推证。     

放牧对青藏高原高寒草地土壤和生物量的影响

随着人类对青藏高原高寒草地干扰的不断加剧,特别是放牧干扰的增加,该草地生态系统正在受到持续的破坏,草地退化尤为严重。本研究通过在青藏高原东缘红原县设置4个不同牦牛放牧强度处理和1个对照处理,分析土壤含水量和容重、植物生物量和盖度以及草食家畜牦牛相关数据,研究牦牛放牧对青藏高原高寒草地生态系统的影响,确定最优牦牛放牧强度。结果表明,随着放牧强度的增加,土壤含水量逐渐减少,土壤容重无显著性变化(P0.05);地上和地下生物量及禾本类和莎草类生物量呈现先上升后下降的趋势,而豆科和杂草类变化不明显;随放牧强度的增加,牦牛的增重趋于减缓。综合分析认为,该区域最优放牧强度应在1.016~1.284头牦牛当量·hm~(-2)。研究结果可为青藏高原高寒草地退化恢复治理和生态减畜工程提供理论依据。     

高寒草甸表层土壤物理性状对短期放牧的响应

为探讨不同放牧强度对高寒草甸土壤物理性状的影响,设重度放牧(HG)、中度放牧(MG)和轻度放牧(LG)3个放牧强度样地,调查放牧样地表层土壤(0~10cm)的土壤容重、孔隙度、土壤饱和含水量、田间持水量、有效含水量并土壤持水和入渗性能。结果表明,LG和MG的初始含水量、毛管持水量与非毛管持水量均显著高于HG,LG的土壤饱和含水量和田间持水量均显著高于HG,但3个放牧强度间土壤容重、孔隙性状、土壤有效含水量和非毛管持水量均无显著变化;入渗曲线高低为LGMGHG,用模型模拟曲线,拟合精度为Horton模型通用经验模型Philip模型Kastiakov模型;初始入渗率、平均入渗率、稳定入渗率和90min入渗总量均表现为LG显著高于HG;土壤入渗性能均与土壤初始含水量、总孔隙度、非毛孔隙度、通气孔隙度、饱和含水量、田间持水量、有效含水量、非毛管持水量、毛管持水量、最大持水量显著正相关,与土壤容重显著负相关,与毛管孔隙度相关性不显著,但初始入渗率与初始含水量、田间持水量、有效含水量及毛管持水量无显著相关性。回归分析表明,土壤通气孔隙度和有效含水量是影响入渗率的限制因子。短期轻度放牧有利于土壤持水和导水,降低土壤物理结构退化风险;Horton模型适用于该区放牧草地入渗过程的模拟。     

放牧强度对青藏高原东部高寒草甸植物群落特征的影响

通过对青藏高原东部玛曲高寒嵩草草甸植物群落在3个放牧梯度下的特征比较,分析了该类草甸主要群落特征对放牧强度差异的响应。结果表明,随着放牧强度的增加,草甸群落的高度、盖度和地上生物量都呈现显著降低的趋势;草甸群落中优势种群的莎草科和禾本科物种的优势度逐渐降低,被一些杂草类物种(黄帚橐吾和火绒草)所取代。放牧强度的增加,导致了禾草类和莎草类功能群生物量比例的显著降低,及豆科类、毒草类和杂草类功能群生物量比例的显著增加。中度放牧下的草甸群落表现出了最高的物种丰富度指数、多样性指数和均匀度指数,排序为中牧草甸>重牧草甸>禁牧草甸。随着放牧干扰强度的增加,高寒草甸群落将经历一个由上层的莎禾草类为主的草甸群落→上层莎禾草类＋中层杂草类共存的草甸群落→中下层杂草类为主的草甸群落的演替过程。     

放牧季节及放牧强度对高寒草地植物多样性的影响

在海北高寒草地进行了7年轻度放牧、中度放牧和重度放牧试验,并用围栏控制放牧进行对照.试验显示,物种丰富度和均匀度在夏季牧场和冬季牧场出现不同的变化.在夏季牧场,物种丰富度随着放牧强度的增强而增强,而均匀度则随着放牧强度的增强而下降;在冬季牧场,物种丰富度和放牧之间呈现驼峰反应模式,说明植物的丰富度在中度放牧强度时达到最大.不同牧场生物多样性变化的模式说明夏季牧场放牧强度不足.     

放牧强度对嵩草草甸草毡表层及草地营养和水分利用的影响(简报)

在中国科学院海北高寒草甸生态系统研究站地区,选择了5个自然放牧梯度、处于4种典型退化阶段的高寒嵩草草甸为研究对象,进行了土壤草毡表层加厚引起的系统氮、磷分配和水分利用的变化过程研究。结果表明,随着放牧强度的增加,草地禾本科植物逐渐减少,莎草科植物成为优势种群,在莎草属牧草特殊的生物学特性(高地下/地上)的驱动下,土壤草毡表层逐渐加厚,从异针茅 羊茅-嵩草草甸群落的4.03±0.49 cm发育到小嵩草群落阶段的10.1±0.38 cm;矮生嵩草群落时系统生长需要的氮、磷养分数量急剧增加,分别从11.26到22.94 g/m2、0.81到1.63 g/m2,成为生物固定累积于土壤;同时致密加厚的、特别是老化死亡的草毡表层的存在,使土壤水分的渗透速率从异针茅 羊茅-嵩草草甸群落的2.18 mm/min降低到小嵩草群落的0.37 mm/min,使系统接受自然降水的能力大大减弱,水分的利用效率极低,而根系数量的急剧增长导致需水量的增加,土壤湿度逐渐降低,降幅最大达到44.90%。草毡表层加厚导致的营养供求失调、干旱胁迫是引起高寒嵩草草地退化的内在原因之一。     

放牧对川西北高寒草甸植物物种丰富度和生物量的影响

为确定川西北地区高寒草甸的最佳放牧强度,根据牦牛的采食量和草地地上生物量,设置了轻度(0.71头·hm~(-2))、中度(1.19头·hm~(-2))、重度(1.60头·hm~(-2))3个放牧强度处理,进行连续3年的放牧,测定其对草地植物物种丰富度、地上生物量的影响。结果表明,随着放牧强度的增加,植物物种丰富度呈下降趋势;放牧第3年,中度放牧草地年度地上生物量最高,显著高于其它两处理(P0.05),轻度放牧次之,重度放牧最低;和放牧第1年相比,轻度放牧和中度放牧草地地上生物量中杂类草生物量比例显著减少(P0.05),禾草生物量比例显著增加(P0.05),而重度放牧草地杂类草生物量比例未变,禾草生物量比例显著下降(P0.05),但3个放牧处理中莎草占地上生物量的比例均显著增加(P0.05)。因此,川西北地区高寒草甸的最佳放牧强度为1.19头·hm~(-2),这利于草地高产和优良牧草禾草及莎草的生长。