利用嵩草属优良牧草恢复“黑土滩”植被试验研究报告

在青南果洛地区进行４年多的试验研究结果表明：①“黑土滩”的形成过程是高寒草甸草地生草层的秃斑化过程，秃斑化的起点是植被稀疏的过牧地段或鼠害土质疏松地段，生草层的秃斑化造成“黑土滩”植被的毒杂草化，极度秃斑化“黑土滩”的可食牧草和毒杂草比值仅为０．３３；②野生高山嵩草、矮嵩草、窄果嵩草和线叶嵩草的抽穗高峰期分别在６月下旬和７月上旬，种子成熟高峰期分别在８月下旬和９月上旬；③电镜扫描观察发现，线叶嵩草     

鼠类对玛多县草地表层土壤的影响及沙漠化作用

本文通过野外调查、室内试验分析方法研究了鼠类对玛多县草地表层土壤的破坏及沙漠化作用。结果表明,鼠兔挖掘洞穴,破坏草皮层,将下伏沙砾、土壤推于地表。在鼠害严重的地方,覆盖面积占草地面积的7.47%~16.41%,达到了轻度沙漠化水平。鼠洞洞口塌陷形成风蚀浅坑,风蚀浅坑不断发展,相互贯通,最终发展成"秃斑"和"黑土滩",是草地沙漠化形成的因素之一。     

高寒草甸秃斑块土壤种子库和理化性状对植物群落特征的影响

选取甘肃省玛曲县典型鼠害型秃斑块,依据秃斑直径聚类并按面积从小到大依次划分6个梯度(Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ和Ⅵ),以无秃斑草地为对照(CK),调查不同秃斑面积下的植物群落特征、土壤种子库以及土壤理化性质,采用约束性排序方法分析环境因子对植物群落特征的影响。结果表明：不同秃斑块内植物盖度、高度和生物量均低于对照(CK);秃斑块土壤种子库主要分布于0～2 cm土层中(除斑块Ⅰ),其中秃斑块Ⅱ和Ⅵ种子库密度较大;各面积秃斑块土壤最大持水量、毛管持水量、毛管孔隙度和总孔隙度均低于CK(P<0.05);偏冗余分析表明,土壤有机质、土壤温度和平均入渗速率显著影响秃斑块植物群落特征(P<0.01)。综上,植物平均高度随秃斑块面积增加而降低,秃斑块土壤中并不缺少种子,而是缺少种子萌发、生长的条件,秃斑块土壤有机质、土壤温度和平均入渗速率是影响种子萌发及植物生长的主要因素。     

青南高寒草甸秃斑地形成的气象条件分析

通过分析青南高寒草甸秃斑地(简称"黑土滩")分布地域气温、降水等气候因子与牧草的关系和研究"黑土滩"形成的气象成因,发现干旱气候对青南牧区"黑土滩"的形成起了推波助澜的作用,并加剧了"超载过牧-草地退化-鼠害危害-草畜矛盾突出"的恶性循环,从而促进了"黑土滩"的形成.     

三江源区“黑土滩”次生植被形成的三阶段物种生态位与毒杂草繁殖特征

为了改善和治理青藏高原三江源区"黑土滩",本文利用生态位理论,以青藏高原三江源区"黑土滩"毒杂草次生植被形成三阶段群落特征为基础,分析了群落结构变化及毒杂草植被形成机理,提出了"剩余空间"概念。结果表明：随着"黑土滩"三阶段的演替,可食性牧草重要值降低。株型较小、对资源需求少的莎草科和禾本科物种与株型较大、对资源需求多的大型毒杂草相比,存活株数相对较多,生态位相对较宽。随着草地秃斑面积扩增,相似生活型的宽生态位物种会高度重叠,留出"剩余空间"。具有无性繁殖特征的多年生毒杂草会充分利用"剩余空间",加剧土壤养分分布的不均匀性,增大土壤的空间异质性,从而形成"水热空洞效应"。本文提出了草地恢复可利用毒杂草作为先锋植物占据"剩余空间",再通过人工干预,逐步改良"黑土滩"的治理思路。     

高寒草甸退化草地—“黑土滩”植物量测定

依据高寒草甸草地秃斑地的多少和距居民点的远近划分为轻度退化草地(极少量秃斑地)、中度退化草地(少量秃斑地)、重度退化草地(大量秃斑地)和极度退化草地(全部秃斑地)四个退化草地等级。对各等级退化草地进行了植物量测定。结果表明:草地植物量(地上和地下)及土壤含水量,随着草地退化程度的加剧明显下降(P<0.01),毒杂草量则明显上升(P<0.01)。其中极度退化草地较轻度退化草地植被中嵩草属牧草优势度减少38,可食鲜草量减少219.2g/m~2,而毒杂草则增加99.6g/m~2,植物活根量(干物质)减少2390.6g/m~2,土壤含水量(0—10cm)减少10.02％,并对高寒草甸退化草地(黑土滩)的成因及治理途径提出了看法和意见。     

江河源区"黑土滩"退化草地秃斑与鼠洞的分形特征

近年由于自然和人为因素的双重影响,导致三江源高寒草甸发生不同程度的退化.综合分析草地土壤斑块(鼠洞和秃斑)形成的规律,对揭示高寒草甸退化机理极为重要.于2009年7-8月对高寒草甸在不同退化梯度下的标志之一--土壤斑块(鼠洞和秃斑)特征进行了调查与分析.结果表明:重度退化区斑块多样性指数是中度退化区的5.14倍;中度退化区秃斑斑块密度为鼠洞的2.83倍,而重度退化区样线上鼠洞的个数是秃斑的2.8倍;重度退化区中、低和亚低坡是鼠害高发区,各坡段鼠洞总面积和鼠洞破碎度指数大体呈现反变关系,鼠洞形状和分形维数与退化程度相关;各坡段秃斑总面积和秃斑破碎度指数并不严格呈现反变关系;秃斑形状与退化程度相关;在同一退化程度的尺度范围秃斑图形具有统计自相似性,不同的退化程度构成了秃斑的等级结构.由于不同斑块对于放牧侵蚀的功能不同,因此,不同斑块的不同形状特征对于土壤侵蚀的意义有待进一步探索.     

三江源头"黑土滩"草地分布现状及退化特征研究

利用SPSS软件对三江源头果洛州和玉树州2个地区7个县13个样地51个样点的"黑土滩"进行聚类分析,划分为13类.分别时不同退化类型的"黑土滩"以及对同一退化类型的"黑土滩"退化草地的各指标进行分析.结果表明:随着"黑土滩"退化程度的加大,植被盖度、草地质量指数、可食牧草比例和演替度逐渐减小;土壤含水量、全氮、速效氮、全磷、速效磷、草土比和土壤有机质的含量均降低;鼠害的破坏率、石头盖度、土壤砾石含量和pH值增大,并且以上各指标在同类型的"黑土滩"退化草地中的变化规律也有所区别.     

高寒草甸草地与其退化产物——“黑土滩”生物多样性和群落特征的初步研究

依据草地退化特征将高寒草甸草地退化产物－－“黑土滩”草地划分为６个等级，研究了各级蜡地的物种多样性和植物群落特征，中度退化的“黑土滩”草地（秃斑地面积占２７．６％）物种多样性和均匀性较大，为３．２３４和１．１１５．随草地退化程度的加大，秃斑地面积比例和毒杂草比例有明显增加的趋势（Ｐ〈０．０１）；原生植被嵩草属植物优势度和草地活根量（３０ｃｍ）趋于明显减少（Ｐ〈０．０１）；群落产量在各级草地内变化不     

狼毒斑块对狼毒型退化草地植被和土壤理化性质影响的研究

草地植物群落的物种组成变化影响草地土壤养分数量和分布格局,而土壤理化性质改变会加速原生植物被更适生于此土壤条件下的植物所代替。狼毒在退化草地中斑块状集群分布的格局可能会影响草地植物的群落结构和土壤养分循环过程。以退化草地中未防除狼毒和防除狼毒的狼毒斑块为研究对象,分析斑块内和斑块间草地植物群落的特征和土壤养分含量变化规律。结果表明:1)未防除狼毒和防除狼毒斑块间的地上生物量、丰富度指数和Shannon-Wiener多样性指数显著低于未防除狼毒斑块内,而防除狼毒斑块内和斑块间的地上生物量和群落多样性指数差异不显著; 2)未防除狼毒斑块内土壤含水量、有机质含量、全氮含量、速效磷含量、铵态氮含量显著高于斑块间;同时,未防除狼毒斑块内土壤含水量、有机质含量、全氮含量显著高于防除狼毒斑块内,而防除狼毒斑块内土壤速效钾含量显著高于未防除狼毒斑块内。由此可见,狼毒斑块内土壤养分和水分含量比斑块间高,表现出明显的"肥岛"效应。针对狼毒型退化草地治理应严格控制草地载畜量并辅以防除狼毒、围封、施肥等草地改良措施,实现狼毒型退化草地的可持续利用。     

土壤氮素有效性与克隆整合性对结缕草分枝行为的影响效应

在一个生长季内,对生长于4种生境类型(其中土壤氮素含量呈4种水平)中的克隆植物结缕草的主匍匐茎采取了2种对照处理:保持连接状态和实施节间切断,并检验对其分枝行为产生的生态影响。随着生境内土壤氮素水平的降低,保持连接状态的结缕草植株的分枝强度(按照分枝数量、长度和生物量计测)趋于降低,而实施切断处理的结缕草植株的分枝强度趋于增加。复合节在产生分枝时的根系生物量通常高于未产生分枝时的根系生物量。着生于贫瘠土壤中的根系生物量与着生于肥沃土壤中的根系生物量相比趋于增加。从肥沃土壤斑块中生长出的分枝比从贫瘠土壤斑块中生长出的分枝在数量上占优势。以多个形态学指标衡量,结缕草克隆的A分枝比B分枝具有明显的生长优势。方差分析结果揭示出结缕草克隆的分枝行为对于生境土壤氮素水平以及连接和切断两种处理的响应方式不同。分枝对于结缕草克隆总生物量具有较高的贡献率,而其中A分枝占有较大比例。     

高寒草甸草地微斑块植物特征及其土壤性质的研究

植物群落的斑块化与维持是草地对外界干扰的响应,也是植物群落及其生物多样性持续发展的基础。分析了3个不同鼠洞数量梯度下斑块种类、数量、面积的变化和中度鼠洞数下5种主要斑块植物群落的结构及其土壤性质。结果表明,在中度鼠洞数下,斑块的种类和总数量最高;斑块的总面积随鼠害的加重呈增加趋势;从中度到重度梯度上,鹅绒委陵菜、黄帚橐吾和草玉梅斑块的数量和面积都增加,且面积增大剧烈,乳白香青和火绒草等斑块的数量和面积都减小,具有消失的趋势;在重度鼠洞数量下草地微斑块表现为由少数起主导作用的斑块组成,斑块格局变的较为简单。斑块中单一物种生物量的变异性增加是斑块最主要的特征,这种单一物种的大量繁殖影响着斑块中植物的功能群结构和物种的多度,从而通过不同形式对干扰产生缓冲作用。植物群落的斑块化影响着土壤的异质性,对不同斑块土壤性质进行主成分分析,除乳白香青和基质斑块,其余4种斑块土壤都具有较低的全氮、碱解氮、速效磷,且不同斑块间土壤全氮、碱解氮和速效磷的变异系数都较高,可见,土壤全氮、碱解氮和速效磷的含量以及空间异质性在响应植被的演替上较敏感,因此,高寒草甸生态系统中维持全氮和速效养分资源的供应对维持生态系统的稳定具有重要的意义。     

围封和防除狼毒对狼毒斑块土壤理化性质和微生物量影响的研究

狼毒是青藏高原高寒退化草地主要滋生的毒害草种类,采用化学除草剂和草地围封方法能有效遏制狼毒种群扩张的现状。然而,针对狼毒形成微斑块对使用除草剂和草地围封措施后植被群落结构、土壤理化性质和土壤微生物量响应变化的研究较少。基于此,狼毒型退化草地采用短期围栏封育(1年),以围封地未防除和除草剂处理的狼毒微斑块为研究对象,比较和分析狼毒斑块内外物种多样性指数、土壤养分和土壤微生物量变化。结果表明:1)围封地未防除狼毒斑块内生物量和多样性指数高于狼毒斑块外,而防除狼毒斑块外生物量高于狼毒斑块内。2)围封地未防除狼毒斑块内表层土壤的全氮、硝态氮、铵态氮、速效磷、有机质和土壤含水量高于狼毒斑块外,而防除狼毒斑块外表层土壤的有机质和全钾含量高于狼毒斑块内;围封地未防除狼毒斑块内深层土壤铵态氮和硝态氮含量高于斑块外,防除狼毒斑块外深层土壤速效磷、铵态氮和有机质含量高于斑块内。3)防除狼毒和围封地未防除狼毒斑块外土壤微生物量碳高于狼毒斑块内,防除狼毒斑块外土壤微生物量氮增加而微生物量磷却快速降低。由此可见,狼毒型退化草地治理需采用“狼毒净”化学除草剂快速降低狼毒种群并辅以长期围封(禁牧)措施,可提高禾本科等优良牧草比例、调节草地群落结构趋于稳定和加速土壤养分循环,并最终实现狼毒型退化草地生态修复的目标。     

宁夏东部荒漠草原向灌丛地转变过程土壤微生物响应

为探究荒漠草原向灌丛地人为转变过程中土壤微生物及其酶活性的响应特征,选取宁夏东部荒漠草原近30年典型草地-灌丛地镶嵌体区域的荒漠草地、草地边缘、灌丛边缘、灌丛地为研究样地,开展各样地不同微生境（植丛和空斑）下的0~20 cm土层土壤理化性质、微生物数量、微生物生物量及其酶活性特征研究。结果显示：随转变过程各样地土壤水分、土壤有机碳、全碳、全氮以及全磷含量分别由6.84%、8.54 g·kg^-1、22.67 g·kg^-1、0.85 g·kg^-1、0.32 g·kg^-1显著下降至1.78%、5.85 g·kg^-1、6.63 g·kg^-1、0.16 g·kg^-1、0.23 g·kg^-1（P<0.05）,pH无明显变化。细菌数量呈先降后升变化,荒漠草地略高于灌丛地,真菌数量呈“下降-上升-再下降”非线性变化,灌丛地略高于荒漠草地,放线菌数量下降趋势明显。微生物生物量碳、氮含量分别由87.66、5.94 mg·kg^-1显著下降至9.94、1.85 mg·kg^-1（P<0.05）。过氧化氢酶、碱性磷酸酶、蔗糖酶和脲酶活性呈显著波动或线性下降趋势,荒漠草地均显著大于灌丛地（P<0.05）。土壤微生物特性和酶活性在各样地不同微生境均表现为植丛显著大于空斑（P<0.05）。随着植被转变过程土壤水分、全碳、全氮与土壤微生物（放线菌、土壤微生物量碳氮、过氧化氢酶、脲酶、碱性磷酸酶）呈极显著正相关（P<0.01）,土壤有机碳、全磷与土壤微生物量碳、脲酶呈显著正相关（P<0.05）,pH与土壤微生物无显著关系（P>0.05）;放线菌数量、过氧化氢酶、碱性磷酸酶和脲酶活性与微生物量碳、氮呈极显著正相关（P<0.01）,细菌、真菌数量和蔗糖酶活性与微生物量碳、氮呈正相关（P>0.05）。荒漠草原向灌丛地过渡转变过程,虽各指标存在升高、降低或过渡边界效应,但当过渡到灌丛地均显著低于荒漠草地,表明该年限灌丛地土壤微生物活性显著降低。     

兰州市中心城区道路绿地土壤pH和养分特征

为掌握兰州中心城区道路绿地土壤pH和养分状况,找出主要限制因子并提出解决办法,以行道树周边土壤为研究对象,分0?30和30?60 cm两个土层,根据土壤有无植被覆盖,分裸露和植被覆盖两组采样,运用分组回归方法分析土壤pH与土壤肥力间相关性,研究不同pH组道路绿地土壤养分的基本状况。结果表明:1)土壤pH在7.91~9.39,均值8.49,土壤pH整体较高,其中33.42%和0.47%的道路绿地分别为强碱性和极强碱性;土壤有机质含量在5.30~47.80 g·kg^?1,平均值18.29 g·kg^?1,其中37.64%和21.77%道路绿地的土壤有机质含量分别为较缺乏和严重缺乏;土壤碱解氮含量在5.24~167.55 mg·kg^?1,平均值48.54 mg·kg^?1,其中35.68%和5.95%的道路绿地分别为较缺乏和严重缺乏;土壤有效磷含量在4.68~184.46 mg·kg^?1,平均值45.66 mg·kg^?1,其中19.58%和1.67%的道路绿地分别为较缺乏和严重缺乏;土壤有效钾含量在72.35~449.64 mg·kg^?1,平均值177.60 mg·kg^?1,有效钾含量不缺乏。2)裸露土壤0?30 cm土层有机质、碱解氮、有效磷和有效钾均显著高于30?60 cm土层(P<0.05);植被覆盖土壤0?30 cm土层中碱解氮和有效钾均显著高于30?60 cm土层(P<0.05)。3)土壤pH分组研究表明,土壤pH与有机质、碱解氮、有效磷存在显著的负相关关系(P<0.05),高pH是限制兰州市道路绿地土壤养分发挥的重要因子。4)植被覆盖显著降低土壤pH(P<0.05),显著提高有机质、碱解氮和有效磷含量(P<0.05)。因此,对裸露地表进行植被覆盖可有效改善道路绿地土壤存在的主要问题。     

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。     

浑善达克沙地3种灌木土壤分形特征与养分关系

以浑善达克沙地广泛分布的3种典型荒漠草原灌木柄扁桃、小叶锦鸡儿和狭叶锦鸡儿灌丛下土壤为研究对象,测定分析3种灌丛下0~60 cm土层深度的土壤颗粒机械组成、土壤体积分形维数和土壤养分含量的垂直分布特征,探讨草原灌丛化后土壤分形特征与土壤肥力的关系,揭示灌丛植被在荒漠草原的生存与扩散机制。结果表明,3种典型灌丛形态结构存在差异,拦截风沙流后沉积在灌丛下的土壤粒度特征不同,其中粘粉沙体积含量和分形维数在不同物种间差异显著(P<0.05)。土壤分形维数表现为小叶锦鸡儿(2.346)>狭叶锦鸡儿(2.259)>柄扁桃(2.149)>裸沙地(2.057);土壤分形维数主要由粒径小于0.25 mm的粘粉沙(<0.05 mm)、极细沙(0.05~0.1 mm)和细沙(0.1~0.25 mm)体积百分含量决定,其中0.1 mm粒径是决定研究区灌丛下土壤分形维数的临界粒径,即小于该粒径的粘粉沙、极细沙含量越多,土壤分形维数越高。灌丛下土壤有机质和全氮含量与土壤分形维数存在极显著正相关关系(P<0.01);土壤有机质含量随土层深度增加而递减,全氮和全磷含量随土层波动性较强,不同物种间土壤有机质和全氮含量差异显著(P<0.05),而全磷含量差异不显著。灌丛覆盖的土壤结构和肥力均较裸沙地有明显改善,不同物种改良土壤的效果依次为小叶锦鸡儿>狭叶锦鸡儿>柄扁桃。     

狼毒斑块对狼毒型退化草地植被和土壤理化性质影响的研究

草地植物群落的物种组成变化影响草地土壤养分数量和分布格局,而土壤理化性质改变会加速原生植物被更适生于此土壤条件下的植物所代替。狼毒在退化草地中斑块状集群分布的格局可能会影响草地植物的群落结构和土壤养分循环过程。以退化草地中未防除狼毒和防除狼毒的狼毒斑块为研究对象,分析斑块内和斑块间草地植物群落的特征和土壤养分含量变化规律。结果表明: 1)未防除狼毒和防除狼毒斑块间的地上生物量、丰富度指数和Shannon-Wiener多样性指数显著低于未防除狼毒斑块内,而防除狼毒斑块内和斑块间的地上生物量和群落多样性指数差异不显著; 2)未防除狼毒斑块内土壤含水量、有机质含量、全氮含量、速效磷含量、铵态氮含量显著高于斑块间;同时,未防除狼毒斑块内土壤含水量、有机质含量、全氮含量显著高于防除狼毒斑块内,而防除狼毒斑块内土壤速效钾含量显著高于未防除狼毒斑块内。由此可见,狼毒斑块内土壤养分和水分含量比斑块间高,表现出明显的“肥岛”效应。针对狼毒型退化草地治理应严格控制草地载畜量并辅以防除狼毒、围封、施肥等草地改良措施,实现狼毒型退化草地的可持续利用。     

围封和放牧条件下高寒矮嵩草草甸土壤性质的比较

选取自2002年围封禁牧和持续冬季适度放牧两种处理下的高寒矮嵩草（Kobresia humilis）草地为研究对象,分别对其土壤呼吸速率、根系生物量、土壤含水量、土壤容重、土壤有机碳和全氮含量进行了比较分析。结果表明,持续冬季放牧条件下的土壤呼吸速率、根系生物量和土壤容重均高于围封禁牧的高寒草地,而土壤含水量、有机碳和全氮含量均显著低于围封草地。适度的放牧活动有利于地下生物量的积累,促进生物量向地下的转移,可以加速氮的矿化和土壤有机碳的分解,增加土壤的活性;适当的围封措施则可以保持土壤养分,避免土壤有机质流失。     

开垦种草对高寒草甸土壤理化性质的影响

对玛曲高寒草甸天然草地及开垦种草8年和20年草地土壤理化性质进行了比较研究。结果表明,土壤含水量天然草地显著高于开垦种草8年草地;土壤容重0～10 cm土层天然草地显著高于开垦种草20年草地;0～60 cm土层土壤有机碳含量天然草地显著高于开垦种草草地,比开垦种草草地高38.66%。土壤全氮、速效氮、全磷和速效磷含量天然草地显著高于开垦种草草地。土壤全氮、速效氮和全磷含量随开垦种草年限增加逐渐下降。各样地土壤全氮、速效氮与土壤有机碳呈显著正相关关系。