川西北草地退化现状、驱动力及对策分析

草地退化是过度放牧、开垦土地等人为活动及不利自然因素影响下草地生态系统逆行演替的一种过程.从植被和土壤两个方面论述了川西北草地的退化现状,并分别从自然和社会经济的角度分析了草地退化的驱动力,针对草地退化的原因提出相关的防治对策,以促进川西北草地畜牧业的可持续发展.     

不同利用方式下春秋草地植物群落特征及土壤养分的变化

[目的]对比不同利用方式对草地群落和土壤养分的影响,为制定合理的草地利用方案提供科学依据.[方法]调查确定新源县则克台镇春秋草地不同利用方式,对比分析草地植物群落特征和土壤养分的变化.[结果]放牧利用方式下土壤有机质、碱解氮、有效磷含量高于打草地,其中,划区轮牧和自由放牧草地土壤有机质含量高于分段放牧方式,划区轮牧和分段放牧草地土壤P、K含量高于自由放牧方式.分段放牧和划区轮牧物种数高于自由放牧和打草方式,划区轮牧的地上生物量最高.[结论]放牧利用方式在保持土壤养分、提高草地群落数量特征和生产性能上均高于打草地,划区轮牧是当地适宜的草地生产方式,而分段放牧具有潜在的优势,长期自由放牧则不利于草地可持续发展.     

亚高山退化草甸土壤性状分析及评价因子的选择

对草地质量的评价和退化草地的重建,有一个很重要的内容就是建立起能够准确反映草地质量状况的指标体系,这既可以为基层草地工作者提供判断草地退化程度的简明指标,也有助于开展草地生态保护和恢复重建工作。根据国内外对草地退化研究的最新认识,初步构建了选择衡量亚高山草甸退化程度的理化指标原则,并通过对川西北不同放牧强度退化草甸土壤理化性质的测试分析,研究了各理化指标的变异与草地退化的相互放大作用,从而初步确定了亚高山草甸退化程度的评价因子。     

新疆天山北坡山地草甸草地资源退化生态分析

通过对永久围栏不放牧草地、围栏放牧草地、不围栏放牧草地等进行草地植物群落和环境条件的综合调查;利用放牧空间梯度的方法,在一定范围内,随机扔取样圆,统计样地的植物种类;以Dyksterhuirs法评定草地基况,分析天山北坡山地草甸草地资源及退化程度.结果表明:(1)永久围栏不放牧草地植被组成接近原生植被,土质松软、土壤持水量好、地表平坦,基本上无鼠洞;(2)围栏放牧草地与不围栏离棚圈100和50 m放牧草地,优良牧草比例下降,增加植物占有很大比例,土壤硬度增加,保墒性能下降,地表有少量鼠洞;(3)栏外路边人类活动频繁区草地,增加植物增多,草地出现侵入者植物,土壤质地坚硬,地表有大量鼠洞,出现裸露与土丘.由此说明了天山北坡山地草甸出现了明显的退化特征.     

季节性休牧对不同放牧强度下草地植物群落特征的影响

[目的]研究通过季节性休牧对不同放牧强度下草地植物群落特征的影响,探讨适宜的放牧强度和休牧季节.[方法]试验在不同的放牧强度下设B1(春季休牧)、B2(夏季休牧)、B3(秋季休牧)控制小区,测定植被数量特征(盖度、高度、密度和产量).[结果]短期休牧对不同放牧强度下草地植物群落的盖度、高度、密度及地上生物量等数量特征影响差异不显著(P＞05);对物种丰富度的影响未表现出明显的差异性(P＞0.05),但经过短期休牧后,与放牧利用草地相比,草地物种数有所增加;同时表明季节性休牧对草地植物群落主要物种重要值的影响也不大(P＞0.05).[结论]季节性休牧能促进草地修复,但短时间休牧能否达到预期效果,还需长时间的研究才能得出科学的结论.     

内蒙古典型草原土壤微生物生物量研究

在内蒙古锡林河流域和皇甫川流域的典型草原,分别以放牧退化梯度和不同植物群落两系列的土壤样品作为研究对象,测定了土壤微生物生物量碳、氮,分析了其与放牧强度和地上植物群落的关系,以及土壤微生物生物量在内蒙古草原的生态分布变化.结果表明,内蒙古草原土壤微生物量碳、氮含量与土壤有机碳、全氮含量具有很好的相关性,可以作为评价草原土壤肥力的生物指标.过度放牧会导致土壤微生物生物量降低.不同地上植物群落维持的土壤微生物量不同.内蒙古草原沿东西走向土壤微生物量总体呈下降趋势.     

放牧和围封条件下草地土壤种子库特征研究

通过对比研究放牧草地、围封5年和10年草地.分析土壤种子库的种类组成、多样性特征以及种子库物种与地上植被的关系,揭示辽宁彰武地区草地围封后的土壤种子库特征.结果表明:放牧草地土壤种子库植物种数为9种,密度为(6573.15±210.14)粒·m-2:围封5年和10年草地种子库植物种数分别为9种和6种,密度分别为(9987.25±255.01)粒·m-2和(14675.16±535.72)粒·m-2.放牧草地土壤种子库群落中以1年生杂类草居多,围封草地则以多年生禾本科牧草和豆科牧草为优势种.放牧和围封5年、10年草地土壤种子库的丰富度指数分别为0.91.0.87和0.52.物种多样性指数呈现相同的变化趋势.3个样地土壤种子库与其地上植被之间相关性较低.     

长期围封对不同放牧强度下草地植物和AM真菌群落恢复的影响

为探明人为干扰对草地生态系统生态恢复的影响,以不同放牧强度试验草地为研究对象,调查了围封14a后草地植物群落的多样性,并应用第二代高通量测序技术454测序法分析了植物根际土壤中AM真菌的群落结构。研究结果显示,14a围封保育使得不同放牧强度小区与长期封育小区植被盖度及植物多样性指数基本恢复至同一水平。土壤速效磷含量在重度放牧小区最低(1.00 mg/kg),轻度放牧区最高(2.25 mg/kg),其它土壤理化性质指标在不同小区之间没有显著差异。通过分子鉴定发现所有土壤样品中AM真菌共有87个分类单元(VT),隶属于Diversispora、Otospora、Scutellospora、Glomeraceae Glomus、Rhizophagus、Paraglomus和Archaeospora 等7个属。对不同放牧强度小区AM真菌进行多样性分析,结果表明长期封育小区AM真菌Shannon多样性指数和Pielou均匀度指数最低,且显著低于中度放牧区,而AM真菌多样性在各放牧小区之间差异不显著。本研究表明长期围封可以有效促进退化草地植物群落的恢复,而AM真菌表现出与植物群落恢复的不同步性。对于草地生态系统退化及恢复过程中植物和土壤功能微生物类群的协同关系还需要进一步系统深入的研究。     

放牧与草地植物之间的相互关系

根据近年来国内外发表的有关草地放牧对植物影响方面的论述及研究结果,分析了放牧与草地植物生长发育、草地植物群落演替、草地植物的补偿性生长及草地植物生存策略之间的相互关系,得出适当强度的放牧对草地植物的分蘖繁殖有利,并且有利于草地植被的补偿性生长,提高草地产量.适当的放牧有利于草地植被结构的改善,提高优良牧草的比例.     

休牧后土壤养分空间异质性和植物群落α多样性

分析了内蒙古温带典型草原休牧 4年后的草地土壤养分空间异质性和植物群落α多样性。结果表明 :休牧后 ,土壤养分的空间异质性呈不同程度的增大趋势 ,随机性因素所占比例增加 ;物种多样性指数和均匀度指数均有降低趋势 ,即群落物种多样性增加 ,均匀度降低。不同放牧率退化草地休牧过程中 ,植物群落的生物量、群落高度、群落盖度和群落物种多样性与土壤养分分布均表现一致的正相关关系 ,但只有植物群落生物量和群落高度与土壤有机碳、全氮、无机氮、土壤有效磷和有效硫相关性显著 (P <0 0 5 )。围封禁牧只是退化草地的一种利用方式 ,在围封一定时期后还要进行适度放牧或刈割 ,以保持草地植被的一定均匀度 ,防止 2次逆行演替发生。     

禁牧休牧对藏北高寒草甸物种多样性和生物量的影响

通过对藏北高寒草甸禁牧3a(JM3)、禁牧5a(JM5)、禁牧7a(JM7)、休牧5a(XM5)和自由放牧(FM)等不同管理措施样地的植物群落物种多样性、群落高度、群落盖度、地上生物量和地下生物量的实地调查与分析,探讨了禁牧和休牧对藏北高寒草甸物种多样性和生物量的影响。结果表明,禁牧样地的群落丰富度指数、多样性指数均显著高于休牧和自由放牧样地,而禁牧3a和5a显著高于禁牧7a;禁牧3a的均匀度指数显著低于禁牧5a和7a,其禾草和莎草的重要值则高于其他样地;禁牧5a样地地上生物量最高,为84.2 g/m2,并且其地下生物量与地上生物量的比值最小。在藏北地区,禁牧5a不仅可维持较高的高寒草甸物种多样性,而且还能够明显提高高寒草甸可利用生物量,但是禁牧5a以上将不利于维持较高的物种多样性和草地可利用生物量。     

青海湖流域高寒草原对放牧时间的响应

以青海湖北岸刚察县哈尔盖镇冬春草场高寒草原为研究对象,对比研究传统放牧样地与牧草返青前-种子成熟脱落后再放牧样地中植被群落的特征变化,为缓解青海湖流域高寒草原生态退化提供新的措施.采用野外随机样方调查方法,在刚察县哈尔盖镇冬春草场选定常规放牧与牧草返青前至种子脱落后放牧试验样地进行草地群落特征数据调查.研究表明:牧草返青前-种子成熟脱落后再放牧能显著提高高寒草原群落盖度与地上生物量;同时,放牧时间改变对高寒草原植物群落伴生种组成有一定影响,主要表现为优良牧草重要值显著增加,常规放牧时间下耐牧性品种占优;此外,放牧时间改变对群落丰富度有显著影响,但对群落多样性及均匀度没有显著影响.可见,牧草返青前-种子成熟脱落后再放牧能缓解高寒草原生态退化.     

青海湖流域高寒草原对放牧时间的响应

以青海湖北岸刚察县哈尔盖镇冬春草场高寒草原为研究对象,对比研究传统放牧样地与牧草返青前-种子成熟脱落后再放牧样地中植被群落的特征变化,为缓解青海湖流域高寒草原生态退化提供新的措施。采用野外随机样方调查方法,在刚察县哈尔盖镇冬春草场选定常规放牧与牧草返青前至种子脱落后放牧试验样地进行草地群落特征数据调查。研究表明：牧草返青前-种子成熟脱落后再放牧能显著提高高寒草原群落盖度与地上生物量;同 时,放牧时间改变对高寒草原植物群落伴生种组成有一定影响,主要表现为优良牧草重要值显著增加,常规放牧时间下耐牧性品种占优;此外,放牧时间改变对群落丰富度有显著影响,但对群落多样性及均匀度没有显著影响。可见牧草返青前-种子成熟脱落后再放牧能缓解高寒草原生态退化。     

季节放牧对高寒草原植被群落和生物量的影响

为研究不同放牧时段对高寒草原植被群落和生物量的影响,对青海省海北高寒草原的连续放牧地、暖季放牧地以及冷季放牧地进行群落调查、样品采集和统计分析。结果表明:与常年连续放牧相比,暖季放牧和冷季放牧显著提高高寒草原的群落高度、群落盖度和代表性牧草高度;季节性放牧较常年放牧显著增加禾本科生物量、莎草科生物量、地上总生物量和优质牧草产量;地下总生物量变化趋势为冷季放牧暖季放牧连续放牧,其中冷季放牧显著高于常年放牧;冷季放牧地的草地生产力显著高于常年放牧地,但与暖季放牧地的草地生产力差异不显著。在海北高寒草原地区,采用季节性放牧有助于提高高寒草原群落高度、盖度和草地生产力。可以适当鼓励牧民进行季节性放牧,促进天然草地合理利用。     

短期氮素添加和模拟放牧对青藏高原高寒草甸生态系统呼吸的影响

氮沉降和放牧是影响草地碳循环过程的重要环境因子,但很少有研究探讨这些因子交互作用对生态系统呼吸的影响。在西藏高原高寒草甸地区开展了外源氮素添加与刈割模拟放牧实验,测定了其对植物生物量分配、土壤微生物碳氮和生态系统呼吸的影响。结果表明:氮素添加显著促进生态系统呼吸,而模拟放牧对其无显著影响,且降低了氮素添加的刺激作用。氮素添加通过提高微生物氮含量和土壤微生物代谢活性,促进植物地上生产,从而增加生态系统的碳排放;而模拟放牧降低了微生物碳含量,且降低了氮素添加的作用,促进根系的补偿性生长,降低了氮素添加对生态系统碳排放的刺激作用。这表明,放牧压力的存在会抑制氮沉降对高寒草甸生态系统碳排放的促进作用,同时外源氮输入也会缓解放牧压力对高寒草甸生态系统生产的负面影响。     

黄河源区高寒草甸不同退化阶段草地特征研究

[目的]探明黄河源区高寒草甸不同退化阶段的草地特征。[方法]以曲麻莱县麻多乡高寒草甸作为研究对象,通过对不同退化梯度高寒草甸的植物特征、群落特征和土壤特征进行调查和研究,确定这些特征与高寒草甸草地退化之间的关系。[结果]随高寒草甸草地退化程度的加剧,物种多样性指数、可食牧草产量、土壤的养分含量和含水量均表现为降低规律;鼠害在轻度退化和重度退化的草地上表现较为严重,而在原生植被和极度退化草地上的程度则较轻度退化和重度退化的轻。[结论]黄河源区高寒草甸不同退化阶段草地具有不同特征。     

川西北森林皆伐迹地和四川嵩草草甸土壤及其草本群落的比较研究

通过样方调查,取样地上地下生物量,分析土壤理化性质,对川西北森林皆伐迹地和四川嵩草草句土壤及其草本群落进行比较研究。结果发现：①森林皆伐迹地土壤的有机质含量、孔隙度、全氮、全磷、全钾和铵态氮高于四川嵩草草甸土壤,硝态氮和容重低于四川嵩草草甸土壤。四川嵩草草句土壤劣于皆伐迹地,其自然恢复是一个较长期的过程。②森林皆伐迹地的草本群落以禾本科植物为优势种,主要植物是禾本科与杂类草;四川嵩草草甸以莎草科植物为优势种,主要植物是莎草科与杂类草。皆伐迹地的草本群落高度、物种数、Margalef指数和Shannon—Wiener多样性指数高于四川嵩草草甸,但密度与物种均匀度低于四川嵩草草甸,皆伐迹地的草本群落不是一个稳定的群落。森林皆伐迹地草本群落与四川嵩草草甸的生物量没有不同。减轻放牧压或进行封育,四川嵩草草甸植被是能够恢复到以禾本科牧草为主的优良草地的。③森林皆伐迹地与四川嵩草草甸草本植物群落优势层片的植物种类不同,群落外貌不同。     

长期围栏封育对天山中部草地土壤有机碳及微生物量碳的影响

以天山中部中科院巴音布鲁克草原生态观测站三种类型草地长期(26 a)围栏封育样地为研究对象,通过野外调查取样结合室内分析的方法,研究了长期(26a)围栏封育对草地土壤有机碳和微生物量碳含量的影响,结果表明:(1)围栏外(自然放牧条件下),表层的土壤有机碳含量为高寒草甸(165.29 g·kg-1)＞高寒草甸草原(98.73 g·kg-1)＞高寒草原( 83.54 g·kg-1),微生物量碳含量依次为高寒草甸草原(181.70 mg·kg-1)＞高寒草甸(146.37 mg· kg-1)＞高寒草原( 43.06 mg· kg-1).围栏封育后,高寒草甸、高寒草甸草原、高寒草原表层土壤有机碳含量分别提高了 11.37％、3.26％和2.21％;高寒草甸草原和高寒草甸微生物量碳含量分别增长2.89％和12.04％,而高寒草原降低40.36％.(2)从围栏内外土壤剖面来看,土壤有机碳、微生物量碳含量随着土壤深度的增加依次降低,微生物熵也随土壤深度的增加呈现降低的趋势.(3)微生物量碳含量与土壤速效钾、全磷含量达到极显著负相关(P＜0.01),与速效磷含量达到极显著正相关(P＜0.01),与土壤有机碳、全氮、全钾含量呈显著正相关(P＜0.05)与土壤速效氮含量正相关,但不显著.     

不同放牧强度下温性草甸草原土壤生物性状及与地上植被的关系

【目的】土壤微生物数量和酶活性是土壤质量和生态系统功能变化的敏感指标,是判别干扰条件下土壤生态系统退化的重要生物学指标。研究不同放牧强度下温性草甸草原土壤生物性状及其与地上植被的关系,以了解放牧作用下草原土壤与植被退化的过程和机制,为退化草地生态恢复提供理论依据。【方法】以呼伦贝尔草甸草原肉牛控制放牧试验为平台,分析4种不同放牧强度（对照区G_0.00：0.00 Au·hm^-2、轻度放牧G_0.23：0.23 Au·hm^-2、中度放牧G_0.46：0.46 Au·hm^-2、重度放牧G_0.92：0.92 Au·hm^-2）下温性草甸草原地上植被、土壤微生物生理群数量以及土壤酶活的特性,并探讨土壤生物性状与地上植被指数的相关性。【结果】氨化细菌、好气性纤维素分解菌、嫌气性纤维素分解菌的最高值出现在轻度放牧G_0.23处理,好气性固氮菌、嫌气性固氮菌在中度放牧G_0.46处理最多。随着放牧强度的增加,除过氧化氢酶外,碱性磷酸酶、脲酶、蔗糖酶均随放牧压力的增加显著降低（P＜0.05）,植被盖度、群落生物量、植被多样性指数明显下降。各土壤微生物数量（除硝化细菌外）与地上植被物种丰富度、植被盖度、群落多样性指数、生物量均成正相关;碱性磷酸酶和脲酶均与植被盖度、群落多样性指数、群落生物量显著正相关（P＜0.05）。【结论】不同放牧强度下温性草甸草原土壤生物性状出现了不同程度的变化,土壤酶活性比微生物生理群数量更能表征土壤生态系统当前所处状态,其同地上植被指数有更好的相关性。     

放牧强度对高寒草地不同类群土壤动物的群落结构和多样性的影响

【目的】明确放牧强度对高寒草地生态系统中不同类群土壤动物群落结构和多样性的影响。【方法】2014年9月在川西北红原县的西南民族大学“青藏高原生态保护与畜牧业高科技研究示范基地”内选取轻度放牧（light grazing,LG,15 sheep/hm²）、中度放牧（medium grazing,MG,22 sheep/hm²）、重度放牧（heavy grazing,HG,36 sheep/hm²）及无放牧（对照）(no grazing,NG) 4个样地。使用Vortis便携式吸虫器采集地表小型节肢动物;用环刀采集0-5、5-10和10-15 cm层土样,每层采2份,分别用干漏斗法（Tullgren）和湿漏斗法（Baermann）分别分离土壤节肢动物和土壤线虫。【结果】主成分（PCA）分析结果表明,无放牧处理与其他放牧处理样地间的3类土壤动物群落结构均存在明显差异,说明放牧对土壤动物群落结构具有显著影响;而土壤线虫群落结构在3种放牧强度之间的差异最明显,其次是地表节肢动物,土壤节肢动物群落结构在3中放牧强度间的差异相对最小。3种放牧强度样地中的土壤节肢动物及土壤线虫的群落密度均显著高于无放牧处理样地(P＜0.01),而地表节肢动物群落密度则以轻度放牧样地最低。地表节肢动物的类群数随放牧强度增加而增加,但不同放强度间无显著差异（P＞0.05）;Shannon多样性指数和Pielou均匀度指数均随放牧强度的增加呈先下降后增加的变化趋势,且以无放牧处理最高,中度放牧处理最低,不同放牧强度间具有显著差异(P＜0.05)。土壤节肢动物的类群数和Shannon多样性指数均呈先增加后下降的变化趋势,且均是中度放牧强度样地的多样性显著高于其他放牧强度样地(P＜0.05);而Pielou 均匀度指数无明显变化趋势（P＞0.05）。土壤线虫的类群数以轻度放牧最高,Shannon多样性指数则是随放牧强度增加而下降,Pielou均匀度指数呈先下降后增加的趋势,以中度放牧最低,无放牧处理最高;单因素方差分析结果表明土壤线虫的多样性指数在各放牧处理间均有显著差异（P＜0.05）。多元回归分析结果表明地表和土壤节肢动物的密度和多样性指数与土壤化学性质呈显著相关（P＜0.05或P＜0.01）,土壤线虫群落密度和多样性指数与土壤化学性质和放牧强度呈显著相关(P＜0.01)。【结论】不同类群土壤动物对放牧强度的响应不同,重度放牧有利于地表节肢动物,中度放牧利于土壤节肢动物,轻度放牧利于土壤线虫。因此在评价放牧对草地生态系统的影响时选取合适的土壤动物类群非常关键。