生物土壤结皮对黄河源区人工草地植被与土壤理化性质的影响

为探讨高寒地区生物土壤结皮（Biological Soil Crusts,BSCs）在人工草地演替中的生态作用,揭示其对人工草地植被与土壤养分恢复的影响规律。本研究选择在青海省玛沁县5个建植年限（18,14,11,4,和1年）的人工草地,调查各年限草地中BSCs的分布情况,以及BSCs的特征与植被分布特征和土壤理化性质的关系。结果表明：不同建植年限人工草地中BSCs的类型、盖度、厚度各不相同,较长建植年限人工草地中BSCs的多样性大、种类多,主要包括苔藓、地衣以及藻类,而建植年限短的人工草地中仅分布少量的苔藓,但厚度较大。BSCs盖度与禾本科（Gramineae）植物盖度、密度以及地上生物量显著正相关（P<0.05）,但与植被平均高度以及0~10 cm地下生物量显著负相关（P<0.05）。BSCs能调节pH,对累积土壤养分有明显作用,能显著增加建植年限长（14和18年）的人工草地中表层（0~5 cm）土壤速效养分以及建植年限短（1和4年）的人工草地中的全效养分含量（P<0.05）;在建植年限短的草地中,BSCs可减小（P<0.05）土壤粒径,增加（P<0.05）土壤细颗粒（细砂粒、黏粉粒）含量。本研究揭示,建立人工草地有利于增加BSCs盖度、厚度以及多样性,同时BSCs对人工草地地上生物量的增加和土壤结构和养分的恢复具有重要意义。     

不同生长年限青海草地早熟禾栽培草地植被群落特征

在祁连山区以空间序列代替时间序列的方法,调查了2012～2016年在黑土滩退化草地上利用根茎型青海草地早熟禾建植的人工草地植被群落特征,研究不同种植年限的人工草地植被的变化规律。结果表明:随着建植年限的增加,栽培草地群落盖度、植株高度、地上植物量均呈上升趋势且差异显著(P 0. 05),物种丰富度指数和多样性指数存在显著差异(P 0. 05);土壤含水量和容重也有很大的改善。     

相同建植年限不同人工草地植被特征年际动态研究

建植人工草地不仅是恢复极度退化高寒草地的主要措施,同时也是家畜重要的饲草来源,然而人工草地退化、使用年限较短也成为高寒地区建植人工草地的亟需注意的问题。本研究以5个草种的单播草地和混播草地为研究对象,研究了不同建植年限个草地植被特征及草场质量指数的变化。结果显示:青海草地早熟禾作为根茎型草种,随着栽培年限的增加,植被高度虽逐年降低,但植被盖度则保持较高的水平。相同管理水平下,不具根茎繁殖的麦宾草、垂穗披碱草、青海中华羊茅和青海冷地早熟禾单播人工草地植被高度和盖度均随栽培年限的增加而降低。随着栽培年限的增加,混播人工草地由于兼顾了上繁草和下繁草的搭配,其群落发育也趋于稳定,植被盖度有所降低,但差异不显著。     

青海草地早熟禾栽培草地植被特征及土壤物理性状动态

摘要:为了探索三江源区“黑土型”退化草地上建植的青海草地早熟禾（Poa pratensis cv．Qinghai）栽培草地群落植被特征、物种组成、多样性指数和土壤物理性状的变化趋势,对不同生长年限的栽培草地进行了实地调查。结果表明,不同建植年限栽培草地群落盖度、植株高度、地上植物量均呈下降趋势,且不同建植年限草地之间存在显著差异（P<0.05）,随着生长年限的延长,不同建植年限栽培草地之间物种数和Shannon Wiener指数差异不显著（P>0.05）,均匀度指数存在显著差异（P<0.05）。生长9年的青海草地早熟禾土壤含水量和土壤容重均比2年草地的高,且2年和9年的草地各土壤层含水量差异不显著(P>0.05),9年比2年草地各土层土壤容重增加0.03～0.33 g/cm3 。     

黄河源人工草地土壤微生物多样性对建植年限的响应

本研究选择青海省玛沁县不同建植年限高寒人工草地(18,14,11,4和1年),通过调查人工草地表层(0～5cm)土壤微生物分布特征,旨在探讨高寒地区人工草地不同建植年限对表层土壤微生物变化特征以及植被的影响。主要结果表明,随着人工草地建植年限的增长,表层(0～5 cm)土壤微生物OTUs数量逐渐增加,但原核微生物多样性指数(除Simpson指数外)均显著大于真核微生物(P0.05)。各年限人工草地原核优势微生物种类相同,分别为变形菌门(Proteobacteria)和芽单胞菌属(Gemmatimonas);真核优势微生物种类也相同,分别为子囊菌门(Ascomycota)和Knufia属,且各建植年限间优势微生物丰度有较大差异。分析人工草地植被特征与微生物关系发现:原核微生物OTUs数量与植被多样性关系密切(P0.01),真核微生物OTUs数量与植被总盖度、生物土壤结皮(BSCs)盖度极显著相关(P0.01);真核优势微生物丰度与部分植被特征如植被多样性指数等有较好的相关性(P0.05)。因此,人工草地的恢复演替有利于促进微生物多样性的恢复,但人工草地土壤微生物多样性的恢复需要的时间会更长。     

不同建植年限人工草地植物群落和土壤有机碳氮特征

研究三江源人工草地的植物群落和土壤有机碳氮特征,有助于评价退化草地修复效果。本试验以天然草地和黑土滩作为对照,与建植5,12,19年的人工草地的植物群落土壤有机碳氮特征进行了比较。结果表明：人工草地的建植提高了地上生物量和植物群落盖度;不同草地植物群落组成存在差异。土壤有机碳和土壤全氮含量变化趋势呈现为：天然草地 > 人工草地 > 黑土滩。冗余分析表明,0~10 cm土层的含水量、容重、全氮含量和20~30 cm土层的pH是影响不通建植年限人工草地植物群落的主要因子。建植19年的人工草地植物群落相对稳定,但还未达到恢复为天然草地的状态,应加强人工草地的养分添加和土壤改良。     

新疆伊犁不同建植年限混播栽培草地植物多样性分析

对新疆伊犁不同建植年限混播栽培草地植物多样性分析表明,随建植年限的延长,栽培草地丰富度指数呈增加趋势,物种多样性、均匀度表现出先减后增趋势,生态优势度呈先增后减趋势,这种变化促进了原生群落中优良牧草的生长.建植3年的草地,群落植物多样性达到最高.表现出建植3年(Ⅲ)>建植1年(Ⅰ)>建植2年(Ⅱ)的规律.β多样性的分析...     

高寒人工草地植物生态化学计量及其内稳性特征

以三江源区建植3年、7年、16年和20年的高寒混播禾本科人工草地为研究对象,分析人工草地土壤和植物碳、氮、磷含量及其生态化学计量比对建植年限的响应,对比植物群落和不同功能群碳、氮、磷含量、生态化学计量比及养分的内稳性特征。结果表明：随着建植年限的增加,人工草地0～10 cm、10～20 cm和20～30 cm土层的碳含量、氮含量、碳磷比和氮磷比总体上表现出先升后降的变化趋势,而磷含量和碳氮比分别呈现出升高、降低、再升高和降低、升高、再降低的变化特征,建植7年人工草地土壤碳、氮、磷含量最高。总体上,人工草地植物碳含量、碳氮比、碳磷比和氮磷比按照禾本科植物>植物群落>杂类草的顺序依次递减,氮含量和磷含量则表现为杂类草>植物群落>禾本科植物。随着建植年限的增加,植物群落和杂类草除碳氮比以外的其余指标均有着相似的变化特征,而禾本科植物碳含量、氮含量和碳氮比的变化特征与植物群落和杂类草相比存在一定差异。此外,不论在群落尺度还是功能群尺度,植物氮磷比均在8.0以下,表明人工草地植物的生长主要受氮限制。内稳性模型的拟合结果显示,植物群落和禾本科植物的氮含量和氮磷比表现为绝对稳...     

喀斯特地区不同年限桂牧1号象草草地土壤养分特征

人为干扰和管理措施对喀斯特地区生态恢复影响显著。本研究以典型喀斯特地区种植1年(1-y G)、5年(5-y G)和7年(7-y G)的桂牧1号杂交象草(Pennisetum purpureum cv.Guimu-1)栽培草地为研究对象,以玉米(Zea mays)种植地(CK)作为对照,分析不同建植年限下栽培草地对地上部分生物量、土壤养分含量及微生物量碳的影响。结果表明,1)建植年限对桂牧1号草地地上部分生物量影响显著(P0.05),表现为7-y G1-y G5-y G。2)桂牧1号草地0-50cm土层土壤N、P、K随建植年限呈现先下降后升高的趋势,建植5年的牧草地土壤N、P、K养分含量普遍较低;土壤有机碳含量在各土层均以建植7年草地最高,5年草地最低。土壤表层(0-10 cm)微生物生物量碳表现为1-y G5-y G7-y G,且7年草地分别比1年和5年草地增加了32.37%和19.18%。3)桂牧1号草地土壤有机碳、全氮、全磷、全钾含量及土壤表层微生物生物量碳均高于相应土层玉米地,而碱解氮、速效磷和速效钾含量则刚好相反。因此,相比玉米农耕地,桂牧1号栽培草地能有效提高喀斯特地区土壤肥力,其中,以建植7年的草地固碳效果最好,"种草养畜"是喀斯特地区生态恢复与重建的有效措施。     

不同建植年限混播人工草地主要植物种群空间分布格局分析

为了探讨不同建植年限人工草地植被群落结构的特征和变化规律,采用扩散系数、负二项式K值、聚块指数、聚集强度等4项指标,对建植1～3年的混播人工草地植物种群分布格局分析表明,随建植年限的延长,主要植物种群中播入种的分布类型,由建植当年的聚集分布或随机分布,均变为3年时的全部集群分布状态,非播入种的分布类型由建植当年的全部随机分布状态,均变为3年时的全部集群分布状态;草地建植3年内,主要种通过种内、种间作用对聚集程度进行了调整。播入种的聚集程度绝大多数呈先减弱后增强趋势,3年草地非播入种的聚集程度较1年和2年的明显增强,形成了草地建植3年时种间共存的暂稳定状态。     

高山草甸垂穗披碱草人工草地群落特征及稳定性研究

通过对江河源区人工草地建成后植被恢复效果、生长动态、植物群落特征、环境因子及其演替的分析表明：植物生长季节，垂穗披碱草人工、半人工草地地上生物量和高度的增长趋势符合“慢（初期）-快（中期）-慢（后期）”的S型规律，植被盖度的增长趋势符合“快（初期）-慢（中期）-慢（后期）”的规律。人工草地建植后第二年，物种多样性指数、生物量、优势种群特征、草场质量和土壤特征因不同草地类型而有所变化。人工草地在建成后4年内植物群落由“生产稳定性”急剧向“生态稳定性”转化，呈现出明显的退化态势，退化原因与毒杂草侵入和有效养分逐步匮缺有关。加强高寒地区人工草地建成以后的后期管理如灭杂、灭鼠、施肥和禁止放牧等，对防止人工草地退化，提高利用效率，保证垂穗披碱草人工草地生产稳定性与生态稳定性之间的平衡极为重要。     

草种配置对高寒人工草地群落多样性和生产力的影响

本试验在黄河源区河南县研究了不同播种物种数（1,3,6,9,12,15）草种组合的人工群落配置对植被群落多样性和生产力的影响,旨在找到最优的群落配置组合,以期为今后人工草地的科学管理和退化草地快速恢复提供理论依据。研究结果表明：与对照相比,人工草地建植第1年和第2年植被地上生物量均显著（P<0.05）增加,其中3个草种组合的地上生物量最高。各处理物种丰富度、Shannon-Wiener多样性指数﹑均匀度指数在第1年和第2年之间差异不显著（P>0.05）,其中9个草种组合的Shannon-Wiener多样性指数最大。人工草地建植第1年播种物种数与地上生物量呈显著正相关（P<0.05）,而在第2年无显著相关关系。播种物种数与物种丰富度﹑Shannon-Wiener多样性指数和均匀度指数在2018年和2019年均呈显著正相关（P<0.05）。在2018年,地上生物量与物种丰富度和Shannon-Wiener多样性指数均无显著相关关系,在2019年,线性关系表现为极显著负相关（P<0.01）,地上生物量和均匀度指数在2018年和2019年均呈显著负相关（P<0.05）。综上,在高寒人工草地建植初期,以生产力为主时,建议选择3物种组合;以多样性为主时,建议选择9物种组合。     

黄土丘陵区铁杆蒿群落植被特性及土壤养分特征研究

对黄土丘陵区森林草原带铁杆蒿种群演替变化中不同恢复年限的群落植被特征和土壤养分进行分析,结果表明,随着植被恢复年限增加,群落物种组成不断变化,群落总盖度、地上与地下生物量逐渐增加,群落多样性指数先增加后减小再趋于稳定,丰富度指数缓慢升高但变幅不大,而均匀度指数与多样性、丰富度指数变化趋势相反;土壤有机碳、全氮、全磷、碱解氮和速效钾增加且上层土壤养分恢复较下层块。群落植被因子与表层土壤养分相关分析表明,植物群落总盖度、铁杆蒿盖度、群落物种多样性指数、群落地上与地下生物量与表层土壤(0~20 cm)养分间均呈现正相关关系,铁杆蒿盖度与群落总盖度、表层土壤有机碳、碱解氮间呈显著正相关,与群落地下生物量和丰富度指数(Ma)间的相关性达到极显著水平。群落地上与地下生物量、有机碳和碱解氮间存在显著正相关。群落地下生物量与Ma间存在显著正相关,与土壤有机质、碱解氮达到极显著水平。这说明群落生物量可以在土壤养分因素的作用下得以显著恢复,土地生产力的提高又促进演替的进行。     

不同建植期人工草地优势种植物根系活力、群落特征及其土壤环境的关系

以三江源区重度退化草地(“黑土滩”)作为对照试验,研究了6 年人工草地和10 年人工草地优势种植物－垂穗披碱草根系活力、植物群落数量特征、土壤理化特征、6 种土壤酶活性,分析人工草地优势种植物根系活力、群落数量结构与土壤微环境的关系。研究结果表明,6 年人工草地的禾本科植物生物量最大、豆科植物开始入侵;10 年人工草地的禾本科植物较6 年人工草地生物量降低,杂类草生物量最大,豆科植物大量入侵,开始出现莎草科植物;人工草地根层土壤理化性质明显发生变化,土壤含水量、有机质、全氮、速效氮、全磷和速效磷的含量提高,土壤容重、温度、pH值降低;6 年和10 年人工草地的蔗糖酶、碱性磷酸酶、蛋白酶、脲酶的活性提高,多酚氧化酶活性降低,过氧化氢酶活性变化规律不明显。植物群落特征与土壤含水量、有机质、速效氮、全磷和水解酶类正相关,与土壤容重、pH值、多酚氧化酶负相关;垂穗披碱草根系活力与土壤含水量、pH值、蛋白酶、碱性磷酸酶和多酚氧化酶活性负相关;垂穗披碱草根系活力变化的趋势是6 年人工草地高于10 年人工草地,土壤微环境的改变使得植物间对于土壤资源利用竞争增大,植物根系活力随群落物种组成、生物量的分配而改变。     

黄土区封育和放牧草地物种多样性和地上生物量对氮素添加的响应

氮素添加对草地生态系统地上生物量具有普遍促进作用,但对解释引起物种多样性丧失的机制仍存在较大争议。本研究以黄土高原半干旱区长期封育和连续放牧草地为对象,通过设置不同氮素添加水平来探索两种典型的草地管理方式下群落地上生物量、物种多样性、群落组分结构对氮素添加的响应及其异同以及物种多样性与地上生物量的关系,并研究这些响应的潜在生态学机制。结果显示,1)氮素添加显著提高长期封育草地地上生物量的同时降低了物种多样性;放牧草地群落地上生物量、物种多样性对氮素添加的响应与封育草地相同,但其响应程度均小于封育施肥草地;2)草地群落物种多样性随地表凋落物生物量增加而降低,随植被透光率增加而升高; 3)封育施肥草地Shannon-Wiener多样性指数与地上生物量存在显著线性负相关关系,而放牧施肥草地的物种多样性与地上生物量不存在显著的相关关系。以上结果表明放牧能够减缓施肥对物种多样性的负效应,在轻微降低物种多样性的前提下显著提高群落地上生物量,是一种合理的草地管理方式。     

季节放牧对典型草原植物群落不同生长季特征的影响

在内蒙古典型草原区建立放牧试验平台,研究秋季、冬季和初春放牧对草地植物返青期土壤温湿环境和植物生长以及生长旺季植物群落地上生物量及其构成的影响。结果表明:在草地返青季,秋季放牧草地表层土壤湿度相对于其他处理显著降低,而温度相对升高;土壤表层湿度与草地枯落物总量、立枯量呈显著正相关;秋季和冬季放牧显著降低草地返青期的地上生物量;秋季放牧显著降低优势植物地上生物量;而初春放牧不影响草地返青期的群落生物量。在生长旺季,初春放牧草地群落及其高大优势植物大针茅和羊草的生物量显著增加,而其下层的糙隐子草和杂类草生物量显著减少。     

鼢鼠土丘植被恢复演替过程中的物种多样性变化

中华鼢鼠是亚高寒草甸的主要害鼠之一,其觅食掘洞的活动严重地破坏了草地原有的植被,同时也影响土丘植被恢复演替的过程。本研究调查分析了亚高寒草甸的鼢鼠土丘植被演替过程中群落种类组成,其结果表明,1)随着演替时间的推移,物种丰富度呈单调递增;2)Shanon-Wiener指数在群落演替初期先迅速增加,至顶极又略微降低;3)用相异性指数公式计算群落物种组成间的变化情况,结果显示,次生演替初期群落间物种组成的相异性程度较高;随着演替时间的推移,这种相异性逐渐减小。因而,鼠丘植被的演替过程是一个由分异至趋同的过程。     

川西北高原3种禾本科牧草根系特征比较研究

探究3种栽培牧草根系特征的差异,对维系川西北退化高寒草地地下生态系统结构和功能意义重大.本研究采用微根管原位监测与室内分析相结合的方法对紫羊茅、垂穂披碱草及老芒麦单播人工草地的根系特征及其土壤环境进行比较分析.结果表明:1)3种栽培牧草根系生长存在明显的季节节律,5-7月为生长高峰期,7-8月为现存高峰期,8-9月为死...     

不同施肥水平下高寒矿区煤矸石山植被和土壤恢复效果研究

煤矿开采过程中堆积的煤矸石山土壤营养元素缺乏,施肥是改善土壤理化状况、促进植被重建的有效手段。以高寒矿区煤矸石山人工建植草地为研究对象,通过设置轻施肥、中施肥、重施肥、1年不施肥、多年不施肥处理,研究不同施肥水平下的草地群落结构、植物生长和土壤性质变化特征,同时分析植物和土壤因子之间的关系,探讨该地区生态系统恢复的适宜施肥水平。结果表明：不同施肥水平的样地物种组成未发生明显变化。与对照相比,重施肥引起群落多样性、均匀性指数显著下降（P<0.05）,多年不施肥引起群落丰富度、多样性指数显著下降（P<0.05）,施肥过多或多年不施肥均不利于草地群落稳定。与对照相比,轻施肥、中施肥和重施肥措施均不同程度上增加了人工草地植被盖度、密度、高度和地上部分生物量,中施肥措施增加效果相对更好。与对照相比,重施肥措施显著增加了土壤碱解氮、全磷和速效磷含量（P<0.05）,中施肥措施更有利于土壤有机质含量的积累。除土壤pH值之外,植被生长指标与土壤指标之间相互促进,特别是植被生长指标与土壤全钾和有机质含量达到极显著正相关（P<0.01）。适量施肥有利于江仓矿区煤矸石山植被生长和土壤性质的改善,而施肥量过大和不施肥均不利于人工草地生态系统的稳定发展。