绢蒿荒漠草地两种主要植物的生态化学计量特征分析

【目的】研究退化伊犁绢蒿荒漠草地恢复后,主要植物的生态化学计量特征的变化,为干旱区草地恢复提供理论依据。【方法】以该草地的建群种伊犁绢蒿(Seriphidium transiliense)和伴生种木地肤(Kochia prostrata)为对象,分析两种植物的C、N、P、K含量及计量比以及放牧和封育条件下,两种植物的生态化学计量特征,研究两种植物的养分利用策略以及封育对两种植物的生态化学计量特征的影响。【结果】伊犁绢蒿的P(0.82 g/kg)极显著高于木地肤的P(0.58 g/kg),伊犁绢蒿的N(15.11 g/kg)、K(13.06 g/kg)含量和N/P(22.46)极显著低于木地肤的N(25.14 g/kg)、K(21.17 g/kg)含量和N/P(43.75)。封育改善了荒漠草地植物的生长环境,但与放牧相比,伊犁绢蒿与木地肤的C、N、P、K含量及元素计量比变化不显著。【结论】伊犁绢蒿与木地肤的养分利用策略不同,伊犁绢蒿以吸收利用P为主,木地肤以吸收利用N和K为主,伊犁绢蒿的生长率高于木地肤。封育对荒漠草地两种植物的生态化学计量特征影响不显著。     

伊犁绢蒿荒漠群落特征及植物多样性对短期封育的响应

【目的】研究封育对草地群落特征和植物多样性的影响规律,为该类退化草地恢复治理和科学经营提供理论依据。【方法】以玛纳斯县封育3a的伊犁绢蒿荒漠草地为对象,采用野外调查取样的方法,测定不同生长季(5月、7月和9月)围栏内外的群落数量特征,计算植物多样性指数。【结果】(1)与放牧区相比,伊犁绢蒿荒漠草地短期封育(3a)后群落高度、盖度和生物量分别显著提高52.55%~91.80%,40.28%~108.75%和44.36%~75.32%(P<0.05),但植物多样性指数对封育的响应较小;(2)5月围栏内外的群落盖度、密度、Margalef指数、Shannon-Wiener指数和Simpson指数均显著高于7月和9月(P<0.05),群落高度均显著低于7月和9月(P<0.05),而围栏内外生物量在月际间差异不显著(P>0.05)。【结论】短期封育(3a)有利于退化伊犁绢蒿荒漠草地植被的恢复,但对植物多样性影响相对较小。     

围栏封育对蒿类荒漠建群种伊犁绢蒿生长的影响

【目的】研究不同围栏年限对蒿类荒漠建群种伊犁绢蒿生长的影响。【方法】试验设置围栏4年、围栏2年两个处理,以全年放牧草地作对照。在不同处理的样地里,分别在植物生长旺盛期、现蕾期、夏季休眠期及开花结实期,测定不同围栏年限下伊犁绢蒿构件的生殖分配。【结果】围栏封育对伊犁绢蒿的平均株高、株丛径均有显著影响,围栏4年的平均株高、株丛径均显著高于未围栏,而且在不同生长时期,平均株高、株丛径都表现为围栏4年与未围栏存在显著差异（P＜0.05）;而围栏2年差异不大,可能由于围栏时间比较短的缘故。整体上讲,伊犁绢蒿在种群生物量分配的总体格局是根＞茎＞叶。随着季节的变化,不同围栏年限中伊犁绢蒿根系生物量、茎生物量、叶生物量和总生物量变化基本一致,季节变化对各构件生物量的变化没有影响,而不同围栏年限对其有一定的影响,随着围栏年限的增加各构件生物量的变化明显。但随着季节的变化,不同围栏年限中各构件生物量的分配变化趋势没有规律,仅随着围栏年限的增加,根生物量分配减少,茎和叶生物量分配增加。【结论】随着季节的变化,伊犁绢蒿地上生物量都是围栏4年的最大,伊犁绢蒿根生物量、茎生物量、叶生物量和总生物量变化基本一致,而根茎比却是未围栏最大。所以围栏对提高植物生物量,降低根茎比有很大的作用。     

放牧强度对伊犁绢蒿荒漠草地植物群落特征的影响

【目的】研究不同放牧强度对伊犁绢蒿荒漠草地植物群落数量特征及多样性的影响。【方法】以新疆天山北坡伊犁绢蒿荒漠退化草地为研究对象,选择对照、轻度放牧、重度放牧3个强度,野外测定群落的高度、盖度、密度及生物量并计算多样性指数。【结果】3种放牧强度下,伊犁绢蒿的重要值呈先增加后降低的趋势,一年生植物的比例均较高;随放牧强度的增加,群落高度、盖度、密度、生物量及重要值呈下降趋势,家畜不喜食的猪毛菜和灰藜的密度、生物量和重要值逐渐增加;植物群落Margalef指数、Simpson指数和Shannon-Wiener指数分别从0.45、0.5和0.72显著降低到0.25、0.20和0.33,而Pielou指数则无显著差异;植物群落多样性指数与伊犁绢蒿重要值呈正相关,与一年生植物重要值呈负相关。【结论】随着放牧强度的增加,植物群落趋于低矮稀疏,物种丰富度和多样性降低;一年生植物在植物群落中占主要优势。     

围栏封育对伊犁绢蒿非结构碳水化合物的影响

[目的]探讨围栏封育对伊犁绢蒿储藏营养物质-非结构性碳水化合物积累有没有影响,同时确定合理的封育时间后实施放牧,为今后荒漠草地生态系统管理和合理利用提供一定的基础资料和科学理论依据.[方法]对不同围栏年限的伊犁绢蒿根系、茎部和叶的非结构碳水化合物(可溶性糖、淀粉)的含量变化进行测定分析.[结果](1)伊犁绢蒿主要储藏性非结构性碳水化合物为淀粉,主要贮藏部位为茎部;非结构碳水化合物含量表现为8月最高(16.67;),5月最低(6.29;),说明伊犁绢蒿非结构碳水化合物积累易受季节因素影响,并且随时间变化淀粉含量先升高后降低,呈倒"V"字型变化.(2)围栏封育显著促进了伊犁绢蒿根系和茎部非结构碳水化合物含量的积累,而对叶部无显著影响;围栏封育4和2 a年后伊犁绢蒿可溶性糖含量高于放牧区,而淀粉含量表现出来的规律不明显.封育4 a与封育2 a之间非结构碳水化合物的含量变现出来的差异不显著.[结论]随着封育时间的增长,储藏物质增加到一定限度后保持稳定,此时牧草再生能力较强,适当利用反而有利于植被恢复.与放牧区相比,对于围栏封育4 a试验区内的伊犁绢蒿,应该在春秋两季利用可能更有利于其恢复;但围栏2 a试验区封育的效果不是很显著,有必要继续封育.     

伊犁绢蒿荒漠草地植物多样性对放牧干扰的响应

以伊犁绢蒿(Seriphidium transiliense)荒漠草地为对象,通过对植物群落密度、香农-维纳多样性指数、辛普森多样性指数和均匀度指数的测定与分析,探讨植物多样性对放牧强度(对照、轻度放牧、中度放牧、重度放牧)的响应速率和幅度。结果表明:伊犁绢蒿荒漠草地植物群落密度、植物多样性和均匀度指数对放牧的响应速率存在明显的年际和月际特征(P0.05)。由于年际和生长阶段的差异,放牧强度对伊犁绢蒿荒漠植物多样性和均匀度的影响既存在正效应,也存在负效应(P0.05)。伊犁绢蒿荒漠草地群落植物多样性对放牧的响应,受制于一系列生物和非生物因素的影响,是一个复杂的响应过程。     

短期封育对博乐绢蒿荒漠群落特征和碳密度的影响

【目的】研究封育对荒漠草地群落特征和物种多样性影响,分析生态系统碳库对草地封育的响应规律,为退化荒漠草地的修复和科学管理提供科学依据。【方法】以新疆博乐绢蒿荒漠为研究对象,采用野外调查和室内分析相结合的方法,对封育4 a的荒漠草地群落数量特征、物种多样性和生态系统碳库(生物量碳库,凋落物碳库和土壤碳库)测定分析。【结果】(1)与自由放牧区(FG)相比,封育4 a后博乐绢蒿荒漠草地的植被高度、盖度、密度、多样性指数、均匀度指数和丰富度指数降低了6.2%~48.4%(P>0.05)。(2)封育不利于生物量的积累,茎、枯落物和地下(0~100 cm根系)生物量封育后显著下降了18.6%~31.1%(P<0.05),但根冠比没有显著变化。(3)封育降低了博乐绢蒿荒漠草地地上生物量碳密度、表层土壤有机碳含量,且土壤上层(0~50 cm)有机碳密度降低幅度为53.5~233.6 g/m²。【结论】短期封育不利于博乐绢蒿荒漠草地生物多样性的维持和生态系统碳库的积累,在封育措施的基础上配合施肥、补播等其他恢复措施。     

不同封育年限下伊犁绢蒿荒漠草地动态变化

[目的]以围栏封育的伊犁绢蒿荒漠草地为对象,探讨群落多样性对封育年限的响应,提出蒿属荒漠草地合理的封育年限.[方法]选择未封育(w0)、封育3年(w1)、封育8年(W2)、封育11年(W3)4个梯度,测定与分析5月伊犁绢蒿群落的高度、盖度、密度及生物量.[结果]随着封育年限的增加,群落的平均高度呈明显增高(P＜0.05),群落向高丛化方向发展;封育8年及11年的群落盖度显著高于封育3年及未封育群落(P＜0.05);封育3年群落密度明显高于其他3个处理(P＜0.05),生物量随封育年限的增加并没有显著差异(P＞0.05).群落中竞争力强的种群优势度得到提高,而竞争力弱的种群优势度先提高后降低.封育3年群落的多样性及丰富度显著高于其他群落,而群落均匀度间没有明显差异(P＞0.05).[结论]封育5～8年后进行放牧有利于维持草地多样性并获得较大生产力.     

伊犁绢蒿在放牧干扰下再生性的变化

伊犁绢蒿荒漠草地既是新疆天山北坡重要的春秋牧场,又是新疆草地退化最严重的一类草地.通过在乌鲁木齐市东山区设置的轻度放牧(LG)、中度放牧(MG)、重度放牧(HG)和极度放牧(EG)四个水平模拟放牧的测定,对伊犁绢蒿的再生高度、再生速度、再生密度的变化进行了研究.研究结果表明:4月15日～5月15日,中度放牧(MG)下伊犁绢蒿再生速度最快;5月1日和5月15日,中度放牧(MG)伊犁绢蒿再生草的高度最高;中度放牧(MG)有利于增加伊犁绢蒿的再生密度.因此,中度放牧(MG)有利于伊犁绢蒿的再生.     

切花秋菊‘神马’花芽分化与内源激素的关系

 【目的】研究短日处理下菊花（Chrysanthemum morifolium）花芽分化与内源激素的关系。【方法】以切花秋菊‘神马’为试材,通过对短日处理下花芽的形态解剖观察及顶芽和叶片中内源激素的测定,研究花芽分化过程中内源激素的动态变化。【结果】花芽分化过程中顶芽中GA3含量下降且大多时期保持在较低水平,叶片中GA3变化与之相反;顶芽中IAA含量先下降,在小花原基分化初期达到最小值,到花冠形成中期达到最大,叶片内源IAA含量在总苞鳞片分化初期前呈上升趋势,随后逐渐下降,到花冠形成期趋于平稳;内源CTK含量大幅增加,均高于未分化期;顶芽中ABA含量先下降,后期呈现上升趋势,叶片中ABA含量变化与顶芽相反,呈现先积累,经短暂平稳期后逐渐减少的趋势。花芽分化开始后CTK/IAA、CTK/GA3、ABA/IAA和ABA/GA3的比值均增大。【结论】高水平的CTK和ABA与菊花花芽分化相关联。在花芽分化初期,顶芽中低浓度IAA、GA3,以及叶片中高含量的IAA、GA3关系到菊花由营养生长向生殖生长转变;在花芽分化后期,顶芽中GA3和IAA的积累关系到花冠形成。从激素平衡来看,维持高比率的CTK/IAA、CTK/GA3、ABA/IAA和ABA/GA3有利于菊花的花芽形成。     

伊犁绢蒿荒漠植被特征和多样性退化演替分析

【目的】研究蒿属荒漠春季植被特征和多样性的退化演替规律,为建立生态恢复及可持续利用方案提供一定的基础资料。【方法】以伊犁绢蒿(Seriphidium transiliense)荒漠为对象,采用野外调查的方法,研究轻度退化(LD)和重度退化(HD)荒漠的群落特征、多样性指数的春季演替规律。【结果】(1)随着退化演替程度的加重,群落高度显著降低了20.8%,群落密度显著增加了6.1倍(P0.05),但群落盖度和地上现存量对退化的响应不明显(P0.05)。(2)随着退化程度的加重,Patrick丰富度指数、Simpson优势度指数ShannonWiener指数和Pielou均匀度指数分别显著增加了73.5%,52.1%,91.3%和26.9%(P0.05)。【结论】在退化演替过程中,伊犁绢蒿荒漠朝着植被种群低矮化,群落复杂化的方向演替。     

水分胁迫对4种绢蒿属植物生理特性的影响

在土培条件下,研究水分胁迫对沙漠绢蒿(Seriphidium santolinum)、伊犁绢蒿(S.transiliense)、针裂叶绢蒿(S.sublessingianum)和民勤绢蒿(S.minchnense)4种绢蒿属植物生理特性的影响,并对4种绢蒿属植物进行抗旱性综合评价。结果表明,在水分胁迫下,伊犁绢蒿和针裂叶绢蒿叶片相对含水量显著降低;丙二醛、脯氨酸和可溶性糖含量均随胁迫程度的加强呈上升趋势,丙二醛和脯氨酸含量增加幅度较大的为针裂叶绢蒿和伊犁绢蒿,增加幅度较小的为沙漠绢蒿和民勤绢蒿;沙漠绢蒿和伊犁绢蒿根系活力呈先升高后降低的趋势;沙漠绢蒿和民勤绢蒿根冠比显著升高。模糊数学隶属函数法综合评价结果表明,4种绢蒿属植物抗旱性由强到弱为:民勤绢蒿>沙漠绢蒿>伊犁绢蒿>针裂叶绢蒿。     

伊犁绢蒿荒漠草地春季放牧强度与放牧始期的研究

[目的]以伊犁绢蒿荒漠草地为研究对象,探讨其放牧利用时的合理放牧强度及放牧始期.[方法]采用随机区组试验设计,设置轻度放牧(LG)、中度放牧(MG)、重度放牧(HG)和极度放牧(EG)四个放牧强度,及4月1日、4月15日、5月1日、5月15日、6月1日5个放牧始期,利用常规测定方法对春季模拟放牧前后伊犁绢蒿种群的地上收获量、盖度、密度及高度进行测定与分析.[结果]放牧前,不同放牧始期间伊犁绢蒿盖度、密度差异不显著(P＞0.05),仅在高度和地上收获量上存在差异;而不同放牧强度间仅地上收获量存在差异,盖度、密度、高度差异不显著(P＞0.05).恢复后,除极度放牧全部死亡外,伊犁绢蒿的再生高度以4月1日、4月15日恢复最好,盖度以4月15日恢复最快,而密度变化不显著;轻度放牧、中度放牧条件下伊犁绢蒿的恢复效果较重度放牧好.[结论]春季4月15日前后及中等放牧条件下最有利于伊犁绢蒿荒漠草地的可持续利用.     

放牧对围栏封育高寒草甸植被特征和生产力的影响

【目的】研究围栏封育条件下不同放牧强度对高寒草甸植被影响的特征.【方法】采用定位试验的方法,调查样地内的植物种类,测定植物高度、盖度、密度及地上、地下生物量.【结果】围栏封育后植被的平均高度、鲜草产量围栏内都比自然连续放牧显著增加,优势种多于自然连续放牧,且差异极显著(P0.05),但群落密度差异不显著(P0.05);在不同围栏放牧强度下,低放牧率植被盖度、密度均略高于高放牧率,但差异不显著(P0.05).而低放牧率鲜草产量显著高于高放牧率(P0.05).【结论】围栏封育和降低放牧率对高寒草甸退化的恢复和建设有重要的作用.     

伊犁绢蒿荒漠草地3种主要植物光谱及植被指数改进

【目的】伊犁绢蒿荒漠草地是新疆草地生态系统的重要组成部分,研究其主要植物地面光谱和植被指数特征是实现物种识别的基础,准确而实时获得群落物种组成变化、提高草地监测的质量和效果。【方法】借助SOC710 VP成像光谱仪,采集4月伊犁绢蒿荒漠草地群落高光谱影像,提取伊犁绢蒿(Seriphidium transiliense)、角果藜(Ceratocarpus arenarius)、叉毛蓬(Petrosimonia sibirica)和群落的原始光谱数据,通过反射率(REF)、吸收率(ABS)及其一阶微分(GREF和GABS)的变换提高光谱辨析度,分析并筛选敏感波段;通过各波段之间的相互组合计算NDVI值和DVI值,并以全波段计算的NDVI值和RVI值作为参考,筛选出优于全波段且差值最大植被指数。【结果】(1)3种主要植物光谱曲线相近,差异主要体现在光谱值的大小,在可见光400~780 nm和近红外波段780~820 nm的反射率均表现出角果藜>伊犁绢蒿>叉毛蓬>群落的特征;(2)通过反射率REF、吸收率ABS、一阶微分反射率GREF和一阶微分吸收率GABS的变换能够进一步扩大其光谱特征,相对稳定的波段有蓝光波段490~530 nm,绿光波段510~560 nm,红光波段620~760 nm,近红外波段780~820 nm。(3)GABS和ABS变换下490~530 nm和780~820 nm波段组合计算的NDVI’和RVI’在3种主要植物间的差异大于全波段和其它波段计算的NDVI’和RVI’。【结论】对敏感波段的反射率和吸收率进行一阶微分处理,并用于改进植被指数,能够提高伊犁绢蒿荒漠3种主要植物的识别效果。     

封育和放牧对黄土高原典型草原繁殖更新的影响

【目的】研究封育和放牧管理措施对多年生草地繁殖更新的影响,为退化黄土高原植被恢复和生物多样性维持提供一定的理论依据。【方法】在云雾山草原自然保护区实验区内,选取封育23年草地和放牧地作为试验样地,采用单位面积挖掘取样法调查后代繁殖更新情况,分析比较了封育和放牧管理措施对地上植被盖度、密度、物种丰富度、多样性,后代繁殖更新密度、无性和有性繁殖密度及5种无性繁殖类型密度的影响。【结果】与放牧相比,长期封育显著降低了地上植被的密度、物种丰富度和物种多样性,而显著提高了植被盖度、枯落物厚度和枯落物生物量。黄土高原典型草原的植物更新主要以无性繁殖为主,有性繁殖为辅。其中,多年生牧草主要依靠分蘖、根茎和分枝来进行无性繁殖。与放牧地相比,封育23年草地更新苗的物种丰富度显著下降,无性繁殖密度显著降低,而有性繁殖密度差异不大。长期封育显著降低了根茎型、分蘖型和分枝型牧草的无性繁殖密度,而对根蘖型和匍匐型牧草的无性繁殖密度影响不显著。【结论】在黄土高原典型草原,是以多年生克隆植物为主的草原生态系统,地上植被的繁殖更新更依赖于无性繁殖。封育和放牧措施对多年生草地的无性繁殖影响较大。封育和放牧措施对地上植被物种多样性和密度的影响可通过植物繁殖更新进行调节。     

短期围封对伊犁绢蒿荒漠群落特征 及植被多样性的影响

【目的】 研究伊犁绢蒿荒漠群落数量特征、多样性对短期围封的响应规律,为退化蒿类荒漠恢复与重建提供理论依据。【方法】 以伊犁绢蒿荒漠为研究对象,通过对群落盖度、高度、密度、生物量的野外测定,并计算群落Simpson(D)、Shannon-Wiener(H)、Pielou(J)及Margalef(P)指数,研究短期围封对荒漠群落特征及其多样性的影响。【结果】 围封后,群落高度、盖度和生物量分别显著增加了89.7%,153.9%,130.8%(P<0.05),而群落密度显著降低了19.8%(P<0.05)。(2)与围封区相比,放牧区的Simpson指数和Pielou指数显著高于围封区(P<0.05),Shannon-Wiener指数略高于围封区,而Margalef指数低于围封区,但差异不显著(P>0.05)。【结论】 围封已成为恢复及重建退化草地的最有效的措施,通过围封可以提高退化荒漠植被生物量,但植被多样性指数偏低,放牧降低丰富度指数。     

禁牧年限对退化伊犁绢蒿荒漠土壤有机碳库和微生物碳、氮的影响

【目的】明确伊犁绢蒿(Seriphidium transiliense)荒漠土壤有机碳库和微生物量碳氮对禁牧年限的响应规律,为退化荒漠的恢复、管理和利用提供科学依据。【方法】采用空间序列代替时间序列的方法,以中度退化伊犁绢蒿荒漠为对象,研究不同禁牧年限(禁牧1、4和11 a)下荒漠有机碳库(SOC)、微生物量碳(MBC)和微生物量氮库(MBN)的变化特征。【结果】(1)与自由放牧区相比,禁牧区0~30 cm土壤有机碳储量显著下降了13.3%~24.3%,0~10 cm有机碳储量随着禁牧年限的增加呈先下降后上升的变化趋势。(2)随着禁牧年限的增加,0~30 cm土壤微生物量碳储量呈先降后升的变化趋势,而土壤微生物量氮对禁牧的响应不明显(P0.05),微生物量碳可以作为衡量退化荒漠恢复的早期指标。【结论】短期禁牧不利于退化伊犁绢蒿荒漠土壤的恢复,而长期禁牧能有效提高土壤质量。禁牧是恢复退化荒漠最经济、最方便的途径。     

伊犁绢蒿养分含量与双带天幕毛虫取食的初步研究

双带天幕毛虫可见于蒿类荒漠草地,在牧草返青期爆发,喜食伊犁绢蒿嫩芽幼叶。为探究双带天幕毛虫的分布与伊犁绢蒿叶片碳、氮含量、C/N之间的关系,通过对比绢蒿嫩枝在毛虫发生草地土壤与无毛虫草地土壤的碳、氮、磷、钾养分含量,研究天幕毛虫的取食与土壤养分环境、绢蒿养分含量之间的关系。结果表明:绢蒿荒漠草地土壤养分含量中等偏低,仅毛虫发生地的土壤速效钾含量极显著高于无毛虫草地。双带天幕毛虫明显喜食N/P低、K/N高的绢蒿嫩枝,趋向于采食含氮量相对较低,碳、磷、钾相对较高的嫩枝。     

游牧和定居对伊犁绢蒿荒漠草地土壤真菌群落多样性的影响

以新疆天山北坡伊犁绢蒿荒漠退化草地为研究对象,在游牧和定居样地设置轻度放牧、重度放牧2个梯度,研究游牧和定居对伊犁绢蒿荒漠草地土壤性质、土壤真菌群落组成及多样性的影响。结果表明：游牧样地土壤有机碳、速效磷含量显著高于定居样地（P<0.05）,且游牧轻度放牧样地含量最高。土壤样品中共检测到590 662条有效序列数,7 124个OTUs,其中包括8个真菌门337个属,子囊菌门、担子菌门为优势菌门。游牧和定居样地的优势菌属分别为菌刺孢属和青霉属,占比分别为4.52%和3.84%,未鉴定菌属相对丰度分别达到了41.73%和54.31%。游牧轻度放牧样地真菌群落Chao1丰富度指数显著高于定居轻度放牧样地,分别为730.350和497.446,Shannon多样性指数无显著差异。相关性分析表明,土壤有机碳、速效磷与子囊菌门、接合菌门呈显著正相关,与未鉴定门呈显著负相关;土壤全磷、速效磷与球囊菌门以及土壤全氮、速效氮与罗兹菌门均呈极显著正相关。综上,游牧轻度放牧土壤真菌信息较为丰富,可为伊犁绢蒿荒漠退化草地的恢复和可持续发展提供理论依据。