增温对荒漠草原不同退化程度草地恢复初期影响的研究

为探讨增温对短花针茅(Stipa breviflora)荒漠草原不同退化程度草地恢复初期的影响,本研究以天然草地为对照,在不同退化程度的自然恢复草地上设置增温处理。增温一年后,在2021年8月测定增温处理下天然草地和不同退化程度草地恢复初期植物的高度、密度和生物量,并计算重要值和植物多样性指数。结果表明：增温降低了天然草地和轻度退化草地的物种数;增温和退化的交互作用极显著降低群落地上生物量和C₃植物生物量(P<0.01),增温显著增加了天然草地的地上生物量,显著降低了重度退化草地的地上生物量(P<0.05);增温和退化的交互作用对物种多样性无显著影响,但增温增加了天然草地的群落多样性,降低了退化草地的群落多样性;增温增强了不同退化程度草地物种多样性与地上生物量和不同功能群生物量的相关性。综上所述,在未来全球持续变暖的趋势下,退化草地的初期恢复将变得更加困难。     

典型草原区弃耕恢复过程中土壤细菌群落结构变化及其驱动因素

采用空间代替时间的方法,以天然草地为对照,在内蒙古典型草原区域选取不同恢复年限（5年、15年、20年）的弃耕地,通过野外群落调查、植被和土壤取样,结合高通量测序探究弃耕地恢复过程中土壤细菌的演替格局及其主要驱动因素。结果表明：随弃耕年限的增加,植物群落地上和地下生物量、物种丰富度和多样性以及土壤有机碳、pH值、碳氮比和含水量均呈增加趋势;土壤氮磷比、铵态氮和硝态氮含量呈降低趋势,土壤速效磷和全磷无显著变化。土壤细菌物种丰富度与Chao1指数在弃耕5年时最高。土壤细菌在门水平上主要以放线菌门、变形菌门、酸杆菌门和拟杆菌门为主,随弃耕演替进行,放线菌门相对丰度呈先增加后降低趋势,变形菌门相对丰度呈增加趋势;在属水平上主要以鞘氨醇单胞菌属、不明酸杆菌、假单胞菌属和马赛菌属为主,随着弃耕时间的延长,不动杆菌属相对丰度呈先降低后增加趋势,而鞘氨醇单胞菌属的相对丰度逐渐增加。冗余分析表明,土壤有机碳、地上生物量、植物物种丰富度是影响土壤细菌群落的主要因子。综合表明,植被与土壤的变化共同驱动了弃耕地恢复过程中土壤细菌演替格局。     

温带草原围封对植物群落的影响

物种多样性和地上生物量的变化是退化草地围封后需要关注和研究的重要问题。本研究以锡林浩特典型草原为研究对象，探究不同围封年限(10年、17年、26年、39年)对植物群落结构、物种多样性和地上生物量以及两者之间关系的影响。结果表明：随围封年限增加，植物群落地上生物量呈先增加后降低的趋势；围封后，草原植被群落由以杂类草黄囊苔草(Carex korshinskyi)和一二年生草本植物为主向以多年生禾草(羊草(Leymus chinensis)、大针茅(Stipagrandis))为优势种群落转变，但随着围封年限的增加，植物群落的演替方向又逐渐向杂类草方向倾斜；草原围封显著提升了植物群落盖度、高度和地上生物量，植物多样性呈先下降后上升趋势，且各α多样性指数与地上生物量呈显著负相关。本研究证明进行草原围封管理应结合当地气候、降水等因素，科学决策围封年限才能达到最好的生态恢复效果。     

不同补播年限下河南县高寒草甸地上生物量、群落多样性与土壤养分特征的相关性研究

本试验以河南县高寒草甸草地类型为研究对象,研究不同补播年限下高寒草甸地上生物量、植物群落多样性与土壤养分特征的相关性。结果表明:高寒草甸补播禾本科植物可有效增加草地地上生物量,提高群落物种数和丰富度指数。同时也表明土壤水分成为本区域限制植物生长的主导因素,土壤全氮、全磷含量次之。研究结果可为高寒草甸退化草地科学改良及草地合理利用提供数据参考。     

温性荒漠草原开垦弃耕后不同年限群落植物特征变化

通过对弃耕10年、 20年、 30年三个不同年限草地群落组分及物种多样性进行研究,结果表明:随弃耕年限的延长,一年生植物减少,根系发达、适应性强的多年生植物明显增加,并且逐渐成为草地植物群落的优势种;在此过程中,禾本科植物的数量和种类也在逐渐增加,说明弃耕30年的草地植被仍然处在激烈的演替过程中,没有达到群落结构的稳定状态;物种多样性指数和均匀度指数随弃耕年限的延长先增大后减小,且弃耕前期(10a与20a之间)变化小于后期(20a与30a之间);丰富度随弃耕年限的增加而减小,且差异显著(P 0.05),说明弃耕时间越长,越不利于植物多样性的保护。     

不同退化程度高寒草甸草地生物量及土壤养分差异

对三江源区不同退化程度高寒草甸草地植物群落、生物量及土壤养分差异进行了研究,结果表明:随着退化程度的加重,高寒草甸草地的群落组成发生了很大的变化,以莎草科植物为主的植物群落向阔叶型杂类草群落演替;物种多样性、均匀度指数均有下降趋势;地上、地下生物量,土壤养分均呈现明显下降趋势.     

青藏高原高寒草甸退化对草地群落生物量及其分配的影响

青藏高原高寒草甸退化严重影响了草地群落结构与生产力.为揭示草地退化对高寒草甸群落结构和生物量地上/地下分配的影响,采用随机区组设计,在青海省海北州选择3个小区,每个小区设置完整的未退化、轻度退化、中度退化和重度退化4个退化梯度,于2020年8月对样地进行群落调查,同时采集植物样品.结果表明,随着退化程度加剧:1)草地的盖度、高度和地上植物生物量均显著下降;2)地上生物量在不同功能群的分配发生显著变化,物种逐步从以禾草类为优势转变为以杂类草为优势的群落;3)地下生物量显著下降,深层土壤根系生物量占比增加.研究结果表明:随着退化加剧群落结构发生颠覆性变化,且地上和地下生物量同步出现严重衰退.因此,针对该区域退化草地的植被恢复应考虑草地物种组配以及地上和地下生物量同步恢复的相应措施.     

黄河上游重大生态功能区草地逆型演替植物多样性变化研究

基于5个样地、90个样方的野外调查资料,研究了玛曲县不同退化程度草地群落植物多样性和地上生物量变化情况。结果表明：多样性指数与丰富度指数、均匀度指数及地上生物量有显著线性关系,而与优势度指数呈显著负相关。原生地带性群落以及演替早期类群多样性、均匀度、盖度及地上总生物量最高,在极度退化阶段,地上总生物量最低,优势度指数最大,随着退化程度加剧,草地群落的盖度、物种多样性指数、均匀度指数均下降,毒杂草、莎草增多,禾草急剧下降,最终导致草地初级生产力的降低。     

青藏高原高寒草甸退化对草地群落生物量及其分配的影响

青藏高原高寒草甸退化严重影响了草地群落结构与生产力。为揭示草地退化对高寒草甸群落结构和生物量地上/地下分配的影响,采用随机区组设计,在青海省海北州选择3个小区,每个小区设置完整的未退化、轻度退化、中度退化和重度退化4个退化梯度,于2020年8月对样地进行群落调查,同时采集植物样品。结果表明,随着退化程度加剧：1)草地的盖度、高度和地上植物生物量均显著下降;2)地上生物量在不同功能群的分配发生显著变化,物种逐步从以禾草类为优势转变为以杂类草为优势的群落;3)地下生物量显著下降,深层土壤根系生物量占比增加。研究结果表明：随着退化加剧群落结构发生颠覆性变化,且地上和地下生物量同步出现严重衰退。因此,针对该区域退化草地的植被恢复应考虑草地物种组配以及地上和地下生物量同步恢复的相应措施。     

三江源地区不同剥蚀退化高寒草甸群落生物量与多样性特征

对三江源地区不同剥蚀退化高寒草甸群落生物量、群落组成及多样性分析。结果表明,群落地上、地下与总的生物量随退化加剧而降低,群落总生物量的变化受地下生物量的变化影响较大。群落地上生物量的变化主要由群落功能群组成的变化引起,随着剥蚀退化的加剧,群落中各功能群生物量均降低,莎草科和禾本科植物相对生物量降低最为明显,而杂类草相对生物量随退化的加剧而增加。不同剥蚀退化程度下,群落多样性指数和均匀度指数的变化趋势与物种丰富度变化趋势基本一致,均呈先降低后增加的趋势,在群落中度退化时各指数最低。物种多样性与功能群多样性指数表现为相同的变化趋势。     

东祁连山不同退化阶段高寒草甸群落结构与植物多样性特征研究

采用样方法对东祁连山地区不同退化程度高寒草甸植物群落进行了调查,对群落结构、物种组成和群落生产力进行了分析,并运用α多样性、β多样性等指标研究了其物种多样性变化.结果表明,1)研究样地内共有植物种13科27属40多种,从未退化-轻度退化-中度退化-重度退化-极度退化,不同退化演替阶段的优势种分别为线叶嵩草 禾草、线叶嵩草 珠芽蓼、珠芽蓼 线叶嵩草、珠芽蓼 杂类草、平车前 杂类草.2)随退化程度的加剧,草地总盖度降低,优良牧草生物量减少,而毒杂草的比例逐渐上升,草地质量下降;地上、地下生物量均明显降低,地上生物量远低于地下生物量,分布在各层的植物根量越来越少,地下根系具有浅层化特点.3)高寒草甸植物群落α多样性指数基本上与均匀度、丰富度指数呈正相关,与生态优势度指数呈负相关;群落的物种丰富度在中度退化阶段最高,但多样性指数和均匀度指数在重度退化阶段最高,群落多样性更多地受均匀度的影响.4)随退化程度的加剧,样方内微生境或资源异质性减小,样方间异质性增大,从而导致β多样性增加;各草地植物群落物种替代速率由大到小的顺序为重度退化-极度退化>未退化-轻度退化>中度退化-重度退化>轻度退化-中度退化.     

黄土高原弃耕地植被演替及其对土壤养分动态的影响

弃耕地演替过程中植被和土壤的互动效应对于植被恢复与重建具有重要意义。本研究选择黄土高原不同演替阶段的弃耕地(弃耕时间分别为1、6、12、22年),连续2年调查各弃耕地的物种丰富度、群落地上生物量,测定0~60 cm土层的土壤容重、pH值、土壤有机质和全氮含量,分析弃耕地演替过程中群落地上生物量、土壤理化性质的变化过程和趋势以及植被土壤之间的互动效应。结果表明:1)弃耕地演替过程中,弃耕早期(1~6年)为茵陈蒿+白莲蒿的杂草群落,演替中期(6~12年)为赖草群落,演替中后期(12~22年)为无芒隐子草+短花针茅群落。随着弃耕时间的增加,物种丰富度呈先减少后增加的变化趋势,地上生物量持续增加。2)土壤有机质和土壤全氮在0~10 cm土层中最高,表现出明显的表聚效应;弃耕时间和土层深度对土壤有机质和土壤全氮产生极显著的影响,弃耕时间与土壤有机质和土壤全氮之间均表现为负相关关系,土壤有机质和土壤全氮具有较为明显的时间效应。3)群落地上生物量与弃耕时间呈显著正相关关系,与土壤有机质和土壤全氮二者之间呈负相关关系,弃耕时间对群落生物量产生正效应,土壤有机质和全氮对群落生物量产生负效应。     

黄土高原弃耕地植被演替及其对土壤养分动态的影响

弃耕地演替过程中植被和土壤的互动效应对于植被恢复与重建具有重要意义。本研究选择黄土高原不同演替阶段的弃耕地(弃耕时间分别为1、6、12、22年),连续2年调查各弃耕地的物种丰富度、群落地上生物量,测定0～60cm土层的土壤容重、pH值、土壤有机质和全氮含量,分析弃耕地演替过程中群落地上生物量、土壤理化性质的变化过程和趋势以及植被土壤之间的互动效应。结果表明:1)弃耕地演替过程中,弃耕早期(1～6年)为茵陈蒿+白莲蒿的杂草群落,演替中期(6～12年)为赖草群落,演替中后期(12～22年)为无芒隐子草+短花针茅群落。随着弃耕时间的增加,物种丰富度呈先减少后增加的变化趋势,地上生物量持续增加。2)土壤有机质和土壤全氮在0～10cm土层中最高,表现出明显的表聚效应;弃耕时间和土层深度对土壤有机质和土壤全氮产生极显著的影响,弃耕时间与土壤有机质和土壤全氮之间均表现为负相关关系,土壤有机质和土壤全氮具有较为明显的时间效应。3)群落地上生物量与弃耕时间呈显著正相关关系,与土壤有机质和土壤全氮二者之间呈负相关关系,弃耕时间对群落生物量产生正效应,土壤有机质和全氮对群落生物量产生负效应。     

祁连山东段土地利用方式对植被地上、地下植物量的影响

为了解祁连山东段天祝高寒地区不同土地利用方式对植被地上和地下植物量的影响,选取天然草地、退耕自然恢复地、当年弃耕地、坡耕地和多年生草地5种土地利用方式下的地上和地下植物量进行研究。结果表明,地上植物量表现为坡耕地多年生草地天然草地退耕自然恢复地当年弃耕地;地下植物量表现为天然草地多年生草地坡耕地退耕自然恢复地当年弃耕地;地下植物量分布在0~10 cm土层;地上植物量与植被盖度之间的关系拟合二次函数,地下植物量与植被盖度、物种数之间的关系分别拟合对数和二次函数;地上植物量与地表的植被盖度显著相关(P0.05);地下植物量与地表的植被盖度和物种数显著相关(P0.05)。     

天然草地与改良草地地上生物量空间分布及其群落结构特征

应用数理统计模型的解析方法,探讨退化天然草地和补播苜蓿的改良草地地上生物量的空间分布规律及其群落结构特征。结果表明,2种草地的主要植物种地上生物量的空间分布与γ分布模型具有很好的吻合性。改良草地的平均生物量极显著的高于天然草地（P〈0.001）,而平均物种数与平均物种多样性指数极显著的低于天然草地（P〈0.001）。2种草地的组成植物种的空间异质性指数与其平均生物量之间均存在着负相关。天然草地的生物量随着物种数的增加而增大,而改良草地随着物种数的增加,生物量逐渐减少。     

大武地区不同程度退化草地群落结构及植物量分析

通过对大武地区小嵩草草甸的研究,分析了不同程度退化草地群落结构和地上、地下植物量的变化。结果表明:随着退化程度的加重,群落的组成和优势种发生了很大的变化,植物群落从以莎草科为主,向以杂类草为主的群落演替;地上、地下植物量均呈现下降趋势,而杂类草的地上生物量则表现出逐渐增加的趋势。几种不同程度退化草地的地下植物量主要分布在0~10cm的范围内,且显著高于其它层;物种多样性、均匀度指数有下降趋势。     

不同建植期混播草地群落特征的年际动态

针对新疆昭苏山前平地草甸草原严重退化的问题,采用耕翻混播种植6种豆科和禾本科牧草的方式,研究不同种植年限混播草地的物种消长、群落特征和产量变化。结果表明,混播草地植物组成、群落结构与对照(天然草地)相比均发生了明显变化,栽培牧草种占据绝对优势,牧草地上生物量均显著高于对照（P<0.05）;除2008年外,最高生物量均在7月中旬,比天然草地提前15 d以上,最高地上生物量平均为2 500 g·m-2,是天然草地的2.54倍。随着种植年限的延长,草地原有牧草先后出现,致使群落物种丰富度、多样性、均匀度总体呈增加趋势;栽培牧草重要值总体呈下降趋势,其中禾本科牧草呈增加而豆科牧草呈下降趋势,草地生产力虽呈下降趋势但仍保持较高生产力。     

黄河源区高寒草原的植被退化与土壤退化特征

近几年,黄河源区高寒草原退化沙化明显。研究了黄河源区紫花针茅高寒草原在不同退化程度下植物群落、生物量和土壤的特征,结果表明,随着高寒草原退化程度加大,植被盖度、草地质量指数和优良牧草地上生物量比例逐渐下降,草地间的相似性指数减小,植物群落多样性指数和均匀度指数呈单峰式曲线变化规律。随着退化加剧,禾草地上生物量减少显著,杂草类植物地上生物量先增加后减少,而莎草科植物地上生物量的变化不受草地退化程度的影响。高寒草原土壤表层0～20 cm的植物根系随土壤深度的增加而减少,随草地退化程度的加剧呈倒“V”型变化。高寒草原物种多样性与生物量之间呈“V”型变化规律,随着退化程度增加,物种丰富度与生产力的关系由显著正相关转变为负相关。随着高寒草原的退化程度加剧,土壤湿度、土壤有机质、速效磷、硝态氮、速效钾的含量和土壤紧实度都减小。随着高寒草原植被的退化演替,土壤退化越来越严重,贫瘠化不断加剧,到重度退化阶段,旱生沙生植物出现,呈现沙化初始景观。     

不同改良措施对退化割草场物种多样性及群落生产力的影响

以内蒙古锡林郭勒典型草原退化割草场为对象,通过切根、施肥、切根+施肥的改良方式,研究退化割草场植物群落及根系对不同改良措施的响应。结果表明:施肥和切根对典型草原区退化割草场植物多样性无显著影响;施肥+切根措施可显著提高群落地上生物量(P0.05),但受年际间气候变化(如降雨)的影响;施肥有利于以禾本科植物为优势种的群落生物量向地上分配,而切根则有利于向地下分配。综上所述,在典型草原区退化割草场改良过程中,单独进行切根或施肥对物种多样性影响较小,但在切根的基础上同时施肥能够有效提高群落生产力。     

荒漠草原弃耕恢复草地土壤与植被的RDA分析

土壤质量变劣是沙化的本质, 核心内容为土壤物质流失, 理化性质和生物特性退化, 以及土体构型的变化。弃耕前土壤沙化程度和性质对弃耕地植被恢复进程、演替方向等产生重要影响。为了深入认识弃耕恢复草地不同覆沙厚度条件下,土壤环境因子和植物之间的关系,以宁夏盐池荒漠草原弃耕恢复草地为研究对象,应用冗余分析(redundancy analysis RDA),研究弃耕恢复草地随地表覆沙厚度在空间上的连续变化,植被分布及其多样性变化与主要土壤因子间的关系。结果表明,1)随着覆沙厚度的增加植被由达乌里胡枝子群落向苦豆子群落转变;达乌里胡枝子的重要值由0.334降低到0.104,苦豆子的重要值由0增加到0.404。2)植物群落物种多样性指数从0.32增加到0.79,丰富度指数从0.13增加到0.40,均匀度指数从0.11增加到0.22。3)对弃耕地植物群落分布及其物种多样性变化有显著影响的主要土壤环境因子分别为碳酸钙和全盐(0~10 cm)、碳酸钙(10~40 cm)。表层土壤碳酸钙含量的变化表征了地带性灰钙土的沙化程度和退化阶段,弃耕恢复草地当前植物分布格局的形成主要还是特定土壤退化状态约束下物种随机扩散竞争的适应性结果,覆沙厚度所决定的表层土壤环境因子的直接或间接作用是主要的决定因子,土壤养分对植被的直接作用尚未充分体现。