风速及刈割对草原土壤水分与生产力的影响

由于全球气候变化与人类干扰的共同影响,全球范围内出现了不同程度的风速下降的现象.试验在内蒙古半干旱草原利用挡风板模拟风速降低,采用不同程度刈割模拟草原利用强度的变化,实地监测近地表土壤水分吞吐量以及群落再生能力的变化.结果表明:挡风板能够有效地降低风速;风速下降在一定程度有助于抑制土壤水分的蒸发损失,提高刈割处理后植物的再生能力.风速降低对内蒙古半干旱草原生态系统综合表现为正效应.加入刈割处理后,风速降低在一定程度上缓解了刈割对草原生态系统的干旱胁迫,但风速降低未能改变刈割处理的影响.     

不同利用方式下贝加尔针茅草甸草原群落多样性变化

以内蒙古贝加尔针茅草甸草原围封、刈割和放牧样地为研究对象,分析2016~2018年内植物群落物种组成和多样性变化规律,为草原合理利用提供指导。结果表明:(1)贝加尔针茅草原共调查到76种物种,不同利用方式下植物组成不同。(2)相比较围栏和刈割利用,2018年放牧样地Margalef丰富度指数、Simpson优势度指数、Shanon-Wiener多样性指数和Pielou均匀性指数均显著降低(P<0.05)。(3)围封利用下Simpson优势度指数表现为降-升年度变化(P<0.05);放牧样地Margalef丰富度指数表现为降低年度变化(P<0.05)。综合分析表明,相比较围封和刈割利用,放牧对贝加尔针茅草甸草原健康发展构成威胁,围封和刈割利用下群落物种多样性较高。     

刈割对油莎豆碳氮积累以及产量和品质的影响

为明确刈割对油莎豆（Cyperus esculentus L.）地上部碳氮积累、生物量、地下部块茎产量和品质的影响,寻求适宜留茬高度,以新疆沙区油莎豆为研究对象,比较6个不同留茬高度（LC10、LC20、LC30、LC40、LC50和未刈割）下油莎豆地上部碳氮积累及产量和品质的差异。结果表明：刈割后第1天,LC50有利于叶片碳氮含量的积累,碳、氮含量分别达到 22.79%和1.65%;刈割后第5天至20天,LC10和LC20叶片碳氮含量急剧下降;刈割后第5天和第10天,LC40的全碳和全氮含量高于其他处理,分别为39.78%、38.39%和1.48%、2.12%。LC40地上部干草质量和干豆质量最大,分别为4 310.39 kg·hm^-2和8 208.90 kg·hm^-2,且LC40块茎淀粉、粗蛋白、粗脂肪含量以及含油量显著高于其他处理,增幅分别为38.6%、28.8%、6.0%、22.44%,此外,该留茬高度下油莎豆块茎中不饱和脂肪酸油酸含量高达74.10%,明显高于其他处理。LC10 块茎中总糖与粗灰分含量最高,分别达到44.4%和2.3%,且块茎中棕榈酸、硬脂酸、棕榈油酸、亚麻酸和亚油酸含量相对其他处理较高,分别为14.00%、2.99%、0.28%、0.42%、11.21%。综上所述,留茬高度40 cm为适宜刈割高度,利于提高新疆沙区油莎豆的产量和品质。     

基于主成分分析的内蒙古草原刈割与放牧退化演替比较研究

基于多年的野外调查和控制实验数据,采用主成分分析的方法,对内蒙古羊草草原刈割退化演替系列,放牧退化演替系列,退化群落恢复演替系列进行比较研究,研究放牧和刈割影响下群落功能群组成的替变规律。结果表明:PCA排序很好地指示了放牧与刈割演替方向的变化,在功能群的替变上,共同点是根茎禾草减少,不同点是刈割导致小禾草增加,而放牧导致小禾草和小半灌木均增加。PCA排序验证了前人关于8月份刈割对羊草草原群落影响最大的结果。PCA排序显示放牧退化空间梯度系列与退化群落恢复演替时间梯度系列的逆过程一致,表明退化演替研究中时空替代的方法可行。     

刈割强度对不同根型苜蓿主要非结构性碳水化合物含量的影响

本研究以直根型‘陇东’紫花苜蓿、根蘖型‘甘农2号’杂花苜蓿和根茎型‘清水’紫花苜蓿为试验材料,设置4个刈割强度(距离上次刈割恢复生长分别为20、27、34、41 d),研究不同刈割强度对各根型苜蓿根、茎、叶的贮藏营养物质含量(可溶性糖、蔗糖、淀粉、还原性糖)的影响,为探明不同根型苜蓿刈割后翌年再生状况,为其合理有效利用提供理论依据。结果表明:6月份可溶性糖含量在叶中最高,还原性糖含量在茎中最高,淀粉和蔗糖含量在根中最高,其均值分别为5.75%、2.32%、3.16%、4.38%;9月份可溶性糖、还原性糖、淀粉、蔗糖含量均在根中最高,其均值分别为18.43%、2.57%、5.78%、14.12%。不同根型苜蓿在每27 d刈割强度下可溶性糖、淀粉、蔗糖含量高于其他处理,在每41 d刈割强度下还原性糖含量高于其他处理。根蘖型‘甘农2号’杂花苜蓿和根茎型‘清水’紫花苜蓿秋季根的贮藏营养物质含量接近并高于直根型‘陇东’紫花苜蓿,表明根蘖型、根茎型苜蓿抗寒越冬性较强。     

刈割对伊犁绢蒿根系贮藏营养物质的影响

以新疆蒿类半灌木荒漠草地建群种伊犁绢蒿为材料,探讨刈割强度对其根系贮藏营养物质的影响.结果表明:不同刈割强度间伊犁绢蒿根中可溶性蛋白、可溶性糖、还原糖含量差异显著(p<0.05),且轻度刈割与中度刈割下可溶性蛋白、可溶性糖、还原糖含量相对较高;不同强度刈割后伊犁绢蒿可溶性蛋白、可溶性糖、还原糖的含量随时间的变化先降低后升高,呈"V"型变化.由于刈割后伊犁绢蒿需要利用贮藏的淀粉维持其再生长,淀粉则呈现下降趋势.而研究结果显示,轻度刈割与中度刈割下淀粉含量相对较高,说明轻度及中度刈割强度下伊犁绢蒿根恢复效果较好,适度刈割有利于伊犁绢蒿可溶性蛋白、可溶性糖、还原糖及淀粉的积累,并可促进其再生长.     

放牧制度对短花针茅草原主要植物种群繁殖特征的影响

本文对短花针茅荒漠草原划区轮牧与自由放牧条件下主要植物种群的繁殖特性进了比较分析。结果表明 ,划区轮牧与自由放牧相比有利于短花针茅生殖枝的形成 ,且能够产生较多的种子 ;划区轮牧有利于主要植物种群实生苗的存活 ,但禁牧条件下对实生苗的生长更有利 ;短花针茅草原主要植物种群以无性繁殖为主 ,有性繁殖机会较少 ,且受降雨量的影响较大     

施肥、刈割和土壤镇压对鸭茅丛枝菌根形成的影响

施磷肥、强度刈割和土壤镇压都能显著降低鸭茅(Dactylis glomerata L.)的菌根形成。磷肥增加土壤有效磷浓度,而刈割减少根系生长和光合产物向根部的分配,土壤镇压则减少土壤空气、孔隙和根系生长,这些都不利于菌根形成。施肥、刈割和土壤镇压的交互作用对菌根形成的影响相对较小。     

苜蓿田地表蜘蛛边缘效应及苜蓿刈割后的溢出效应

为明确不同类型苜蓿田地表蜘蛛边缘效应及苜蓿刈割后地表蜘蛛溢出效应在小麦田与玉米田之间的差异,于2015年5—7月采用陷阱法调查了银川平原不同类型苜蓿田及邻作玉米田和小麦田中的蜘蛛种类及个体数,比较苜蓿田边缘区及中心区蜘蛛群落多样性指数和个体数量的时空变化以及苜蓿田刈割前后相邻农田边界处蜘蛛群落的时空动态变化。结果表明,在整个取样季节共采集蜘蛛标本7 894头,隶属10科22种,其中苜蓿单作田中蜘蛛个体数量最多,共2 550头;苜蓿-小麦邻作田中蜘蛛群落物种丰富度最高,共17种。星豹蛛Pardosa astrigera和甘肃平腹蛛Gnaphosa kansuensis为优势种,分别占个体总数的38.08%和27.17%。非量度多维尺度(non-metric multidimensional scaling,NMDS)分析显示苜蓿单作田同苜蓿邻(间)作田蜘蛛群落的结构组成差异较大,且在苜蓿田边界处和内部存在差异。不同类型苜蓿田边界处和内部蜘蛛群落的多样性指数、优势度指数、个体数量和丰富度在取样的不同时期存在显著差异。刈割可以促进苜蓿田中地表蜘蛛向邻作农田中迁移,苜蓿刈割后与苜蓿田邻作的小麦田和玉米田中蜘蛛个体数量和多样性指数均存在溢出效应,溢出效应的范围为距界面处0~20 m。小麦田中蜘蛛个体数量密度和多样性指数总体高于玉米田,溢出效应的持续时间为1~7 d,高于玉米田。     

添加氮磷钾元素对典型草原区割草地植物群落组成及草地质量的影响

试验发现添加氮磷钾元素对割草地产量、群落组成及草地质量的影响有:(1)对一年割一次的草地,添加氮磷钾水平K2(120kg.hm-2)的小区增长最为显著;对一年割两次的草地,惟有最高水平K4(180 kg.hm-2)可见到显著的增产效果;对于不割草对照区,添加氮磷钾元素有一定增产作用,但没有达到显著性水平(p<0.05)。(2)添加氮磷钾元素能使羊草和大针茅种群在一年割一次和不割草对照中都表现出等补偿和超补偿,但在一年割两次中均为不足补偿;对糙隐子草则相反,在不割草对照中其仅为等补偿,而在割草处理后刈割频度越高超补偿现象越明显。(3)添加氮磷钾元素可提高草地质量,其中K2水平添加量的效果最为明显,草地质量维持的最好。     

灌溉条件下紫花苜蓿留茬高度的再生效应

为确立灌溉农田下紫花苜蓿的刈割制度,2003～2006年在地处西辽河平原的内蒙古民族大学试验农场进行留茬高度效应的研究.结果表明,株高、节间距、根干重、越冬率留茬5 cm刈割均低于留茬10 cm刈割,但1级分枝数、节间数均高于留茬10 cm刈割;营养品质留茬10 cm的好于留茬5 cm的;草产量前2年留茬5 cm较高,而后2年较低,4年总产量留茬10 cm略高;连续4年刈割后田间密度留茬10 cm的较留茬5 cm的高3.8株/m2.     

残茬高度对土壤风蚀量影响的试验研究

在内蒙古自治区武川县建立农田土壤风蚀试验区,采用内蒙古农业大学研制的移动式风蚀风洞和旋风分离式集沙仪,观测不同残茬高度条件下农田土壤的风蚀情况.试验结果表明:土壤风蚀量和扬起沙尘的高度随风速的增加而增加,随着作物秸秆残茬高度的增加而降低,且风蚀量与高度变化符合指数函数关系,土壤颗粒主要集中在近地表层内运动.保护性耕作可明显地提高起沙风速,减少农田土壤损失,当秸秆高度为30 cm时,风蚀量仅为传统耕地的1/4左右.     

土壤风蚀量随残茬高度的变化规律研究

在内蒙古自治区武川县建立农田土壤风蚀试验区,采用内蒙古农业大学研制的移动式风蚀风洞和旋风分离式集沙仪,直接在农田上观测不同残茬高度条件下的农田风蚀土壤损失情况。试验结果表明:土壤风蚀量和扬起沙尘的高度随风速的增加而增加,随着作物秸秆残茬高度的增加而降低,且输沙量与高度变化符合指数函数关系,土壤颗粒主要集中在近地表层内运动。保护性耕作可明显地提高启沙风速,减少农田土壤损失,当秸秆高度为30 cm时,风蚀量仅为传统耕地的1/4左右。     

近50年内蒙古中东部地区春夏季干旱特征分析

选取内蒙古地区累年平均降水量>200mm的75个气象站点1961～2010年逐日平均气温、逐日降水量资料,基于综合气象干旱指数(CI指数)计算方法,建立了各站历年春季和夏季CI指数序列。利用EOF方法,分析了内蒙古中东部地区春季和夏季干旱的时空分布特征,得出:1)内蒙古中东部地区春旱和夏旱均分为三种类型,且均具有全区一致干旱或不旱型、东西反相干旱型和南北反相干旱型的分布规律。但春季和夏季干旱或反向干旱的中心分布区域略有不同。2)内蒙古中东部地区春季干旱均出现在1980a以前,1980a后全区性的春季重旱减少,但局部重旱有所增加。夏旱在1980a以后呈两年或以上持续发展的态势,且近年来全区性夏旱发生频率增高、强度增加。3)内蒙古地区气候变暖出现在20世纪80年代中期之后。气候变暖后内蒙古地区降水分配格局发生了变化,使内蒙古中东部地区春季干旱减轻,而夏旱加重,应引起相关部门的重视。     

基于能值理论的内蒙古生态经济系统综合研究

本文运用能值分析方法定量分析了内蒙古生态经济系统1990-2005年间的发展态势,结果表明:内蒙古经济系统的可持续发展指数由1990年的873.43下降到2005年的11.88,同期人均能值使用量在快速增长,分别由1.13×1016sej上升到2.54×1016sej,环境负载率也由0.58上升到4.21,能值自给率都高达98%以上。这说明内蒙古的经济还处在欠发达阶段,并且经济的快速发展是建立在对本地资源的过度依赖和高强度利用基础之上的,因此可以说内蒙古经济在一定程度上是不可持续的。有鉴于此,应从以下方面提高内蒙古的可持续发展能力:(1)大力开发可再生资源,促进人与自然和谐发展;(2)优化对外贸易结构,提高能值受益率;(3)抓好煤炭城市经济结构调整与合理布局;(4)加强高科技和教育投入,提高系统可持续发展潜力。     

新疆与内蒙古煤炭工业发展比较研究

新疆与内蒙古都是西部少数民族自治区,煤炭资源量分别位居中国的前两名。文中重点从煤炭资源的储量与分布、煤种煤质、安全生产状况、煤炭开发形势、煤炭产量、产值贡献、煤炭产业结构、外运能力以及煤炭工业存在的问题等方面比较得出:(1)新疆的煤炭开发正处于提速阶段,而内蒙古则处于稳步降速阶段。新疆查明资源量与煤炭预测资源量仍不相称;(2)两区煤炭资源的产量、产值呈现逐年增加趋势,煤炭资源的开发利用程度也在不断加大;(3)煤炭工业运行带来的环境问题是两区实现煤炭资源可持续发展所共同面临的重要问题;(4)总体上看,新疆与内蒙古煤炭工业发展存在较大的差距,新疆落后于内蒙古。在结论基础上提出加强两区的交流与合作、合理确定煤炭开发规模和开发强度、克服区位劣势,破解发展难题以及加快推动资源优势向经济优势转化的建议。     

Snow resisting capacity of Caragana microphylla and Achnatherum splendens in a typical steppe region of Inner Mongolia,China

Snow resisting capacity of vegetation is important for secondary distribution of water resources in seasonal snow areas of grassland because it affects the regeneration,growth and nutrient circulation of vegetation in grassland.This study investigated vegetation characteristics(canopy height,canopy length and crown width)of Caragana microphylla Lam.(shrub)and Achnatherum splendens(Trin.)Nevski.(herb),and snow morphologies(snow depth,snow width and snow braid length)in a typical steppe region of Inner Mongolia,China in 2017.And the influence of vegetation characteristic on snow resisting capacity(the indices of bottom area of snow and snow volume reflect snow resisting capacity)was analyzed.The results showed that snow morphology depends on vegetation characteristics of shrub and herb.The canopy height was found to have the greatest influence on snow depth and the crown width had the greatest influence on snow width.The canopy length was found to have little influence on morphological parameters of snow.When the windward areas of C.microphylla and A.splendens were within the ranges of 0.0-0.5 m2 and 0.0-8.0 m2,respectively,the variation of snow cover was large;however,beyond these areas,the variation of snow cover became gradually stable.The potential area of snow retardation for a single plant was 1.5-2.5 m2 and the amount of snow resistance was 0.15-0.20 m3.The bottom area of snow and snow volume(i.e.,snow resisting capacity)of clumped C.microphylla and A.splendens was found to be 4 and 25 times that of individual plant,respectively.The results could provide a theoretical basis both for the estimation of snow cover and the establishment of a plant-based technical system for the control of windblown snow in the typical steppe region of Inner Mongolia.     

近54年来晋陕蒙地区降水变化特征

以晋陕蒙地区60个气象站点1960—2013年逐日降水观测资料为基础,分析了晋陕蒙地区近54年来年均降水量和极端降水量的时空变化。研究发现,近54年来,晋陕蒙3个省(区):(1)年均降水量都在波动中呈缓慢的减少趋势,减少趋势均不显著,晋陕蒙三省(区)减少趋势分别为14.014、10.706 mm·10a-1和0.76 mm·10a-1;空间上内蒙古年均降水量呈现出明显的东西差异,由东部400~500 mm向西减少到200 mm以下,山西年均降水量由东南向西北递减,晋东南在500~800 mm,而晋西北在400~500 mm,陕西年均降水量表现为南多北少的特点,陕南地区大于800 mm,陕北下降到400~500 mm。(2)从变化趋势上来看,从东南向西北,降水出现由减少到增多的变化趋势,原来降水多的地区趋于减少,降水少的区域趋于增多,晋陕蒙地区内部降水量差异趋于减小。内蒙古东部减幅为0~1 mm·a-1,而西部增幅为0~1 mm·a-1。山西省南部最大减幅1~3 mm·a-1,而在晋东北减幅在3 mm·a-1以上。陕北和陕南地区减幅较小为0~1 mm·a-1,陕西中部大部分地区减幅较大为1~3 mm·a-1。(3)200 mm和400 mm降水等值线呈明显年代际波动,1970年代和1990年代偏西偏北,1980年代和2000年代偏东偏南。近年来夏季风影响范围缩小,内蒙古降水趋于减少,晋陕南部略有增加。(4)年均极端降水量呈不显著增加趋势,变化幅度大部分在0~1 mm·a-1,此时段内极端降水量未发生突变,极端降水量的增加,使本地区降水处于不稳定状态;极端降水强度方面,山西和陕西的极端降水强度明显大于内蒙古,山西和陕西极端降水强度由南向北依次递减,陕西南部大于50 mm·a-1,而北部降低到30~40 mm·a-1,山西省大部分地区在40~50mm·a-1,只有在北部为30~40 mm·a-1,内蒙古极端降水强度由东向西逐步减少,东部为30~40 mm·a-1,西部在20 mm·a-1以下,极端降水强度的变化趋势内部差异不大;极端降水日数呈弱增长,增长水平不显著,此时段内极端降水日数没有出现剧烈变化。     

不同牧压强度对草原土壤水分、养分及其地上生物量的影响

本文通过对不同放牧强度的研究表明 :随着牧压强度的增加 ,土壤表层 (0— 2 0 cm)水分含量明显下降 ,土壤容重与硬度增大、孔隙度减少 ;土壤全量养分下降 ,但速效养分则显著升高 ;植物群落高度降低 ,地表盖度下降 ,地上生物量较大幅度减少 ,特别是优质牧草生物量减少迅速。因此 ,放牧强度是影响草场退化的重要因素。     

锡林郭勒典型草原区平坦草地风雪流结构特征

通过对锡林郭勒典型草原区平坦草地积雪全覆盖状况下风雪流野外观测,分析了近地表100 cm高度内的风雪流结构。结果表明:风雪流结构表现为移雪强度随距离雪面高度增加而急剧减弱。风雪流活动范围随着2 m处风速增强而逐步增大。风雪流结构函数在低风速条件下(4~7 m·s~(-1))符合对数函数关系衰减,高风速条件下(8 m·s~(-1))呈幂函数关系衰减;风雪流搬运高度主要集中在近地表20 cm范围内,该高度内移雪量达到总移雪量的80%以上;近地表100 cm高度范围内的平均移雪强度与2 m处风速符合极显著的幂函数关系,关系式为Q=3.378 6×10~(-7)·V~(5.5390)(P0.001,R~2=0.972 9)。近地表风速的增加,会导致风雪流搬运能力的急剧增强。相关结论可为典型草原区风雪流防治提供理论依据。