天祝高寒退化草地补播恢复治理

为了探究补播对高寒退化草地物种丰富度和生产力的影响,于2007―2009年在甘肃天祝县开展了利用不同禾草混播改良治理退化草地的试验。结果表明,补播当年物种丰富度增加,补播第2年后物种丰富度整体下降。补播明显提高了草群高度、植被盖度和地上生物量,且禾草类生物量一直都占据主要部分,草地的经济价值得以提高。综合补播后退化草地的草群高度、盖度、物种丰富度以及各经济类群的生物量和总生物量进行评价,垂穗披碱草(Elymus nutans)+无芒雀麦(Bromus inermis)+中华羊茅(Festuca sinensis)组合补播治理天祝县高寒草地的效果最佳,可以作为高寒退化草地恢复治理措施推广应用。     

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。     

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.     

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。     

草地植被恢复措施对高寒草甸有毒植物的影响

通过对高寒草甸天然草地实施划破、补播、施肥及综合处理,探讨了不同草地植被恢复措施对高寒草甸有毒植物物种组成、多样性及生物量的影响。结果表明,不同处理草地中,有毒植物的组成及比例差异显著(P<0.05)。与对照相比,补播、划破和施肥均不同程度地降低了群落中有毒植物的物种数和Shannon Wiener指数(P<0.05),不同处理草地有毒植物物种数和Shannon Wiener指数排序分别为补播<施肥=综合处理<划破<对照,补播<划破<施肥<对照<综合处理。补播、施肥和综合处理均可有效降低群落中有毒植物的地上生物量(P<0.05),而草地划破在一定程度上增加了有毒植物的地上生物量(P>0.05),不同处理草地有毒植物地上生物量排序为补播<综合处理<施肥<对照<划破。补播形成的垂穗披碱草(Elymus nutans)单一优势群落使有毒植物物种数、物种多样性及地上生物量均下降到最低值,对于毒杂草型退化草地的改良,草地补播是可供参考的有效恢复措施之一。     

补播禾草对玛曲高寒沙化草地各经济类群地上生物量的影响

为研究补播禾草对玛曲高寒沙化草地各经济类群地上生物量的影响,于2006年和2007年在甘肃玛曲高寒沙化草地进行了禾草补播试验。结果表明:补播禾草可增加高寒沙化草地草群高度和植被盖度。补播当年,莎草类地上生物量降低,禾草类地上生物量增加。补播第二年,各经济类群地上生物量都增加,禾草类的地上生物量增加最多,占到总生物量的50%左右。其中,中华羊茅(Festuca sinensis)、草地早熟禾(Poa pratensis)和垂穗披碱草(Elymus natans)混播的处理,禾草类和豆科类比对照分别高出34.56%和96.37%,是玛曲高寒沙化草地较好补播处理。补播作为改良天然草场的有效措施,对增加草群高度、覆盖度和提高草地地上生物量具有积极作用。     

补播对中度退化高寒草地群落特征和多样性的影响

为研究补播对高寒草地群落特征和植被多样性的影响,本研究以黑土滩中度退化草地为对象,利用免耕补播机通过近自然补播措施进行了恢复,测定了恢复后草地的群落组成及多样性特征。结果表明：经人工补播后,退化草地的植被盖度,地上、地下生物量,禾本科牧草比例和根冠比都显著上升（P<0.05）,补播措施起到了很好的修复效果。从物种组成上看,退化草地经过补播之后,其植被群落组成和物种重要值都发生了变化。其中,禾本科牧草和莎草科牧草占据了重要地位。此外,物种丰富度指数、Shannon-Weiner指数、均匀度指数经人工补播后都有所上升,但差异不显著。综上所述,人工补播是高寒地区黑土滩中度退化草地修复一种快速有效的措施,能够有效的提高可食牧草的比例,同时也有利于高寒地区草地植被恢复。     

补播禾草对玛曲高寒沙化草地植物多样性和生产力的影响

为了解补播对高寒沙化草地植物多样性和生产力的影响,于2006和2007年在甘肃玛曲开展了多种牧草的草地补播改良试验。结果表明,补播对物种丰富度影响不明显,但使草群密度明显增大,补播后各处理Pielou均匀度指数、Simpson指数、Shannon-Weiner指数均减小,其中单播中华羊茅、混播中华羊茅和垂穗披碱草多样性指数显著减小。补播后地上生物量比对照显著增加,其中3种禾草混播后地上生物量增加了55.74％。补播使草地的经济价值得以提高,有利于高寒沙化草地的恢复和生态环境的保护。     

黄土高原丘陵区退耕苜蓿草地补播禾草对苜蓿光合生理及群落特征的影响

在宁夏黄土高原丘陵区中度退化苜蓿草地,以不补播草地为对照,研究补播多年生黑麦草、无芒雀麦、披碱草、鸭茅、苇状羊茅、羊草对苜蓿光合生理、荧光特性、形态特征、群落生物量及牧草营养品质的影响。结果表明：与不补播相比,补播禾草提高了苜蓿叶片光合速率、气孔导度、相对叶绿素含量、最大光能转换效率、电子传递体、单位面积吸收光能,其中补播苇状羊茅处理的苜蓿光合速率最高;补播禾草处理的苜蓿株高和叶面积系数增高,蒸腾速率降低(P<0.05);补播对退化苜蓿草地群落密度增幅、盖度增幅、地上生物量、营养成分贡献率、单位面积粗蛋白产量均有促进作用,补播无芒雀麦处理牧草单位面积粗蛋白产量最高,达115.37 g/m²;相关分析表明,苜蓿光合因子与苜蓿株高、地上总生物量相关性较高,苜蓿中性洗涤纤维与蒸腾速率、气孔导度相关性较高;冗余分析表明,土壤全氮、全磷显著影响苜蓿株高、群落密度和地上总生物量,苜蓿光合速率受土壤全钾影响显著。综上,补播禾草可以有效改善退化苜蓿草地的光合生理和荧光特性,提高群落地上生物量和营养成分;从补播后牧草单位面积粗蛋白产量看,无芒雀麦是改良黄土高原丘陵区退耕苜蓿草...     

补播对天祝高寒退化草地植被和土壤理化性质的影响

为了探究补播对高寒退化草地植被组成以及土壤理化性质的影响,于2007―2009年在甘肃省天祝县开展了退化草地补播垂穗披碱草(Elymus nutans)+无芒雀麦(Bromus inermis)+中华羊茅(Festuca sinensis)改良治理退化草地的研究。结果表明,补播有效增加了禾草类和莎草类植被,提高了退化草地地上和地下生物量。补播后第3年,土壤表层物理性状、养分以及微生物生物量与不补播相比,具有明显优势。土壤表层0-40cm,土壤容重降低、孔隙度变大、含水量提高,土壤养分和微生物生物量C、N含量升高,退化草地得到了有效治理。     

封育后补播“高寒1号”生态草对玛曲退化高寒草甸生产力的影响

为了研究退牧还草项目中围栏封育和种子补播对退化高寒草甸（亚高山草甸和沼泽化草甸）的改良效果,选取“高寒1号”生态组合草种,在青藏高原东部的退化高寒草甸进行了封育和补播试验。对封育和补播后3年的草甸植被高度、盖度和地上生产力进行研究。与对照相比,封育3年的退化亚高山草甸和退化沼泽化草甸的平均植被高度提高49.57%和53.38%,盖度提高24.73%和25.25%,地上生产力提高16.40%和22.17%,物种数没有显著变化。封育后补播“高寒1号”生态组合草种,比封育具有更好的效果。在封育的基础上,补播进一步使两类退化草甸的植被高度分别提高17.64%和15.78%,盖度提高48.38%和50.50%,地上生产力提高3.24%和9.39%,且物种数有一定的增加。围栏封育和草种补播是改良退化高寒草甸的有效途径,封育后补播比只封育更能提高其改良效果。“高寒1号”生态组合草种在退化高寒草甸的补播改良中表现了良好的适应性和显著的效果。     

青藏高原退化高寒草地恢复对不同措施响应的Meta分析

为定量评估不同退化程度高寒草地的植物生产力、植物多样性与土壤质量对不同恢复措施的综合响应,本研究基于92篇文献,通过荟萃分析（Meta分析）,对2 478组恢复实验数据进行综合分析。结果表明：在未退化草地上,自然恢复显著提高植被生产力和植物多样性,且不会使土壤质量下降;在轻度退化草地上,自然和人工辅助恢复均显著提高植被生产力和土壤质量;但人工辅助恢复显著降低植物多样性,而自然恢复则相反。具体措施以中期围栏封育恢复效果最好;在中度退化草地上,人工辅助恢复比自然恢复效果好。具体措施以短期施肥以及短期和中期补播恢复效果较好;在重度退化草地上,人工建植效果最好,但人工建植恢复植物多样性以及土壤质量所需年限较长。     

浅耕对西藏高原退化草甸土壤和植物群落特征的影响

草地管理对植被和土壤会产生重要的影响。为探讨浅耕措施对高寒草甸的影响, 对西藏高原当雄县典型退化高寒草甸浅耕处理地块的土壤理化性质和植物群落变化进行调查。结果显示, 浅耕实施12年后, 草地土壤性质得到改善, 表层土壤含水量提高35%, 而土壤容重降低了28%。0-10和10-20 cm土壤可利用无机氮含量分别显著提高了3.2倍和1.7倍。同时, 植物群落组成也发生了改变, 植被盖度显著增加, 杂草类物种丰富度显著降低, 可食性丛生类禾草植物重要值显著升高, 成为优势物种, 草地生产力提高。试验结果表明, 在退化高寒草甸适度浅耕有利于改善退化高寒草甸的水分、养分状况, 提高可食性牧草的生产力, 但从物种多样性保护和群落稳定性维持角度来看仍存在一定的风险。     

免耕补播对北方退化草地生产力及营养品质的影响

免耕补播是恢复退化草地生产力的重要措施之一,为探究在北方退化草地上补播豆科和禾本科牧草对草地生产力和营养品质的影响,本试验在四川若尔盖、甘肃夏河、青海祁连、陕西榆林设置不补播（CK）、补播紫花苜蓿（Medicago sativa L）与无芒雀麦（Bromus inermis Leyss）或垂穗披碱草（Elymus nutans Griseb）（ZW）,以及黄花苜蓿（Medicago falcata L）与无芒雀麦或垂穗披碱草（HW）3个处理。试验结果表明补播豆科与禾本科牧草后豆科与禾本科优良牧草比例与地上总生物量显著增加（P<0.05）;牧草粗蛋白含量也显著提升（P<0.05）,在甘肃夏河、青海祁连、陕西榆林试点HW处理下粗蛋白含量较ZW处理高;两种补播处理后牧草的相对饲喂价值与未补播处理相比也显著增加（P<0.05）。结果表明在四个试验点补播豆科与禾本科牧草均改善了草地植被群落的组成与生产力以及营养品质。     

草地恢复措施对高寒草甸植物群落的影响

为探讨不同恢复措施对高寒草甸生态系统植物群落的影响,分别对高寒草甸天然草地进行了施肥、补播、划破和综合措施(施肥+划破+补播)4种恢复措施处理。结果表明,施肥、补播、划破和综合措施对草地物种功能群组成、群落结构、物种多样性及生产力有不同影响。各种恢复措施对草地植物功能群组成的影响不大,但对功能群内物种数有不同影响;对群落高度有显著影响(P<0.05),但对群落盖度影响不大(P>0.05)。补播和综合措施处理样地物种数与对照呈显著差异(P<0.05),其他处理影响不显著。而Simpson指数除综合措施处理外,其他处理均与对照间呈显著差异(P<0.05)。各恢复措施均对草地生产力的提高有显著作用(P<0.05)。不同草地恢复措施虽然对物种组成、群落结构、物种多样性的影响格局不同,但对草地生产力的提高则有显著的促进作用。因此,可以认为,这些措施是改良退化草地的有效方法。     

放牧方式和施肥梯度对高寒草甸群落生产力和物种丰富度的影响

通过比较青藏高原东部高寒草甸植物群落的地上生物量、物种丰富度及其相关关系对两种放牧方式和4种施肥梯度的响应, 分析了放牧方式和施肥梯度对该类草甸群落的影响。结果表明, 放牧显著增加了物种丰富度 (P0.001), 减小了群落生物量, 增加了杂类草在生物量中的比重, 抑制了禾草类物种的生长, 而施肥则显著降低了物种丰富度(P0.001), 但是增加了群落生物量, 抑制了杂类草类的生长, 增加了禾草类在生物量中的比重。在全年放牧的所有施肥区, 物种丰富度均未呈现显著变化(P0.05), 而在全年封育的所有施肥区, 物种的丰富度均显著下降(P0.001), 这表明放牧是主效应, 施肥效应被放牧效应所掩盖。在放牧处理或施肥处理下的所有试验小区中, 群落生物量和物种丰富度均呈负相关关系, 且这种负相关程度随着施肥水平增加或封育禁牧而显著增强。本研究还发现在该地区牧场中进行适度的氮肥撒施可以既不影响物种的丰富度, 又能增加群落的生产力, 而且可以提高优质牧草在群落中的比重, 这是一种最佳的群落性能, 能够承载更多的牲畜进而带来更高的经济效益且不会导致当地草原的退化, 适宜在该地区牧场中进行推广。     

生长季封育和氮添加对退化高寒沼泽湿地土壤水分状况的影响

为探讨封育和氮添加对退化高寒湿地恢复的影响，本研究在青藏高原东部轻中度退化高寒湿地设置生长季禁牧和氮添加处理试验，并测定了群落结构和生产力、物种丰富度、土壤水分和氮、磷元素含量等指标。结果表明生长季禁牧能够显著提高退化湿地土壤水分含量、土壤速效氮含量和群落净初级生产力，提高禾草类物种在群落中的占比，而降低杂类草物种的占比；氮添加及二者的交互作用对退化湿地植物群落上述指标的影响不显著，但是氮添加处理有增加地上生物量和提高土壤含水量的趋势。本研究还提出了一个围栏封育和氮添加对退化高寒湿地恢复（以土壤水分含量为指标）影响的概念模型。生长季禁牧和氮添加有助于高寒退化湿地的恢复，因此在未来高寒湿地的保护和修复中应该考虑适度禁牧和养分添加。     

返青期休牧对玛多高寒草原植物群落特征的影响

针对高寒草原冬春草场退化及草畜不平衡问题,为遏制草地生态系统进一步退化、提高草地生产力,本研究于2018年在青海省玛多县玛查理镇冬春草场开展返青期休牧育草试验。试验采用随机区组设计,设置返青期休牧和返青期放牧两个处理,在休牧结束时期和牧草生长高峰期(7月10日和8月10日)分别进行草地植物群落调查。结果表明:相对于放牧草地,7,8月份休牧草地的禾本科牧草株高增加了236.33%和123.83%(P<0.05),盖度增加了41.13%和61.71%(P<0.05),地上总生物量增加58.66%和33.62%;休牧以后草地主要植物种由原来的沙生风毛菊(Saussurea arenaria Maxim)、山莓草(Sibbaldia procumbens Linn.)等变为紫花针茅(Stipa purpurea Griseb)、疏花针茅(Stipa penicillata Hand.-Mazz)等;休牧草地和放牧草地样点植物群落结构存在差异;休牧草地植物群落物种丰富度、辛普森指数、香农-维纳指数较放牧草地均有所增加。因此,返青期休牧在高寒草原的实施改善了草地植被恢复情况,优化了草地植物群落结构,增强了生态系统多样性。本试验可为退化高寒草原植被恢复及休牧制度的实施提供科学理论依据。     

玛曲高寒草甸高原鼠兔种群数量对植被调控措施的响应

本研究通过在玛曲县退化高寒草甸草原实施不同草地改良措施后,对高原鼠兔发生生境的适合度进行调查分析,以期揭示当地高原鼠兔发生机理,并为有效开展高原鼠兔的生态防治提供理论依据和技术支撑。于2010年5月至2010年7月,对玛曲县退化高寒草甸草原进行围封、补播、施肥、划破等12种不同草地改良措施,通过堵洞盗洞法监测高原鼠兔种群密度,并结合样方法测定植被等生境因子,探讨玛曲退化高寒草甸草原高原鼠兔发生生境的适合度。研究结果表明:与采用改良措施前相比,不同改良措施下有效鼠洞密度均表现出差异显著性(P<0.05)。所有草地改良措施均显著降低了有效鼠洞密度(P<0.05),且补播措施显著优于其他措施(P<0.05)。有效鼠洞密度与群落结构的相关性及逐步回归分析表明,有效鼠洞密度与草层高度呈显著的负相关(P<0.05),因而在高寒草甸,植物群落草层高度是决定鼠群密度的重要因子,而禾草类高度是决定草层高度的重要因素。两年的植被定向调控试验表明,在该区不同草地改良措施均能有效降低有效鼠洞密度,而补播禾草和增施有机肥,增加植物群落中禾草的比例,进而提高整体草层高度,可显著降低有效鼠洞密度(P<0.05)。因此提出“增加植物群落中禾草比例,治理高原鼠兔危害” 的生物防治模式。