放牧强度对短花针茅荒漠草原植物种群生态位的影响

为探讨放牧强度对短花针茅荒漠草原植物群落结构及生态位的影响,并进一步探究优势植物生态位宽度与种群特征的关系,以不放牧(NG)为对照(CK),设置轻度放牧(LG)、中度放牧(MG)和重度放牧(HG)3个处理,载畜率分别为0.91(只羊/hm²)、1.82(只羊/hm²)和2.71(只羊/hm²)。于2020年8月植物生长高峰期对短花针茅荒漠草原植物物种重要值、生态位宽度、生态位重叠以及物种种群特征与生态位宽度的关系进行分析。结果表明：CK、LG、MG和HG群落中物种数分别为18、15、12和5,表明随着载畜率增加,群落中物种数减少;与CK相比,LG提高了优势种短花针茅、无芒隐子草等的生态位宽度,降低了半灌木冷蒿和木地肤的生态位宽度,而MG和HG降低了优势种的生态位宽度;与CK相比,LG显著降低了群落中物种生态位重叠平均值,而MG和HG显著增加了群落中物种生态位重叠平均值;建群种短花针茅的生态位宽度与种群特征均无显著相关性,优势种无芒隐子草的生态位宽度与其密度和生物量呈显著正相关,银灰旋花与无芒隐子草相同。综上所述,载畜率为...     

不同载畜率下短花针茅和土壤生态化学计量特征研究

以荒漠草原建群种短花针茅为研究对象,分析不同载畜率(对照,CK;轻度放牧,LG;中度放牧,MG和重度放牧,HG)对短花针茅与其对应土壤(0～20 cm和20～40 cm)碳(C)、氮(N)、磷(P)及化学计量比的影响.结果表明:放牧对短花针茅N、P及C:N:P化学计量比没有显著影响,但C含量随载畜率的增加而显著增加(P...     

不同载畜率下短花针茅分蘖特征和贮藏养分的变化

在短花针茅荒漠草原连续放牧14a的随机区组试验平台上,设4个载畜率水平,分别为0(对照CK)、0.91羊单位/hm~2·半年(轻度放牧LG)、1.82羊单位/hm~2·半年(中度放牧MG)和2.71羊单位/hm~2·半年(重度放牧HG),研究不同载畜率下短花针茅分蘖特征及根、茎基中贮藏总糖、可溶性糖、还原糖和粗蛋白质含量的变化及之间的相关性。结果表明:重度放牧下短花针茅茎基粗蛋白质含量显著提高,分蘖数显著增多;分蘖数与茎基粗蛋白质含量之间极显著正相关(r~2=0.17,P0.001);各处理下,短花针茅茎基贮藏养分含量均高于根系。短花针茅于茎基中贮藏较多粗蛋白质,促进分蘖,减少过度放牧伤害。     

放牧强度对土壤水分影响的对应分析

为了解不同放牧利用强度对荒漠草原土壤水分含量的影响,采用随机区组设计,研究轻度（LG）、中度（MG）、重度（HG）放牧对短花针茅荒漠草原土壤水分含量的影响。不同放牧强度的载畜率分别为O．93（LG）、1．82（MG）、2．71（HG）sheep／（hm^2half year）,放牧羊只数分别为4、8、12只,放牧期为6个月／年。采用对应分析法比较不同放牧强度下近地表层0～10cm、10～20cm、20～30cm土壤的水分含量。结果表明,不同放牧梯度条件下,土壤含水量总体变化规律为LG〉CK〉MG〉HG．不同土层土壤含水量总体变化规律为0~10cm〉20-30cm〉10-20cm。各放牧强度对总特征值贡献率大小趋势为CK〉MG〉HG〉LG。随着放牧强度的增加,土壤含水量差异明显且呈梯度下降趋势。0-10cm土层土壤含水量受放牧强度的影响最大,其次为10～20cm和20～30cm土层．     

荒漠草原植物和土壤碳氮养分含量对不同载畜率的响应

以内蒙古短花针茅(Stipa breviflora)荒漠草原为研究对象,基于围封19年的长期放牧试验平台,设置4个载畜率水平,分别为对照(CK)0、轻度放牧(LG)0.91、中度放牧(MG)1.82、重度放牧(HG)2.71羊单位·(hm²·0.5a)^-1,测定并分析2021年8月植物生长高峰期优势植物及土壤的碳、氮养分含量。结果表明：与对照相比,载畜率的增加降低植物香农维纳指数、辛普森指数;轻度、中度和重度载畜率显著降低植物碳库氮库。随着载畜率增大,土壤铵态氮含量在中度载畜率时含量最高;与对照相比,重度载畜率显著增加土壤硝态氮含量,显著降低土壤全碳、全氮和土壤有机碳含量;中度和重度载畜率显著增加了土壤的pH值。表明在荒漠草原,高载畜率会降低植物多样性水平和碳、氮养分归还能力,增加土壤碳、氮含量的流失,进而造成了土壤全碳、全氮含量的降低,有机碳的累积转化受阻。     

放牧对荒漠草原主要植物种群空间格局与生态位的影响

本研究以短花针茅(Stipa breviflora)荒漠草原为研究对象,在长期不同载畜率(对照CK、轻度放牧LG、中度放牧MG和重度放牧HG)放牧样地,通过群落调查探讨建群种短花针茅、优势种冷蒿(Artemisia frigida)和无芒隐子草(Cleistogenes songorica)以及主要伴生种银灰旋花(Convolvulus ammannii)的空间分布格局和生态位特征。结果表明：物种多样性指数随载畜率增加而降低,在HG处理显著低于其他处理(P<0.05);不同载畜率下,4种植物均为聚集分布的格局;随载畜率的增加,短花针茅和无芒隐子草的聚集强度降低,生态位变宽,冷蒿和银灰旋花的聚集强度提高,生态位变窄;短花针茅和无芒隐子草之间的生态位重叠随载畜率的增加而增加,二者的种间竞争作用加强,而冷蒿和银灰旋花之间或二者与短花针茅或无芒隐子草之间的生态位重叠均降低。综上,放牧改变了4种植物种群的空间分布和生态位,随载畜率增加,群落中短花针茅和无芒隐子草在群落中处于优势地位,冷蒿和银灰旋花在群落中的地位减弱。     

不同载畜率对短花针茅荒漠草原优势物种间关系及其空间分布特征的影响

为探究不同载畜率对荒漠草原群落建群种与优势物种间的关系及其空间分布的影响，于2020年7-9月在内蒙古四子王旗短花针茅荒漠草原进行野外调查，以建群种短花针茅及优势种无芒隐子草和冷蒿为研究对象，设置不放牧对照（CK）、轻度（LG）、中度（MG）和重度放牧（HG）载畜率水平（分别放牧0、4、8和12只羊），结合常规方法与地统计学方法分析建群种及优势种出现频率、多度、种间关系强度及空间分布特征。结果表明：1）与CK相比，LG下冷蒿出现频率仅在7月显著降低了50.55%（P<0.05），而MG和HG在7-9月均显著降低（P<0.05），7-9月平均降低77.76%和97.53%；而不同处理及月份下短花针茅和无芒隐子草出现频率无显著差异（P>0.05）。 2）与CK相比，各处理在7-9月时短花针茅种群多度均显著增加（P<0.05），LG、MG和HG分别在7-9月平均增加37.34%、75.72%和99.32%；冷蒿种群多度均显著降低（P<0.05），分别降低61.26%、66.32%和99.31%；无芒隐子草除LG在9月无显著变化外，各处理在7-9月时种群多度均显著增加（P<0.05）。3）短花针茅与无芒隐子草主要表现为亲和关系，而在9月时从CK的亲和关系转化为HG的竞争关系；短花针茅与冷蒿主要表现为竞争关系，放牧未改变其种间关系。4）短花针茅与无芒隐子草对冷蒿的作用强度较大，而冷蒿对短花针茅和无芒隐子草的作用强度较小。5）模拟9月物种间空间分布发现，CK中短花针茅种群多度随无芒隐子草种群多度增加而增加，随冷蒿种群多度增加而呈降低的趋势；HG中冷蒿种群多度不随短花针茅与无芒隐子草的变化而变化，但随着无芒隐子草种群多度增加，短花针茅种群多度整体上呈波动下降的趋势，表明短花针茅与无芒隐子草之间的关系由CK中的亲和关系转变为HG下的竞争关系。综上，放牧会改变物种的种群多度及物种间的关系。     

不同载畜率对短花针茅荒漠草原建群种空间异质性的影响

为探讨短花针茅(Stipa breviflora)荒漠草原建群种空间异质性在不同载畜率下的变化特点和差异,本研究以内蒙古自治区乌兰察布盟四子王旗内蒙古农牧业科学院试验基地的短花针茅种群为研究对象,采用半方差函数、分形维数和克里格差值方法进行系统研究,结果如下:短花针茅种群空间异质性随载畜率的增大呈增大趋势。轻度放牧(LG)和重度放牧(HG)处理区短花针茅种群空间分布主要受结构性因素影响,但表现结果的影响过程存在差异;中度放牧(MG)处理区短花针茅种群空间分布除结构性因素占主导地位外,放牧家畜的随机性牧食行为也占较大比重。     

载畜率对荒漠草原小叶锦鸡儿邻近土壤速效养分含量的影响

放牧是人类利用草原最主要的方式,可影响土壤的理化性质。小叶锦鸡儿(Caragana microphylla)作为豆科灌木,其邻近土壤养分的变化对会对草地生态系统的结构和功能产生重要的影响。为研究载畜率对荒漠草原小叶锦鸡儿邻近土壤速效养分含量的影响,在内蒙古短花针茅荒漠草原进行放牧实验,共4个载畜率处理(对照CK(0羊单位·hm^-2·a^-1、轻度放牧LG(0.93羊单位·hm^-2·a^-1)、中度放牧MG(1.82羊单位·hm^-2·a^-1)和重度放牧HG(2.71羊单位·hm^-2·a^-1),在每个小区中选定大小相近的小叶锦鸡儿植株,分为东南西北4个方向,测定植株邻近土壤碱解氮、速效磷和速效钾含量,分析这些参数之间的变化。结果表明：随载畜率增大,土壤碱解氮含量先升高后降低,速效磷先下降后上升,速效钾含量呈下降趋势。小叶锦鸡儿邻近土壤碱解氮和速效钾含量的平衡点对应的速效磷在LG区呈最小值,土壤速效磷和速效钾含量的平衡点对...     

增温施氮对尕海湿地区沼泽草甸N2O排放的影响

为深入了解高寒湿地生态系统氧化亚氮(N₂O)排放对气候变暖及氮沉降的响应，以青藏高原尕海湿地区沼泽草甸为研究对象，利用开顶箱(Open top chamber, OTC)增温和外源氮素添加来模拟未来气候变暖以及氮沉降，布设对照(CK),增温(W),施氮(N)和增温+施氮(WN)4种处理，采用静态箱—气相色谱法监测不同处理下植物生长季N₂O排放，并探究了N₂O排放与环境因子之间的关系。结果表明：仅W与WN处理的N₂O排放通量始终高于对照，日均排放通量高出对照组22.41%和56.90%;WN,N,W和CK处理下N₂O累计排放量分别为0.87,1.07,1.09和1.37 kg·hm^-2 N;生长季末期土壤N₂O短暂的由“源”向“汇”转变；N₂O排放通量与地下生物量显著负相关(P<0.05),与含水量和硝酸酶活性显著正相关(P<0.05),与温度、硝态氮和铵态氮极显著正相关(P<0.01)。本研究可...     

放牧强度对短花针茅植物种群空间分布的影响

为探讨荒漠草原建群种短花针茅(Stipa breviflora)空间分布的多重分形特征及其在不同放牧强度下的响应规律,本研究以内蒙古四子王旗短花针茅荒漠草原为研究对象,设置对照(CK)、轻度放牧(LG)、中度放牧(MG)和重度放牧(HG)4个放牧强度,载畜率分别为每公顷每半年0、0.93、1.82和2.71个羊单位,结合变异分析和多重分形研究方法,结果表明:在不同放牧强度下,短花针茅植物种群空间分布存在多重分形特征;伴随放牧强度的增大(轻度放牧除外),短花针茅植物种群空间分布的多重分形复杂性降低:生态位宽度几乎没有变化,空间分布由聚集状态转为均匀状态,个体间的竞争强度增大;轻度放牧下短花针茅植物种群空间分布多重分形特征最为复杂:生态位宽度降低,空间分布聚集特征最明显,个体间的竞争强度最小.无论放牧强度如何变化,短花针茅植物种群在植物群落中的主导地位没有改变,空间分布的整体特征是以大概率子集空间分布为主.     

放牧强度对短花针茅植物种群空间分布的影响

为探讨荒漠草原建群种短花针茅(Stipa breviflora)空间分布的多重分形特征及其在不同放牧强度下的响应规律,本研究以内蒙古四子王旗短花针茅荒漠草原为研究对象,设置对照(CK)、轻度放牧(LG)、中度放牧(MG)和重度放牧(HG) 4个放牧强度,载畜率分别为每公顷每半年0、0.93、1.82和2.71个羊单位,结合变异分析和多重分形研究方法,结果表明:在不同放牧强度下,短花针茅植物种群空间分布存在多重分形特征;伴随放牧强度的增大(轻度放牧除外),短花针茅植物种群空间分布的多重分形复杂性降低:生态位宽度几乎没有变化,空间分布由聚集状态转为均匀状态,个体间的竞争强度增大;轻度放牧下短花针茅植物种群空间分布多重分形特征最为复杂:生态位宽度降低,空间分布聚集特征最明显,个体间的竞争强度最小。无论放牧强度如何变化,短花针茅植物种群在植物群落中的主导地位没有改变,空间分布的整体特征是以大概率子集空间分布为主。     

放牧对荒漠草原优势植物叶片养分含量和化学计量特征的影响

[目的] 阐明荒漠草原优势植物叶片养分含量对不同放牧强度的响应。[方法] 在内蒙古短花针茅荒漠草原的放牧样地上设置4个不同放牧强度的处理：对照（CK）、轻度放牧（LG）、中度放牧（MG）和重度放牧（HG）,载畜率分别为0、0.91、1.82、2.71只羊/hm²。于2020年对荒漠草原优势植物短花针茅（Stipa breviflora）、无芒隐子草（Cleistogenes songorica）、银灰旋花（Convolvulus ammannii）和冷蒿（Artemisia frigida）在不同放牧强度下叶片中的C、N、P浓度进行测定,并对其化学计量特征进行计算。[结果] 与对照区（CK）相比,重度放牧显著（P<0.05）降低了短花针茅和银灰旋花叶片的C浓度;放牧对短花针茅、无芒隐子草、银灰旋花和冷蒿叶片N含量无显著（P>0.05）影响;中度放牧显著（P<0.05）增加了短花针茅和银灰旋花叶片的P浓度,并显著（P<0.05）降低了冷蒿的P浓度;重度放牧显著（P<0.05）降低了银灰旋花的C∶N,短花针茅、银灰旋花和冷蒿的C∶P,以及短花针茅的N∶P。[结论] 放牧改变植物对养分的利用状况,不同植物对相同生境有不同的适应策略。放牧降低荒漠草原优势植物固C能力。长期中度放牧有利于荒漠草原优势植物对N、P的吸收。     

短花针茅种群功能性状对载畜率的响应

对不同载畜率下短花针茅种群的表型功能性状(株高、单株重、叶长、叶面积、比叶面积)和元素类功能性状(叶片N含量、叶片C含量、叶片C/N)等性状指标进行了测定,探讨短花针茅种群对放牧的响应机制。结果表明:随着载畜率增加,短花针茅种群表型功能性状指标逐渐降低,重度放牧显著低于对照(P0.05);载畜率对短花针茅种群叶片C、N含量没有显著影响,中度放牧区C/N显著低于轻度放牧(P0.05);可塑性指数PI值随着载畜率的增加而变大;叶面积是短花针茅响应放牧干扰最显著的指示性状。     

放牧强度对荒漠草原建群种短花针茅空间异质性的影响

[目的]探讨荒漠草原建群种短花针茅在不同放牧强度下空间异质性的特征和变化。[方法]以建群种短花针茅（Stipa breviflora）为对象,采用半方差函数、克里格插值法和多重分形维数等方法对其空间异质性进行研究。[结果]不同放牧强度下,短花针茅种群密度均值大小为重度放牧（HG）>禁牧（CK）>中度放牧（MG）;短花针茅种群具有多重分形特点;不同放牧强度下短花针茅空间分布有所差异,CK处理区结构比（C/C₀+C）最大,HG处理区次之,均大于75%,说明CK处理区和HG处理区都具有强烈的空间自相关性,而MG处理区最小,小于75%但大于25%,具有中等的空间自相关性;结构因素是导致短花针茅空间变异的主要原因。[结论]重度放牧增加了短花针茅种群密度,而中度放牧因家畜采食践踏作用小,导致短花针茅种群密度降低;在不同放牧强度下,结构因素是影响短花针茅空间异质性的主要因素;禁牧处理区内短花针茅种群空间分布最复杂,具有较强的空间异质性。     

不同放牧强度对家畜生产性能与牧草干物质体外消化率的影响

于2010—2012年间在内蒙古锡林郭勒盟正镶白旗克氏针茅草原进行了不同载畜率的放牧试验,研究了草地家畜生产性能与牧草干物质体外消化率在不同放牧强度下的变化。结果表明,不同放牧强度下牛日增重呈显著差异(P<0.05),且均随放牧强度的增加而下降;不同放牧强度下单位公顷牛日增重在MG区显著高于LG区和HG区(P<0.05);不同放牧强度下MG区牧草体外消化率显著高于LG区(P<0.05),且随放牧时间的推移牧草体外消化率逐渐下降。在同时考虑家畜体重与牧草消化率的情况下,放牧强度应控制在0.35～0.40头/hm2。     

短花针茅荒漠草原植物群落特征对不同载畜率水平的响应

在内蒙古短花针茅荒漠草原采用5个载畜率水平绵羊放牧试验,研究植物群落对载畜率的响应.研究结果表明,主要植物盖度、高度和密度在低载畜率和中等载畜率下保持较高水平;中等载畜率有利于短花针茅生长;随着载畜率的增加,植物群落现存量下降;短花针茅草原适宜的载畜率为1.7～2只羊/hm2/半年.     

高寒草甸表层土壤物理性状对短期放牧的响应

为探讨不同放牧强度对高寒草甸土壤物理性状的影响,设重度放牧(HG)、中度放牧(MG)和轻度放牧(LG)3个放牧强度样地,调查放牧样地表层土壤(0~10cm)的土壤容重、孔隙度、土壤饱和含水量、田间持水量、有效含水量并土壤持水和入渗性能。结果表明,LG和MG的初始含水量、毛管持水量与非毛管持水量均显著高于HG,LG的土壤饱和含水量和田间持水量均显著高于HG,但3个放牧强度间土壤容重、孔隙性状、土壤有效含水量和非毛管持水量均无显著变化;入渗曲线高低为LGMGHG,用模型模拟曲线,拟合精度为Horton模型通用经验模型Philip模型Kastiakov模型;初始入渗率、平均入渗率、稳定入渗率和90min入渗总量均表现为LG显著高于HG;土壤入渗性能均与土壤初始含水量、总孔隙度、非毛孔隙度、通气孔隙度、饱和含水量、田间持水量、有效含水量、非毛管持水量、毛管持水量、最大持水量显著正相关,与土壤容重显著负相关,与毛管孔隙度相关性不显著,但初始入渗率与初始含水量、田间持水量、有效含水量及毛管持水量无显著相关性。回归分析表明,土壤通气孔隙度和有效含水量是影响入渗率的限制因子。短期轻度放牧有利于土壤持水和导水,降低土壤物理结构退化风险;Horton模型适用于该区放牧草地入渗过程的模拟。     

放牧强度对短花针茅荒漠草原生态系统多功能性的影响

生物多样性与生态系统功能之间的关系备受关注,但是过去的研究很少关注生态系统的多功能性(Ecosystem multifunctionality, EMF)。因此,本研究以短花针茅(Stipa breviflora)荒漠草原为对象,在测定植物群落生物量、土壤有机碳和多种土壤酶活性等11种生态系统功能的基础上量化EMF,并探究不同放牧强度(对照,No grazing, CK;轻度,Light grazing, LG;、中度,Moderate grazing, MG;和重度放牧,Heavy grazing, HG)对植物多样性与EMF的影响。结果表明：放牧导致植物多样性、单一生态系统功能和EMF显著降低(P<0.05),不同放牧强度下EMF分别是0.6,0.25,-0.18和-0.78。不同放牧强度下,大多数生态系统单一功能都与植物多样性显著正相关(P<0.05)。EMF与植物多样性指数线性正相关,香农维纳指数与EMF的拟合结果最好,是预测EMF变化的最佳指标。因此,为实现荒漠草原生物多样性保护和多种生态系统服务和功能的可持续性,在草地管理中可适当降低载畜率。     

荒漠草原土壤酶活性及化学计量特征对不同载畜率的响应

为探究土壤酶活性及其化学计量特征对荒漠草原不同载畜率的响应,本研究于2021年5月于内蒙古四子王旗荒漠草原长期放牧平台进行(2004年开始),设置不放牧(CK)、轻度(LG)、中度(MG)和重度放牧(HG)4个载畜率水平(分别放牧0,4,8和12只羊),分析土壤理化性质、土壤酶活性及其化学计量特征,结果表明：随载畜率增加,土壤毛管持水量(Capillary water holding capacity, CC)、土壤有机碳(Soil organic carbon, SOC)、土壤全氮(Soil nitrogen, TN)、土壤全磷(Soil phosphorus, TP)呈降低趋势,土壤容重(Soil bulk density, BD)、土壤pH值呈增加趋势(P<0.05);α-葡萄糖苷酶(αCG)、β-葡萄糖苷酶(βCG)、β-N-乙酰氨基葡萄糖苷酶(NAG)、亮氨酸氨基肽酶(LAP)和碱性磷酸酶(ALP)5种土壤酶活性均随载畜率增加而降低(P<0.05);与碳(C)、氮(N)、磷(P)相关的酶化学计量比均随载畜率增加而降低;BD与CC,pH与TN呈负相关关系(P<...