荒漠草原不同放牧制度对土壤理化性质的影响

在短花针茅荒漠草原对比研究了划区轮牧和自由放牧两种放牧制度对草地土壤理化性状的影响。结果表明：划区轮牧与自由放牧相比,表层土壤容重下降、孔隙度增加、土壤机械组成优化;划区轮牧表层土壤质地有所改善;土壤中全氮、碱解氮、全磷、速效磷、速效钾以及有机质含量均较自由放牧区有所提高。     

荒漠草原生物量空间异质性对长期不同放牧强度的响应

研究植物群落空间异质性及其动态是认识生物多样性和生态系统稳定性维持机制的基础。本研究以拥有20年放牧历史的内蒙古荒漠草原放牧试验样地中的植物群落地上生物量为研究对象,基于地统计学分析不同放牧强度下植物群落地上生物量空间异质性。结果表明：(1)放牧显著降低了植物群落地上生物量,对变异系数未发生显著影响;(2)通过半方差函数进行拟合发现,CK,MG和HG处理植物群落地上生物量空间格局均符合指数模型,LG处理符合高斯模型,且结构比大小随放牧强度降低;(3)通过分形维数发现,随着放牧强度增大,空间分布呈现了较明显的均质化趋势;(4)结合2D和3D空间分布图看出,CK和LG处理中植物群落地上生物量为斑块化分布,MG和HG地上生物量则为梯度分布,趋于均质化。由此可见,随着放牧强度增大,植物群落地上生物量空间异质性逐渐降低。     

放牧对内蒙古荒漠草原草地植被及土壤养分的影响

以内蒙古荒漠草原为研究对象,分析一个生长季内不同放牧强度下荒漠草原植被和土壤养分变化状况。试验设置禁牧CK)、轻度放牧(LG)、中度放牧(MG)和重度放牧(HG)4个放牧梯度。结果表明,随着放牧强度的增加,草地植被地上生物量减少,且生长旺季(8月),轻度放牧、中度放牧和重度放牧比禁牧分别降低了7.47%、41.96%和51.75%;草地植被群落生物多样性变化不显著(P0.05);植被物种丰富度随着放牧强度增加而下降;放牧强度对土壤有机质和土壤全氮无显著影响;植被群落生物多样性与表层土壤有机质呈负相关关系。     

荒漠草原核心区水热分布格局与自然放牧对群落地上生物量的影响

以内蒙古苏尼特右旗为例,在不同水热空间上分布的放牧压力相近四户牧民的草场为研究对象,对内蒙古荒漠草原核心区不同水热空间分布格局下自然放牧对草原群落地上生物量影响进行分析.结果表明:荒漠草原不同水热分布区内部的植物群落地上生物量分布格局不同,离居民点越远植物群落生物量相对越高,居民点棚圈附近群落地上生物量和远离棚圈的牧场...     

荒漠草原不同放牧制度对土壤理化性质的影响

在短花针茅荒漠草原对比研究了划区轮牧和自由放牧两种放牧制度对草地土壤理化性状的影响。结果表明:划区轮牧与自由放牧相比,表层土壤容重下降、孔隙度增加、土壤机械组成优化;划区轮牧表层土壤质地有所改善;土壤中全氮、碱解氮、全磷、速效磷、速效钾以及有机质含量均较自由放牧区有所提高。     

模拟降水变化对荒漠草原地上、地下生物量及其分配比例的影响

全球降水格局变化会对草地生态系统植物群落地上、地下生物量产生影响。为探求降水变化对草地群落生物量的影响,本研究在四子王旗荒漠草原设置了4种模拟降水梯度试验,分别为减少自然降水50%、自然降水处理、增加自然降水50%和增加自然降水100%。2018—2020年连续三年测算不同降水梯度处理下植物群落地上、地下生物量及其分配比例,发现2018年到2020年,植物群落地上、地下和总生物量均随降水梯度增加而增加;模拟降水变化对植物群落地上、地下以及总生物量因为样地被围封和降水量不同而产生年际差异。不同降水处理对0～10 cm和20～30 cm中的植物群落地下生物量影响差异显著,20～30 cm土层中,增水处理下的植物群落地下生物量则表现为三年间均为显著递增。减水处理的植物群落生物量向地下分配比例更高(P<0.05)。本试验为维持草地生产力应对未来气候变化提供了理论依据。     

内蒙古荒漠草原4种优势植物生物量分配对不同放牧强度的响应

放牧是荒漠草原主要利用方式之一,生物量是生态系统获取能量能力的主要体现。目前对荒漠草原优势植物生物量分配及权衡研究相对缺乏。本研究以内蒙古荒漠草原为研究对象,设置3个不同放牧梯度(轻度放牧,中度放牧,重度放牧),并以不放牧作为对照,通过对群落特征和4种优势植物短花针茅(Stipa breviflora)、无芒隐子草(Cleistogenes songorica)、冷蒿(Artemisia frigida)、银灰旋花(Convolvulus ammannii)生物量进行分析,揭示不同放牧梯度下优势植物生物量分配特征及生物量权衡机制。结果表明：随着放牧强度增加,荒漠草原群落地上、地下生物量、凋落物、盖度、4种优势植物地上地下生物量呈降低趋势;4种优势植物生物量均表现出向地下权衡,且随着放牧强度增加,权衡值变大;4种优势植物地上地下生物量均与群落盖度和凋落物含量呈显著正相关关系,冷蒿和银灰旋花根冠比均与群落盖度和凋落物含量呈显著负相关关系。本研究为理解地上地下生物量分配提供了一个新的视角和方法。     

荒漠草原主导种群与植物群落地上现存量的关系

以内蒙古锡林郭勒盟苏尼特右旗短花针茅荒漠草原为对象,采用随机区组放牧试验设计,结合对比分析、线性回归分析以及结构方程模型等数据分析方法,探讨荒漠草原主要种群与植物群落地上现存量的关系及在放牧条件下的变化特点.结果表明:随放牧强度增大,短花针茅、无芒隐子草和碱韭主导种群地上现存量占植物群落地上现存量的比例下降,且主导种群...     

放牧制度对短花针茅群落植物种群地上生物量的影响

在短花针茅荒漠草原群落进行了不同放牧制度对短花针茅、无芒隐子草、碱韭三个主要植物种群地上生物量影响的比较研究。结果表明：禁牧能够提高群落种群的地上生物量，与自由放牧相比轮牧有利于种群地上生物量的恢复和提高；不同放牧制度下群落种群的地上生物量结构均呈金字塔型，其干鲜重比值差异不大，季节动态规律基本一致。     

短花针茅荒漠草原物种间关系的多度不对称性对载畜率的响应

目前物种的相对多度与种间关系的内部联系如何影响物种共存仍不清楚。为探讨植物群落物种间关系强度的多度不对称性及其对载畜率的响应,本研究以内蒙古短花针茅(Stipa breviflora)荒漠草原植物群落为对象,分析了对照、轻度、中度及重度放牧下群落物种的多度及其频率。结果表明：随载畜率的增大,物种数呈现出降低的趋势。不同载畜率下同分布指数CO均存在明显的多度依赖性;常见种(如短花针茅、无芒隐子草(Cleistogenes songorica)及刺穗藜(Chenopodum aristatum))对其他物种的作用强度普遍较强。不同载畜率下短花针茅对无芒隐子草及刺穗藜的作用强度均高于其二者对短花针茅的强度,表现出种间强度的不对称性。此外,放牧使得短花针茅对无芒隐子草的作用强度呈现出增大的趋势,使得无芒隐子草对短花针茅的作用强度呈现出降低的趋势。因此,物种间存在多度的不对称性,而放牧进一步造成其物种间作用强度的变化。     

放牧干扰对荒漠草原土壤性状的影响

在宁夏荒漠草原选取围封禁牧(NG)、轻度放牧(LG)、中度放牧(MG)和重度放牧(HG)4个放牧强度,研究不同放牧强度对土壤物理和化学性状的影响。结果表明,放牧干扰对荒漠草原土壤物理和化学性状影响显著。土壤含水量和孔隙度随着放牧强度的增加呈显著降低趋势,而土壤容重和pH值呈线性增加趋势。重度、中度、轻度放牧0～30 cm土壤含水量和孔隙度比围封禁牧分别降低了21.1%,12.0%,4.7% 和 3.2%,2.5%,2.1%。不同放牧强度土壤含水量随着土壤深度的增加均呈显著增加趋势。随着放牧强度的增加,土壤有机碳和C/N降低。重度放牧0～10和10～20 cm土壤有机碳比围封禁牧分别降低了20.6%和14.1%,土壤C/N分别降低了43.4% 和34.1%。土壤全磷、速效磷和全钾含量随着放牧强度增加呈增加趋势,而土壤电导率和全氮含量呈先增加后降低趋势。合理放牧可以改善荒漠草原土壤结构和养分性状,有利于遏制荒漠草原土壤的退化。     

宁夏荒漠草原不同群落蒙古冰草种群空间格局及种间关联性

为探讨蒙古冰草种群对环境的适应对策,以宁夏盐池县荒漠草原短花针茅+蒙古冰草群落、蒙古冰草+牛枝子群落、蒙古冰草+牛心朴子群落为研究对象,采用点格局分析中的O-ring函数统计方法,分析了不同群落中蒙古冰草种群的数量特征、分布类型及优势种群的种间关联性。结果表明:不同群落生境条件下,蒙古冰草+牛枝子群落中蒙古冰草种群的密度、盖度和地上生物量显著高于短花针茅+蒙古冰草群落和蒙古冰草+牛心朴子群落(P<0.05),3个群落之间蒙古冰草种群的高度差异不显著(P<0.05)。不同群落生境蒙古冰草种群在<4 m尺度范围内主要表现为聚集分布,随尺度增大,聚集强度减弱,逐渐过渡到随机分布和均匀分布。蒙古冰草种群与短花针茅种群、蒙古冰草种群与牛枝子种群在小于4 m尺度上呈显著负关联,随尺度的增大趋于无关联;蒙古冰草种群与牛心朴子种群在整个研究尺度上无关联。     

不同放牧制度下短花针茅荒漠草原土壤碳储量动态

放牧制度是影响草原土壤碳储量的主要人为因素, 从碳储量角度研究不同放牧制度下土壤碳储量动态特征, 对草原合理利用具有重要指导意义。以内蒙古短花针茅(Stipa breviflora)荒漠草原自由放牧样地、划区轮牧样地和围栏禁牧样地为研究对象, 分析了整个生长季(5－10月)0－30 cm 土层有机碳储量变化规律。结果表明, 1)自由放牧样地有机碳储量显著低于围栏禁牧和划区轮牧样地(P0.05), 围栏禁牧和划区轮牧样地间差异均不显著 (P0.05)。2)自由放牧样地有机碳储量经过明显的2次碳源过程和1次碳汇过程;划区轮牧样地经过明显的1次碳汇和1次碳源过程;围栏禁牧样地经过明显的1次碳源过程。3)各样地土壤有机碳储量净增量均表现为碳源, 其中自由放牧样地表现为最强碳源, 其次为划区轮牧样地, 围栏禁牧样地为最弱碳源, 分别为-0.75、-0.45和-0.32 kg·m-2。综合分析表明, 放牧制度明显改变短花针茅荒漠草原土壤有机碳储量积累过程, 减少碳释放的放牧制度能力大小排序依次为围栏禁牧、划区轮牧和自由放牧。     

不同放牧制度下短花针茅荒漠草原土壤呼吸动态研究

采用动态密闭气室法(IRGA),对短花针茅荒漠草原土壤呼吸进行野外定位观测,分析了生长季不同放牧制度土壤呼吸速率的日变化、季节变化及其与环境因子的关系。结果表明,1)不同放牧制度下短花针茅荒漠草原土壤呼吸日、季节动态差异不大,日动态受温度影响呈单峰曲线,季节变化主要受到水分因子的影响;2)与自由放牧土壤呼吸日均速率(0.449 7 μmol CO₂/m²·s)相比,划区轮牧(0.504 7 μmol CO₂/m²·s)在干旱月份较大,围栏禁牧(0.529 5 μmol CO₂/m²·s)除生长季初都显著增大,但纵观整个生长季,不同放牧制度下土壤呼吸均值差异不显著;3)土壤呼吸日均速率与气温的相关性大于与土壤温度的相关性,水温复合模型较单因子模型更好地解释土壤呼吸速率的变化;4)划区轮牧和自由放牧较围栏禁牧增大了土壤呼吸的温度敏感性(水分充足时),降低了土壤水分对土壤呼吸的影响。研究表明,不同的放牧方式对土壤呼吸速率及其环境因子效应影响较小,围栏禁牧较自由放牧改变了土壤呼吸日均速率及水热因子效应。     

宁夏荒漠草原不同群落生物多样性与生物量关系及影响因子分析

通过测定生物多样性各指标、地上－地下生物量、枯落物量、土壤理化因子以及土壤微生物量碳氮,研究了自然状态下荒漠草原6种群落生物多样性与生物量的关系及其影响因子。结果表明：荒漠草原不同群落丰富度、均匀度与多样性指数变化趋势一致;地上生物量与地下生物量呈指数关系,表明荒漠草原群落呈异速生长模式;生物多样性与地上生物量呈单峰曲线,与地下生物量呈线性关系,初步表明荒漠草原不同群落地上部分种间作用、资源利用程度基本一致,生物多样性抑制了地上生物量,但并没有抑制其地下生物量;地表枯落物与地下生物量呈极显著的线性相关关系（P ＜0．01）,初步表明了地下生物量更加依赖于地表枯落物。相关分析表明,荒漠草原生物多样性指数和生物量影响因子存在明显差异,自然条件下土壤含水量、有机碳、全氮以及有效养分对地下生物量贡献较大,土壤含水量和有机碳对地上生物量贡献较大,土壤微生物量碳和氮对群落多样性指数贡献较大。     

不同轮牧方式对荒漠草原植物群落特征的影响

研究轮牧方式对草地植被特征的影响,可为草地合理放牧提供科学依据。在宁夏荒漠草原,以载畜率0.75只·hm^-2为水平,以围封禁牧草地为对照(CK),对连续放牧(CG)、二区轮牧(TG)、四区轮牧(FG)和六区轮牧(SG)方式下草地物种植被组成、群落盖度、生物量、净初级生产力、物种多样性以及群落稳定性进行研究。结果表明:1)轮牧使荒漠草原优良牧草重要值下降,但可增加植物物种种类;增加轮牧分区有利于优良牧草和多年生草本重要值的保持,但对半灌木的影响较小;2)植被盖度以封育和四区轮牧较高,地上生物量和净初级生产力以四区轮牧和六区轮牧草地较高,地下生物量以封育和六区轮牧处理较高,草地凋落物量以封育较高;3)轮牧可增加物种丰富度、多样性以及优势度,但群落均匀度指数下降;4)各处理下植物群落均不稳定,相比之下,围封禁牧群落稳定性最高,连续放牧最低。综合植被特征和生产中的便利性,研究认为四区轮牧是研究区最适宜的轮牧方式。     

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。     

不同降雨年份和放牧方式对荒漠草原初级生产力及营养动态的影响

牧草品质直接体现了草地资源的质量和可利用性。本研究采用野外调查法对不同降雨年份和放牧方式下荒漠草原植物群落的地上净初级生产力(ANPP)、粗蛋白、粗纤维、粗灰分、粗脂肪、钙、磷和无氮浸出物进行了测定和分析。结果表明,1)在干旱的2011年,自由放牧显著降低了群落的ANPP,而在降雨量充足的2012年,休牧60 d的ANPP值最高;2)相比于欠雨年份,降雨量充足的年份生长高峰期ANPP、粗蛋白、粗灰分、钙和磷的含量分别是其的2.67,1.08,1.27,1.26和3.75倍;3)相比其他处理,粗蛋白、磷的含量在休牧60 d含量最高;4)在不同降雨量的两个放牧季节内,随着放牧的进行,粗蛋白、粗脂肪、粗灰分、钙和磷的含量呈现先增加后降低的趋势,均是在7或8月份达到一个峰值,而在植物枯黄期(10月份)值最低,而粗纤维和无氮浸出物的含量在7月份最低,而在植物枯黄期最高。降雨量与荒漠草原植物群落ANPP及植物群落营养季节动态之间存在着密切的关系;休牧60 d为合理的草原利用方式;不同年际间放牧和季节气候变化共同制约了群落营养成分的变化。     

宁夏荒漠草原植物群落特征对不同轮牧开始时间的响应

合理的轮牧开始时间对科学利用荒漠草原具有重要意义。以宁夏荒漠草原为对象,对不同轮牧开始时间下植物群落特征和可食牧草养分含量进行了研究。结果表明,1)经过两年放牧,轮牧开始时间对植物物种组成影响较小;轮牧开始早的草地植物密度高于晚轮牧草地,但盖度和地上生物量相反。2)随轮牧开始时间推后,短花针茅(Stipa breviflora)、牛枝子(Lespedeza potanini)、赖草(Leymus secalinus)、银灰旋花(Conrolulus ammannii)等主要植物的重要值升高,隐子草(Cleistogenes squarrosa)则呈相反趋势,老瓜头(Cynanchum komarovii)变化规律不明显;这几种植物的密度、盖度和地上生物量对轮牧开始时间响应不同。3)轮牧增加了植物物种多样性,晚开始轮牧草地植物物种优势度较早开始草地低,但均匀度和Shannon-Wiener多样性指数增加。4)随轮牧开始时间推后,草地采食率和牧草粗蛋白含量下降。研究认为,固定时间和顺序的轮牧方式会使草地植被异质性增加,应根据植被状况对轮牧时间作适当调整,年度间小区要以不同顺序进行轮牧。