放牧强度对荒漠草原土壤含水量及群落特征的影响

以内蒙古高原短花针茅荒漠草原为研究对象,随机设置了不放牧、适度放牧和重度放牧3个放牧处理,每个处理3次重复,对不同放牧处理下土壤含水量以及群落特征进行测定。结果表明,在不同放牧条件下,随着放牧强度增大,土壤含水量会发生明显的变化,土壤含水量在0～10cm和10～20cm土层逐渐下降,依次表现为不放牧>适度放牧>重度放牧,在20～30cm土层呈现先上升后下降趋势,在重度放牧处理下最低;放牧显著降低了植物高度、盖度和地上生物量。适度放牧下多年生禾草和一二年生草本的重要值增加,群落α多样性指数符合“中度干扰假说”,Simpson指数和Shannon-wiener指数均在适度放牧下最高;土壤含水量和群落特征如地上生物量、生物多样性密切相关。综合来看,适度放牧最有利于荒漠草原的可持续发展利用。     

放牧强度对温性荒漠草原土壤全氮和有机质的影响

对3个不同放牧强度下温性荒漠草原不同土层土壤有机质和全氮含量进行了测定。结果表明,温性荒漠草原土壤全氮和有机质含量随土壤深度的加深而减少;随着放牧强度的加大,各土层全氮和有机质含量均降低;相关分析结果表明,3种放牧强度下土壤全氮和有机质含量均呈极显著正相关,表明土壤全氮含量随土壤有机质的增加而增加。     

放牧对荒漠草原土壤和优势植物生态化学计量特征的影响

以宁夏荒漠草原土壤和优势植物为研究对象,分析放牧对荒漠草原生态系统土壤和植物C、N、P化学计量学特征的影响机制。结果表明,土壤C、C∶N、C∶P随着放牧强度的增加呈下降趋势,P呈增加趋势,而N及N∶P呈先增加后下降趋势。不同优势植物N含量对放牧强度的响应存在一定的差异,中度和重度放牧区甘草、砂珍棘豆、山苦荬、牛心朴子N含量明显低于轻度和围封禁牧N含量,牛枝子、短花针茅、中亚白草、刺叶柄棘豆、虫实、猪毛菜、乳浆大戟、骆驼蓬N含量明显高于轻度和围封禁牧N含量,表明适度放牧会显著增加某些物种的N含量;13种优势植物C∶N和C∶P在不同放牧强度下均表现为与N、P的规律相反,且不同优势植物N∶P对放牧强度的响应也存在一定的分异性。优势植物P、C∶P与土壤P、C∶P呈显著正相关,而C、N、C∶N和N∶P与土壤C、N、C∶N和N∶P无显著相关性,说明植物叶片的化学计量特征并非是由土壤养分含量特征直接决定的,而更多是受植物自身遗传特性的影响,体现了荒漠草原优势植物对极端环境具有相对稳定的适应能力。     

放牧强度对荒漠草原土壤物理性质及其侵蚀产沙的影响

针对荒漠草原退化已经由植被退化演变到土壤退化的特征,采用野外调查取样和人工模拟降雨相结合的研究方法,探讨不同放牧强度下荒漠草原的土壤紧实度、容重、总孔隙度、水分及其侵蚀量的变化情况,研究结果表明:(1)不同放牧强度下0~10cm土层土壤紧实度受放牧的影响差异显著,且随放牧强度加重而呈明显的增加趋势,对深层土壤的影响有限;(2)0~10cm土层土壤容重差异性显著,且随放牧强度的增加而不断增大,与对照未放牧草地相比,不同放牧强度草地土壤容重增加幅度为5.1%~11.7%;(3)放牧强度对0~20cm深度的土壤含水量影响显著,放牧强度越大,土壤含水量越小,与对照未放牧草地相比,不同放牧强度草地土壤含水量降低12.5%~35.4%;(4)雨强一定时,坡度与放牧强度越大,其土壤侵蚀量明显增加,雨强、坡度条件相同情况下,重度放牧的土壤侵蚀量可达到对照样地4.9~13.6倍;(5)土壤容重与土壤紧实度、土壤总孔隙度之间存在显著正相关,土壤紧实度与不同坡度、降雨、放牧强度的土壤侵蚀量均存在显著正相关,且均为幂函数关系。     

放牧强度季节调控对荒漠草原土壤和植物养分的影响

以短花针茅(Stipabreviflora)荒漠草原为对象,设置5个放牧强度季节调控试验处理和一个对照处理,进行了土壤养分和植物碳氮磷特征研究。结果表明:全年重牧下土壤全钾含量随着土层深度增加而减少。CK(全年零放牧)处理的土壤速效钾、有机碳含量与其他放牧处理差异不显著(P<0.05)但有降低的趋势。放牧对土壤全磷、速效磷含量的没有显著影响。0-10cm土层的全氮含量最高。群落全氮含量在全年重牧区含量最高;放牧降低了群落C、P含量,其中CK处理的P含量显著高于其他处理(P<0.05)。     

不同放牧方式对荒漠草原土壤碳氮储量及固持的影响

研究放牧对草地碳氮储量及固持的影响对草地科学管理具有重要意义。以宁夏荒漠草原为对象,研究了封育、自由放牧和暖季轮牧下0～40 cm土壤有机碳和全氮储量及碳氮固持特征。结果表明：1)经过5年放牧,土壤碳氮含量暖季轮牧最高,分别为5.66±0.32 g·kg-1和0.32±0.01 g·kg^-1,自由放牧最低。随土层的加深,有机碳含量在暖季轮牧处理中增加,封育和自由放牧变化不显著;氮含量3种处理垂直变化均不显著。自由放牧碳氮比最高,达到26.98±1.05,暖季轮牧最低。0～40 cm土壤碳氮储量表现为暖季轮牧>封育>自由放牧。2)以封育为对照,碳氮固持量和固持速率呈暖季轮牧>封育>自由放牧。3)Pearson相关性分析表明,土壤碳氮储量、固持与地上生物量呈显著相关性(P<0.05);与物种多样性呈极显著正相关(P<0.01,P<0.001)。研究认为,从土壤碳氮储量及固持考虑,暖季轮牧的草地利用方式更有利于研究区荒漠草原碳汇能力提升和草地持续发展。     

放牧强度季节调控对荒漠草原土壤风蚀的影响

由超载过牧导致的草地退化是土壤沙化的重要来源,放牧导致的草地风蚀加剧和草地沙化现象已经引起人们的普遍关注。以短花针茅荒漠草原为研究对象,采用完全随机区组设计设置6个放牧处理,对不同放牧处理下草地枯落物生物量、冬春季集沙量及土壤表层粒径等进行研究。结果表明:1)冬春季草地保存枯落物生物量越多,草地的固沙能力越强,适度放牧草地流沙量比重度放牧降低了45.16%;2)随着放牧强度的增大,草地不同粒径流沙量绝对值明显增加,>0.25 mm和<0.05 mm粒径沙粒的比例在重度放牧下较不放牧和轻度放牧高,0.25~0.10 mm粒径沙粒在重度放牧下最低;3)秋季重度放牧能增加草地流沙量,因此荒漠草原放牧利用在秋季应降低载畜率。所以,草地不合理的放牧利用降低了草地防风固沙能力,导致地表粗粒化,荒漠草原冬春季保持不少于32.93 g·m^-2的枯落物,能显著降低草地风蚀,起到很好的固沙作用。     

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。     

施肥对荒漠草原土壤呼吸的影响

本论文采用开路式土壤碳通量测量系统,测定希拉穆仁荒漠草原试验区不同施肥处理下土壤呼吸速率的季节变化。试验设置了CK、 N10、 N5、 N2．5、 P、 K、 NP、 PK、 NK和NPK十个处理,分析了施肥对生长季平均土壤呼吸速率的影响。结果表明：（1）施肥对荒漠草原植物土壤呼吸速率变化影响与对照区规律基本保持一致,说明施肥没有改变荒漠草原土壤呼吸的特征。（2） P肥和PK配施显著提高了生长季平均土壤呼吸速率; N10显著提高了生长季土壤平均呼吸速率,三者大小关系是N10﹥N2．5﹥N5。     

放牧强度对内蒙古荒漠草原土壤碳氮及其稳定同位素的影响

为了探究不同放牧强度对荒漠草原土壤碳氮元素的影响,选取内蒙古希拉穆仁荒漠草原为研究对象,分析3种放牧强度(无牧、轻度放牧、重度放牧)对0～50 cm 土壤有机碳(Soil organic carbon,SOC)、全氮(Total nitrogen,TN)、稳定碳、氮同位素(δ13C,δ15N)的影响.结果表明:随着放牧...     

荒漠草原不同放牧强度下土壤酶活性及养分含量的动态研究

研究了内蒙古荒漠草原不同放牧强度下土壤中4种酶活性及养分含量的动态变化.结果表明,土壤酶活性和养分含量随季节变化有着明显的变化,但各类群变化规律并不完全相同.放牧对蔗糖酶影响不显著,但显著增加了多酚氧化酶活性.轻度放牧显著或极显著增加了蛋白酶活性,脲酶活性略降低.重度放牧显著增加了脲酶活性,蛋白酶活性极显著降低.重度放牧降低了土壤中养分含量,围栏封育和轻度放牧有助于土壤肥力的保持和提高.     

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。     

放牧扰动下草地植物多样性对土壤因子的响应

自由放牧草地羊粪归还作用在空间上往往表现出一定梯度分布格局,是影响自由放牧草地土壤与植被空间分布与演替动态的重要因素。为深入认识荒漠草原放牧对草地的影响格局与作用机制,以宁夏盐池荒漠草原围栏放牧草地为研究对象,按自然形成的地表羊粪量梯度,设置了6个梯度序列控制样地(1.41~1 581.68 g/m²),模拟自然条件下不同放牧强度。重点分析不同放牧强度下草地植物多样性与土壤环境因子之间的关系。结果表明,随着放牧强度的增加,1)植物群落中优势种白草的地位逐渐被苦豆子取代;白草重要值由2.07减小到0.19,苦豆子重要值由0增加到1.25。2)植物群落物种多样性指数从0.64增加到2.26,丰富度指数从0.35增加到1.86,均匀度指数没有一定的变化规律。3)0~5 cm土层,土壤全氮、速效氮和水分对植物群落物种多样性变化的影响较大,其中,土壤全氮是显著性影响因子;5~10 cm土层,土壤速效氮和有机碳对植物群落多样性变化的影响较大,其中,土壤速效氮是显著性影响因子。初步研究结论认为:放牧扰动下,表层土壤中氮素的增加是荒漠草原植物多样性变化的主导因子之一,这种结果的产生很可能与家畜排泄物的归还作用有关。明确氮的来源与去向,可能是下一步深入认识有关羊粪归还作用机制的主要任务。     

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。     

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。     

人工柠条灌丛密度对荒漠草原土壤养分空间分布的影响

将荒漠草原人工柠条灌丛按密度分为高密度(HD)、中密度(MD)和低密度(LD),水平方向分灌丛根围(RS)、冠缘(MS)和灌丛间(IS),垂直方向分0~10 cm,10~20 cm,20~40 cm,40~60 cm,60~80 cm,80~100 cm,以同一区域的荒漠草原为对照(CK),系统展开柠条灌丛密度对荒漠草原土壤养分空间分布的影响。结果表明:随柠条灌丛密度的增加,土壤有机碳(SOC)、全氮(TN)、全磷(TP)、有效磷(AP)、碱解氮(AN)含量逐渐增加,表层(0~10 cm)增幅最大,底层(80~100 cm)增幅最小,其中AP对柠条灌丛密度的敏感性最高;无论水平还是垂直方向均以HD柠条灌丛增加荒漠草原土壤养分效应最为显著。垂直方向柠条灌丛对TN、TP、AP、AN增加效应集中于表层以下,对SOC增加效应集中于20 cm土层以下,且增加效应随土层深度增加逐渐减弱;水平方向同层相比,以根围增加效应最为显著,灌缘、灌丛间次之,随土层深度该增加效应逐渐平稳或消失。综合表明:人工柠条灌丛能够增加荒漠草原土壤养分,以HD柠条灌丛根围表层(0~10 cm)增加效应最强,这种增加效应在垂直方向随土层深度增加逐渐减弱,水平方向则朝着远离根的方向减弱,虽然柠条灌丛对荒漠草原土壤养分的空间分布有增加效应,但并未影响到荒漠草原土壤养分的垂直分布格局。     

喀纳斯草地群落和土壤理化特征对放牧干扰的响应

对不同放牧干扰强度下喀纳斯草地植物群落数量特征、土壤理化特征的变化及土壤养分分布与植物群落间的关系进行了研究,结果表明:随放牧强度的增加,植物群落高度下降,生物量减少,盖度降低,密度则在一定放牧强度内呈增加趋势;土壤容重在0～10 cm土层随放牧强度的增加而显著增加(P<0.05),土壤含水量在0～10 cm土层随放牧强度的增加而显著下降(P<0.05),两者在重牧与极牧阶段均无差异(P>0.05);从轻牧到重牧,土壤有机质、碱解氮和有效磷在土壤表层(0～10 cm)均呈下降趋势,到极牧阶段又上升,而土壤速效钾随放牧强度的增加而增加;土壤有机质和碱解氮的分布与植物群落高度和生物量呈正相关,且土壤有机质与植物群落高度和生物量相关性显著(P<0.05),土壤有效磷、速效钾与植物群落特征均表现为负相关关系.