北方风沙区放牧和封育对水土保持植被效益的影响分析

为了从宏观层面科学认识北方风沙区放牧和封育对草地水土保持生态效益的影响,搜集并筛选了大量文献,从中采集相关数据,采用荟萃分析方法,研究了典型草原和荒漠草原放牧强度、放牧年限和封育年限对植被地上生物量和植被盖度的影响。结果表明:(1)无论是荒漠草原还是典型草原,随着放牧强度增加,植被相对地上生物量和植被盖度均明显下降;(2)放牧年限对植被地上生物量的影响极显著,长期的放牧会使草原植被地上生物量显著降低;(3)随着封育年限的增加,荒漠草原与典型草原的植被地上生物量和植被盖度都明显增加。综上,放牧和封育都是影响北方风沙区植被生态效益的重要因素,应重点关注其对植被水土保持效益的影响,以实现对该区域的水土保持生态效益进行综合分析,为该区做好水土保持工作提供技术支撑。     

放牧干扰下荒漠草原植物功能群数量特征与输沙量的关系

[目的]分析放牧干扰下草地群落及功能群数量特征变化与草地土壤风蚀间的关系,阐明草地不同功能群对草地侵蚀过程的影响,为荒漠草原合理放牧利用及保护提供理论依据。[方法]以内蒙古短花针茅荒漠草原为研究对象,采取完全随机试验设计设置对照、中度和重度3个不同的放牧处理,对不同处理下的草地输沙量和功能群特征进行研究。[结果](1)随放牧强度增加,各功能群内物种高度、盖度和地上生物量基本呈下降态势。适当放牧能显著提高Simpson优势度指数和Shannon-Wiener多样性指数。(2)各放牧处理间的草地输沙量差异显著,不同输沙高度处的草地输沙量变化规律均为HG>MG>CK,同一放牧处理下,随输沙高度上升输沙率显著降低。(3)各功能群高度、盖度与输沙量均存在指数负相关关系,其中多年生禾草和多年生杂类草的高度变化对输沙量的影响更显著。各功能群的地上生物量与输沙量存在负相关指数关系,其中多年生禾草的生物量与输沙量的拟合程度最高。[结论]过度放牧会显著影响功能群特征并降低草地的防风固沙能力,建议放牧强度控制在中度及以下。     

草地围封内外植物多样性变化研究——以辉河自然保护区为例

围栏封育是应对草原退化的重要手段,对草原植被生态系统多样性保护具有重要作用。以辉河自然保护区内不同草地类型（典型草原、湿地草甸、沙化草原）为对象,对不同典型地区的围栏内外植被的地上生物量、高度、盖度、植株密度及植物物种多样性进行了调查和研究。结果表明：典型草原、湿地草甸、沙化草原围栏内生物量分别增加20.4%,88.8%,-29.9%,相对高度增加5.2%,91.9%,-36.3%,植被盖度分别增加64.5%,43.4%,-17.5%,植株密度分别增加-14.0%,135.5%,72.5%;牲畜啃噬致使围栏外禾本科、豆科、菊科植物占比重有所增加;不同草地类型围栏内外群落相似性不大,群落物种组成均发生了较大的变化。通过分析围栏外生物多样性的变化规律及影响因素,为区域自然生态系统保护的途径提供理论支持。     

封育对典型草原植被结构及光谱特征的影响

在2008年7月-2009年5月,以锡林郭勒典型草原为研究区,分别对封育草地和自由放牧草地的光谱反射率、草层高度、覆盖度和地上生物量进行了测定。结果表明:封育能够明显改善典型草原植被结构,增加牧草种类,提高牧草地上生物量;封育区植被光谱特征在旺盛生长期呈现出显著优势,4种植被指数较自由放牧区显著增加,其余生长季均无明显差异。     

不同干扰方式对桂西北灌草植被物种多样性和生产力的影响

灌草植被在生态系统功能的维持中发挥着重要作用,不同的干扰方式可能改变退化土地灌草植被的多样性及其分布格局,甚至多样性与生产力的关系。以未受干扰的植被作为对照,研究放牧和火烧两种主要干扰对桂西北灌草植被的物种多样性和生产力的影响,并分析了两者之间的关系。结果表明:放牧和火烧处理均降低了灌木的物种丰富度和Shannon-Wiener多样性指数,但放牧处理的均匀度指数与对照相比无显著差异,火烧处理反而显著增加了其均匀度指数。对草本而言,放牧不影响物种丰富度指数,但显著降低了Shannon-Wiener多样性指数和均匀度指数;火烧显著降低了物种丰富度指数,但不影响Shannon-Wiener多样性指数和均匀度指数。与对照相比,放牧和火烧均降低了灌木的地上和地下部分生物量,但两者对草本的地上和地下生物量却产生了正面影响或无影响。此外,这两种干扰方式对灌木和草本多样性与生产力间关系的影响具有不一致性。     

黄土丘陵区退耕草地群落盖度与地上生物量关系

揭示黄土丘陵区退耕草地群落盖度与地上生物量的关系,对系统评价草地群落恢复潜力和水土保持效益具有重要意义。以黄土丘陵区5个退耕年限(5 a,10 a,15 a,20 a,30 a)草地群落为对象,通过照相法、群落调查和刈割法测定了草地群落盖度、物种组成和地上生物量。结果表明:群落高度、盖度与地上生物量呈显著正相关关系,与物种丰富度和Shannon-Wiener多样性指数呈显著负相关关系。群落盖度与地上生物量随退耕年限增加总体呈增加趋势,不同退耕年限草地群落间物种丰富度和多样性指数无显著差异。退耕20 a群落的植物密度、高度和单位盖度地上生物量值均最低,盖度和地上生物量与退耕15 a相比显著下降。各退耕年限草地群落优势种分别为:5 a是狗尾草(Setaria viridis)和达乌里胡枝子(Lespedeza davurica),10 a和15 a是达乌里胡枝子和铁杆蒿(Artemisia gmelinii),20 a是铁杆蒿和菊叶委陵菜(Potentilla tanacetifolia),30 a为长芒草(Stipa bungeana)。当草地群落盖度低于84.6%时,盖度与地上生物量呈极显著线性正相关关系,当盖度大于84.6%后,群落盖度不随地上生物量增加而变化。群落盖度84.6%和地上生物量285.17 g/m~2可作为黄土丘陵区退耕草地植被恢复评价和调控措施的参考值。     

封育措施对宁夏盐池半干旱沙地草场植被恢复的影响研究

采用样地调查法对盐池县1991年以来不同时期的老封育区、新封育区和对照区进行半干旱沙地草场的植被特征及其生物量比较研究。结果表明:对沙化草地实施封育后,群落组成发生了规律性变化,随着封育年限的增加,封育区内的物种多样性逐渐增加;老封育区、新封育区和对照区在植物盖度、高度和生物量上差异并不显著,老封育区植被则以多年生草本为主;从3种措施植被的饲用价值来看,新封育区植被的饲用价值高于老封育区,表明长期封育不利于提高草场的放牧利用价值。     

荒漠草原不同植被恢复模式的水土保持生态效益

[目的]以内蒙古四子王旗境内退化荒漠草原为研究区域,研究不同植被恢复模式对植物群落组成、土壤含水量、土壤侵蚀的影响,为退化草原水土流失治理和草原生态建设提供理论依据。[方法]针对退化草原特点、水土流失特征,分析不同植被恢复模式下植物群落特征、土壤水分、地表径流和侵蚀量的变化,运用主成分分析对不同植被恢复模式的水土保持生态效益进行评价。[结果]退化荒漠草原的3种植被恢复模式试验样地的植物种类组成、群落总盖度、地上生物量均高于放牧天然草地,"围栏封育+灌木条带+施肥复壮"、"围栏封育+松土补播+草种包衣"2种植被恢复模式的地上生物量与放牧天然草地之间变化差异达到显著水平(p0.05);3种植被恢复模式的实施有效控制了土壤侵蚀,径流量和土壤侵蚀量均低于天然草地。[结论]"围栏封育+松土补播+草种包衣"植被恢复模式在保持水土资源,增加群落稳定性等方面的生态效益最好。     

围栏封育对沙化草地植被及土壤特性的影响

对宁夏自治区盐池县不同围封类型的沙化草地植被以及土壤有关特性进行了分析研究。结果表明:(1)围栏封育使植物组成发生了明显变化。(2)适度的围封年限(<8 a)可以使群落盖度、平均密度、地上生物量以及物种多样性明显提高,过长的围封年限(>19 a)反而使各植被数量特征以及物种多样性呈现下降趋势。(3)围栏封育可以降低土壤容重,增加土壤孔隙度,提高土壤含水量。表明适度的围封年限既有利于植被的恢复,又有利于土壤特性的改良。但过长时间的围栏封育会导致植被结构和功能的退化以及草地生产力下降。     

放牧对荒漠草原土壤养分及微生物量的影响

[目的]探讨不同放牧强度对荒漠草原植被多样性、土壤理化性状、土壤养分及土壤微生物量的影响。[方法]以围封禁牧草地为对照,采用野外调查和室内分析的方法,对不同放牧强度下的草地土壤及植被展开调查。[结果]随放牧强度的增加,荒漠草原植被盖度、物种多样性、地上生物量、土壤养分和微生物量显著降低,土壤容重和pH值呈增加趋势,土壤电导率呈先增加后降低趋势,地下生物量则没有明显变化趋势;在植被作用下土壤养分和微生物量垂直方向表现递减规律并且在表层富集,"表聚性"较为明显;在放牧干扰下土壤全磷变异系数最高;放牧并没有改变荒漠草原土壤养分和微生物量的垂直分布特征;相关分析表明,放牧干扰下土壤微生物量与土壤养分之间具有较强的相关性,二者与土壤含水量也有较强的相关性。[结论]放牧强度对土壤全磷的空间变异影响较大,并且土壤微生物量对于放牧干扰的敏感性高于土壤养分全量;土壤养分和微生物量等地下生态系统各指标之间具有统一性。     

不同干扰方式对东北山地沼泽土壤肥力的影响

 通过样地法对小浪底水库库区山地生态系统不同群落间的Shannon-Wiener指数(H′)、Simpson指数(D1)、Margalef物种丰富度(D2)、种间相遇概率(P)和Pielou均匀度指数(Jsw)等多样性指数进行研究,利用统计方法分析不同群落的物种多样性指数与其所处环境的关系。结果表明:1)物种多样性指数和丰富度指数与群落类型有密切关系,同一类型的群落中,多样性指数随演替时间表现出复杂的关系;2)土壤含水量对H′、P、Jsw、D1等呈极显著的正相关性,土壤厚度与H′、D1、P呈显著正相关性;多样性指数与坡度无相关性;土壤有机质、速效氮、速效磷等养分指标与多样性指数H′、D1有显著的正相关;3)多样性指数H′与乔木、灌木群落生物量表现为正相关关系,草本群落与D1相关性不显著;4)乔木林群落的恢复时间与Jsw、H′呈正相关关系,其余多样性指数(P、D1、D2)与恢复时间关系不显著(P>0.05);恢复时间每增加10a,群落物种数平均增加约6种;5)物种多样性指数H′与灌木的盖度和高度呈极显著正相关性;有些单优群落随高度增加和盖度提高,多样性指数反而表现出降低;6)草本植物群落的高度和盖度与物种丰富度指数D2与呈显著的负相关关系,与H′相关性不显著。     

多年封育对半干旱区草场植物多样性的影响

以宁夏盐池县人工封育区为研究对象,自2003年开始连续观测封育区内植被群落种类及各特征值,并对群落结构、重要值以及物种多样性进行了分析。结果表明:（1）封育改变了封育区内原有的群落组成,使得原有优势种（黑沙蒿Artemisia ordosica）地位逐渐降低,群落结构发生了明显的变化。（2）封育措施在刚开始时确实有利于封育区内植被的恢复,但是随着封育的进行,植被恢复的速度逐渐减慢,在封育5 a后封育区内植被盖度和生物量都逐渐降低,说明植被出现退化的现象,这表明封育时间与植被恢复并不是简单的线性关系,长时间的完全封育并不利于封育草场植被的恢复,合理的封育也应该是这时对封育区进行适当的人为干预,如进行刈割或者季节性的放牧等。（3）研究显示,各个物种多样性指数随封育时间处于一种周期性波动状态,封育区Shannon-Wiener,Simpson多样性指数随封育年限波动规律与物种丰富度的变化基本一致,都表现为封育刚开始的几年逐渐降低,随着封育时间的增长,会比刚开始封育的几年有较大的提高,之后呈现一定的规律性波动,低峰和高峰出现的频率均约为4 a/次。     

模拟降水变化下黄土丘陵区草地群落特征及其物候期响应

在全球气候变化背景下,黄土高原降水格局呈现出季节波动增强和极端降水事件增加趋势,降水格局变化势必会引起草地群落特征和物候期发生重要改变。为研究黄土丘陵区草地生态系统对降水改变的响应,选取黄土丘陵区退耕草地为研究对象,连续定位观测自然恢复小区不同降雨梯度下(0,±20%,±40%,±60%)物候动态变化,探究了物候期和群落结构对降水变化的响应状况。结果表明:(1)不同降水条件下群落物种组成及丰度存在明显差异,与对照组相比,增雨与减雨均提高了物种的种类。增雨60%群落种类最多,为18种。(2)降水梯度递增处理下,群落盖度呈先增加后降低趋势,地上生物量随呈单峰趋势。增雨20%处理和减雨20%处理均能够显著提高群落植被盖度和地上生物量,地上生物量在增雨处理下明显高于减雨处理。(3)丰富度和Shannon-Wiener指数总体上都呈增加趋势,减雨20%,40%,60%均使Pielou均匀度指数降低。(4)不同降水条件对物种物候期的影响显著(p<0.05),群落返青期、繁殖期和和枯黄期在减雨处理下显著提前,而增雨处理则使其繁殖期和枯黄期发生推迟。综上,群落物种组成、植被盖度和地上生物量在不同降水处理下表现出显著差异,而物种多样性对降水变化响应不敏感。     

阜新露天矿排土场边坡植物多样性与生产力特征

[目的]以阜新露天矿排土场边坡为对象,分析坡向、坡位和恢复年限对植物多样性和生产力的影响,探讨二者的关系。[方法]采用植物群落多样性测度方法分析植物多样性、均匀度和丰富度,用烘干法测量植物生产力,并运用相关分析法分析植物多样性与生产力的关系。[结果]排土场阴坡坡下植物多样性和均匀度最高,而阳坡在坡上最高;随着恢复年限增加,阴坡植物多样性逐渐下降,而阳坡表现出增加趋势。排土场阴坡地上植被、枯落物和地上总生物量的最大值在坡上,而阳坡在坡中最大;阴坡的枯落物和地上总生物量显著大于阳坡(p<0.05)。排土场阴坡地上植被、枯落物和地上总生物量均与Shannon—Wiener多样性指数呈显著负相关(p<0.05),而其他多样性指标与生产力之间无显著相关关系(p>0.05)。[结论]坡位和坡向是影响阜新露天矿排土场边坡生态恢复过程中植物多样性和生产力的重要因子,应根据不同生境特性,采取不同恢复措施,才能完成生态恢复。     

四川道路边坡自然恢复的植被多样性研究

采用样线法对四川地区路域边坡自然恢复后的植被进行调查,研究道路边坡对植物多样性影响。调查区域内分布植物66科159属190种。其中灌木81种,草本109种;选用了丰富度Margalef指数、Shannon-Wiener多样性指数、Simpson指数、Pielou均匀度指数等α多样性指数及Codyβ多样性指数来研究边坡的坡度、坡向、海拔、恢复时间与植物群落多样性关系。结果表明：45°～60°坡度、阴坡、500～700m海拔及〉10a以上的恢复年限的边坡,群落的多样性较高,对边坡植被恢复有利;而在〉60°坡度、阳坡、〉700m的海拔高度和〈10a的恢复年限内的多样性较低;在不同坡度和海拔的环境梯度上,Codyβ指数与α多样性分析结果一致。在生态恢复中,群落多样性低的边坡,适当增加物种丰富度、密度及有利的人为干扰,有助于提高群落多样性。     

吉兰泰盐湖周边不同沙化程度植被群落与土壤养分特征研究

选取吉兰泰盐湖周边4种不同程度的沙化土壤,对其植被群落特征与土壤养分含量进行测定,分析不同沙化程度植被群落特征、土壤养分含量垂直分布特征以及植被群落与土壤养分含量之间的相关性。结果表明:(1)随着沙化程度的加剧,Shannon-Wiener多样性指数、Simpson优势度指数与Margalef丰富度指数均不断下降,植被群落结构趋于简单化;(2)随着沙化程度的加剧,土壤有机质与速效养分含量总体呈降低趋势;(3)土壤有机质、速效磷、速效钾均与Shannon-Wiener多样性指数呈显著正相关;碱解氮与Margalef丰富度指数呈显著正相关。对不同沙化程度植被群落特征和土壤养分的研究为吉兰泰盐湖区天然植被恢复与重建及盐湖保产、高产提供科学依据。     

Effects of Grazing Intensity on Soil and Vegetation Properties in a Mediterranean Rangeland

Grazing modifies the aboveground soil and plants of rangeland ecosystems. This study was conducted to determine the effects of various grazing intensity levels on soil bulk density, soil pH, soil electrical conductivity (EC), soil total organic carbon (TOC), aboveground biomass production, plant community richness (N), and vegetation diversity (H) in Gian Rangeland, Hamedan Province, Iran. Soil and vegetation samplings were conducted based on the randomized systematic method. Soil and vegetation samplings were carried out along 100-m-long transects placed at 100, 200, 400, 800, and 1600 m running perpendicular to six sheep corrals. The effects of various grazing intensities on studied parameters were detected by analysis of variance (ANOVA) (at α = 0.05). Results of this study indicated the soil bulk density, EC, TOC, aboveground biomass production, plant community richness, and vegetation diversity values were altered significantly at different distances from the sheep corrals. However, soil pH was not significantly affected by various grazing intensities.