影响共和盆地温性草原牧草生长气象因素定量研究

共和盆地是黄河上游土地沙漠化严重地区。以克氏针茅、紫花针茅、青海固沙草、岌岌草为优势植被的温性草原是共和盆地典型植被类型,由于自然环境变迁,草原植被退化十分明显,严重荒漠化面积以年均0.12万hm2的速度扩展,草原退化、牧草产量下降已经成为共和盆地生态环境恶化的主要问题。选取青海共和盆地从1985—2006年共22年的年降水量、≥0℃年积温、年均温、年日照时数、3-8月≥0℃积温、3-8月日照时数、3—8月均温、3—8月降水量8个气象因素进行了分析,借用功效原理和数理统计原理构建了评价模型,研究了它们与牧草生长的定量关系。     

共和盆地温性草原物候期草地生产力与气候因素的灰色关联度分析

利用灰色关联分析方法,对共和盆地温性草原草地生产力与气候因素的关联程度作相关分析,以牧草各物候期产量为对照数列,以牧草生长期月均温、月降水量及月日照时间为对比数列,经分析结果表明:牧草抽穗期产量与5月的降水量、温度和3-5月的日照时间关联度最大,而牧草籽粒成熟期产量与6-8月的温度和日照时间关联度最大。因此,在牧草早期生长阶段牧草产量取决于5月的降水量、温度和3-5月的日照时间,而在牧草成熟阶段牧草产量取决于6-8月的温度、日照时间,尤其是6-8月的温度是决定当年牧草产量高低的关键因素。     

共和盆地温性草原天然草地产量动态变化及其影响因子分析

基于共和县1985~2006年的天然草地产草量和同期气象资料,分析了共和盆地温性草原1985~2006年22 a来天然草地产草量变化,利用主成分分析和多元线性回归方法初步探讨了1985~2006年间天然草地牧草产量变化的影响因子。研究表明,22 a来,共和盆地温性草原天然草地产草量总体呈下降趋势,在22 a中,有8 a牧草产量低于多年平均值,其余14 a牧草产量均高于多年平均值,牧草产量的幅度变化较小。22 a来只有2 a为丰年,三年为歉年,其余17 a为平年,其中正距平百分率达12 a,负距平百分率仅为5 a。牧草生长季4~9月的降水、≥0℃积温、上一年度9~11月降水量为影响天然草地牧草产量的主导因子。     

青海省共和盆地温性草原影响牧草产量的气候因子定量分析

通过对青海共和盆地天然草地牧草产量影响因子：年降水量、≥0℃年积温、年均温、年日照时数、3～8月≥0℃积温、3～8月日照时数、3～8月均温、3～8月降水量22年资料的主成分分析结果表明,作为最主要综合指标的第一主成分中的≥0℃年积温、3～8月≥0℃积温、3～8月均温的影响,贡献率是59．16798％,第二主成分中的年均温、年降水量和3～8月均温的作用,贡献率为25．51548％,第三主成分中的年降水量、年日照时数、3～8月降水量、3～8月日照时数因素,贡献率为9．301132％。天然草地牧草产量的形成是众多自然因子综合作用下相协调的产物,其中热量因子是牧草生长的重要原因。     

共和盆地温性草原植被退化特征分析

以克氏针茅(Stipa sareptana)、紫花针茅(S.purpurea)、青海固沙草(Orinus kokonorica)、芨芨草(Achnatherumsplendens)为优势植被的温性草原是共和盆地典型植被类型之一,由于自然环境变迁以及人为活动的影响,共和盆地以贵南县地区为中心的克氏针茅、紫花针茅、青海固沙草、芨芨草草原植被退化十分明显,2003年通过样方调查和植被数量分析的方法,对该地区的退化草地特征进行了调查和分析,结果表明:退化草地植被盖度比对照区下降30%～50%,优势植物种的禾本科和莎草科等植物逐步减少,明显增加了豆科、菊科、蔷薇科和毒草等植物。物种多样性指数下降52.47%。由于高寒植被的退化,导致了植被群落整体生态功能的下降,进一步加剧了共和盆地的生态环境恶化。     

共和盆地温性草原植被退化特征分析

以克氏针茅(Stipa sareptana)、紫花针茅(S. purpurea)、青海固沙草(Orinus kokonorica)、芨芨草(Achnatherum splendens)为优势植被的温性草原是共和盆地典型植被类型之一,由于自然环境变迁以及人为活动的影响,共和盆地以责南县地区为中心的克氏针茅、紫花针茅、青海固沙草、芨芨草草原植被退化十分明显,2003年通过样方调查和植被数量分析的方法,对该地区的退化草地特征进行了调查和分析,结果表明退化草地植被盖度比对照区下降30%～50%,优势植物种的禾本科和莎草科等植物逐步减少,明显增加了豆科、菊科、蔷薇科和毒草等植物.物种多样性指数下降52.47%.由于高寒植被的退化,导致了植被群落整体生态功能的下降,进一步加剧了共和盆地的生态环境恶化.     

共和盆地高寒干旱草原降水量季节分配对地上生物量的影响

根据对共和盆地天然草场连续16年的牧草产量统计以及同期气候资料,在此基础上应用积分回归模型计算,得出4月上旬至9月上旬各旬降水量对牧草产量的影响系数,分析了牧草生育期4月上旬至9月上旬旬降水量及其季节分配对共和盆地高寒干旱草原牧草产量的影响。结果表明:牧草生育期4月上旬至9月上旬旬降水量的变化及其季节分配直接导致了干旱草原的天然牧草产量波动;4月上旬至5月上旬、6月中旬至8月上旬及8月下旬至9月上旬的旬降水量对牧草产量均具有正效应,是牧草对水分需求的3个关键时期。     

共和盆地天然草地牧草产量与水、热因子的灰色关联度分析

应用灰色关联度方法,对位于青藏高原内陆的共和盆地1985—2005年21年间天然草地产草量与水、热两因子的关联程度进行分析。结果表明:水、热两因子与产草量的关联度基本相近,但在该区域降水量相对稳定的情况下,热量条件是主导因子,尤其是4—8月温度的高低,是决定当年天然草地产草量的关键因素。     

刈牧后休闲期对草地牧草生产的影响

通过不同间隔时期对多年生黑麦草、白三叶混播草地牧草产量的监测与分析,得出随着休闲期的增加,青绿物质和死亡物质均呈现上升趋势,在较低和较高草地牧草现存量下都会降低牧草生长率。     

环青海湖盆地气候变化对草地生态环境的影响

通过分析近20年来环青海湖盆地的气候变化特征对环湖盆地草地生态环境的影响,发现环青海湖地区年平均温度升高、年蒸发量增大程度比较显著,而降水量增多不显著,且年际间变化较大,气温、地表蒸发等气象要素有向暖干化过渡的趋势。随气候变化,环湖盆地天然草地植被盖度,高度和产量均有不同程度下降,草地退化、沙化现象加剧。在不合理的人类经济活动和气候干旱化等因素的共同作用下,导致了环湖盆地地区水资源的减少和草地生态环境的沙漠化。     

不同人工草地对青藏高原温性草原群落生物量组成及物种多样性的影响

青藏高原天然草地生产力较低,草畜矛盾长期尖锐。人工草地逐渐在该区域发展,但不同种植模式人工草地的影响和应用适宜性尚未得到准确的量化评估。以青海省天然草地(NP)为对照,选取相互毗邻的3种不同人工草地:单播垂穗披碱草人工草地(A₁)、单播燕麦人工草地(A₂)和混播燕麦、青稞和油菜的人工草地(A₃)设置实验样地,通过群落调查、刈割称重、根钻采样等方法,测定分析4种群落物种组成、生物量及物种多样性,探讨燕麦和垂穗披碱草两种牧草及单播和混播两种种植方式的差异性影响。结果表明:3种不同人工草地均显著减少有毒植物生物量(P<0.05),显著提高优质牧草占比(P<0.05),改善牧草质量。A₂地上生物量最高(1263.21 g·m^-2),为NP的9.77倍,显著高于其他3种草地(P<0.05)。本研究草地地下生物量占比高(73.22%~95.79%),3种人工种草对地下生物量改变不显著,对总生物量的影响也不显著。A₂、A₃的物种组成与NP迥异,A₂的Pielou均匀度指数显著低于NP和A₃(P<0.05),A₃的Shannon-Wiener指数显著低于NP(P<0.05);而A₁的Gleason指数、Shannon-Wiener指数和Pielou均匀度指数均较高,与NP差异不显著。基于结果,认为相比于天然草地,单播燕麦人工草地可以获得更高的地上生物量,但强烈改变群落物种组成,降低群落物种多样性;而种植垂穗披碱草地上生物量增幅不显著,但其群落物种多样性、均匀度均较高,有利于群落在不利条件下维持相对稳定的生产力。     

氮素添加对典型草原区割草场植物群落结构及草场质量指数的影响

养分添加对维持割草场养分平衡具有重要意义,本研究通过不同割草制度下添加氮素试验,探讨了氮素添加对割草地产量、群落物种多样性及草群质量指数的影响。结果表明,1)氮素添加对一年割1次草地的增产效果显著。添加氮素当年N3(64.4 kg/hm²)、N4(78.2 kg/hm²)较对照显著增产,幅度近50%,且次年也表现出明显的肥料残效;对一年割2次,仅在N4梯度上有显著的增产效果,表现出肥料施用量不足。对不割草处理区,添加氮素未达到显著增产(P<0.05)。2)割草处理下,物种多样性指数随氮素添加梯度的增加呈波动状增长趋势;而均匀性指数呈下降走势。3)添加氮素后羊草和大针茅在一年割1次和不割草处理中都表现出等补偿和超补偿,但在一年割2次中均为不足补偿;糙隐子草则相反,在不割草处理中仅为等补偿而在割草处理后刈割频度越高超补偿现象越明显。添加氮素后3种群的氮含量都明显提高,但在不割草处理中的糙隐子草在N2(50.6 kg/hm²)梯度达到最高之后,基本保持该水平。4)氮素添加对不同轮割制度下草地质量有明显的提高作用。施用N4梯度的试验区在2年的综合效果中表现最佳,草地质量维持的最好。     

宁夏典型草原不同退耕年限草地植物-土壤生态化学计量特征

为了研究宁夏典型草原不同退耕年限草地优势植物及土壤 C、N、P化学计量特征,本研究以宁夏南部典型草原区退耕草地为对象,分别对退耕0、1、3、5、6、8、11、15、20年草地优势植物及土壤碳、氮、磷等生态化学计量特征进行研究。结果表明,各植物全氮含量均表现为地上部分大于地下部分,且猪毛蒿整体全氮含量较其他植物高。全磷含量除赖草外也表现为地上部分大于地下部分。退耕1年狗尾草和退耕3年赖草有机碳含量表现为地下部分大于地上部分,其余各退耕年限地上部分大于地下部分。优势植物C∶N、C∶P、N∶P整体表现为退耕20年长芒草最大。赖草和猪毛蒿最小。退耕6年以上20年以内土壤有机碳含量由表层向深层逐层递减;全氮含量退耕0~6年呈波动式变化,退耕8年后全氮含量由表层向深层逐层递减;全磷含量变化趋势与全氮相同。研究区土壤C∶N变化范围为7.08~19.62,C∶P变化范围为6.60~35.25,N∶P变化范围为0.82~2.17。各层土壤C∶N平均值变化范围为11.18~15.03,C∶P平均值变化范围为14.09~24.55,N∶P平均值变化范围为1.06~1.98;除C∶N接近我国土壤C∶N均值外,研究区土壤C∶P和N∶P均低于我国土壤C∶P和N∶P均值。并且相应地表优势植物C∶N、C∶P、N∶P明显高于表层土壤。本研究中土壤C∶N与土壤有机碳之间相关性不显著,与全N呈负相关,意味着C∶N主要受N控制,而C∶P与有机碳呈显著正相关,与全P相关性不显著。土壤N∶P与土壤全N含量呈显著正相关,与土壤全P含量相关性不显著,说明主要受N控制,而土壤全N含量随退耕年限的增加呈波动式上升趋势。植物与土壤碳、氮、磷相关性显示:植物全N与土壤N之间相关性不显著(P>0.05),植物全P与土壤全N、全P呈极显著的相关关系(P<0.01),与土壤有机碳和N∶P呈显著的相关关系(P<0.05)。     

禁牧年限对温性荒漠草地群落特征及土壤因子的影响

为明确温性荒漠草地群落对围栏封育及土壤环境的响应,采取野外采样和室内试验相结合的方法,研究了不同禁牧年限(未禁牧、禁牧5年和禁牧9年)对春秋牧场草地群落特征及土壤养分特征的影响,为合理利用与管理春秋牧场提供理论依据.结果表明:随着禁牧年限的增加,草地群落的平均高度、平均盖度和生物量均显著高于未禁牧草地群落(P<0.05...     

Effect of climatic factors on urinary cortisol and peripheral blood leukocytes in lambs grazing on a semi-natural grassland in the Hokuriku District of Japan

The effects of climatic factors on stress and immune functions of grazing lambs in summer and autumn in the Hokuriku District of Japan were evaluated by determining urinary cortisol (U-COR) levels and peripheral blood leukocyte populations and comparing those with lambs kept indoors. Two groups of five lambs, consisting of those grazed on a semi-natural grassland (GRL) and those housed indoors in a domestic animal shelter (INL), were maintained at from July to October. The temperature–humidity index at each location was indicative of heat stress during summer; however, the U-COR elevation was not observed in both groups. The elevation was observed in GRL in autumn and was higher than INL in October. Climatic conditions in autumn were characterized by high humidity and a sudden drop in temperature. U-COR was positively correlated with the relative humidity. The GRL was exposed to low-nutrient conditions for a relatively long time. The CD4⁺/CD8⁺ T cell ratio in GRL decreased in October. Subsequently, the total leucocyte, including granulocytes, monocytes, and lymphocytes, sharply increased. The responses indicated an immune deficiency caused by immunosuppression because of a low nutrition caused by grazing and high-stress conditions in autumn.     

荒漠草原物种多样性、生产力与气候因子和土壤养分之间关系的研究

物种多样性对生态系统功能的影响是生态学领域的核心问题之一。本研究利用内蒙古荒漠草原80个野外植被、土壤调查样地资料,结合气候数据,探讨物种多样性、生产力与气候因子和土壤养分的关系,为进一步认识多样性-生产力关系提供参考。结果表明,1)物种多样性、生物量与年平均降水量均呈线性正相关,与年平均温度均呈线性负相关,与干燥指数均呈线性正相关。2)物种丰富度与土壤全磷含量呈线性负相关(R²=0.072, P<0.05),与速效氮含量呈线性正相关(R²=0.183, P<0.01),Shannon-Wiener指数与速效氮也呈线性正相关(R²=0.061, P<0.05);生物量与土壤全氮、速效氮和有机碳含量都呈线性正相关,相关系数分别为0.150,0.177,0.089(P<0.01)。3)群落生物量与物种多样性呈线性正相关关系。4)干燥指数是影响多样性和生物量的主要环境因子。     

内蒙古典型草原生物量碳分配格局

以内蒙古呼伦贝尔草原、科尔沁草原、锡林郭勒草原等为研究区域,借助群落分层取样方法,科学估测内蒙古典型草原的生物量碳分配情况,主要结论如下:1)我国内蒙古典型草原的平均生物量碳密度为400.56 g C/m²,其中羊草-杂类草(585.18 g C/m²)、冷蒿-其他小禾草(505.68 g C/m²)以及克氏针茅群落(501.45 g C/m²)具有较高的地下生物量碳密度。2)内蒙古典型草原拥有32.26×10⁶ hm²的面积,贡献了112.76 Tg的生物量碳,其中地上生物量碳20.42 Tg,地下生物量碳92.34 Tg。3)根冠比(R∶S)分布上,内蒙古典型草原的平均根冠比数值为4.52,要大于一般草地类型。4)地下生物量碳(BGB)沿土壤深度的分布情况,糙隐子草、克氏针茅、羊草-杂类草、羊草-丛生禾草、大针茅、冰草等草本群落均属于“指数型”,即BGB沿深度分布符合指数函数,主要分布在0~10 cm土壤层;冷蒿-糙隐子草、冷蒿-其他小禾草、差巴嘎蒿群落等灌丛群落的BGB分布曲线为“抛物线形”,其地下生物量碳主要分布于20~40 cm土壤层,不符合指数函数但符合二次函数。     

共和盆地天然草地牧草产量的Markov预测模型

Markov预测技术是应用Markov链的相关预测的基本原理与方法来研究分析时间序列的变化规律,并预测未来变化趋势的一种预报方法,适用于随机波动较大的预报问题。根据Markov链原理,提出了用于共和盆地温性草原类天然草地年平均牧草产量预报的离散随机过程模型。实测资料的验证结果表明,这种模型计算精度较高,具有良好的应用价值。