“灭鼠+人工补播”措施对重度退化草原修复不同年限的效果评价

本文以甘南玛曲重度退化草地为研究对象,通过“灭鼠+人工补播”的改良措施,分别对修复后第1年、第3年和第5年的退化草地植被盖度、高度、草产量、物种数以及优势种进行测定。结果表明：灭鼠+人工补播后,禾本科、莎草科植物盖度显著增加(P<0.05),且随年限的增长,均呈递增趋势;可食性植物的高度呈现未退化草地>灭鼠+补播5年>灭鼠+补播3年>灭鼠+补播当年>重度退化草地的变化规律;禾本科、莎草科和杂类草的草产量显著增加(P<0.05),且随补播年限的增加均显著增加(P<0.05);物种数显著增加(P<0.05),与重度退化草地相比,恢复当年、第3年、第5年的物种数分别增加了44.4%、88.9%和111.1%。因此,对退化草地进行灭鼠和补播处理能显著增加植被盖度,提高草地可利用植物比例和增加牧草产量,是高寒草甸退化草地恢复行之有效的措施。     

草地培育措施对重度退化亚高山草甸植被特征的影响

为研究草地培育措施对重度退化亚高山草甸植被群落结构特征的影响,分别以补播、施磷肥和划破草皮3个因素的不同组合方式对退化亚高山草甸、天然草地进行草地培育。结果表明:各草地培育措施对改善草地植被群落结构的效果不同。补播可提高补播草种所在群落的优势地位,划破草皮使良等牧草居于优势地位,施磷肥对草地植被群落结构影响不大,效果最差。补播+划破草皮改善优等牧草和良等牧草在草地植被结构中的效果比补播更显著,使优等牧草和良等牧草居于优势地位,补播+划破草皮的良等牧草优势地位与划破草皮相比有所降低。综合各项指标,补播+划破草皮+施磷肥的草地培育效果最优。     

祁连山高寒草地不同退化程度植物群落结构与物种多样性研究

为祁连山康乐草原生产力恢复与提高提出有效措施、生物多样性保护和资源可持续利用提供理论依据,采用样方法对祁连山高寒草地不同退化程度植物群落结构和土壤特性进行调查、测定和分析,并运用5个多样性指标(Margalef丰富度指数、Dominance优势度指数、Simpson多样性指数、Evenness均匀度指数和Shannon多样性指数)研究了其物种多样性变化。结果表明:1)轻度退化草地(LDG)-中度退化草地(MDG)-重度退化草地(SDG),不同退化草地植物群落特征(密度、高度、频度、总盖度和地上生物量)整体呈现降低趋势且差异显著(P0.05),表现为LDGMDGSDG;2)研究区植物共15科35属39种,其中豆科、蔷薇科、禾本科、菊科和莎草科中的植物均具备较强生态适应性,各退化程度草地植被型分别为草地早熟禾+珠芽蓼、赖草+矮生嵩草、矮生嵩草+赖草,其中禾草是群落的优势种;3)高寒草地功能群植物呈现杂类草最多,禾草类次之,毒草类占有比例最少,其中在不同退化草地杂类草、毒草类重要值分别为75.14%(SDG)48.67%(LDG)30.05%(MDG)、20.81%(LDG)18.01%(SDG)17.11%(MDG);4)不同退化草地群落物种优势度指数在重度退化草地最高为0.23,而轻度退化草地物种Margalef丰富度指数最高为2.64、Shannon多样性指数最高为2.09;5)随退化程度加重,土壤全磷、全氮、有机质和含水量呈现下降的趋势,pH呈升高的趋势,且不同退化草地土壤环境因子含量对植被生长贡献率不同。综上所述,随着康乐草地退化程度增加群落结构向单一趋势演替且环境限制因子也发生相应变化。     

退化高寒草甸植被与土壤特征

对甘肃省天祝县4个退化梯度高寒草甸的植被特征和土壤养分特征进行了研究。结果表明,随着退化程度的加剧,草地地上生物量、植被高度、盖度、土壤有机碳、全氮、全磷和土壤含水量都显著降低(P0.05),重度退化草地土壤容重显著升高(P0.05)。草地植物群落发生明显退化演替,矮生嵩草(Kobresia humilis)、线叶嵩草(K.capillifolia)和垂穗披碱草(Elymus nutans)的优势种地位被珠芽蓼(Polygonum viviparum)所替代,物种数由未退化样地的19种减少到重度退化样地的7种,退化指示类毒杂草生物量比例逐渐增加,由9.77%上升到62.93%。草地的退化程度会影响草地的植被特征和土壤养分特征,应根据不同退化阶段采取不同的恢复治理策略。     

祁连山高寒草地不同退化程度植物群落结构与物种多样性研究

为祁连山康乐草原生产力恢复与提高提出有效措施、生物多样性保护和资源可持续利用提供理论依据,采用样方法对祁连山高寒草地不同退化程度植物群落结构和土壤特性进行调查、测定和分析,并运用5个多样性指标(Margalef丰富度指数、Dominance优势度指数、Simpson多样性指数、Evenness均匀度指数和Shannon多样性指数)研究了其物种多样性变化。结果表明:1)轻度退化草地(LDG)-中度退化草地(MDG)-重度退化草地(SDG),不同退化草地植物群落特征(密度、高度、频度、总盖度和地上生物量)整体呈现降低趋势且差异显著(P<0.05),表现为LDG>MDG>SDG;2)研究区植物共15科35属39种,其中豆科、蔷薇科、禾本科、菊科和莎草科中的植物均具备较强生态适应性,各退化程度草地植被型分别为草地早熟禾+珠芽蓼、赖草+矮生嵩草、矮生嵩草+赖草,其中禾草是群落的优势种;3)高寒草地功能群植物呈现杂类草最多,禾草类次之,毒草类占有比例最少,其中在不同退化草地杂类草、毒草类重要值分别为75.14%(SDG)>48.67%(LDG)>30.05%(MDG)、20.81%(LDG)>18.01%(SDG)>17.11%(MDG);4)不同退化草地群落物种优势度指数在重度退化草地最高为0.23,而轻度退化草地物种Margalef丰富度指数最高为2.64、Shannon多样性指数最高为2.09;5)随退化程度加重,土壤全磷、全氮、有机质和含水量呈现下降的趋势,pH呈升高的趋势,且不同退化草地土壤环境因子含量对植被生长贡献率不同。综上所述,随着康乐草地退化程度增加群落结构向单一趋势演替且环境限制因子也发生相应变化。     

江河源区高寒草地土壤微生物数量特征

采用土壤微生物的常规培养方法对青藏高原江河源区不同退化程度高寒草地土壤微生物的数量特征进行了分析。结果表明(1)土壤中微生物3大类群,及微生物总数在未退化高寒草地的数量大于退化高寒草地,差异显著(P<0.05),中度与重度退化草地间差异不显著(P>0.05);(2)分析地6个微生物生理类群中,硝化细菌、好气性固氮菌、嫌气性固氮菌、好气性纤维分解菌的数量随草地的退化而减少,未退化草地与退化草地间的数量差异显著(P<0.05),反硝化细菌、嫌气性纤维分解菌的数量则随草地退化而增加;(3)退化高寒草地土壤微生物数量以细菌占绝对优势,土壤微生物数量变化总体上反映了高寒草地退化的状况,但是与草地退化的关系应该结合地上植被、土壤环境进行综合分析。     

综合修复措施对高寒退化草地土壤特性的影响

为了评价补播、灭鼠、施用微生物菌肥等草地修复措施综合应用对高寒退化草地的影响,试验对不同修复年限的高寒草地土壤特性进行了研究。结果表明：0～10 cm、10～20 cm土层草地土壤有机质含量随着草地修复年限的增加而显著增加;修复当年的速效钾含量显著高于修复4年、5年处理;退化对照草地的土壤全氮含量显著高于其他处理;草地修复4～5年后0～10 cm土层的全钾含量显著增加;退化草地经过修复改良后的土壤容重都显著低于未修复,表层土壤含水量显著降低。因此,草地综合修复措施减缓了表层土壤的风蚀和流失,土壤养分得以提升,土壤疏松的情况得以缓解,退化草地趋于良性演替。     

锡林河流域退化草地植被恢复措施及水土保持效应研究

以内蒙古北部锡林河流域退化草地为研究对象,通过对围栏封育、免耕补播、旱作人工草地、灌溉人工草地和灌溉饲料地5种措施作用下植物生长状况、土壤水分保持作用、抗风蚀能力的试验研究。结果表明:围栏封育、免耕补播在恢复退化草地植被、提高生产力方面效果显著,是退化草地生态修复的主要措施;适地实施旱作人工草地、灌溉人工草地和灌溉饲料地面积各1hm~2,可置换出退化草地面积分别为10hm~2,18hm~2和79hm~2;通过灰色关联度进行效益评价,各种植被恢复措施之间的综合效益差异不明显,植被恢复措施实施后,综合效益均达到较高水平。     

生物炭基磷肥和补播对荒漠草原土壤呼吸的影响

我国90%以上的草地存在不同程度的退化，修复退化草原是当前“双碳”背景下提升草原碳储量的重要途径，探究不同草地修复措施对土壤碳排放的影响十分重要。因此，本研究在内蒙古四子王旗荒漠草原样地设4个处理：对照(CK)、生物炭基磷肥(CB)、补播(CP)和生物炭基磷肥加补播(CPB)，于2021年生长季(6月-10月)测量土壤呼吸速率，并测量0-20 cm的土壤物理性质(土壤温度和含水量)和土壤化学性质(土壤有机碳和速效磷含量)，同时调查植被地上生物量。结果表明：与对照相比，CP和CPB处理下土壤含水量和土壤呼吸速率分别增加了12%、15%和27%、30%，土壤温度降低了2.5%和4.6%,CB处理提高了土壤化学性质但并未对土壤呼吸产生影响。研究发现，补播和施肥+补播措施能够在短期内促进土壤呼吸。综合植被和土壤的变化情况，生物炭基磷肥对于荒漠草原的修复有促进作用，但施肥和补播措施时，早期要注意控制开沟的规模，尽可能减少对土壤的扰动。     

植被修复对退化草地固碳的影响及展望

草原生态系统的固碳作用对区域乃至于全球的气候变化都会产生重大影响。草原作为我国第二大陆生态系统,对我国陆地生态系统CO2吸收与减排至关重要。然而,我国草原退化问题依然严峻,造成系统的固碳在较低水平上徘徊,通过植被修复提高其固碳能力的潜力巨大。为此,本文对草地固碳作用的重要性、我国草原退化状况、草地退化对草地碳库的影响、退化草地植被修复对碳库的重要作用以及退化草地植被修复的研究现状和存在的问题进行分析的基础上,提出了修复技术、修复效果和修复政策等方面的退化草地植被修复的研究展望。     

退化草地放牧和围封条件下的土壤种子库

本文研究了退化草地在放牧和围封条件下土壤种子库的密度和组成,以验证草地封育对退化草地植被恢复起到的作用。结果表明:(1)放牧草地植物种数23种,围封草地植物种数28种,围封使土壤种子库植物种数增加了21%;(2)放牧草地种子库密度为7375有效种子数/㎡(平均值),围封草地种子库密度为10670有效种子数/㎡(平均值),比放牧草地提高了44%。     

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。     

青藏高原高寒草甸退化对草地群落多样性及土壤特性的影响

为了明确青藏高原高寒草甸退化对草地植被多样性及土壤特性的影响,通过调查甘肃省甘南藏族自治州碌曲县、夏河县和合作市3个地区不同退化程度(轻度退化、中度退化和重度退化)的高寒草地的植被情况,分析其物种多样性及优势种,并采集土壤样品,测定其全氮、全磷、全钾、土壤pH值、全盐、容重、孔隙度、粒径等理化性质,土壤脲酶、蔗糖酶、过氧化氢酶和碱性磷酸酶等4种酶活性,以及细菌、放线菌和真菌等微生物数量。结果表明：随着退化程度的加深,碌曲县、夏河县高寒草甸物种多样性呈降低趋势,而合作市轻、中度退化草地的多样性较高,重度退化草地最低,同时,植被的高度、盖度及草产量降低;土壤全氮、全磷、全钾、孔隙度及粉粒总体呈降低趋势,土壤pH值、全盐、容重、黏粒及砂粒呈升高趋势;土壤脲酶、蔗糖酶活性降低;土壤细菌、放线菌数量降低,真菌数量升高。     

青藏高原不同退化梯度高寒草地植被与土壤属性分异特征

高寒草地是青藏高原生态系统的重要组成部分,草地退化严重影响区域可持续发展。目前,不同草地退化的演替过程中,土壤属性与植被特征的变化机理尚未理清。本研究以青藏高原为研究对象,整合分析(meta-analysis)不同退化梯度草地的植被群落、生产力及土壤属性特征。结果表明:不同退化梯度下,植被地上和地下生物量均降低,土壤特征均呈恶化趋势。尤其是在重度退化草地中,地上生物量、地下生物量、物种丰富度和物种均匀度较未退化草地分别显著降低了42.44%、60.64%、21.08%和8.36%,土壤含水量、有机碳、全氮和全磷同样较未退化草地分别显著下降了33.57%、45.75%、22.70%和11.23%,而土壤容重显著上升了12.12%(P0.05)。就效应比而言,植被生物量与土壤主要性质(有机碳、全氮和全磷)均呈显著正相关关系,表明草地退化过程中植被生产力与土壤性质互相影响,相较氮和磷含量,碳含量的流失非常严重。研究结果可为青藏高原地区受损草地的修复提供科学依据。     

祁连山东麓高寒草甸不同退化程度草地土壤种子库特征研究

通过野外调查和种子萌发法对东祁连山高寒草甸4种不同退化程度草地(未退化,ND;轻度退化,LD;中度退化,MD;重度退化,HD)土壤种子库进行了比较研究。结果表明:4种退化程度草地种子密度大小为:轻度退化草地>未退化草地>中度退化草地>重度退化草地;未退化草地共发现了6种植物,主要为十字花科(Cruciferae)和毛茛科(Ranunculaceae)植物;轻度退化草地共发现了9种植物,主要为禾本科(Gramineae)、菊科(Compositae)和豆科(Leguminosae)植物;中度退化草地共发现了5种植物,主要为车前科(Plantaginaceae)植物;重度退化草地共发现了5种植物,主要为禾本科(Gramineae)植物;对于土壤种子库的物种多样性,轻度退化草地最有利于维持和保护该地区物种多样性,未退化草地和轻度退化草地显著优于中度退化草地和重度退化草地;总体来看,4种退化程度草地种子库种子与地面植被物种相似性均较低。     

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.     

祁连山中段退化高寒草地土壤细菌群落分布特征

为探究祁连山中段不同退化高寒草地土壤细菌群落分布特征,采用Illumina HiSeq PE250高通量测序平台对轻度、中度和重度退化草地土壤细菌群落变化特征进行研究,并对土壤细菌群落与土壤酶活性、土壤理化因子间关系进行分析。结果表明:随着退化程度加剧,植被盖度、高度、地上生物量和多样性指数均明显降低(P<0.05);土壤理化性质和酶活性变化各异且差异显著(P<0.05)。高通量测序共得到257971条有效序列,219017条优质序列和2004个OTUs。细菌群落丰富度指数依次为轻度>中度>重度,多样性指数为轻度>重度>中度,Beta多样性分析表明各样地间差异为轻度>重度>中度。其中,放线菌门(Actinobacteria)、厚壁菌门(Firmicutes)、酸杆菌门(Acidobacteria)和变形菌门(Proteobacteria)为3种退化草地土壤的优势菌门,在轻度、中度和重度退化草地土壤中分别占77.25%、84.27%和78.66%;乳球菌属为3种退化草地土壤的优势菌属,在轻度、中度和重度退化草地土壤中分别占14.29%、38.84%和7.39%。冗余分析表明:土壤酶活性和土壤理化性质均对细菌群落的组成具有影响,其中土壤pH是影响土壤细菌群落分布的主要驱动因子。祁连山中段不同退化高寒草地土壤细菌群落的变化主要受土壤理化性质和酶活性的影响。     

基于NDVI的藏北地区草地退化时空分布特征分析

本文以藏北地区为研究区域,基于归一化植被指数(NDVI)反演草地植被盖度,以植被盖度作为判断草地退化的标准,综合计算藏北地区2000-2010年逐年草地退化指数(grassland degradation index),定量揭示藏北地区草地退化的时空分布规律.结果表明,截至2010年,藏北地区草地退化现状仍然较为严重,退化草地的面积占全区面积的58.2%.其中,重度退化和极重度退化草地面积的比例分别为19.0%和6.5%,区域草地退化指数为1.97,接近中等退化水平.分区结果显示,藏北地区中部,东部,北部草地退化情况较为严重,均处于中等退化等级,西部地区的退化情况最轻,处于轻度退化等级.分析2000-2010年藏北地区全区及各个分区的草地退化趋势表明,只有北部地区有减缓趋势;2000-2010年间与1981-1985年间对比结果显示,重度退化及极重度退化草地面积比例上升幅度较大.2000-2010年间藏北地区平均草地退化指数为1.84,草地退化等级在轻度退化到中度退化之间波动.     

不同生态治理措施下高寒沙化草地土壤氮素变化特征

草地沙化是我国最严重的生态环境问题之一。为研究不同生态治理措施对川西北高寒半湿润地区沙化草地土壤氮素的影响,本研究以围栏禁牧布设沙障燕麦和草种混播(YMCD)、围栏禁牧布设沙障播撒草种(RGCD)和围栏禁牧布设沙障自然恢复(WLCD)3种沙化草地治理措施为对象,以未修复沙化草地(CK)为对照,研究了沙化草地生态修复过程中0~60cm土层土壤氮素的变化特征。结果表明,生态修复3年后,YMCD、RGCD、WLCD 3种治理措施均显著促进地表植被的恢复、土壤物理性质的改善和氮素的积累。其中,YMCD治理措施效果最为显著,其次是RGCD,WLCD效果相对较小。土壤氮素增加幅度呈现出微生物量氮(MBN)硝态氮(NO_3~--N)铵态氮(NH_4~+-N)碱解氮(AN)全氮(TN)特征。与未修复沙化草地相比,YMCD沙地草地地表植被覆盖度增加至74.1%,土壤容重从1.45g/cm~3下降至1.39g/cm~3,夏季地表午温从41.5℃下降至23.0℃;TN、AN、NH4+-N、NO_3~--N和MBN含量分别增加了255.8%,270.2%,299.5%,357.8%和745.9%。相关性分析表明地表植被盖度和土壤容重对沙化土壤氮素含量有显著影响。     

高寒地区不同退化草地植被和土壤微生物特性及其相关性研究

以青藏高原东北缘天祝高寒地区不同退化草地为研究对象,通过野外调查及室内测定分析,研究了植被特征、微生物量特性、微生物熵及三者之间的相关性。结果表明,随着草地退化程度的加重,植被种类减少、优势种改变,植物群落高度、盖度、地上生物量显著降低(P<0.05),土壤微生物生物量碳、氮减少。草地植被地上生物量从轻度退化草地(LDG)到重度退化草地(SDG)减少了88.63%;LDG中微生物量碳、氮(218.90 mg/kg、44.32 mg/kg)均显著高于SDG(P<0.05),但中度退化草地(MDG)与SDG差异不显著;微生物熵在不同退化草地中的变化规律不明显。草地地上生物量与土壤微生物量呈显著正相关关系(P<0.05),与微生物熵呈负相关关系,其中微生物熵与微生物量碳的相关系数相对较高。