中度退化高寒草甸草地的补播改良研究报告

对中度退化的高寒草甸进行补播改良,其研究的结果表明,人工补播是改良退化草地的一项重要措施。补播的第三年,改良草地产草量比天然草地产草量提高20－30％,草地植被盖度由原来的32．5％提高到56．5％,草群品质改善,草群中可食牧草种类增多,有毒有害植物明显减少。杂草及有毒有害植物为建群种的群落,变为老芒麦－无芒雀麦－披碱草为优势种的群落。由于草地盖度的增加,也减少了土壤冲刷,有效地控制了土壤养分和水分的流失。     

补播对退化高寒草甸土壤性质及酶活性的影响

退化草地修复不仅是植被的修复,更重要的是土壤状况的修复。为明确补播对退化高寒草甸土壤修复效应,对青藏高原青海草地早熟禾补播草地土壤碳氮磷等化学性质及脲酶、磷酸酶和蔗糖酶活性进行了研究。结果显示:高寒草甸中度退化草地实施补播后,表层土壤酸碱度显著降低;土壤含水量、有机碳、全氮、全钾、硝态氮、碳氮比及土壤脲酶和磷酸酶活性无明显变化;土壤全磷、铵态氮、速效磷、速效钾和土壤蔗糖酶活性显著升高。草地土壤酶活性与土壤铵态氮、全钾及土壤碳氮比无关,补播改变了土壤酶活性与土壤全氮、硝态氮、全磷、速效磷和速效钾的调控关系。     

补播对高寒草甸生产力和植物多样性的影响

为了解补播对高寒草甸退化草地恢复过程中群落生产力、功能群结构和物种多样性方面的影响,于2010年5月以位于青藏高原东段的玛曲高寒草甸为研究对象,进行了补播试验。结果表明,补播显著提高地上生物量,同时物种数和丰富度指数Margalef也有显著增加,其中补播处理地上生物量是不补播处理的1.31～1.44倍。补播后莎草类和禾草类地上生物量都呈增长趋势,补播后禾草类地上生物量显著提高,其中最高是不补播的2.7倍,杂类草在群落中所占比例显著降低。适量补播既可以使草地的经济价值得以提高,同时也有利于高寒退化草地的恢复和生态系统的稳定。     

人工补播对退化高寒草甸土壤真菌群落特征的影响

为明确退化高寒草甸土壤真菌物种组成、群落多样性及功能结构等对补播的响应变化规律,本研究采用高通量基因检测技术对青藏高原中度退化及人工补播草地土壤真菌群落特征及其调控因子等进行了研究。结果显示：退化草地补播后土壤真菌特有OTUs增加,子囊菌门真菌丰度升高,被孢霉菌门和担子菌门真菌丰度降低;补播提高了退化草地土壤真菌Chao1指数,而对真菌Shannon指数和Simpson指数无明显影响;退化草地与补播草地间土壤真菌群落结构差异显著,补播后土壤病理型、病理-腐生型及共生型真菌丰度降低,土壤真菌群落及功能结构发生明显改变;土壤pH、总有机碳含量、铵态氮含量、硝态氮含量、全磷含量、全钾含量和碳氮比对土壤真菌起主要调控作用。     

补播苜蓿对退化草地植物群落结构和生产力的影响途径

近年来,紫花苜蓿(Medicago sativa L.)和黄花苜蓿(Medicago falcata L.)被广泛选作补播材料,用于修复退化草地。尽管研究表明二者的植物学特征存在差异,但鲜有人关注它们是否会通过不同的方式影响退化草地的生产力。为了探究二者对退化草地的修复效果是否存在差异,并确定影响补播地生产力的限制因素,本研究选取黄花苜蓿和紫花苜蓿作为补播种对退化草甸草原进行了补播,并在隔年对草地植被、土壤理化性质和微生物量进行监测。结果表明,两种苜蓿都可以显著增加退化草地生产力并改善土壤健康状况。然而,紫花苜蓿通过增加土壤铵态氮改变植被群落结构,其补播样地生产力也由土壤速效养分影响;黄花苜蓿通过增加土壤速效磷含量改变植被群落结构,其补播样地生产力由植被群落结构和土壤微生物量共同影响。初步结果表明,黄花苜蓿更适宜在养分贫瘠的退化草地进行补播。此外在选择紫花苜蓿补播时,可以适当施肥以提高补播成功率。     

接种AMF替代磷肥促进退化草地黄花苜蓿的补播建植

退化草地土壤肥力和有益微生物的降低是补播植物建植的主要限制因子。为探究植物共生菌与施肥对补播豆科的退化草地群落结构和生产力的影响,本研究选取黄花苜蓿(Medicago falcate)、羊草(Leymus chinensis)和冷蒿(Artemisia frigida)进行盆栽试验。结果表明：(1)与不接种相比,接种丛枝菌根真菌(Arbuscular mycorrhizal fungi,AMF)使黄花苜蓿的地上生物量显著提高259.54%;不接种加施磷肥比不施肥下黄花苜蓿地上生物量显著提高465.93%,而双接种加施磷肥比不施肥下黄花苜蓿的地上生物量仅显著提高46.58%;(2)与不接种相比,接种AMF使羊草的地上生物量显著降低60.66%;不接种加施磷肥比不施肥时羊草地上生物量显著提高34.49%;(3)不接种加施磷肥比不施肥下冷蒿地上生物量显著提高149.32%;接种AMF时,冷蒿地上生物量在氮磷同施处理下较其它施肥处理平均显著提高129.39%。因此,在退化草地中补播黄花苜蓿时,为减少肥料用量及节约成本,可通过接种AMF替代施用磷肥。     

补播时间和补播草种对退化草甸草原植物群落的影响

气候变化和不合理的利用导致草原退化,探究补播时间及补播草种对植物群落的影响,可为提高草地产量和品质提供理论依据。本试验设置3个补播时间(夏播、秋播、春播)和5种补播材料(扁蓿豆(Medicago varia)、黄花苜蓿(Medicago falcata L.)、杂花苜蓿(Melissilus ruthenicus L.)、‘中科1号’羊草(Leymus chinensis ‘Zhongke No.1’)、野生羊草(Leymus Chinensis (Trin.) Tzvel),对生物量、多样性指数及温度和降水量进行3年连续监测。结果表明：生长季积温和降水量是影响植物群落的关键因素,降水量与禾本科比例呈显著正相关关系,与其他科比例呈显著负相关关系;随年份增加地上生物量显著增加,而物种丰富度显著降低(P<0.05);春播羊草提高10%~15%禾本科比例,降低5%~10%其他科比例。综合群落生物量和多样性,在呼伦贝尔干旱年份适宜春季补播羊草,有助于提高禾本科优势牧草比例,提高草地品质,对草地生产力无显著影响。     

鄂温克旗带状补播改良退化草甸草原技术试验研究

鄂温克旗在总结浅耕翻补播改良草场的经验教训基础上，大胆提出带状补播改良退化草甸草原技术试验研究，并迅速应用于生产实际，取得了较好的社会、生态和经济效益。     

退化人工草地补播改良研究初报

对亚热带中山地区退化工草地补播改良方法进行的初步试验表明，条、穴、撒等三种补播惊讶攻以多年生黑麦草作为补播草种时其地上生物量为对照的１．９－２．３倍，综合效果以穴播最佳，补播改良还具有省时、劣力、节约生产资金等益外。     

草原退化对典型草原羊草菌根共生的影响

为探讨草原退化对典型草原羊草菌根共生的影响,对锡林浩特市及其周边的羊草(Leymus chinensis)典型草原进行了不同退化梯度羊草丛枝菌根侵染率和根围土壤丛枝菌根真菌孢子密度的比较.结果表明,中度退化和重度退化样地羊草丛枝菌根侵染率和根围土壤丛枝菌根真菌孢子密度显著低于未退化和轻度退化样地(P<0.05),说明中度-重度退化显著降低典型草原羊草的菌根共生.     

围封、浅耕翻改良技术对退化羊草草地植被恢复的影响

为探求华北农牧交错带地区退化草地适宜的改良技术,于2005年在中国农业大学河北沽源草地生态野外试验站研究了围封、浅耕翻改良处理对退化天然羊草(Leymus chinensis(Trin.)Tzvel.)草地地上植被恢复的影响。结果表明:与过度放牧相比,围封、浅耕翻改良均能有效地改善退化羊草草甸草地地上植被的物种组成结构和群落结构,显著提高退化羊草草甸草地地上植被盖度、高度和地上生物产量(P<0.05),其中以浅耕翻改良的效果最为明显;围封、浅耕翻改良导致退化羊草草地植被物种饱和度、物种均匀性指数、物种丰富度指数和物种多样性指数显著下降(P<0.05),其中以浅耕翻的影响效果最明显。从利用的角度看,围封、浅耕翻改良4年后,羊草已占绝对优势,地上植被得到一定程度的恢复,地上生产量也显著提高(P<0.05),草地可以开始有计划地加以利用,其中,浅耕翻改良对促进退化羊草草甸草地地上植被生产力的恢复,尤其是羊草种群的恢复较围封改良效果更好。     

施用氮肥对羊草个体和种群特征的影响

在内蒙古太仆寺旗的天然草地上,于2007年5月至2008年9月连续2年研究了不同氮肥施用量对草地建群种羊草(Leymus chinensis(Trin.)Tzvel.)的个体生长特征、种群密度及种群地上生物量的影响.结果表明,施用氮肥可显著促进羊草的生长,但施肥效果并未随氮肥用量的增加呈直线上升,而是在50 kg尿素/hm²时达到最高水平,施用效果最为显著(P<0.05),与对照相比叶宽两年增幅分别为17.0%和10.3%、株高分别增加74.0%和46.5%,茎节总长分别增加361.6%和81.6%,种群密度分别增加155.6%和54.3%,种群地上生物量分别增加633%和229%.对照区羊草个体和种群特征受降水量波动影响出现显著的年际变化.     

菌根接种对羊草根围土壤主要养分与球囊霉素含量的影响

选择锡林郭勒盟正镶白旗南部额里图牧场羊草（Leymus chinensis（Trin.）Tzvel.）典型草原的严重退化地段,补播菌根羊草和非菌根羊草,探讨菌根接种对羊草菌根共生和羊草根围土壤主要养分和球囊酶素含量的影响。结果表明,与不接种（灭菌）处理相比,接种菌根显著提高了羊草根系菌根侵染率及孢子密度。接种菌根增加了土壤有机碳、碱解氮、有效磷以及土壤易提取球囊霉素和总球囊霉素的含量,菌根对其的贡献率分别为3.77%,6.32%,3.35%,19.65%,24.24%。AM真菌、球囊霉素及土壤养分的相关性分析表明,易提取球囊霉素与有机碳和菌根侵染率呈极显著正相关,相关系数分别为0.9281,0.9165;与有效磷显著正相关,相关系数为0.8568。总球囊霉素与有机碳、菌根侵染率和孢子密度呈显著正相关,相关系数分别为0.8482,0.9026,0.8300。接种AM真菌改善了羊草根围土壤养分环境,对播种羊草的定植与生长发育可能产生重要影响。     

不同放牧强度下羊草草甸草原群落特征及多样性分析

研究放牧强度对群落植物多样性的影响对草原合理利用维持其群落稳定具有重要意义。通过不同放牧强度的比较试验,研究不同放牧强度下内蒙古呼伦贝尔温带草甸草原群落物种重要值的变化,并比较生产力和α 多样性指数的变化,分析生产力与多样性之间的关系,为制定合理的放牧率提供理论依据。结果表明:群落在中度放牧强度条件下能够维持较高的多样性;随着放牧强度的增加,伴生种二裂委陵菜(Potentilla bifuica)成为次优势种;如果持续过度放牧,羊草(Leymus chinensis(Trin.)Tzvel.)可能被二裂委陵菜和苔草(Carex siderosticta Hance)等杂类草代替,草场退化。     

Influence of Grassland Gap on Seedling Establishment of Leymus Chinensis (Trin.) Tzvel.

A field study was conducted to investigate the effects of existing adult neighbors and gap size on the process of seedling establishment in Leymus chinensis. Seeds of L. chinensis were added to artificially created gaps in a degraded steppe in North China. Neighbor root exclusion was accomplished using polyvinyl chloride tubes sunk in the soil of gaps. Seedling emergence and survivorship was greater in gaps than in control areas, but growth performance was higher only in larger gaps (20 cm and 40 cm in diameter) with neighboring roots present and in all gaps without neighboring roots present. Seedlings produced no tillers in the control and few tillers in 10-cm- and 20-cm-diameter gaps. Seedlings had more tillers in the largest gaps (40 cm) without root exclusion and in all sizes of gaps with root exclusion. Differences between gaps in light levels can explain the patterns of emergence. However, root exclusion was the major factor that increased seedling growth performance. These results confirm that L. chinensis is a gap-enhanced species and suggest that restoration of degraded grassland needs to ensure that large light gaps and low belowground competition are regularly maintained to maximize successful seedling recruitment.     

天然羊草草地地上生物量动态研究

为探讨天然羊草(Leymus chinensis(Trin.)Tzvel.)草地合理利用途径,对坝上羊草草地2005年和2006年地上生物量动态进行了观测记录。结果表明:草地群落和羊草种群生长前期地上生物量呈由慢到快增长的季节性变化,且均在8月10日左右达到最大值;羊草绝对生长速率和相对生长速率的增长期都集中在生长季初期;群落和羊草地上生物量增长动态均符合Logistic生长曲线,2005年群落地上生物量保护指标为85.20 g/m²,羊草地上生物量保护指标为75.62 g/m²;2006年群落地上生物量保护指标为126.94 g/m²,羊草地上生物量保护指标为103.56 g/m²。     

围封、浅耕翻改良对退化羊草草甸草地土壤种子库的影响

应用幼苗萌发法比较研究了浅耕翻改良、围封改良和自由放牧对退化羊草草甸草地土壤种子库的影响。结果表明,浅耕翻改良、围封改良措施均可显著提高退化羊草草地土壤种子库的密度,改善种子库的物种组成结构,其中围封改良较浅耕翻改良措施对土壤种子库的补偿和修复更为有利。     

补播对中度退化高寒草地群落特征和多样性的影响

为研究补播对高寒草地群落特征和植被多样性的影响,本研究以黑土滩中度退化草地为对象,利用免耕补播机通过近自然补播措施进行了恢复,测定了恢复后草地的群落组成及多样性特征。结果表明：经人工补播后,退化草地的植被盖度,地上、地下生物量,禾本科牧草比例和根冠比都显著上升（P<0.05）,补播措施起到了很好的修复效果。从物种组成上看,退化草地经过补播之后,其植被群落组成和物种重要值都发生了变化。其中,禾本科牧草和莎草科牧草占据了重要地位。此外,物种丰富度指数、Shannon-Weiner指数、均匀度指数经人工补播后都有所上升,但差异不显著。综上所述,人工补播是高寒地区黑土滩中度退化草地修复一种快速有效的措施,能够有效的提高可食牧草的比例,同时也有利于高寒地区草地植被恢复。