放牧强度对荒漠草原建群种短花针茅空间分布异向性的影响

以荒漠草原建群种短花针茅为对象,采用半方差函数和分形维数分析研究放牧强度对其空间分布异向性的影响。结果表明:在0°、45°和90°方位上,放牧导致短花针茅在样地方位内总的空间变异性加大,且在0°和90°方位上随放牧强度增加而增大;在135°方位上,放牧使短花针茅空间分布趋于均匀化。0°方位上短花针茅空间分布分形维数随着放牧强度的增加而减小,45°方位上只有LG区的分形维数高于CK区,在90°和135°方位上,放牧区的分形维数高于CK区。     

不同载畜率对短花针茅荒漠草原建群种空间异质性的影响

为探讨短花针茅(Stipa breviflora)荒漠草原建群种空间异质性在不同载畜率下的变化特点和差异,本研究以内蒙古自治区乌兰察布盟四子王旗内蒙古农牧业科学院试验基地的短花针茅种群为研究对象,采用半方差函数、分形维数和克里格差值方法进行系统研究,结果如下:短花针茅种群空间异质性随载畜率的增大呈增大趋势。轻度放牧(LG)和重度放牧(HG)处理区短花针茅种群空间分布主要受结构性因素影响,但表现结果的影响过程存在差异;中度放牧(MG)处理区短花针茅种群空间分布除结构性因素占主导地位外,放牧家畜的随机性牧食行为也占较大比重。     

放牧强度对短花针茅植物种群空间分布的影响

为探讨荒漠草原建群种短花针茅(Stipa breviflora)空间分布的多重分形特征及其在不同放牧强度下的响应规律,本研究以内蒙古四子王旗短花针茅荒漠草原为研究对象,设置对照(CK)、轻度放牧(LG)、中度放牧(MG)和重度放牧(HG) 4个放牧强度,载畜率分别为每公顷每半年0、0.93、1.82和2.71个羊单位,结合变异分析和多重分形研究方法,结果表明:在不同放牧强度下,短花针茅植物种群空间分布存在多重分形特征;伴随放牧强度的增大(轻度放牧除外),短花针茅植物种群空间分布的多重分形复杂性降低:生态位宽度几乎没有变化,空间分布由聚集状态转为均匀状态,个体间的竞争强度增大;轻度放牧下短花针茅植物种群空间分布多重分形特征最为复杂:生态位宽度降低,空间分布聚集特征最明显,个体间的竞争强度最小。无论放牧强度如何变化,短花针茅植物种群在植物群落中的主导地位没有改变,空间分布的整体特征是以大概率子集空间分布为主。     

不同载畜率对荒漠草原建群种短花针茅种群时空变异性的影响

为探讨不同载畜率下短花针茅（Stipa breviflora）种群的时空变异性特征及差异，本研究于2020年7—9月以荒漠草原建群物种短花针茅为研究对象，分析了对照（无牧）、轻度放牧、中度放牧和重度放牧等不同载畜率下的短花针茅出现频率、种群多度、相对多度及其时空变异性，并运用地质统计学软件进行平面空间分布模拟。结果表明：随着载畜率增大，短花针茅种群多度增加（P<0.05），但群落总多度随载畜率增大而呈现出先增加后降低的趋势；在9月时，与对照相比，放牧造成短花针茅种群变异性显著降低（P<0.05），但不同月份间短花针茅种群变异性无显著差异；通过对7月与9月的短花针茅种群空间分布进行平面模拟发现，在9月时，与对照相比，放牧造成短花针茅种群分布相对均匀，使得其种群变异性降低。综上，在长期放牧过程中，短花针茅种群趋向于均匀分布。     

长期不同放牧强度下短花针茅荒漠草原物种多样性季节性动态变化

为揭示短花针茅（Stipa breviflora）荒漠草原物种多样性季节性动态变化对长期放牧强度的响应机制,本研究以内蒙古四子王旗短花针茅荒漠草原为研究对象,2018年5月至9月对围封14年（2004-2018）不同放牧处理下的物种组成、植物高度、盖度和密度进行观测,并对物种多样性、丰富度和均匀度分析。结果表明：5次观测对照区物种Shannon-Wiener多样性指数、Margalef丰富度指数均显著大于中度放牧区和重度放牧区;所有处理均是7月和8月的物种Shannon-Wiener多样性指数、Margalef丰富度指数较高,6月和9月观测值较小;Pielou均匀度指数变化差异由大到小排序为：重度放牧区 > 中度放牧区 > 轻度放牧区 > 对照样地;月份和放牧对短花针茅荒漠草原物种α多样性指数影响均达到极显著水平,且放牧处理对物种α多样性指数影响效应大于月份。研究认为,长期重度放牧对短花针茅荒漠草原物种多样性的影响在6月和9月表现最为明显,且会威胁草地生态系统的稳定性。     

短花针茅叶片解剖结构及与气候因子的关系

短花针茅是荒漠草原的主要建群物种,在放牧利用和维持生态系统稳定方面有重要的作用,短花针茅叶片结构的抗旱性可为草原物种的抗逆性研究提供参考依据。本研究采用短花针茅叶片石蜡切片对叶片实际结构进行矢量化,统计各结构面积、厚度、密度等参数,选择角质层厚度/叶片厚度、维管束/叶片面积、栅栏组织厚度/叶片厚度、主脉维管束导管腔/主维管束面积、表皮细胞密度和表皮毛密度等6个指标进行统计得到叶片结构数据,随后分别对8个样地的叶片结构数据和气候数据进行CCA分析,对叶片结构与主导气候因子进行Pearson相关性分析。实验结果表明,1)为了适应高温、干旱的生长环境,短花针茅叶片具有典型的旱生结构;2)影响8个样地短花针茅叶片结构差异的主导气候因子为热量因子,水分因子居于次要地位;3)短花针茅叶片维管束和叶面积的比值与年均气温和年均降水量都存在显著相关性,主维管束导管腔与维管束面积的比值与年平均气温存在显著相关性;4)短花针茅叶片结构相似性矩阵和遗传相似性矩阵之间不存在一致性。     

放牧强度对短花针茅植物种群空间分布的影响

为探讨荒漠草原建群种短花针茅(Stipa breviflora)空间分布的多重分形特征及其在不同放牧强度下的响应规律,本研究以内蒙古四子王旗短花针茅荒漠草原为研究对象,设置对照(CK)、轻度放牧(LG)、中度放牧(MG)和重度放牧(HG)4个放牧强度,载畜率分别为每公顷每半年0、0.93、1.82和2.71个羊单位,结合变异分析和多重分形研究方法,结果表明:在不同放牧强度下,短花针茅植物种群空间分布存在多重分形特征;伴随放牧强度的增大(轻度放牧除外),短花针茅植物种群空间分布的多重分形复杂性降低:生态位宽度几乎没有变化,空间分布由聚集状态转为均匀状态,个体间的竞争强度增大;轻度放牧下短花针茅植物种群空间分布多重分形特征最为复杂:生态位宽度降低,空间分布聚集特征最明显,个体间的竞争强度最小.无论放牧强度如何变化,短花针茅植物种群在植物群落中的主导地位没有改变,空间分布的整体特征是以大概率子集空间分布为主.     

放牧强度对荒漠草原建群种短花针茅空间异质性的影响

[目的]探讨荒漠草原建群种短花针茅在不同放牧强度下空间异质性的特征和变化。[方法]以建群种短花针茅（Stipa breviflora）为对象,采用半方差函数、克里格插值法和多重分形维数等方法对其空间异质性进行研究。[结果]不同放牧强度下,短花针茅种群密度均值大小为重度放牧（HG）>禁牧（CK）>中度放牧（MG）;短花针茅种群具有多重分形特点;不同放牧强度下短花针茅空间分布有所差异,CK处理区结构比（C/C₀+C）最大,HG处理区次之,均大于75%,说明CK处理区和HG处理区都具有强烈的空间自相关性,而MG处理区最小,小于75%但大于25%,具有中等的空间自相关性;结构因素是导致短花针茅空间变异的主要原因。[结论]重度放牧增加了短花针茅种群密度,而中度放牧因家畜采食践踏作用小,导致短花针茅种群密度降低;在不同放牧强度下,结构因素是影响短花针茅空间异质性的主要因素;禁牧处理区内短花针茅种群空间分布最复杂,具有较强的空间异质性。     

不同载畜率对短花针茅荒漠草原优势物种间关系及其空间分布特征的影响

为探究不同载畜率对荒漠草原群落建群种与优势物种间的关系及其空间分布的影响，于2020年7-9月在内蒙古四子王旗短花针茅荒漠草原进行野外调查，以建群种短花针茅及优势种无芒隐子草和冷蒿为研究对象，设置不放牧对照（CK）、轻度（LG）、中度（MG）和重度放牧（HG）载畜率水平（分别放牧0、4、8和12只羊），结合常规方法与地统计学方法分析建群种及优势种出现频率、多度、种间关系强度及空间分布特征。结果表明：1）与CK相比，LG下冷蒿出现频率仅在7月显著降低了50.55%（P<0.05），而MG和HG在7-9月均显著降低（P<0.05），7-9月平均降低77.76%和97.53%；而不同处理及月份下短花针茅和无芒隐子草出现频率无显著差异（P>0.05）。 2）与CK相比，各处理在7-9月时短花针茅种群多度均显著增加（P<0.05），LG、MG和HG分别在7-9月平均增加37.34%、75.72%和99.32%；冷蒿种群多度均显著降低（P<0.05），分别降低61.26%、66.32%和99.31%；无芒隐子草除LG在9月无显著变化外，各处理在7-9月时种群多度均显著增加（P<0.05）。3）短花针茅与无芒隐子草主要表现为亲和关系，而在9月时从CK的亲和关系转化为HG的竞争关系；短花针茅与冷蒿主要表现为竞争关系，放牧未改变其种间关系。4）短花针茅与无芒隐子草对冷蒿的作用强度较大，而冷蒿对短花针茅和无芒隐子草的作用强度较小。5）模拟9月物种间空间分布发现，CK中短花针茅种群多度随无芒隐子草种群多度增加而增加，随冷蒿种群多度增加而呈降低的趋势；HG中冷蒿种群多度不随短花针茅与无芒隐子草的变化而变化，但随着无芒隐子草种群多度增加，短花针茅种群多度整体上呈波动下降的趋势，表明短花针茅与无芒隐子草之间的关系由CK中的亲和关系转变为HG下的竞争关系。综上，放牧会改变物种的种群多度及物种间的关系。     

放牧对荒漠草原主要植物种群空间格局与生态位的影响

本研究以短花针茅(Stipa breviflora)荒漠草原为研究对象,在长期不同载畜率(对照CK、轻度放牧LG、中度放牧MG和重度放牧HG)放牧样地,通过群落调查探讨建群种短花针茅、优势种冷蒿(Artemisia frigida)和无芒隐子草(Cleistogenes songorica)以及主要伴生种银灰旋花(Convolvulus ammannii)的空间分布格局和生态位特征。结果表明：物种多样性指数随载畜率增加而降低,在HG处理显著低于其他处理(P<0.05);不同载畜率下,4种植物均为聚集分布的格局;随载畜率的增加,短花针茅和无芒隐子草的聚集强度降低,生态位变宽,冷蒿和银灰旋花的聚集强度提高,生态位变窄;短花针茅和无芒隐子草之间的生态位重叠随载畜率的增加而增加,二者的种间竞争作用加强,而冷蒿和银灰旋花之间或二者与短花针茅或无芒隐子草之间的生态位重叠均降低。综上,放牧改变了4种植物种群的空间分布和生态位,随载畜率增加,群落中短花针茅和无芒隐子草在群落中处于优势地位,冷蒿和银灰旋花在群落中的地位减弱。     

内蒙古荒漠草原主要植物营养成分含量及消化率的月动态变化分析

为了解内蒙古荒漠草原主要植物营养成分含量及消化率随时间的动态变化规律,以内蒙古荒漠草原4种主要植物短花针茅、克氏针茅、羊草、冷蒿为研究对象,对其生长期的粗蛋白、粗灰分、粗纤维及消化率的月份动态情况进行分析,对比同一物种不同月份间、同一月份不同物种间各营养指标的差异。结果表明,随着时间的变化,牧草的体外消化率呈现出递减趋势;粗灰分含量在不同物种之间表现出不同的变化规律;冷蒿的粗蛋白含量无明显变化,短花针茅、克氏针茅、羊草则表现为先增加后减少的趋势;粗纤维含量随着时间的推移有所升高。牧草的消化率与粗蛋白含量呈极显著正相关关系,粗灰分与粗蛋白含量存在显著正相关关系。研究结果为提高该地区荒漠草原生物资源利用效率提供了科学依据。     

增温和施氮肥对荒漠草原植物群落的影响

本研究以内蒙古短花针茅(Stipa breviflora)荒漠草原为研究对象,于2015年8月,对设置在自然条件下进行增温和氮素添加交互控制模拟试验,研究了增温与氮素添加对荒漠草原植物群落结构,包括植物群落和物种盖度、高度、密度、频度和多样性。旨在为内蒙古荒漠草原植被对气候变化提供基础数据支持。主要研究结果表明:不同物种间的盖度,仅冷蒿物种的盖度在施氮肥和增温间有显著性差异;增温施氮肥交互作用显著降低短花针茅的盖度。施氮肥显著降低无芒隐子草物种平均高度,而增温和增温施氮肥交互作用对蒙古葱物种的平均高度有显著性差异。增温和施氮肥的交互作用显著降低短花针茅物种的密度。施氮肥显著降低冷蒿频度(P<0.05);增温和施氮肥的交互作用显著降低短花针茅频度(P<0.05)。     

高山草原放牧率与群落物种丰富度

选择甘肃省肃南裕固族自治县甘肃马鹿(Cervus elaphus kansuensis)养殖场冬季牧场不同牧压梯度的6个样地,采用巢式样方法调查草地植物群落的物种数,研究了甘肃马鹿山地草原放牧系统放牧率与草地群落物种丰富度的关系。结果表明,放牧强度梯度上,冬季牧场物种数随取样面积的增大而逐渐增加,放牧减轻导致物种增幅上升,放牧对物种丰富度的贡献率提高。高山草原的最小取样面积为0.71～1.54 m2,各放牧率样地物种数的变化分别在0.16～0.32和0.32～0.64 m2范围内最剧烈。物种数随放牧增强呈下降趋势,在放牧率2.45 AUM·hm-2出现拐点,拐点两侧放牧对物种多样性具有不同的作用规律,2.45 AUM·hm-2为高山草原适宜的放牧率。在牧场尺度上,当面积超过2.56 m2,改善放牧管理对物种丰富度的增加没有作用。     

荒漠草原不同植被恢复模式地上生物量与土壤水分的关系

以短花针茅荒漠草原不同植被恢复模式的天然草地为对象,研究草地地上部分生物量及不同土层深度土壤水分的变化,分析地上部分生物量与土壤含水量之间的关系。结果表明: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种荒漠草原植被恢复模式草地地上生物量在生长末期分别比放牧天然草地,增加31.30g/m2、24.57g/m2;3种植被恢复模式及放牧样地的表层(0～20cm)土壤含水量均较低,随着深度增加,土壤含水量增大;短花针茅荒漠草原地上生物量与土壤含水量间呈正相关关系,围栏封育+灌木条带+施肥复壮、围栏封育+松土补播+草种包衣试验样地、放牧天然草地(CK)的地上生物量与0～20cm土壤含水量呈显著正相关(P0.05),"围栏封育+灌木条带+施肥复壮"试验样地的地上生物量与20～40cm土壤含水量为极显著正相关(P0.01);退化荒漠草原生态恢复过程中,可采取围栏封育、施肥、补播、增加防护灌木带等多种措施以提高生态恢复效果。     

短花针茅荒漠草原物种间关系的多度不对称性对载畜率的响应

目前物种的相对多度与种间关系的内部联系如何影响物种共存仍不清楚。为探讨植物群落物种间关系强度的多度不对称性及其对载畜率的响应,本研究以内蒙古短花针茅(Stipa breviflora)荒漠草原植物群落为对象,分析了对照、轻度、中度及重度放牧下群落物种的多度及其频率。结果表明：随载畜率的增大,物种数呈现出降低的趋势。不同载畜率下同分布指数CO均存在明显的多度依赖性;常见种(如短花针茅、无芒隐子草(Cleistogenes songorica)及刺穗藜(Chenopodum aristatum))对其他物种的作用强度普遍较强。不同载畜率下短花针茅对无芒隐子草及刺穗藜的作用强度均高于其二者对短花针茅的强度,表现出种间强度的不对称性。此外,放牧使得短花针茅对无芒隐子草的作用强度呈现出增大的趋势,使得无芒隐子草对短花针茅的作用强度呈现出降低的趋势。因此,物种间存在多度的不对称性,而放牧进一步造成其物种间作用强度的变化。     

放牧强度对短花针茅荒漠草原植物种群生态位的影响

为探讨放牧强度对短花针茅荒漠草原植物群落结构及生态位的影响,并进一步探究优势植物生态位宽度与种群特征的关系,以不放牧(NG)为对照(CK),设置轻度放牧(LG)、中度放牧(MG)和重度放牧(HG)3个处理,载畜率分别为0.91(只羊/hm²)、1.82(只羊/hm²)和2.71(只羊/hm²)。于2020年8月植物生长高峰期对短花针茅荒漠草原植物物种重要值、生态位宽度、生态位重叠以及物种种群特征与生态位宽度的关系进行分析。结果表明：CK、LG、MG和HG群落中物种数分别为18、15、12和5,表明随着载畜率增加,群落中物种数减少;与CK相比,LG提高了优势种短花针茅、无芒隐子草等的生态位宽度,降低了半灌木冷蒿和木地肤的生态位宽度,而MG和HG降低了优势种的生态位宽度;与CK相比,LG显著降低了群落中物种生态位重叠平均值,而MG和HG显著增加了群落中物种生态位重叠平均值;建群种短花针茅的生态位宽度与种群特征均无显著相关性,优势种无芒隐子草的生态位宽度与其密度和生物量呈显著正相关,银灰旋花与无芒隐子草相同。综上所述,载畜率为...     

荒漠草原土壤粗质化和养分减少伴随多年生群落转变为一年生群落

为明晰荒漠草原植物群落物种空间分布对土壤环境因子的响应,2018年在宁夏盐池县荒漠草原区域,沿灰钙土内部、边缘和外部生境,基于样线法开展植被和土壤调查及采样,采用多元回归树和冗余分析相结合,探讨植物群落随土壤因子的空间变化特征以及不同群落特征的差异。结果表明,沿灰钙土内部、外部和边缘生境:1)短花针茅+糙隐子草+披针叶黄华群落,苦豆子+白草群落逐渐转变为猪毛蒿+猪毛菜群落。2)土壤粗砂粒、有机碳和全磷含量是群落物种组成空间变化的主要控制因子。3)植物群落高度、盖度和生物量呈显著降低趋势;群落物种多样性呈先增加后减少趋势;植物群落密度呈显著增加趋势。结论沿灰钙土内部、边缘和外部生境,土壤粗颗粒含量增加,养分含量降低,多年生植物群落转变为一年生植物群落。相对于残存的灰钙土生境植物群落,经历过严重沙化的生境,多年生物种比例、植物多样性和生物量依然较低。     

荒漠草原短花针茅表型特征可塑性对放牧的响应

在内蒙古四子王旗短花针茅荒漠草原测定不同放牧强度下短花针茅的表型特征,包括株高、基丛径、地上生物量、分蘖等性状指标。结果表明:短花针茅的株高不受株丛大小调控但分蘖数量随株丛的增大而显著增加。放牧能够调控植物表型特征的可塑性,可塑性指数越高受放牧强度的影响越大。地上生物量和分蘖数较株高和株丛径更易受放牧强度干扰。短花针茅高度表型,中、小株丛的可塑性较大株丛更强;短花针茅分蘖表型,大株丛的可塑性较中、小株丛更强。重度放牧使小株丛在分蘖表型上的可塑性大大提高,但重牧下短花针茅高度表型可塑性差异消失,说明重度放牧导致短花针茅矮化已经达到可以消除自身高度差异的程度。     

春季休牧后放牧强度变化对短花针茅草原植物种群种间关系的影响

为探讨春季休牧后放牧对短花针茅(Stipa breviflora)草原植物种群种间关系的影响,于2013年8月对苏尼特右旗荒漠草原进行调查研究,试验设2种放牧方式,分别为春季休牧+夏季重牧+秋季适牧(SA1)和春季休牧+夏季适牧+秋季重牧(SA2),分析物种数、物种频度差异,种对关联及群落总体关联性,得到如下结果:春季休牧较对照(全年禁牧)能够显著增加单位面积的物种数,且SA1>SA2;不同植物种群出现频率对春季休牧后不同放牧方式的响应存在显著差异(P < 0.05)。春季休牧后,主要植物种群短花针茅和无芒隐子草(Cleistogenes songorica)主要表现为无关联性,短花针茅与碱韭(Allium polyrhizum)主要表现为负关联性。无芒隐子草和碱韭受春季休牧影响,种间关联由对照处理的正关联转为负关联,且负关联程度SA1较SA2强。春季休牧后,无论放牧强度变化如何,正关联种总数较对照均减少,但物种总体种间亲和作用增加。     

羊草草原植被监测方法的比较研究

在草原长期生态监测和研究过程中,观测方法的一致性和可比性是保证数据质量及其控制的关键环节,预防观测误差比纠正误差要容易得多。因此,选择什么样的取样方法,在现代标准化和网络化的监测和研究活动中至关重要。通过对两种样线法、巢式样方法和1m×1m样方法等4种方法监测羊草草原植物物种丰富度和生产力的比较研究发现,在草原植被监测,尤其是长期监测过程中,宜将物种丰富度的监测与生产力的监测分离开来。在以物种丰富度为监测目的时,样线法为宜,最小样线长度为400m;在以监测羊草草原群落地上生物量为目的时,1m×1m样方法为宜,最少样方数为10。这样既可以缩小长期固定监测样地的面积,又可以节省人力、物力和财力。