黄河源人工草地土壤微生物多样性对建植年限的响应

本研究选择青海省玛沁县不同建植年限高寒人工草地(18,14,11,4和1年),通过调查人工草地表层(0～5cm)土壤微生物分布特征,旨在探讨高寒地区人工草地不同建植年限对表层土壤微生物变化特征以及植被的影响。主要结果表明,随着人工草地建植年限的增长,表层(0～5 cm)土壤微生物OTUs数量逐渐增加,但原核微生物多样性指数(除Simpson指数外)均显著大于真核微生物(P0.05)。各年限人工草地原核优势微生物种类相同,分别为变形菌门(Proteobacteria)和芽单胞菌属(Gemmatimonas);真核优势微生物种类也相同,分别为子囊菌门(Ascomycota)和Knufia属,且各建植年限间优势微生物丰度有较大差异。分析人工草地植被特征与微生物关系发现:原核微生物OTUs数量与植被多样性关系密切(P0.01),真核微生物OTUs数量与植被总盖度、生物土壤结皮(BSCs)盖度极显著相关(P0.01);真核优势微生物丰度与部分植被特征如植被多样性指数等有较好的相关性(P0.05)。因此,人工草地的恢复演替有利于促进微生物多样性的恢复,但人工草地土壤微生物多样性的恢复需要的时间会更长。     

不同生长年限青海草地早熟禾人工草地群落多样性研究

通过调查三江源区＂黑土型＂退化草地上建植的青海草地早熟禾人工草地群落物种组成和多样性特征,研究了不同生长年限人工草地群落多样性的变化规律。结果表明：不同建植年限人工草地植物群落的物种类组成上存在明显差异;群落α多样性指数测度表明,Shannon-winner指数和均匀度指数的变化趋势一致,但不同生长年限人工草地之间Sh...     

青海草地早熟禾栽培草地植被特征及土壤物理性状动态

摘要:为了探索三江源区“黑土型”退化草地上建植的青海草地早熟禾（Poa pratensis cv．Qinghai）栽培草地群落植被特征、物种组成、多样性指数和土壤物理性状的变化趋势,对不同生长年限的栽培草地进行了实地调查。结果表明,不同建植年限栽培草地群落盖度、植株高度、地上植物量均呈下降趋势,且不同建植年限草地之间存在显著差异（P<0.05）,随着生长年限的延长,不同建植年限栽培草地之间物种数和Shannon Wiener指数差异不显著（P>0.05）,均匀度指数存在显著差异（P<0.05）。生长9年的青海草地早熟禾土壤含水量和土壤容重均比2年草地的高,且2年和9年的草地各土壤层含水量差异不显著(P>0.05),9年比2年草地各土层土壤容重增加0.03～0.33 g/cm3 。     

三种人工草地小型土壤节肢动物群落多样性动态及其差异

小型土壤节肢动物是草地生态系统的重要组成部分,不仅对物质循环具有重要的作用,还对草地土壤质量或健康状况起指示作用。为了查明青藏高原地区建植不同单播人工草地对小型土壤节肢动物群落多样性的影响,在川西北红原县境内选取建植期为3和5年的老芒麦、垂穗披碱草和苜蓿3种多年生单播人工草地作为研究样地,并以天然草地为对照样地。2018年7和10月,采集各样地0～15 cm的土样并利用Tullgren法分离小型土壤节肢动物。结果表明:1)小型土壤节肢动物群落结构在不同牧草样地间存在差异,影响群落结构的主要是盖头甲螨属、板蒲螨属和长角毛蚊科等;在建植期为3年时,各样地间的小型土壤节肢动物群落密度、类群数和Shannon多样性指数无显著差异(P0.05);建植期为5年时,小型土壤节肢动物群落密度、类群数和Shannon多样性指数在天然草地和苜蓿样地中无显著差异(P0.05),但两者显著高于老芒麦和垂穗披碱草样地(P0.05);此外,小型土壤节肢动物群落的季节动态在不同样地间也存在差异;2)随着建植年限的增加,小型土壤节肢动物群落的密度、类群数和Shannon多样性指数在老芒麦和垂穗披碱草样地显著降低(P0.05),在苜蓿样地呈缓慢增加趋势(P0.05),但均低于天然草地;3)影响小型土壤节肢动物群落组成结构的主要环境因子是土壤速效磷含量以及C/N和N/P;此外,小型土壤节肢动物群落密度与土壤速效钾含量呈显著正相关(P0.05),类群数及Shannon多样性指数与植物群落盖度呈显著正相关(P0.05)。研究结果表明,在青藏高原上建植单播人工草地对小型土壤节肢动物群落的影响因牧草种类而异并随建植年限变化。建议对高寒地区建植期达到4年的垂穗披碱草、老芒麦和苜蓿单播人工草地进行改造,以提高小型土壤节肢动物多样性,促进草地生态功能正常发挥。     

相同建植年限不同人工草地植被特征年际动态研究

建植人工草地不仅是恢复极度退化高寒草地的主要措施,同时也是家畜重要的饲草来源,然而人工草地退化、使用年限较短也成为高寒地区建植人工草地的亟需注意的问题。本研究以5个草种的单播草地和混播草地为研究对象,研究了不同建植年限个草地植被特征及草场质量指数的变化。结果显示:青海草地早熟禾作为根茎型草种,随着栽培年限的增加,植被高度虽逐年降低,但植被盖度则保持较高的水平。相同管理水平下,不具根茎繁殖的麦宾草、垂穗披碱草、青海中华羊茅和青海冷地早熟禾单播人工草地植被高度和盖度均随栽培年限的增加而降低。随着栽培年限的增加,混播人工草地由于兼顾了上繁草和下繁草的搭配,其群落发育也趋于稳定,植被盖度有所降低,但差异不显著。     

相同建植年限2种类型人工草地群落结构及物种多样性研究

为研究相同建植年限单播、混播2种播种方式下,人工草地群落的稳定性,分别对大武地区2009年单播、混播人工草地群落结构和物种多样性进行分析。结果表明：2009年单、混播人工草地,群落地上生物量未出现显著差异;单播与混播相比,草地植被功能群组成与物种重要值中,禾本科所占比例未出现差异,豆科与莎草科所占比例较低,但杂类草所占比例高于混播草地;物种丰富度指数、Simpson 指数均存在显著差异（P<0.05）;而Shannon-Wiener指数与Pielou指数均不存在显著性差异。因此,2009年混播人工草地稳定性高于2009年单播人工草地。     

三种人工草地小型土壤节肢动物群落多样性动态及其差异

小型土壤节肢动物是草地生态系统的重要组成部分,不仅对物质循环具有重要的作用,还对草地土壤质量或健康状况起指示作用。为了查明青藏高原地区建植不同单播人工草地对小型土壤节肢动物群落多样性的影响,在川西北红原县境内选取建植期为3和5年的老芒麦、垂穗披碱草和苜蓿3种多年生单播人工草地作为研究样地,并以天然草地为对照样地。2018年7和10月,采集各样地0~15 cm的土样并利用Tullgren法分离小型土壤节肢动物。结果表明:1)小型土壤节肢动物群落结构在不同牧草样地间存在差异,影响群落结构的主要是盖头甲螨属、板蒲螨属和长角毛蚊科等;在建植期为3年时,各样地间的小型土壤节肢动物群落密度、类群数和Shannon多样性指数无显著差异(P>0.05);建植期为5年时,小型土壤节肢动物群落密度、类群数和Shannon多样性指数在天然草地和苜蓿样地中无显著差异(P>0.05),但两者显著高于老芒麦和垂穗披碱草样地(P<0.05);此外,小型土壤节肢动物群落的季节动态在不同样地间也存在差异;2)随着建植年限的增加,小型土壤节肢动物群落的密度、类群数和Shannon多样性指数在老芒麦和垂穗披碱草样地显著降低(P<0.05),在苜蓿样地呈缓慢增加趋势(P>0.05),但均低于天然草地;3)影响小型土壤节肢动物群落组成结构的主要环境因子是土壤速效磷含量以及C/N和N/P;此外,小型土壤节肢动物群落密度与土壤速效钾含量呈显著正相关(P<0.05),类群数及Shannon多样性指数与植物群落盖度呈显著正相关(P<0.05)。研究结果表明,在青藏高原上建植单播人工草地对小型土壤节肢动物群落的影响因牧草种类而异并随建植年限变化。建议对高寒地区建植期达到4年的垂穗披碱草、老芒麦和苜蓿单播人工草地进行改造,以提高小型土壤节肢动物多样性,促进草地生态功能正常发挥。     

青海草地早熟禾单播人工草地群落结构特征及土壤理化性质研究

通过调查大武地区青海草地早熟禾不同龄人工草地群落结构特征和土壤理化性质,分析研究了其群落稳定性.结果表明:6龄建植的单播草地植被群落的总盖度、地上生物量和青海草地早熟禾重要值较4龄低;6龄建植的单播人工草地物种丰富度指数、Shannon-Wiener指数、Pielou指数、Simpson指数及土壤全氮、全磷、速效氮、速效磷含量和土壤含水量均高于4龄单播草地,但差异不明显.从6龄到4龄,单播青海草地早熟禾没有发生明显的退化,而是处于群落演替的暂稳态阶段,符合天然草地的演替规律,说明单一播种青海草地早熟禾有利于人工草地可持续发展.     

三江源区不同建植年限人工草地根系动态特征

根系动态特征能够反映人工草地植物利用土壤资源的效率和群落恢复演替的程度。本研究以三江源区不同建植年限（5、6、9和13年）人工草地植物根系为研究对象，利用“微根管”技术，连续两个生长季（2015年5-9月和2016年5-9月）探究了4个建植年限人工草地根系动态特征。结果表明：地上生物量和丰富度在建植5~9年呈下降趋势，建植9~13年显著上升；土壤理化性质呈“N”字型变化，不同建植年限间差异显著；随建植年限增加，根系寿命、累积生产量和累积死亡量均波动上升，根系的生长和死亡主要发生在0~10 cm土层；根系平均现存量随建植年限增加持续增加，建植6~9年趋于深层化；根系生产量、死亡量和现存量具有明显季节变化，6月为生长高峰期，7月为现存量高峰期，8月为死亡高峰期，建植9年人工草地根系正生长高峰期迟于其他建植年限；建植年限和土层深度直接影响根系寿命，其余环境因子通过影响土壤速效养分或地上生物量间接影响根系现存量。综上所述，建植人工草地能够增加地上生物量和丰富度，改善土壤质量，促进根系现存量的增加，建植6~9年人工草地的二次退化现象只是暂时性过渡阶段，可在此阶段制定合理的人工管理措施来保证土壤养分的稳定输入，加快群落正向演替的进程，从而提高人工草地的群落稳定性和恢复力。     

生物土壤结皮对黄河源区人工草地植被与土壤理化性质的影响

为探讨高寒地区生物土壤结皮（Biological Soil Crusts,BSCs）在人工草地演替中的生态作用,揭示其对人工草地植被与土壤养分恢复的影响规律。本研究选择在青海省玛沁县5个建植年限（18,14,11,4,和1年）的人工草地,调查各年限草地中BSCs的分布情况,以及BSCs的特征与植被分布特征和土壤理化性质的关系。结果表明：不同建植年限人工草地中BSCs的类型、盖度、厚度各不相同,较长建植年限人工草地中BSCs的多样性大、种类多,主要包括苔藓、地衣以及藻类,而建植年限短的人工草地中仅分布少量的苔藓,但厚度较大。BSCs盖度与禾本科（Gramineae）植物盖度、密度以及地上生物量显著正相关（P<0.05）,但与植被平均高度以及0~10 cm地下生物量显著负相关（P<0.05）。BSCs能调节pH,对累积土壤养分有明显作用,能显著增加建植年限长（14和18年）的人工草地中表层（0~5 cm）土壤速效养分以及建植年限短（1和4年）的人工草地中的全效养分含量（P<0.05）;在建植年限短的草地中,BSCs可减小（P<0.05）土壤粒径,增加（P<0.05）土壤细颗粒（细砂粒、黏粉粒）含量。本研究揭示,建立人工草地有利于增加BSCs盖度、厚度以及多样性,同时BSCs对人工草地地上生物量的增加和土壤结构和养分的恢复具有重要意义。     

黑土滩草地群落及土壤化学计量特征对重建年限的响应

研究三江源人工草地植物群落和土壤化学计量特征,有助于评价退化草地修复效果。本试验以黑土滩作为对照,与建植 12,19 年的人工草地及天然草地的植物群落和土壤化学计量特征进行比较,分析了环境因子对植物群落组成的影响。结果表明：(1)植被重建改变了黑土滩退化草地的群落组成,优良牧草比例增加,人工草地的优势种是垂穗披碱草、矮生嵩草和高山嵩草,黑土滩的优势种是臭蒿、细叶亚菊和黄帚橐吾;植被丰富度、多样性指数和均匀度指数均为天然草地＞黑土滩＞人工草地。 (2)土壤有机碳、全氮和全磷含量变化趋势呈现为天然草地＞人工草地＞黑土滩,土壤有机碳、全氮和全磷间显著相关(P＜0. 05),C∶N 和 C∶P 两者间显著相关(P=0. 001 5)。(3)冗余分析表明,土壤 pH、 土壤含水量、全氮和全磷是影响植物种类分布变异的主要因子,其中土壤 pH 解释了植物群落组成 29% 的变异(P=0. 002),土壤含水量解释了植物群落组成 21% 的变异(P=0. 016),土壤全氮解释了植物群落组成解释 19% 的变异(P=0. 002),土壤全磷解释了植物群落组成解释 13% 的变异(P= 0. 004)。结合植被群落特征和碳氮磷生态化学计量特征,建植 19 年的人工草地植物群落相对稳定,但还未恢复为天然草地,应加强人工草地的氮素添加和土壤改良。     

三江源区高寒混播草地群落结构特征的研究

本试验对青海省三江源区人工混播草地（海南州贵南县森多乡高原大陆性气候冬季牧场（记为DDM）2014年混播草地、果洛州玛沁县大武镇高原寒冷气候冬季牧场（记为HDM）2015年混播草地和海南州贵南县森多乡高原大陆性气候夏季牧场（记为DXM）2016年混播草地）的植被群落结构特征物种进行多样性调查，旨在探讨高寒区人工混播草地群落结构的变化特征，为高寒区人工混播草地建植提供理论依据。试验结果表明：混播第2年，DDM，DXM和HDM草地的植被盖度和地上生物量均有所提高，HDM人工草地的植被盖度与DDM和DXM相比，差异极显著（P<0.01），DDM人工草地的地上生物量与DXM和HDM相比，差异极显著（P<0.01）。从物种组成上来看，3个试验样地在混播后，植被群落组成及物种重要值均发生了显著变化，其中禾本科牧草所占比例均显著上升，DXM与DDM和HDM相比，上升较为明显（P<0.01）。另外，各个样地的杂类草比例均显著下降，HDM与DDM和DXM相比，下降最为明显（P<0.01）。此外，人工混播措施显著降低了3个样地的物种丰富度、Shannon-Weiner指数、Pielou指数、Simpson指数。综上所述，人工混播是高寒区黑土滩退化草地修复的一种有效措施，但在不同区域的恢复效果不同，因此在青藏高原建植人工草地时要因地制宜，综合考虑不同区域的气候特征，最终达到人工草地的可持续性经营。     

草种配置对高寒人工草地群落多样性和生产力的影响

本试验在黄河源区河南县研究了不同播种物种数（1,3,6,9,12,15）草种组合的人工群落配置对植被群落多样性和生产力的影响,旨在找到最优的群落配置组合,以期为今后人工草地的科学管理和退化草地快速恢复提供理论依据。研究结果表明：与对照相比,人工草地建植第1年和第2年植被地上生物量均显著（P<0.05）增加,其中3个草种组合的地上生物量最高。各处理物种丰富度、Shannon-Wiener多样性指数﹑均匀度指数在第1年和第2年之间差异不显著（P>0.05）,其中9个草种组合的Shannon-Wiener多样性指数最大。人工草地建植第1年播种物种数与地上生物量呈显著正相关（P<0.05）,而在第2年无显著相关关系。播种物种数与物种丰富度﹑Shannon-Wiener多样性指数和均匀度指数在2018年和2019年均呈显著正相关（P<0.05）。在2018年,地上生物量与物种丰富度和Shannon-Wiener多样性指数均无显著相关关系,在2019年,线性关系表现为极显著负相关（P<0.01）,地上生物量和均匀度指数在2018年和2019年均呈显著负相关（P<0.05）。综上,在高寒人工草地建植初期,以生产力为主时,建议选择3物种组合;以多样性为主时,建议选择9物种组合。     

新疆伊犁不同建植年限混播栽培草地植物多样性分析

对新疆伊犁不同建植年限混播栽培草地植物多样性分析表明,随建植年限的延长,栽培草地丰富度指数呈增加趋势,物种多样性、均匀度表现出先减后增趋势,生态优势度呈先增后减趋势,这种变化促进了原生群落中优良牧草的生长.建植3年的草地,群落植物多样性达到最高.表现出建植3年(Ⅲ)>建植1年(Ⅰ)>建植2年(Ⅱ)的规律.β多样性的分析...     

不同建植年限混播人工草地主要植物种群空间分布格局分析

为了探讨不同建植年限人工草地植被群落结构的特征和变化规律,采用扩散系数、负二项式K值、聚块指数、聚集强度等4项指标,对建植1～3年的混播人工草地植物种群分布格局分析表明,随建植年限的延长,主要植物种群中播入种的分布类型,由建植当年的聚集分布或随机分布,均变为3年时的全部集群分布状态,非播入种的分布类型由建植当年的全部随机分布状态,均变为3年时的全部集群分布状态;草地建植3年内,主要种通过种内、种间作用对聚集程度进行了调整。播入种的聚集程度绝大多数呈先减弱后增强趋势,3年草地非播入种的聚集程度较1年和2年的明显增强,形成了草地建植3年时种间共存的暂稳定状态。     

单播措施下三江源区高寒退化草地恢复效果评估

本研究以青海省海南州贵南县森多乡和果洛州玛沁县大武镇针对重度退化草地建植的单播人工草地为研究对象,研究了不同区域恢复草地的植被生物量、群落结构、物种多样性和土壤有机碳变化特征,并采用CVOR综合指数评价单播措施在不同区域的恢复效果和健康状况,为指导高寒草地恢复及人工草地的后续管理提供理论依据。主要得到以下研究结果：研究区不同建植期草地地上生物量、物种多样性、植物功能群组成和土壤有机碳含量存在显著差异。单播措施显著提高了不同区域的草地地上生物量和禾本科牧草所占比例,降低了物种多样性指数,土壤有机碳呈现不同的变化规律。此外,对不同区域恢复草地进行健康评价的结果发现,单播后,年度内研究区域的健康等级均处在健康和警戒状态。综上所述,人工草地的建植能够有效恢复黑土滩退化草地。     

高寒地区不同建植期人工草地群落垂直结构和生产力变化的研究

对高寒地区不同建植期人工草地群落垂直结构和生产力的变化研究结果表明:(1)随着人工草地建植时间的延长,人工草地群落垂穗披碱草高度异质性逐渐减小。(2)不同建植期(1999、1998、1997年建植)人工草地垂穗披碱草和群落平均地上生物量均主要分布在0~20 cm冠层中,约占平均地上生物量的61.03%、90.64%、84.55%和67.47%、92.54%、86.08%。(3)不同建植期(1999、1998、1997年建植)人工草地群落平均地下生物量均主要分布在0~10 cm土层中,约占地下总生物量的85.97%、81.73%和78.47%。(4)建植的人工草地如果其组分单一,即物种的丰富度很低时,均匀度增加,物种对环境资源的竞争力和利用率提高,导致土壤资源库中某些营养成分缺乏,草地群落初级生产力因此而降低。     

高寒地区不同建植期人工草地群落垂直结构和生产力变化的研究

对高寒地区不同建植期人工草地群落垂直结构和生产力的变化研究结果表明：（1）随着人工草地建植时间的延长,人工草地群落垂穗披碱草高度异质性逐渐减小.（2） 不同建植期（1999、1998、1997年建植）人工草地垂穗披碱草和群落平均地上生物量均主要分布在0 ～20cm冠层中,约占平均地上生物量的61.03%、90.64%、84.55%和67.47%、92.54%、86.08%.（3） 不同建植期 （1999、1998、1997年建植）人工草地群落平均地下生物量均主要分布在0～10cm土层中,约占地下总生物量的85.97%、81.73%和78.47%.（4） 建植的人工草地如果其组分单一,即物种的丰富度很低时,均匀度增加,物种对环境资源的竞争力和利用率提高,导致土壤资源库中某些营养成分缺乏,草地群落初级生产力因此而降低。     

三江源区人工草地中小型土壤动物群落特征及季节变化

为了解三江源区不同建植年限人工草地的中小型土壤动物群落特征及其变化动态,于2012年4-10月以极度退化草地“黑土滩”为对照,利用定位观测方法对其进行了7次调查。结果表明：共捕获各类中小型土壤动物标本4552只,隶属3门、8纲、23目、55科、65属;大类群中蜱螨目（Acarina）占41.39%,线虫类（Nemata）占26.24%,弹尾目（Collembola）占23.77%,其他类群仅占8.60%;中小型土壤动物群落组成与数量均有明显的季节变化,在4-10月均是先上升后下降,在7-8月均达到最高;其Shannon-Wiener指数、Simpson优势度指数和均匀度指数均随着建植年限的增加有显著增加趋势,土壤动物群落结构随着人工草地建植年限的增加愈加稳定,群落稳定性以2000年人工草地最为稳定。     

不同人工恢复措施下高寒矿区煤矸石山植被和土壤恢复效果研究

高寒矿区露天煤矿开采对当地生态环境造成巨大破坏,通过采取不同人工恢复措施,并对其植被和土壤的恢复效果进行评估和比较,对于指导煤矸石山生态恢复实践活动具有重要意义。通过设置人工建植、人工建植+覆土、人工建植+施肥3种恢复措施,经过5年恢复,比较不同恢复措施对植被群落组成、植物生长、土壤性质的影响。结果表明,3种恢复措施均能够形成人工草地群落,但草地群落组成差别较大,植被盖度、高度、密度及地上生物量等植物生长特征差异显著(P0.05),3种恢复措施均显著提高了土壤有机质含量(P0.05),但与原始群落相比,短期人工恢复对土壤肥力及pH值的改善作用依然有限。植物生长指标与土壤全氮、有机质特别是全磷之间相互促进。单纯的人工建植方式不利于生态修复,采取人工建植+覆土或人工建植+施肥的组合方式,是恢复高寒矿区煤矸石山生态系统的有效途径。从减少经济投入的角度出发,可考虑通过施肥替代人工覆土,实现煤矸石山人工草地生态系统的稳定发展。