松嫩草地植物功能生态学研究

随着功能生态学的发展,植物功能生态学研究越来越受到重视.以松嫩草地为对象,调查该区域植被状况及功能性状特征,通过控制试验研究刈割、施氮、植被低矮稀疏化等干扰条件下羊草(Leymus chinensis)性状和羊草群落特征的变化,探讨在自然和干扰条件下物种丰富度、功能群丰富度、物种多样性指数、功能性状多样性与群落地上生物量的关系. 松嫩草地66种草本植物7个叶片性状特征表明:叶片厚度变异系数最大,比叶面积、叶片氮含量、叶片磷含量、叶绿素含量和类胡萝卜素含量之间存在显著的正相关关系;叶片干物质含量与叶片磷含量没有显著的相关关系,但是与其他叶片性状成显著的负相关关系;叶片厚度与叶片干物质含量和比叶面积成显著的负相关关系,但是与其他叶片性状不相关.方差分析表明,叶片干物质含量、比叶面积、叶片厚度、叶片氮、叶片磷含量在4个功能群(多年生根茎禾草、多年生丛生禾草、多年生杂类草、1年生或2年生植物)间差异显著,叶绿素含量和类胡萝卜素含量在各个功能群间差异不显著.多年生根茎禾草和多年生丛生禾草有较高的叶片干物质含量和较低的比叶面积、叶片厚度和叶片氮和磷含量.松嫩草地草本植物叶片氮和磷含量分别为22.7±0.9 mg·g^-1和1.8 ±0.0 mg·g^-1,氮磷比为13.0,氮相对缺乏. 松嫩草地植物群落生产力高,群落饱和度低,优势种在群落中占的比例大.多年生根茎禾草和多年生杂类草群落物种丰富度最高,各群落间功能群丰富度没有显著差异,1年生或2年生植物群落地上生物量最高.地上生物量与多样性关系表明,株高、叶面积和叶片氮含量等功能性状多样性比物种丰富度、功能群丰富度、均匀度和辛普森指数等多样性指标能更好的预测生产力的变化,支持质量比假说,草地管理中应集中于优势种的管理. 秋季或春季不同时间刈割,对群落植物物种丰富度和功能群丰富度都没有显著影响.群落高度性状与地上生物量有显著的正相关关系,物种丰富度、功能群丰富度和功能群多样性与地上生物量关系不显著. 氮添加对羊草的叶绿素a和b含量、类胡萝卜素含量、叶片氮含量、叶片干物质含量、比根长都有显著的作用;羊草的叶绿素a和b含量、类胡萝卜素含量、叶片氮磷含量、叶片干物质含量、比茎重、株高与羊草的地上生物量都有显著的相关性.氮添加处理对羊草群落的物种丰富度和功能群丰富度均没有显著的影响.氮添加当年,地上生物量随着物种丰富度和功能群丰富度的增加有减少的趋势,但是不显著. 不同高度和密度立枯物处理间羊草的比叶面积、比茎重、植株高度、叶片数、叶绿素a和b含量、类胡萝卜素含量及叶片氮含量都有显著的差异.随着植被低矮稀疏化,群落物种丰富度和地上生物量均有降低趋势.植被高度变化对羊草性状、群落特征的影响要大于植被密度.     

羊草草地最佳刈割时间的探讨

本文利用两个生长季的时间，对羊草草地的最佳刈割时间和不同的刈割次数进行了试验。结果表明：不同的刈割次数和不同的刈割对并草草地的地上生物量有明显的影响，且影响到翌年羊草草地的发育和羊草草地的生物量。在松嫩平原的羊草草地整修生长季内，以刈割一为宜，最佳的刈割时期为当年的７月２０－３０日。超过这个时间刈割，会减少羊草自身碳水化合物的积累，影响或缩短羊草草地生长季内的生长时间和翌年的羊草返青。如果羊草草地     

不同刈割强度下草地群落、层片及物种的补偿性生长

群落中不同层片物种对刈割的响应有所不同,探讨不同刈割强度下群落各层片物种的补偿性生长对提高群落生产力具有重要意义。本试验以水热条件较好的南方草地——重庆云阳岐山草场为研究样地,采用梯度刈割方式(不刈割、留茬10 cm、留茬6 cm),进而研究不同刈割强度下,草地植物群落、层片以及物种补偿性生长的响应。结果发现,1)中度刈割(MC)下群落生物量恢复最快,而重度刈割下群落地上相对生长速率最大;2)生长季末时,中度和重度刈割下地上部分均实现了超补偿生长;3)顶层物种在中度刈割下地上相对生长速率(relative growth rate, RGR)最大,而中层物种在重度下最大;4)中度刈割下,群落的顶层物种生物量与群落生物量显著正相关,重度刈割下,顶层和中层物种生物量与群落整体生物量正相关,底层物种生物量与群落总生物量在两种刈割强度下均不相关;5)物种水平上芭茅、鸭茅和白三叶生物量变化与群落地上生物量变化基本一致。研究结果表明,在草地群落中,不同层片物种对刈割的响应存在差异,中度刈割更利于顶层物种的超补偿生长,重度刈割则有利于中层物种的超补偿生长。因此根据不同层片物种所占群落的比重确定草地刈割强度能更有效发挥草地的增产潜力。     

人工羊草草地初级生产力定位观测

羊草又名碱草，是松嫩草地的建群牧草，产量和营养价值都很高，适口性很好的优良牧草，近年来由于不合理利用和缺乏管理，羊草草地退化严重。我们通过对人工羊草草地初级生产力定位研究，为预测羊草地产量，载畜量，确定放牧期，刈割时间，为羊草草地改良利用提供科学根据。     

刈割对牧草影响的研究概况

适宜的刈割方式是牧草管理和利用的重要手段之一,能促进牧草的再生和分蘖(枝),提高牧草的产量和改善营养价值。不同的刈割方式(包括刈割时间、刈割次数、留茬高度)对牧草的生长、再生及牧草周围的环境都会产生不同影响。本文综述了刈割对牧草的生长、再生、草地群落结构、草地生产力及草地微环境的影响。     

刈割对牧草影响的研究概况

适宜的刈割方式是牧草管理和利用的重要手段之一，能促进牧草的再生和分蘖（枝），提高牧草的产量和改善营养价值。不同的刈割方式（包括刈割时间、刈割次数、留茬高度）对牧草的生长、再生及牧草周围的环境都会产生不同影响。本文综述了刈割对牧草的生长、再生、草地群落结构、草地生产力及草地微环境的影响。     

不同刈割强度对典型草原羊草的再生性研究

对羊草群落进行了不同强度、不同频度的刈割试验。结果表明,在羊草生长旺盛期间,轻度刈割的羊草具有较强的存活率、再生强度、再生速度以及再生产量。轻度刈割处理的再生能力与中度和重度处理有极显著性差异（P〈0.01）。重度和中度刈割处理对羊草的再生有明显地影响。因此,在刈割利用和放牧管理方面应注意羊草的再生特性,留茬高度应不低于14cm,而且不宜高强度利用。     

甘肃马鹿冬季牧场牧草再生性对刈割的短期响应

在肃南裕固族自治县甘肃马鹿(Cervus elaphus kansuensis)不同放牧率(1.00、1.45、2.45、3.45、4.85、6.90AUM·hm-2)的冬季牧场,研究草原生产力与群落结构对牧草最佳生长期刈割的短期响应。结果表明,1)随放牧强度增加,刈割群落物种丰富度呈先增加后减少趋势,其中4.85 AUM·hm-2放牧率下的群落物种丰富度最高;刈割显著增加草地地上生物量。2)刈割群落的牧草株高和地上生物量均表现为超补偿生长,补偿指数分别以3.45、6.90AUM·hm-2放牧样地最高;各优势种变化趋势不同。3)刈割群落的Simpson优势度指数、Pielou均匀度指数在放牧较重样地最高;随放牧强度增加,群落Shannon-Wiener多样性指数呈先增加后减少趋势,以4.85 AUM·hm-2群落最高;且除4.85 AUM·hm-2群落外,刈割后的群落Shannon-Wiener多样性指数显著高于刈割前的(P0.05)。4)各功能群植物对不同放牧强度响应不同。因此,适宜放牧强度下,刈割能发挥草地最大生产潜力并维持群落结构稳定性。     

刈割制度对围封羊草草地群落特征及生物量的影响

以呼伦贝尔草甸草原围封羊草(Leymus chinensis)草地群落为研究对象,对不同刈割制度(连续刈割、隔年刈割)对围封羊草草地的影响进行分析。结果表明,在刈割干扰下,植被群落盖度和地上生物量都会显著降低(P0.05)。隔年刈割和连续刈割两种制度相比,在植被群落数量特征及生物量上,隔年刈割要优于连续刈割,植被群落的平均高度、盖度等数量特征及地上生物量均表现出随着刈割频次的增加而降低的趋势。植被群落的α-多样性在封育下最低,表现出随刈割频次的增加而变大的趋势。在不同刈割方式下,植被群落组成发生了变化且群落中各物种的重要值变化幅度很大,建群种羊草的重要值在连续刈割下低于隔年刈割,而寸草苔(Carex duriuscula)重要值在连续刈割下最大,且群落中其它伴生种的重要值也随刈割频次增加而降低。     

不同发生期热浪及刈割对呼伦贝尔草甸草原羊草种子生产及重要值的影响

热浪是持续数天时间的极端高温天气事件，常伴随极端高温和水分匮缺双重胁迫，对草本植物生长和繁殖过程存在显著影响。基于此，本研究在内蒙古呼伦贝尔羊草草甸草原进行了为期3年的野外原位热浪模拟试验，关注不同发生期热浪(早期H₁,晚期H₂)及刈割(M)对群落优势种羊草(Leymus chinensis)种子的生产及羊草重要值的连续影响。结果表明：晚期热浪处理(H₂)显著降低了羊草的多度和重要值。刈割处理显著降低了2021年羊草的产量，多度，高度及重要值，分别为51.74%,69.39%,33.70%,45.60%。热浪和刈割的交互作用对羊草的千粒干重，含水率，穗长有显著影响。不同发生期的热浪对羊草的生产影响不一致，面对不同发生期的草地热浪灾害事件，草地管理措施上的重视度和关注点存在差异。在未来极端气候热浪频发背景下，草地刈割的频率应适当降低，以防止草地群落发生退化。     

刈割对羊草叶面积指数的影响

对经过17年不同刈割处理的内蒙古羊草草原羊草种群的叶面积指数进行了比较研究,结果表明:连年刈割使羊草叶面积指数迅速下降,轮休则能减弱下降趋势;隔几年刈割一次会促进羊草种群的生长,增加其叶面积指数;结实期和结实后期刈割,叶面积指数下降最大,开花期刈割次之,果后营养期刈割下降最小;羊草叶面积指数的变化主要由刈割后种群密度的变化引起,平均单叶面积对其影响较小;分株叶片数的变化对叶面积指数无显著影响;羊草叶面积指数的变化与羊草营养枝高度、干重、密度和种群相对生物量之间呈显著相关关系,与生殖枝高度和群落总生物量相关不显著.     

生长季羊草割草场刈割胁迫响应

生长季内刈割胁迫羊草草原割草场,结果表明,胁迫强度与方式对草地主要种群和群落数量特征再生性影响较大;胁迫强度增强,其数量特征值下降幅度愈大,再次刈割时间愈后延,则下降愈明显,尤以羊草为显著,表明其耐刈性较差。就产质量而言,两次刈割可获得较高的牧草和蛋白质产量,一次或三次刈割则相对次之,尤其三次刈割不利影响极大;过晚利用会降低蛋白质产量,而影响牧草品质。研究证实,当地传统割草制度极大地浪费了草地资源,因此,要充分挖掘生产潜能,则须改变割草模式,科学利用,既兼顾产质量要素,又能保持草地处于良好的发育状态。     

刈割和封育对松嫩草原碱化羊草草地土壤跳虫群落的影响

应用类群数、个体密度和多样性指数等多个群落参数,研究刈割活动和围栏封育对松嫩草原碱化羊草草地土壤跳虫群落特征的影响.本研究共捕获土壤跳虫1 086只,分别隶属于8科18属.研究结果表明,围栏封育能够提高草地土壤跳虫的类群数、个体密度和多样性,其中个体密度提高最为迅速和显著;但长期刈割活动造成恶化的土壤理化环境对跳虫类群数量增长和群落食物网的复杂性与稳定性的提高制约是长期的;凋落物的存在与否对草地土壤跳虫群落有较大的影响,其中凋落物的累积有助于退化草地土壤跳虫群落的恢复,而凋落物的流失可能会使草地土壤跳虫群落进一步退化.     

放牧对松嫩草原碱化羊草草地植物多样性的影响

松嫩草原碱化羊草草地放牧场植物多样性的研究表明，放牧改变群落内物种的竞争力和环境条件，导致群落类型和种群分布的变化，从而引起植物多样性的变化。随放牧逆行演替的进行，植物种丰富度、植物多样性及均匀度都呈先增后减的变化趋势，适牧阶段最高，极牧阶段也有较大提高。在植被垂直结构方面，由下至上，植物多样性、丰富度和均匀度均呈递减趋势。在上层，过牧和极牧阶段具有较高的多样性指数和均匀度。对主要代表群落的研究表明，羊草群落、角碱蓬群落和羊草－寸草苔群落植物多样性和均匀度都较低，羊草－匍枝委陵菜＋寸草苔群落植物多样性、均匀度和丰富度最高。     

不同物候期刈割对羊草再生和根形态及产量的影响北大核心CSCD

刈割是羊草草地一种常见的利用方式,为探究不同物候期刈割对羊草再生和产量的影响程度,分别设置了对照组(CON)和刈割组。刈割组包括拔节期刈割(ES)、抽穗期刈割(HS)和开花期刈割(FS)。对照组不刈割,8月15日收获;刈割组起始刈割后,8月15日收获。结果表明,与对照相比,HS和FS刈割处理增加了(P<0.05)羊草干物质(DM)总产量而ES刈割处理则降低了(P<0.05)DM总产量。此外,所有处理均提高了(P<0.05)羊草的粗蛋白总产量。不同物候期刈割羊草的再生过程是不同的,ES处理羊草细根长、根表面积和体积最低。FS处理羊草再生后期净光合速率高于其余处理(P<0.05),导致其后期再生效率较高,但根中水溶性碳水化合物(WSC)含量最低(P<0.05)。HS和CON处理在羊草根形态和WSC含量上则无显著差异。尽管不同物候期刈割后羊草的再生过程不同,但其再生产量是接近的,特别是ES和HS处理,这是因为较长的再生周期被较低的再生效率所抵消,因此,总DM累积量主要由刈割前的DM来决定。综上所述,应在抽穗期进行刈割,能提高羊草产量并保持其持久性。     

草甸草原天然打草场植物群落对刈割干扰的响应

为了研究刈割干扰下天然打草场植物群落呈现出的消长状态,试验对呼伦贝尔草甸草原天然打草场不同植物群落物种组成、数量特征、物种多样性、生物量等指标进行了定量分析。结果表明:在刈割干扰下,羊草+杂草类群落中物种总数略低于贝加尔针茅+羊草群落;羊草+杂类草群落的密度和盖度均显著高于贝加尔针茅+羊草群落(P0.05);羊草+杂类草群落的Shannon-Wiener多样性指数和Pielou均匀度指数均显著高于贝加尔针茅+羊草群落(P0.05);羊草+杂类草群落的现存量和枯落物量均显著高于贝加尔针茅+羊草群落(P0.05)。说明刈割干扰对羊草+杂类草群落的影响小于对贝加尔针茅+羊草群落的影响。     

刈割强度对大针茅草原植物群落特征和土壤理化性质的影响

探究不同刈割强度对大针茅典型草原植物群落特征以及土壤理化性质的影响,可为大针茅草原制定合理科学的刈割制度提供理论依据。本研究以大针茅典型草原为对象,于2020年在内蒙古锡林浩特市毛登牧场刈割实验平台进行野外植被调查和取样。该实验平台于2014年建立,以不刈割为对照（CK）,设置轻度（LM）、中度（MM）及重度刈割（HM）3个处理。本研究通过计算物种重要值和多样性指数,测定植物群落地上、地下生物量以及土壤理化性质,探究群落特征与土壤理化性质的关系。结果表明：1）与不刈割相比,不同刈割强度均增加了新物种,且中度刈割的物种数最多;与不刈割相比,不同刈割强度均显著增加了群落的丰富度和Shannon-Wiener指数,且轻度刈割显著增加了优势度和均匀度指数,表明轻度刈割最有利于群落多样性的维持;不同刈割强度对大针茅草原的生产力均无显著影响;2）土壤全碳、全氮和pH均在中度刈割时最高,且显著高于不刈割,表明中度刈割对土壤养分有积极影响;3）硝态氮是影响草地生产力的主要土壤因子,土壤含水量是影响草地群落多样性的主要土壤因子。本研究可为大针茅典型草原群落结构、物种多样性以及生产力等方面的研究提供重要参...     

刈割对草甸草原羊草、无芒雀麦再生和 碳水化合物含量的影响

牧草的再生性能是草地持续利用的基础,牧草贮藏的碳水化合物对牧草再生具有重要作用。本研究针对刈割强度对羊草(Leymus chinensis)和无芒雀麦(Bromus inermis)现存量、再生速度及不同部位碳水化合物的影响进行了分析研究,结果表明,羊草和无芒雀麦地上部现存量随留茬高度的降低呈降低趋势;第2次刈割后,羊草和无芒雀麦留茬4cm的再生速度均高于留茬8和12cm。刈割后无芒雀麦不同部位可溶性糖含量均在第2次刈割后16d上升,到秋季枯黄期降至最低值,且未恢复到刈割前水平。第2次刈割后16d,羊草茎基部还原糖含量可恢复到刈割前水平,而无芒雀麦茎基部还原糖含量降至刈割后最低值,到秋季枯黄期,留茬12cm羊草和无芒雀麦茎基部还原糖含量可达到刈割前水平。试验期间牧草主要生长季(6-8月)降水较少,严重抑制了羊草和无芒雀麦的再生和碳水化合物的贮藏。因此生长季降水少的干旱年份,羊草和无芒雀麦草地以留茬8~12cm、刈割1次为宜。     

短期刈割对大针茅草地群落特征和植物多样性的影响

以内蒙古典型草原为研究对象,通过实地勘测、数据分析等手段探索不同刈割方式对大针茅草地群落特征和植物多样性的影响。结果表明:大针茅种群在群落中具有最大的重要值,占据优势地位;短期刈割对群落生物量的影响不显著(P>0.05),但与对照相比,一年一割[1(1)]和两年一割[2(1)]有增长趋势,而割50m留5m [50(5)]和50m留10m [50(10)]有降低趋势;刈割有降低群落平均高度和增加群落密度的的趋势;短期刈割对大针茅草原Margalef丰富度指数(Ma)有较大的影响,每年割50m留5m [50(5)]显著增加了物种丰富度(P<0.05),相比于50m留存5m [50(5)]物种多样性和均匀度在不同刈割处理下虽有降低趋势但并没有显著影响(P>0.05)。     

刈牧强度对羊草草地植被数量特征影响的研究

两年的草地刈割模拟放牧试验表明：随着刈割强度的增大,羊草优势种的地位逐渐丧失,羊草、克氏针茅、扁蓿豆等优良牧草重要值下降,菊科、蔷薇科等植物重要值增加;草地植被总盖度变化不明显,在重度处理下也能达到78.75%,但羊草分盖度下降明显;羊草密度下降,糙隐子草、猪毛蒿密度增加（p〈0.05）,群落密度变化不显著（p〉0.05）;物种丰富度指标物种数和Margalef指数、多样性指标Simpson指数和Shannon-Wiener指数、均匀度Pielou指数的变化趋势相同,随刈割强度的增大而增大;冠层指标中,叶面积指数随刈割强度的增大而降低,散射辐射透过率却随之增强（p〈0.05）。