典型草原封育过程中植物凋落物的变化动态

以内蒙古巴林右旗退化草原为研究对象,采用直接收集的方法,研究各种围封条件下,退化草原在自然演替过程中土壤凋落物的变化动态。结果表明：典型草原在封育演替过程中,凋落物呈增加的趋势,以封育10年的凋落物量最高;凋落物的养分,不同年限之间均存在显著差异,其中碳素含量以封育1年的最高,封育10年的最低,氮素则是以封育4年的含量...     

典型草原自然演替过程中土壤理化性质动态变化

以内蒙古巴林右旗退化典型草原为研究对象,采用空间序列代替时间序列的方法,探讨围封条件下,退化典型草原自然恢复过程中土壤物理性质及养分的动态变化。结果表明:围封对典型草原土壤含水量产生深刻影响,土壤水分含量呈增加趋势,增加最明显的是土壤表层0~5 cm;典型草原群落自然恢复过程中,土壤有机质、全氮、速效氮、速效钾增加极显著(P<0.01),全磷和速效磷增加较为显著(0.01<P<0.05),同时,土壤养分有明显的表聚现象;典型草原群落去除放牧践踏的干扰后,土壤物理性状得以改善,恢复6年和10年的0~5 cm土层土壤容重分别为1.27和1.25 g/cm3,显著低于恢复初期的土壤容重(P<0.05)。     

典型草原恢复演替过程中土壤性状动态变化研究

为探讨典型草原恢复演替过程中土壤性状的变化规律,在内蒙古太仆寺旗典型草原选取不同围封年限,处于不同恢复演替阶段的生长季围封(4-9月围封)恢复草地为研究对象,同时选取自由放牧草地为对照,开展典型草原恢复演替过程中土壤物理、化学和生物学特性的系统研究。结果表明,1)典型草原恢复演替过程中,土壤性状发生了一系列演变,与自由放牧草地相比,围封7,10,13,20年,土壤0~30 cm土层容重显著下降,＜0.05 mm的粘粉粒含量和孔隙度显著增加(P＜0.05);土壤有机质、全氮、全磷、速效氮、速效磷、速效钾、微生物数量、微生物量碳、微生物量氮显著增加(P＜0.05),酶活性增强,以0~10 cm土层增加最为明显,表现出明显的表聚现象。2)典型草原在围封恢复过程中若连续多年刈割利用,容易导致土壤结构再次恶化,土壤质量下降,草地发生二次逆行演替。因此,退化草地恢复演替过程中的合理利用问题(如合理的割草制度)有待进一步研究。     

黄土高原草地封育与放牧条件下土壤种子库特征

对半干旱区黄土高原草地在封育和放牧条件下土壤种子库种子密度、种子库组成、种子库物种多样性及均匀性进行了比较研究,并得出主要结论：1）封育提高土壤种子库的植物种类和密度,使优良禾草和多年生植物增加。2）种子库的垂直分布规律是随着土层的加深,种子在数量上递减的速度较快。3）坡向和坡位对土壤种子库有较大影响,种子库密度变化趋势是阴坡>阳坡;坡下部>坡中部>坡上部。4）从丰富度、Shannon Wiener多样性和均匀性3个方面比较分析封育和放牧样地土壤种子库多样性,得出封育样地Margalef丰富度指数和Shannon Wiener指数都高于放牧地,Pielou均匀性指数低于放牧地。     

围封年限对典型草原植被与土壤特征的影响

针对典型草原退化草地恢复与合理利用问题,选取生长季（4-9月）围封收获干草,其他时间轻度放牧利用的天然草地为研究对象,同时选取自由放牧草地为对照,进行不同围封年限草原植物群落与土壤特征的比较研究。结果表明,1）与自由放牧草地相比,重度退化草地采用生长季围封恢复措施后群落地上现存量、盖度、密度、根系生物量、地表凋落物现存量及土壤养分含量显著增加,土壤容重、紧实度及＞0.25 mm的粗颗粒含量显著降低,群落结构优化,土壤环境改善, 植被与土壤间形成一个相互作用的良性循环系统,退化草地正向演替。2）草地在围封恢复过程中若连续多年刈割利用,容易导致生产性能降低,群落盖度与密度下降,草群矮化,土壤养分含量下降,草地发生2次逆行演替。3）季节性围封的管理方式既可保证退化草地在一定程度上得到恢复,也能达到充分利用草地资源的目的。季节性围封在我国牧区是可行方法之一,但适宜的围封季节及围封后的合理利用问题（如合理的割草制度等）有待进一步研究。     

封育对荒漠草原两种植物群落土壤种子库的影响

土壤种子库作为植被的潜在种源,对荒漠草原植被恢复、群落演替具有重要的指示意义。以宁夏盐池县荒漠草原苦豆子群落和芨芨草群落为研究对象,在2种群落封育和未封育的草地上,选取地势相对平坦、环境条件较为一致的25 m×30 m 的4个大的样方进行群落调查;并在4个大的样方内取0~2 cm、2~5 cm和5~10 cm土层的土样,采取种子过筛直接辨认和种子萌发试验来进行土壤种子库的鉴定。分析了两种植物群落封育前后土壤种子库物种组成、种子密度、多样性及相似性等特征。结果表明:封育可提高两种植物群落土壤种子库中物种数目;而对两种植物群落土壤种子库种子密度的影响不同,苦豆子群落种子密度封育内外差异较小,芨芨草群落封育内种子密度显著提高。随着土层的加深,两种植物群落封育内外土壤种子库物种数和种子密度均呈递减趋势,封育后两种植物群落不同土层物种数均有增加,但封育对两种植物群落土壤种子库中种子密度的垂直分布影响不同。封育可提高两种植物群落土壤种子库的多样性、均匀度和丰富度,但两种植物群落土壤种子库的多样性特征对封育的响应不同,芨芨草群落在荒漠草原的稳定性更高。两种植物群落封育内外土壤种子库相似性相对较高,苦豆子群落封育后有向芨芨草群落演替的趋势。     

不同生态恢复措施下宁夏黄土丘陵区典型草原土壤种子库特征

开展土壤种子库的研究对草原植被恢复具有重要意义。以宁夏黄土丘陵区典型草原为对象,对封育(F15)、水平沟(S15)、鱼鳞坑(Y15)整地后15年草地以及长期放牧草地(F0)的0~15 cm土壤种子库的物种组成、密度特征、物种多样性及其与地上植被的相似性进行了研究。结果表明:1)土壤种子库植物以多年生植物为主,F0和S15种子库以禾本科物种比例最高,Y15和F15以菊科最高;植物种类以鱼鳞坑最多,封育次之,放牧地最少。2)相对于F0,Y15、S15和F15措施使土壤种子库密度增加,且以Y15增加最为明显。各处理下种子库优势物种各异,种子库密度具有表聚特征。3)各措施下,土壤种子库优势度、多样性和均匀度指数接近,鱼鳞坑提高了种子库丰富度指数;处理间土壤种子库存在一定程度的相似性,以封育和鱼鳞坑相似性最高,达到0.81。4)各措施下土壤种子库与地上植被多样性、丰富度、均匀度和优势度存在一定差异,种子库与地上植被的相似性系数在0.37~0.55之间,相似性总体较低。相对而言,鱼鳞坑土壤种子库和地上植被的相似性最高,是最有利于土壤种子库密度和丰富度增加的措施。     

典型草原不同围封年限对CH4吸收的影响

选取内蒙古典型草原不同围封年限(0,8,11,14,21,25年)土壤为研究对象,采用室内培养的方法,调节含水量至25%(W/W),并注入纯CH₄(使瓶内初始CH₄浓度分别为2.24,340,7000 μL·L^-1)后密封,在(25±1)℃条件下恒温培养,研究不同围封年限土壤对CH₄吸收能力的影响。结果表明:与自由放牧草地相比,重度退化草地采取生长季围封恢复措施后,围封年限对CH₄吸收有显著影响(F=11.1134,P<0.01),草地围封8年时土壤吸收CH₄的能力达到最大,而在14年时吸收能力最小。针对不同初始外源CH₄浓度而言,CH₄的累积吸收量随CH₄初始浓度的升高而升高,在低、中初始CH₄浓度下CH₄的累积吸收量与土壤有机碳含量成负相关(R=0.9292,P<0.01;R=0.7502,P<0.05),表明土壤有机碳和外源CH₄浓度是影响土壤CH₄吸收的重要因子。     

围封对伊犁河谷春秋草地土壤种子库的影响

以伊犁河谷昭苏马场春秋草地不同围封年限草地(围封6年、围封5年、围封1年和未围封)为对象,采用空间序列代替时间序列的方法,对围封条件下退化草地自然恢复过程中持久土壤种子库的变化进行了研究。结果表明:随着围封年限的增加,土壤种子库的密度和物种数逐渐增加,显著增加了禾本科草类和豆科草类土壤种子密度,杂类草所占比例逐渐下降。禾本科草类和莎草类种子只存在0~5cm土壤表层。土壤种子库与地上植被的物种相似性,随草地的恢复呈增大—减小—增大的变化趋势。     

不同放牧方式对蒙古高原典型草原土壤种子库的影响

对中蒙两国典型草原土壤种子库物种组成、密度、多样性进行了比较,并探讨了地上植被与土壤种子库间的相似性关系。结果表明,四季游牧(FSNG)和两季轮牧(TSRG)下单子叶和多年生植物种多于四季轮牧(FS-RG)和定居放牧(SG);FSRG和SG土壤种子库密度明显低于FSNG和TSRG,并且与FSNG间达到极显著差异(P0.01),FSNG与TSRG间存在显著差异(P0.05)。多样性指数、丰富度指数和优势度指数变化趋势在不同放牧方式间相同,排序为FSNGTSRGFSRGSG,均匀度指数排序相反。说明内蒙古草原上由于牲畜的过度采食和践踏,草原植被退化严重,种子库物种多样性、丰富度逐渐减少,物种均匀度指数提高。不同放牧方式间土壤种子库物种相似性系数以FSNG和TSRG最大,FSRG、SG与FSNG、TSRG间土壤种子库物种相似性系数较小。地上植被和土壤种子库间相似性分析结果显示,FSNG、TSRG、FSRG、SG的地上植被与土壤种子库相似性指数分别为0.323、0.351、0.511、0.500,表明草原植被退化越严重,地上植被与土壤种子库的相似性指数越高。     

Grazing Intensity on Vegetation Dynamics of a Typical Steppe in Northeast Inner Mongolia

Vegetation features radiating from residential areas in response to livestock grazing were quantified for an arid steppe rangeland in the Keshiketeng Banner, Chifeng Prefecture, in northeastern Inner Mongolia in 2004 and 2006. The aim of this study was to estimate grazing impacts on the vegetation dynamics of these historical grazed ecosystems. Grazing intensities were classified as reference area (RA), light (LG), moderate (MG), and heavy (HG) according to the vegetation utilization across the study area. Rangelands were studied along a grazing gradient, where characteristics of plant communities, heights of dominant species, aboveground vertical structures, and belowground biomass were investigated. Along this grazing gradient, vegetation changed from the original dominant plant species Leymus chinensis (Trin.) Tzvel. to a semi-subshrub species Artemisia frigida Willd. when moving from the reference area (RA) to the region around the settlement. Canopy coverage, aboveground productivity, and the number of perennial species declined as one moved toward the residential area. Heights of five dominant species, except for Stipa grandis P. Smirn., declined with increased grazing intensity. Aboveground vertical structure in the RA treatment showed more resilience than the other treatments. There was no difference in root biomass in the top 1 m of soil (P > 0.05) between the RA treatment and the area immediately around settlement (HG treatment). Generally, we found that the intensity of grazing disturbance did not exceed the tolerance of the rangeland ecosystem within LG treatment. However, vegetative conditions in HG treatment became worse with increased grazing pressure. Rangelands in this arid steppe are under tremendous threat due to excessive forage utilization, which cannot be considered a sustainable practice.     

季节性围封对内蒙古典型草原植被恢复的影响

针对退化草地恢复与合理利用问题,选取生长季围封调制干草、其他时间轻度放牧利用的草地为研究对象,同时选取自由放牧草地为对照,开展季节性围封对典型草原植被恢复影响的研究。结果表明:重度退化草地采用生长季围封措施后植被恢复演替,草地生产力、盖度、密度和地下生物量显著增加(P<0.05),围封13年达最大,之后降低。围封后各物种的优势地位发生较大改变,经20年围封,草地由星毛委陵菜(Potentilla acaulis)+冷蒿(Artemisia frigida)+糙隐子草(Cleistogenes squarrosa)演替为羊草(Leymus chinensis)+克氏针茅(Stipa krylovii)+冷蒿+糙隐子草。就围封后物种多样性的变化来看,经7年围封,物种的丰富度、多样性、均匀度和生态优势度指数显著增加(P<0.05)。但由于各物种的竞争能力不同,经10~13年围封,群落成为具有单优或寡优势种的群落,物种丰富度、均匀度和多样性指数降低,生态优势度指数急剧增加。之后,随着围封年限继续延长至20年,群落逐步趋于稳定,形成多优或优势不明显的群落,群落的丰富度、均匀度及多样性指数增加,生态优势度指数降低。综上所述,生长季围封调制干草、其他时间轻度放牧利用的管理方式可保证退化草地在一定程度上得到恢复,综合考虑草地产草量、群落结构及物种多样性,认为13年是较适宜的围封年限,但围封后的适宜利用问题(如适宜的割草制度)有待进一步研究。     

内蒙古典型草原禾本科牧草生态适应综合评价

通过对96份禾本科牧草的引种试验及其在内蒙古典型草原区生态适应性的研究,结果表明,根据供试草种对当地气候(主要是低温和干旱)的适应能力和生产潜力以及可持续利用时间等三项指标衡量其生态适应性。其中耐低温者有无芒雀麦、新麦草和羊草等月份材料。耐干旱者有新麦草、羊草和草地早熟禾等10份材料。5年内持续生产力较高者有无芒雀麦、紫羊茅、诺丹冰草等14份材料。持续利用时间较长者有无芒雀麦、羊单。草地早熟禾等17份材料。综合分析结果表明,供试草种在典型草原区的生态适应度,从高到低分成三个组:①无芒雀麦、雀麦和紫羊茅。②野大麦、老芒麦、诺丹冰草、杂种冰草、新麦草、羊草、草、草地早熟禾与蒙古冰草等。③冰草、中间冰草、长穗偃麦草和碱茅。     

典型草原恢复演替过程中土壤微生物及酶活性动态变化研究

选取不同围封年限的生长季围封恢复草地为研究对象,开展典型草原恢复演替过程中土壤微生物及酶活性动态变化的研究,探讨土壤微生物及酶活性与草地植被及土壤养分的相关性。结果表明:与自由放牧草地相比,围封7年、10年、13年和20年的草地,其土壤0~30 cm土层细菌、放线菌和真菌数量显著增加,土壤转化酶、脲酶、蛋白酶和过氧化氢酶活性增强,土壤微生物量碳、氮含量显著增加(P<0.05),且随围封年限的延长呈增加的变化趋势。典型草原恢复演替过程中土壤微生物及酶活性与草地植被及土壤养分呈基本一致的变化规律,三者成密切的正相关关系。     

内蒙古典型草原枯落物的生态水文效应

枯落物是影响干旱和半干旱地区草原生态系统水文过程中重要的因素。本研究利用野外监测和室内试验结合的方法探究内蒙古典型草原枯落物的生态水文效应。结果表明：大针茅（Stipa grandis）群落的枯落物蓄积量显著高于羊草（Leymus chinensis）群落和克氏针茅（S.krylovii）群落的。糙隐子草（Cleistogenes squarrosa）的枯落物最大持水量最高,羊草的最低,均与大针茅的和克氏针茅的有显著差异;羊草群落的枯落物最大持水量显著低于克氏针茅群落的和大针茅群落的。3种群落保留枯落物的土壤水分含量高于去除枯落物的,在春季和夏季尤为明显,但在秋季具有趋同化的特征。降雨时,枯落物会降低小雨对2.5 cm处土壤水分的补充,但对中雨和大雨无显著影响。降雨后,枯落物可使土壤保持较高水分。综合枯落物的截留作用与保水效应,枯落物可以间接增加降雨的有效性。     

干草原牧草贮藏碳水化合物含量变化规律的研究

１９９３年在内蒙古正蓝旗于草原对１０种牧草贮藏碳水化合物含量的变化规律进行了研究。在植物生长期内，每１５天采样一次，分析牧草茎基部和根部的总糖和还原糖含量。试验结果表明，牧草在返青时都要消耗贮藏碳水化合物，分蘖后开始积累贮藏碳水化合物，在拔节和抽穗时又要消耗贮藏碳水化合物，开花、结实后又积累贮藏碳水化合物。但有的牧草出现相反的情况。根据牧草贮藏碳水化合物含量变化的规律，作者对合理利用草地提出了一些意见和建议。     

黄土高原与内蒙古高原草原种子植物区系比较研究

黄土高原草原是中国北方温带草原带的重要组成部分,但黄土高原草原与欧亚地带性草原的关系尚未阐明。本研究将黄土高原地带性草原种子植物区系作为单独的研究对象,建立了黄土高原草原种子植物名录,采用植物地理学的相关理论与方法,对黄土高原草原和内蒙古高原草原植物区系的相似性和地理成分进行了系统的比较分析。结果表明：黄土高原草原与内蒙古高原草原种子植物区系在科属水平上的区系相似度较高,但种水平的区系相似性较低。区系的地理成分有较大差异,且最主要的差异在于黄土高原草原植物区系中东亚成分具有更重要的地位。垂直地带性对黄土高原草原的形成有重要作用,适宜草原发生的环境条件使得黄土高原表现出大面积的温带草原景观,但黄土高原草原应区别于欧亚草原的地带性植被。