黄河源区不同退化阶段高寒草甸植被特征

研究不同退化阶段高寒草甸植被演替以及草地生产力特征,对进一步探究高寒草甸退化机制,科学评估草地状况和退化草地恢复重建具有重要意义。采用野外植被调查,对黄河源区高寒草甸未退化、轻度退化、中度退化、重度退化和极度("黑土型")退化草地的植被群落结构、物种组成及生物量等植被特征进行了研究。结果表明:黄河源区高寒草甸共有植物48种;随着高寒草地退化程度的加剧,线叶嵩草、垂穗披碱草、高原早熟禾等优势植物种呈下降趋势,黄帚橐吾、青海刺参和臭蒿等则呈上升趋势。随着高寒草地退化程度的加剧,植被群落物种优势度指数、多样性指数和丰富度指数均呈下降趋势,均匀度指数则无明显变化。将高寒草地植被划分为禾本科、莎草科、龙胆科、菊科、杂类草和毒害草六类,随着草地退化程度的加剧,禾本科、莎草科和龙胆科牧草比例显著降低,菊科和毒害草比例则显著升高。高寒草甸不同退化阶段地上生物量呈"V"形变化,轻度退化草地地上生物量最高,显著高于其他阶段。中度退化草地最低,与未退化、轻度退化和重度退化草地之间差异显著。高寒草甸地下生物量80%以上集中于表层土壤,随着高寒草地退化程度的不断加剧,地下生物量显著降低。     

东祁连山不同退化阶段高寒草甸群落结构与植物多样性特征研究

采用样方法对东祁连山地区不同退化程度高寒草甸植物群落进行了调查,对群落结构、物种组成和群落生产力进行了分析,并运用α多样性、β多样性等指标研究了其物种多样性变化.结果表明,1)研究样地内共有植物种13科27属40多种,从未退化-轻度退化-中度退化-重度退化-极度退化,不同退化演替阶段的优势种分别为线叶嵩草 禾草、线叶嵩草 珠芽蓼、珠芽蓼 线叶嵩草、珠芽蓼 杂类草、平车前 杂类草.2)随退化程度的加剧,草地总盖度降低,优良牧草生物量减少,而毒杂草的比例逐渐上升,草地质量下降;地上、地下生物量均明显降低,地上生物量远低于地下生物量,分布在各层的植物根量越来越少,地下根系具有浅层化特点.3)高寒草甸植物群落α多样性指数基本上与均匀度、丰富度指数呈正相关,与生态优势度指数呈负相关;群落的物种丰富度在中度退化阶段最高,但多样性指数和均匀度指数在重度退化阶段最高,群落多样性更多地受均匀度的影响.4)随退化程度的加剧,样方内微生境或资源异质性减小,样方间异质性增大,从而导致β多样性增加;各草地植物群落物种替代速率由大到小的顺序为重度退化-极度退化>未退化-轻度退化>中度退化-重度退化>轻度退化-中度退化.     

黄河源区高寒草原的植被退化与土壤退化特征

近几年,黄河源区高寒草原退化沙化明显。研究了黄河源区紫花针茅高寒草原在不同退化程度下植物群落、生物量和土壤的特征,结果表明,随着高寒草原退化程度加大,植被盖度、草地质量指数和优良牧草地上生物量比例逐渐下降,草地间的相似性指数减小,植物群落多样性指数和均匀度指数呈单峰式曲线变化规律。随着退化加剧,禾草地上生物量减少显著,杂草类植物地上生物量先增加后减少,而莎草科植物地上生物量的变化不受草地退化程度的影响。高寒草原土壤表层0～20 cm的植物根系随土壤深度的增加而减少,随草地退化程度的加剧呈倒“V”型变化。高寒草原物种多样性与生物量之间呈“V”型变化规律,随着退化程度增加,物种丰富度与生产力的关系由显著正相关转变为负相关。随着高寒草原的退化程度加剧,土壤湿度、土壤有机质、速效磷、硝态氮、速效钾的含量和土壤紧实度都减小。随着高寒草原植被的退化演替,土壤退化越来越严重,贫瘠化不断加剧,到重度退化阶段,旱生沙生植物出现,呈现沙化初始景观。     

不同退化程度高寒草甸草地生物量及土壤养分差异

对三江源区不同退化程度高寒草甸草地植物群落、生物量及土壤养分差异进行了研究,结果表明:随着退化程度的加重,高寒草甸草地的群落组成发生了很大的变化,以莎草科植物为主的植物群落向阔叶型杂类草群落演替;物种多样性、均匀度指数均有下降趋势;地上、地下生物量,土壤养分均呈现明显下降趋势.     

松嫩中部草地退化对植被和土壤特性的影响

研究草地退化演替中植被群落和土壤特性的变化可为退化草地生态恢复提供科学依据。采用野外调查和室内分析的方法,研究了松嫩草地轻度退化[羊草(Leymus chinensis)群落,LCC]、中度退化[野古草(Arundinella hirta)群落,AHC]、重度退化[碱茅(Puccinellia distans)群落,PDC]和极度退化[碱蓬(Suaeda glauca)群落,SGC]植物多样性和土壤理化特性的变化规律。结果表明,草地植物群落组成和物种多样性均随草地退化演替发生了显著变化,羊草群落的物种丰富度、均匀度指数、多样性指数和生物量均高于其他3种植被退化演替阶段。草地退化对土壤理化性状有明显影响。土壤容重表现为羊草群落野古草群落碱茅群落碱蓬群落;羊草群落土壤紧实度小于碱蓬和碱茅群落。羊草群落和野古草群落土壤有机质和全氮含量显著高于碱蓬群落和碱茅群落(P0.05)。土壤全磷含量以羊草群落最高,野古草群落含量最低;羊草群落的土壤速效N和P显著高于碱茅群落和碱蓬群落(P0.05),而碱茅群落土壤速效K含量最高。草地退化演替显著影响植被群落特性,进而改变了土壤理化性状,甚至加剧了该地区土壤盐碱化的发生。     

青藏高原腹地不同海拔带青藏公路取土迹地恢复草地植物群落的特征

线状工程取土迹地植被的恢复是青藏高原草地生态系统恢复的重要组分。本研究以天然未退化草地植物群落为参照,从植物群落总数量指标和经济类群指标两个层面,分析了青藏公路取土迹地(约30 cm深)恢复区域植物群落沿海拔梯度的变化特征。结果表明:天然未退化草地植物群落地上生物量、高度及覆盖度随海拔增加呈递减趋势,而恢复区域植物群落地上生物量、高度及覆盖度随海拔增加呈先增加后降低趋势;天然未退化草地植物群落和恢复区域植物群落内豆科(Leguminosae)植物和莎草科(Cyperaceae)植物高度、覆盖度及地上生物量随海拔增加表现为先增加后降低趋势;虽然天然未退化草地植物群落和恢复区域植物群落内杂类草(Weed)植物的高度和覆盖度随海拔梯度增加呈先增加后降低趋势,但地上生物量随海拔增加却呈降低趋势;天然未退化草地植物群落和恢复区域植物群落内禾本科(Graminea)植物覆盖度和地上生物量随海拔增加呈递减趋势,但恢复区域植物群落内禾本科植物高度随海拔梯度增加呈先增加后降低趋势。天然未退化草地植物群落和恢复区域植物群落中多样性指数随海拔梯度变化均呈先增加后降低趋势,而丰富度指数和均匀度指数则随海拔梯度的上升无明显差异。说明恢复植物群落和天然植物群落随海拔升高,总群落高度、覆盖度、生物量和多样性指数变化一致,但各个经济类群的高度、覆盖度、生物量变化不一致。     

不同程度退化草地的植被土壤特征及其相互间的关系

以云南省会泽县典型亚高山退化草地为研究对象,采用植物群落样方调查,利用非度量多维尺度(non-metric multidimensional scaling,NMDS)等分析方法,对该区域不同退化程度下草地植物群落物种组成与多样性以及土壤理化性质的变异趋势及其内在关联进行了探究.结果表明,草地植物物种多样性指数、盖度和均匀度均随退化程度加剧而增加,但是植物群落中牧草类物种多样性及其比例均呈下降趋势,而毒杂草类植物多样性及其比例则呈上升趋势.整体上中度和重度退化草地的土壤养分含量相比于轻度退化草地的土壤养分含量呈明显下降趋势.在不同退化程度草地群落中,植物物种多样性指数与0–20 c m土层pH均有显著关系(P<0.05),但是影响退化草地植物物种多样性变异的土壤因子组合及其解释率并不一致.本研究初步探讨了我国南方亚高山草地在不同退化程度下的植物群落特征、土壤理化性质及二者间的内在关联,为探究该区域草地退化机制及退化草地的恢复措施提供了科学依据.     

不同程度退化草地的植被土壤特征及其相互间的关系

以云南省会泽县典型亚高山退化草地为研究对象,采用植物群落样方调查,利用非度量多维尺度(non-metric multidimensional scaling,NMDS)等分析方法,对该区域不同退化程度下草地植物群落物种组成与多样性以及土壤理化性质的变异趋势及其内在关联进行了探究。结果表明,草地植物物种多样性指数、盖度和均匀度均随退化程度加剧而增加,但是植物群落中牧草类物种多样性及其比例均呈下降趋势,而毒杂草类植物多样性及其比例则呈上升趋势。整体上中度和重度退化草地的土壤养分含量相比于轻度退化草地的土壤养分含量呈明显下降趋势。在不同退化程度草地群落中,植物物种多样性指数与0–20 cm土层pH均有显著关系(P 0.05),但是影响退化草地植物物种多样性变异的土壤因子组合及其解释率并不一致。本研究初步探讨了我国南方亚高山草地在不同退化程度下的植物群落特征、土壤理化性质及二者间的内在关联,为探究该区域草地退化机制及退化草地的恢复措施提供了科学依据。     

不同退化演替阶段高寒草甸土壤理化性质对功能群植物地上生物量的影响

笔者对若尔盖高寒草甸红原县境内不同退化演替草甸土壤理化性质和功能群植物地上生物量进行了调查。结果发现:不同退化演替阶段土壤理化性质存在显著差异;随退化程度加剧,莎草科地上生物量显著降低,而禾本科地上生物量未达到差异显著水平,群落地上生物量和杂草生物量在草地草甸阶段最高;不同退化演替阶段,土壤理化性质对莎草科、禾本科和杂草地上生物量的影响程度不同,在退化草甸中,土壤速效氮、速效钾、速效磷、全氮和水分含量显著决定莎草科地上生物量,而土壤速效磷、全钾、全氮、土壤水分显著决定禾本科地上生物量。说明在一定条件下通过人为改变土壤水分、土壤氮、磷含量水平能够对退化草甸进行一定程度的恢复。     

祁连山高寒草地不同退化程度植物群落结构与物种多样性研究

为祁连山康乐草原生产力恢复与提高提出有效措施、生物多样性保护和资源可持续利用提供理论依据,采用样方法对祁连山高寒草地不同退化程度植物群落结构和土壤特性进行调查、测定和分析,并运用5个多样性指标(Margalef丰富度指数、Dominance优势度指数、Simpson多样性指数、Evenness均匀度指数和Shannon多样性指数)研究了其物种多样性变化。结果表明:1)轻度退化草地(LDG)-中度退化草地(MDG)-重度退化草地(SDG),不同退化草地植物群落特征(密度、高度、频度、总盖度和地上生物量)整体呈现降低趋势且差异显著(P0.05),表现为LDGMDGSDG;2)研究区植物共15科35属39种,其中豆科、蔷薇科、禾本科、菊科和莎草科中的植物均具备较强生态适应性,各退化程度草地植被型分别为草地早熟禾+珠芽蓼、赖草+矮生嵩草、矮生嵩草+赖草,其中禾草是群落的优势种;3)高寒草地功能群植物呈现杂类草最多,禾草类次之,毒草类占有比例最少,其中在不同退化草地杂类草、毒草类重要值分别为75.14%(SDG)48.67%(LDG)30.05%(MDG)、20.81%(LDG)18.01%(SDG)17.11%(MDG);4)不同退化草地群落物种优势度指数在重度退化草地最高为0.23,而轻度退化草地物种Margalef丰富度指数最高为2.64、Shannon多样性指数最高为2.09;5)随退化程度加重,土壤全磷、全氮、有机质和含水量呈现下降的趋势,pH呈升高的趋势,且不同退化草地土壤环境因子含量对植被生长贡献率不同。综上所述,随着康乐草地退化程度增加群落结构向单一趋势演替且环境限制因子也发生相应变化。     

高原鼢鼠干扰下高寒草甸无脊椎动物分布与环境因子的关系

为了解高原鼢鼠干扰对高寒草甸无脊椎动物类群组成及其数量的影响,选取青藏高原祁连山东段天祝县高原鼢鼠栖息地,用鼠丘数量代表干扰强度,设置高,中和低3个干扰区并调查各区植被群落特征、土壤理化性状和无脊椎动物类群及其数量。采用多元排序分析无脊椎动物类群对栖息环境条件变化的响应因子。各区共捕获无脊椎动物累计9目317只,其中,高、中和低强度干扰区无脊椎动物类群分别是9目,8目和8目;不同干扰区无脊椎动物优势类群不同。鞘翅目成虫,柄眼目和鳞翅目幼虫是共有优势类群,鞘翅目幼虫是高强度和中强度干扰区优势类群,而双翅目幼虫是中低干扰区优势类群;伴随高原鼢鼠干扰强度增加,无脊椎动物总密度和植食动物密度明显增加,高干扰区无脊椎动物总密度显著高于低干扰区(P<0.05),植食性无脊椎动物密度也显著高于低干扰区(P<0.05);冗余分析和偏冗余分析表明,土壤紧实度和含水量是影响高寒草甸无脊椎动物类群组成和分布的主要环境因子。高原鼢鼠通过改变高寒草甸土壤物理性状进而影响无脊椎动物群落组成及其数量。     

木霉T6和青霉K菌株混合培养的溶磷促生效应

为拓展木霉T6与青霉K两种生防菌的使用范围,将二者混合培养后测定其溶磷能力及其培养液的促生作用。解磷试验结果表明:木霉T6和青霉K混合培养溶磷量呈现先增高后逐渐稳定的趋势,混合培养溶磷量较木霉T6和青霉K单独培养时的解磷量分别增加了646.52%和17.82%。第7 d的溶磷量达到最大,为614.06μg/mL。且两种菌株混合培养后溶磷量的变化趋势与混合发酵液pH值的变化趋势相反;盆栽试验结果表明,木霉T6与青霉K的混合培养液对小麦和白菜幼苗的生长具有明显的促生作用,能够显著增加幼苗根长、株高、鲜干重及叶绿素含量,且促生效果高于木霉T6和青霉K单独处理后的效果。由此得出,木霉T6与青霉K菌株混合培养具有很好的溶磷促生作用。     

黄土高原半干旱区引进燕麦种质的适应性评价

为探讨国外引进的燕麦种质在黄土高原半干旱区榆中县地区的适应性,筛选出适宜在该地区种植的优异种质。在黄土高原半干旱区榆中县对引自加拿大、澳大利亚、荷兰、新西兰和俄罗斯的6份裸燕麦种质和8份皮燕麦种质从生育期、生长性状和抗病性等方面进行综合评价。结果表明:14份参试种质除VAO-7和伽利略外都属于早熟型,且均能在当地正常成熟;主成分分析和抗病性评价表明,从加拿大引进的裸燕麦DA92-1和皮燕麦Rigdon的综合得分较高,种子产量分别高达2 243.15、3 652.78 kg/hm^2,在株高和叶长方面表现较好,抗病性较强,为引进燕麦种质中适合在黄土高原半干旱区榆中县地区种植的品种。     

2种紫花苜蓿氮代谢及其关键酶(NR、GS)活性差异研究

为探究不同紫花苜蓿氮代谢差异及氮代谢差异的生理机制,采用盆栽砂培法,通过对2个具有典型特征的紫花苜蓿品种(LW6010和陇东苜蓿)在2个氮素水平及3个生育时期下其氮代谢产物及氮代谢酶活性差异进行研究,探讨氮代谢产物与氮代谢酶活性的相互关系。结果表明:LW6010和陇东苜蓿在N210水平下其干物质重、氮含量、氮积累量及硝酸还原酶(NR)、谷氨酰胺合成酶(GS)活性均高于N21。在2个氮水平下,LW6010的干物质重、NR和GS活性均显著大于陇东苜蓿,而LW6010的氮含量显著低于陇东苜蓿。其中,LW6010的NR活性比陇东苜蓿在N210和N21下分别高24%和15%(苗期)、31%和40%(现蕾期)、20%和11%(盛花期);GS活性分别高30%和29%(苗期)、33%和20%(现蕾期)、7%和14%(盛花期)。在苗期和盛花期时,LW6010的氮积累量显著大于陇东苜蓿,而在现蕾期差异不显著。LW6010的氮积累量在N210下各生育期分别比陇东苜蓿高25%,3%和16%,而在N21下LW6010的氮积累量在苗期和盛花期下比陇东苜蓿高45%和12%。同时,紫花苜蓿干物质重、氮积累量、NR活性与GS活性呈极显著正相关关系。综上分析,紫花苜蓿的不同品种在不同氮素水平下其氮代谢能力不同,不同紫花苜蓿品种间氮代谢具有差异;LW6010较陇东苜蓿具有较好的氮代谢能力;NR和GS活性可为不同紫花苜蓿氮代谢差异评价提供参考。     

接种红色荧光蛋白标记根瘤菌对苜蓿幼苗生长及结瘤能力的影响

将含有红色荧光蛋白(RFP)基因质粒的荧光标记根瘤菌S.LZgn5-rfp2,S.12531-rfp4、S.LH343-rfp3接种于甘农5号和WL343HQ紫花苜蓿,分别测定2个苜蓿品种幼苗的生物量、生长指标、固氮酶活性等指标。结果表明:RFP标记根瘤菌与出发菌相比对苜蓿幼苗生长无显著影响,与不接菌的苜蓿幼苗相比有明显的促生效果,能稳定的在苜蓿幼苗体内表达,并具有与出发菌无差异的促生能力,2个苜蓿品种间也无特异性。     

紫花苜蓿与多年生黑麦草不同种植模式下沙化土壤碳、氮含量和酶活性研究

通过豫北地区连续6年定位试验,以沙化裸地为对照,研究了紫花苜蓿单播、多年生黑麦草单播、紫花苜蓿与多年生黑麦草混播3种种植模式下土壤碳、氮含量和相关土壤酶活性,并分析了其间的相互关系。结果表明:与沙化裸地相比,0~40cm土层3种种植模式下土壤碳、氮含量均不同程度地增加。其中,土壤有机碳含量表现为紫花苜蓿与多年生黑麦草混播模式下最高,为9.17g/kg;土壤全氮和碱解氮含量表现为紫花苜蓿/多年生黑麦草混播和紫花苜蓿单播模式下最高,且二者之间无显著性差异(P>0.05);紫花苜蓿/多年生黑麦草混播模式下土壤脲酶、蛋白酶、蔗糖酶、淀粉酶和纤维素酶活性最高,分别比沙化裸地增加266.80%、87.79%、49.96%、433.26%和232.38%;相关性分析表明,土壤有机碳分别与蔗糖酶和淀粉酶呈极显著(P<0.01)和显著(P<0.05)正相关,土壤碱解氮与脲酶呈显著正相关(P<0.05)。因此,试验中蔗糖酶、淀粉酶和脲酶可表征土壤碳、氮特征。由此认为,相对于沙化裸地,豫北地区经6年人工草地建植,土壤碳、氮含量以及相关土壤酶活性有效提高,以紫花苜蓿/多年生黑麦草混播为最佳的种植模式。     

不同燕麦种质萌发期耐盐性评价

设置4个NaCl浓度梯度(0、0.3%、0.6%、0.9%),对12份燕麦种质进行萌发期耐盐性研究和评价,以期筛选出耐盐性较强的燕麦种质材料。结果表明:不同的燕麦种质材料对盐胁迫的耐受能力不同,低浓度(0.3%)胁迫对青永久30、424、110的萌发、相对根长和相对芽长有一定的促进作用,随着盐浓度的升高,大部分供试材料的发芽势、发芽率、相对芽长以及相对根长受到了不同程度的抑制。通过五级综合评价法,从12份材料中筛选出了5个耐盐性较强的材料,分别为青永久195、青永久30、白燕7号、126和474。进一步对这5份材料在0.9%盐胁迫下的水分利用效率、叶绿素含量、根、叶鲜重进行了测定,与其他材料相比,青永久195的水分利用效率、根、叶鲜重最高。最终筛选出耐盐性最强的燕麦材料为青永久195,为下一步挖掘其耐盐基因奠定了基础。     

天然牧草干草和草颗粒对乌珠穆沁羔羊生产性能、屠宰性能和肉品质的影响

研究天然牧草干草和草颗粒对乌珠穆沁羔羊生产性能、屠宰性能和肉品质的影响。选取20只6月龄体重为(28.60±0.31 kg)乌珠穆沁公羔羊,采用单因素随机区组设计,随机分为2组,每组10只。设计2种日粮饲喂乌珠穆沁羔羊,分别为以天然草地牧草为原料调制成的干草和草颗粒。结果表明:(1)草颗粒组的采食量、日增重、胴体重、宰前活重、净肉重、眼肌面积和GR值均显著高于干草组(P<0.05)。(2)草颗粒组羔羊肉中的蛋白质、磷、胆固醇含量、大理石纹、失水率均显著高于干草组(P<0.05),但其脂肪、钙含量和肉质红度、黄度显著低于干草组(P<0.05)。(3)草颗粒组羔羊肉中的重要脂肪酸组分棕榈酸、硬脂酸、亚油酸、α-亚麻酸、饱和脂肪酸、单不饱和脂肪酸、多不饱和脂肪酸、n-6、n-3及谷氨酸、半胱氨酸、异亮氨酸含量均显著高于干草组(P<0.05),但n-6/n-3、络氨酸和精氨酸含量均显著低于干草组(P<0.05)。因此,饲喂草颗粒能显著提高乌珠穆沁羔羊的生产性能和屠宰性能,并能有效优化羔羊肉的风味及品质。     

小黑麦不同材料的抗寒性评价

以甘农2号小黑麦和小黑麦新品系P4为试验材料,石大1号小黑麦(CK1)和中饲1048小黑麦(CK2)为对照,测定低温胁迫(0℃、-10℃、-20℃、-30℃)供试材料的可溶性糖,脯氨酸和丙二醛含量,以及超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)和过氧化氢酶(CAT)的活性,以评价甘农2号小黑麦抗寒性强弱。结果表明:小黑麦材料间除P4的MDA含量(0.29μmol/g)显著高于其他3个材料外,其他指标均无显著差异;随着低温胁迫加剧,小黑麦叶片的可溶性糖在-20℃时最高,脯氨酸含量在-10℃时最高,MDA含量和SOD,POD和CAT活性均在-30℃时最高;从小黑麦材料×低温胁迫交互作用分析,抗寒性相关生理指标均存在极显著差异,在0℃和-10℃时,CK2的各项抗寒性生理指标显著高于甘农2号小黑麦和小黑麦品系P4,但随着低温胁迫程度加剧,甘农2号小黑麦和小黑麦P4的脯氨酸含量,SOD,POD,CAT活性迅速上升,甘农2号小黑麦和小黑麦品系P4表现出较强的抗寒性。总体的变化趋势为CK1的各项生理指标均低于CK2,说明CK1的抗寒性低于CK2。基于隶属函数的综合评价也同样表明,甘农2号小黑麦的抗寒性最强,其次为P4,CK1和CK2的抗寒性较弱。     

不同贮藏年限对燕麦种子活力的影响

对采自甘肃省通渭县华家岭镇、并在甘肃农业大学牧草实训基地种子室分别贮藏了0年(收获当年)、1年、2年、4年和8年。供试白燕2号、坝莜14号、坝莜9号3个燕麦品种进行了发芽试验,研究了其萌发特性、膜透性以及幼苗生长状况,以明确燕麦种子活力随贮藏年限的变化状况,结果表明:燕麦种子发芽势、发芽率、发芽指数、活力指数、幼苗芽长和根长均随贮藏年限的增加而显著下降,种子浸提液电导率则明显上升,膜透性增大。试验当年收获的燕麦种子含水量普遍高于贮藏后的,但均显著低于安全含水量。不同燕麦品种随贮藏年限的延长其种子活力变化不尽相同。白燕2号和坝莜14号种子在贮藏4年仍有90%发芽率,活力指数在66;而坝莜9号发芽率只有60%,活力指数降为48.45。贮藏8年后燕麦种子发芽率低于40%,丧失种用价值。3个品种中,坝莜9号耐贮性最差,安全贮藏期只有2年。