高寒矮嵩草草甸不同退化演替阶段植物群落地上生物量分析

通过对高寒矮嵩草草甸不同退化演替阶段植物群落的研究显示,随着退化程度的加重,群落的组成和优势种等发生了很大的变化,植物群落从以禾本科为主,向以杂类草为主的群落演替.中度和重度退化样地与原生植被样地的禾草类、莎草类以及群落总生物量差异极显著(P<0.01).随退化程度的加深,禾草类、莎草类等优质牧草比例下降,取而代之的是杂类草,其比例明显升高,在群落中占据优势地位.     

不同退化程度高寒嵩草草甸基况的初步研究

以高寒嵩草草甸退化群落指标为依据,研究了青海省未退化、轻度退化、中度退化和重度退化阶段,高寒嵩草草甸植物群落的结构特征及土壤特性的差异性。结果表明:不同退化程度的高寒嵩草草甸,其地上、地下生物量,牧草高度,生草层厚度,裸斑面积,物种数,土壤含水量等呈显著差异。同未退化阶段相比,重度退化阶段的优良牧草生物量和地下生物量分别降低了43.2和10.1 g/m2。而重度退化阶段时,裸斑面积则达到最大值65 m2,土壤含水量则为最小值22.83%,鼠洞密度则随着高寒嵩草草甸退化程度的加剧,呈倒"V"变化趋势。分析表明,高寒嵩草草甸退化的结果是,由莎草科和禾本科为主的植物演替为杂类草地。     

不同退化程度高寒草甸矮嵩草分株结构数量的研究

对不同退化程度下矮嵩草分株结构及数量关系进行了初步研究。结果表明不同退化程度下矮嵩草均以营养繁殖为主扩大无性系繁殖后代 ,单株无性系和无性系分株的分蘖芽占无性系分蘖总数的比例最大 ,分别为 41 97%～ 56 44%和 36 35 %～ 49 2 0 %。矮嵩草无性系分株构件结构可以概括为二级芽分蘖 (1年 )、一级芽分蘖 (1～ 2年 )、复合主分蘖 (2～ 3年 )、单分蘖 (2～ 3年 )、生殖分蘖 (3～ 4年 )和种子 6个组成部分。随放牧强度的增加 ,矮嵩草无性系分株各构件除生殖分蘖外均以中度退化程度为高。矮嵩草无性系分株的分蘖数、叶片数以及生物量都比单株无性系分株的为多。矮嵩草无性系分株生物量表现为根茎 >叶 >根 >生殖 ,地上生物量是地下生物量的 41 85 %～ 47 37%。     

封育措施对退化与未退化矮嵩草草甸的影响

连续5年的封育处理对退化与未退化矮嵩草草甸产生了影响.研究表明,除了退化矮嵩草草甸内的均匀度指数下降不显著外,封育使两种矮嵩草草甸样地内的丰富度指数、多样性指数和均匀度指数下降都达显著水平.两种矮嵩草草甸的上下层高度均增加,其中未退化矮嵩草草甸增加显著,退化矮嵩草草甸增加不显著.两种矮嵩草草甸的枯草盖度增加显著,绿草盖度减少显著,各种群特征发生了有规律的消长.未退化矮嵩草草甸的莎草和杂类草地上生物量减少显著,枯草生物量增加显著,禾草和优良牧草的生物量以及总地上生物量增加不显著,优良牧草比例由0.57下降为0.48.退化矮嵩草草甸在封育条件下,枯草、禾草生物量增加显著,莎草、优良牧草的生物量及总生物量增加不显著,优良牧草比例则由0.29上升为0.48,达到显著水平.未退化矮嵩草草甸的草地质量指数明显下降,退化矮嵩草草甸的草地质量指数则明显上升.     

不同退化程度下嵩草草甸矮嵩草无性系构件的研究

对不同退化程度下嵩草草甸矮嵩草无性系构件进行了研究。结果表明，矮嵩草无性系的面积大小与矮嵩草构件总数量和生物量显著相关（P〈0．05），与其各构件平均值基本不相关。随着退化程度的加重，在一定限度内单位面积上各分株和各分蘖数量和生物量有所增加，随后呈下降趋势；平均分株数量与生物量、分蘖数量与生物量均呈下降趋势；每分株分蘖（营养、生殖）、每分蘖（营养、生殖）、生殖（叶、秆）的数量和生物量也呈下降趋势；平均分蘖节直径有增加的趋势，平均分蘖节距地面的高度除极度退化外均呈上升趋势。     

不同退化程度下嵩草草甸矮嵩草无性系构件的研究

对不同退化程度下嵩草草甸矮嵩草无性系构件进行了研究。结果表明,矮嵩草无性系的面积大小与矮嵩草构件总数量和生物量显著相关(P<0.05),与其各构件平均值基本不相关。随着退化程度的加重,在一定限度内单位面积上各分株和各分蘖数量和生物量有所增加,随后呈下降趋势;平均分株数量与生物量、分蘖数量与生物量均呈下降趋势;每分株分蘖(营养、生殖)、每分蘖(营养、生殖)、生殖(叶、秆)的数量和生物量也呈下降趋势;平均分蘖节直径有增加的趋势,平均分蘖节距地面的高度除极度退化外均呈上升趋势。     

封育措施对退化与未退化矮嵩草草甸的影响

连续5年的封育处理对退化与未退化矮嵩草草甸产生了影响。研究表明，除了退化矮嵩草草甸内的均匀度指数下降不显著外。封育使两种矮嵩草草甸样地内的丰富度指效、多样性指效和均匀度指效下降都达显著水平。两种矮嵩草草甸的上下层高度均增加。其中未退化矮嵩草草甸增加显著。退化矮嵩草草甸增加不显著。两种矮嵩草草甸的枯草盖度增加显著。绿草盖度减少显著。各种群特征发生了有规律的消长。未退化矮嵩草草甸的莎草和杂类草地上生物量减少显著。枯草生物量增加显著。禾草和优良牧草的生物量以及总地上生物量增加不显著。优良牧草比倒由0．57下降为0．48。退化矮嵩草草甸在封育条件下。枯草、禾草生物量增加显著。莎草、优良牧草的生物量及总生物量增加不显著。优良牧草比倒则由0．29上升为0．48。达到显著水平。未退化矮嵩草草甸的草地质量指效明显下降。退化矮嵩草草甸的草地质量指效则明显上升。     

青藏高原高寒矮嵩草草甸退化演替主成分分析

选取青藏高原高寒矮嵩草草甸典型退化演替阶段代表样地为研究对象,以空间尺度代替时间尺度的方法,对其植物群落和土壤理化性质(19个指标)进行数量特征分析。结果表明:欧式聚类分析和Fisher’s判别分析可以明确划分高寒矮嵩草草甸退化的4个演替阶段,且Fisher’s判别分析能够明确区分小嵩草草甸的3个重要时期,说明可以此指标组构建高寒矮嵩草草甸退化演替阶段划分的指标体系。主成分分析(PCA)提取出4个特征值大于1的主成分因子,其载荷能力依次为44.8%、28.3%、17.2%和7.2%,对演替过程总变异的解释能力累计达97.6%。草地退化是一个系统内各因子协同变化的过程,且它们具有不同步性,进而导致了原有变量对草地退化演替细微阶段划分的不完全性。说明草地生态系统存在两种作用因子,即敏感因子(其数量特征随草地发生变化而迅速变化)和缓冲因子(对生态系统变化的反应具有一定的滞后性和缓冲性),但这两者如何应对生态系统干扰,其协同及分异特征以及其对草地退化反应的敏感程度还需要深入研究。     

不同海拔梯度高寒草甸生物量变化

采用样方法分析了3 881 m、4 063 m、4 160 m、4 355 m、4 379 m和4 450 m 6个海拔梯度高山嵩草(Kobresia pygmaea)草甸形态指标和生物量变化.结果 表明:海拔高度为3 881 m时,株高达到最大值,为15.33 cm;海拔高度为4160m时,物种数则为最大值(11种)...     

牦牛放牧率与小嵩草高寒草甸暖季草地地上、地下生物量相关分析

通过对牦牛放牧率与小嵩草Kobrecia parva高寒草甸暖季草地地上、地下生物量相关分析得出,牦牛放牧率对小嵩草高寒草甸地上、地下生物量有显著的影响.随着放牧率的增加, 总地上生物量和优良牧草地上生物量及其比例减小,杂类草比例增加;总地上生物量和优良牧草地上生物量与放牧率呈线性回归关系, 杂类草地上生物量与放牧率呈二次回归关系,且当放牧率为2.30头/hm2时, 1998年杂类草的地上生物量达到最大;放牧率为2.04头/hm2时, 1999年杂类草的地上生物量达到最大.各土壤层地下生物量与放牧率呈线性回归关系;1998和1999年对照组0～30 cm地下生物量分别是轻度、中度和重度放牧的1.1,1.4,1.5倍和1.1,1.6,1.7倍;1998年各放牧处理不同土壤层地下生物量占0～30 cm地下生物量的比例为:0～10 cm占87.18%～88.38%,10～20 cm占8.19%～9.55%,20～30 cm占2.87%～3.44%;1999年各放牧处理0～10 cm地下生物量占0～30 cm总地下生物量的88.04%～89.37%,10～20 cm占7.14%～9.34%,20～30 cm占2.25%～3.5%;另外,1999年各处理组0～10 cm地下生物量的比例均高于1998年,而10～20和20～30 cm地下生物量的比例均低于1998年.不同土壤层地下生物量与地上生物量呈线性回归关系.     

牦牛放牧强度对高寒草甸暖季草场植被的影响

暖季草场2年的放牧试验结果表明:随着放牧强度的提高,优良牧草盖度降低,杂草盖度增加,而且优良牧草盖度的年度变化与放牧强度呈极显著负相关,杂草盖度的年度变化与放牧强度呈极显著正相关;经过1年的放牧,不同放牧强度下植物群落发生了变化,进一步回归分析,相似性系数的年度变化与放牧强度呈极显著的负相关;地上生物量的变化基本呈"S"型变化,而且随着放牧强度的加重,地上生物量趋于减小,优良牧草的比例减少,杂草比例增加;优良牧草比例的年度变化与放牧强度呈极显著负相关,而杂草比例的年度变化与放牧强度呈极显著正相关.     

不同施肥处理对高寒草地地上生物量及植物群落特征的影响

试验以天祝高寒放牧草地植物为研究对象,进行了8种肥料(N,P,K,Zn,Cu,Mo,Se,B)的根部喷施试验,于7月和8月份测定不同处理草地植物群落特征。结果表明:除禾草类群外,各施肥处理对天祝高寒草地不同植物学类群地上生物量影响不显著(P0.05),氮肥提高了禾草类植物的生物量,但与对照差异不显著;施肥处理对赖草(Leymus secalinus)、早熟禾(Poa pratensis)的盖度以及赖草的密度有极显著影响(P0.01)。     

江河源区高寒草甸退化草地恢复与重建技术研究

通过对江河源区高寒草甸退化草地现状的调查研究,将这一地区的退化草地分为轻度、中度、重度和极度退化4类,对不同退化演替阶段的草地采取不同治理措施进行试验研究。最后提出了通过禁牧封育、毒杂草防除和草地施肥的措施进行轻度和中度退化草地的恢复改良。通过建植人工草地和半人工草地的手段恢复与重建重度和“黑土型”退化草地的技术方案。     

牦牛放牧率对小嵩草高寒草甸植物群落的影响

两年的放牧实验结果表明随着放牧率的提高,优良牧草的盖度和比例降低,杂草的盖度和比例增加;两季草场各放牧处理植物群落发生了变化轻度放牧和重度放牧的优势种没有变化,中度放牧的优势种发生了变化.在暖季草场,放牧率与植物群落多样性指数、均匀度指数和植物群落组成种的种数呈显著的线性回归关系 (R=0.9840,P<0.01;R=0.9986,P<0.01;R=-0.8660,P<0.05);在冷季草场,放牧率与植物群落多样性指数、均匀度指数和植物群落组成种的种数均呈显著的二次回归关系(P<0.05).地上现存量的变化基本呈"S"型变化,而且随着放牧率的提高,地上现存量减小.在冷季草场,放牧率与优良牧草的盖度和地上现存量之间呈极显著的线性回归关系,而与杂草的盖度和地上现存量之间呈显著的二次回归关系;在暖季草场,放牧率与各植物类群盖度和地上现存量之间呈极显著的线性回归关系.     

江河源区高寒草地土壤微生物数量特征

采用土壤微生物的常规培养方法对青藏高原江河源区不同退化程度高寒草地土壤微生物的数量特征进行了分析。结果表明(1)土壤中微生物3大类群,及微生物总数在未退化高寒草地的数量大于退化高寒草地,差异显著(P<0.05),中度与重度退化草地间差异不显著(P>0.05);(2)分析地6个微生物生理类群中,硝化细菌、好气性固氮菌、嫌气性固氮菌、好气性纤维分解菌的数量随草地的退化而减少,未退化草地与退化草地间的数量差异显著(P<0.05),反硝化细菌、嫌气性纤维分解菌的数量则随草地退化而增加;(3)退化高寒草地土壤微生物数量以细菌占绝对优势,土壤微生物数量变化总体上反映了高寒草地退化的状况,但是与草地退化的关系应该结合地上植被、土壤环境进行综合分析。     

牦牛放牧率对小嵩草高寒草甸不同植物类群地上生物量生产率的影响

2年的牦牛放牧试验表明:除不同植物本身的生理特性外,降水和地温是影响小嵩草高寒草甸两季草场不同植物类群地上生物量绝对生长率的关键因素。小嵩草高寒草甸两季草场地上总生物量的绝对生长率1999年在7月份最大;1998年,冷季草场各放牧处理的绝对生长率在8月份达到最大,暖季草场的对照组和轻牧组在7月份最大,中牧组和重牧组在8月份最大。不同植物类群地上生物量生长率的变化不尽相同。1998年,冷季草场禾草和莎草地上生物量的绝对生长率8月份达到最大,暖季草场禾草和莎草地上生物量的绝对生长率7月份达到最大,且9月份出现了营养的再次积累;1999年,冷季草场禾草地上生物量的绝对生长率在6月份和8月份出现了两个峰值,暖季草场禾草地生物量的绝对生长率在7月份达到最大。对杂草类而言,1998年冷季草场的绝对生长率6月份最大,暖季草场重牧组的绝对生长率8月份达到最大,其他各处理7月份达到最大;1999年重牧组杂草的绝对生长率在6月份达到最大,其他各处理杂草在8月份达到最大。     

休牧对西藏高寒草原和高寒草甸植被与土壤特征的影响

休牧是西藏主要放牧管理和草地保护的措施之一,目的是通过自然力的作用使退化草地的植被与土壤得到恢复,维持较高的多样性和生物量。本研究以西藏中部高寒草原和高寒草甸为研究对象,通过野外调查和室内试验分析,研究自由放牧和休牧对高寒草原和高寒草甸植物物种多样性、总生物量、地上地下生物量权衡以及土壤理化性质的影响,对比自由放牧和休牧对高寒草原和高寒草甸植被与土壤特征影响的差异。结果表明:在高寒草原与高寒草甸,休牧6~8年虽一定程度降低了植物群落的Simpson指数、Pielou指数、Shannon-Wiener指数,增加了植被总生物量,但变化均未达到显著水平(P>0.05)。休牧6~8年提高了地上和地下生物量权衡值,并促使植物更多地向地上部分生长,且在高寒草甸的作用效果更为明显。另外,休牧和自由放牧对高寒草甸以及高寒草原草地土壤机械组成、土壤微团聚体、土壤营养元素影响没有显著差异。综合分析发现,休牧对西藏高寒草地的植被恢复尚未产生明显的效果,表现为休牧对群落生物多样性、植被生物量和土壤理化性质影响均未达显著水平,因此,对西藏休牧的实施效果还有待于今后进一步的观测和研究。     

青藏高原高寒草甸群落特征对氮沉降和增水的响应

试验选择高寒草甸为研究对象,通过连续两年定位观测,采用模拟氮沉降与增水及其交互作用对高寒草地群落特征的影响,为高寒草地生产力功能提升提供科学依据。结果表明:模拟氮沉降和增水及其交互处理,当年均能够显著增加高寒草甸地上总生物量、禾本科植物、豆科植物生物量,但显著降低莎草科植物生物量;而在第2年,增水处理并未明显增加地上生物量,氮沉降与增水交互作用可以稳定地提高高寒草地生产力,各处理均能够明显提高禾本科和莎草科生物量、降低杂类草生物量。增水当年能够显著提高高寒草甸物种丰富度和生物多样性指数,但氮沉降和增水交互降低物种多样性指数;而在第2年,各处理物种数目和多样性指数均降低,且氮沉降与增水的交互作用影响效应达到极显著性检验水平。综合分析,氮沉降和增水及其交互作用在提升草地生产力、优良牧草生物量的同时,也可能造成高寒草甸物种丰富度和多样性指数降低,在草地的适应性管理方面需要引起足够的关注。