践踏和降水对环县典型草原土壤颗粒分维特征的影响

采用试验践踏与模拟降水控制试验,对16个不同试验组合样区表土(0~15 cm)质地的机械组成进行分析,结果表明,随着践踏强度增加,土壤颗粒表现出不同程度的粗化趋势,降水具有双向调节的作用。利用分形模型计算了土壤粒径分形维数,计算结果表明,分形维数指标与践踏强度呈负相关关系。但分形维数递减幅度与模拟降水处理水平相关,在模拟降水处理水平依次为干旱、自然降水、平水、丰水时,粒径分形维数递减幅度依次为4.33%,2.61%,1.34%和1.23%。降水与践踏的匹配关系,对形成确定的分形维数具有决定性作用。由于具有较高分形维数的土壤更易发生放牧侵蚀,若管理不善则会发展为荒漠化。因此,在此种意义上来说,土壤分形维数的测算对进一步研究放牧侵蚀机理和荒漠化形成过程可能具有推动作用。     

颗粒分维特征的影响

采用试验践踏与模拟降水控制试验，对１６个不同试验组合样区表土（０～１５ｃｍ）质地的机械组成进行分析，结果表明，随着践踏强度增加，土壤颗粒表现出不同程度的粗化趋势，降水具有双向调节的作用。利用分形模型计算了土壤粒径分形维数，计算结果表明，分形维数指标与践踏强度呈负相关关系。但分形维数递减幅度与模拟降水处理水平相关，在模拟降水处理水平依次为干旱、自然降水、平水、丰水时，粒径分形维数递减幅度依次为４．３３％，２．６１％，1.34和1.23％。降水与践踏的匹配关系，对形成确定的分形维数具有决定性作用。由于具有较高分形维数的土壤更易发生放牧侵蚀，若管理不善则会发展为荒漠化。因此，在此种意义上来说，土壤分形维数的测算对进一步研究放牧侵蚀机理和荒漠化形成过程可能具有推动作用。     

模拟践踏和降水对高寒草甸阴山扁蓿豆根系特征的影响北大核心CSCD

放牧家畜主要通过践踏、采食和排泄物三方面影响草地稳定性、恢复力和生产力。研究践踏与降水对高寒草甸植物根系特征的影响,有助于全面理解放牧对草地的影响,进而为草地放牧管理提供依据。以天祝高寒草甸分布的阴山扁蓿豆为研究材料进行了为期2年的野外试验,研究了模拟牦牛和藏羊践踏及模拟降水量对阴山扁蓿豆根系特征的影响。结果表明,同一放牧强度下,牦牛践踏对阴山扁蓿豆根系生长的不利影响大于藏羊践踏。随着模拟牦牛和藏羊践踏强度的增加、降水量的降低,阴山扁蓿豆根表面积、根体积和根系生物量在各土层(0~10cm,10~20cm,20~30cm)均呈下降趋势。少雨和牦牛重度践踏抑制了阴山扁蓿豆0~20cm土层的根系生长;平水和丰水处理下阴山扁蓿豆根体积和根系生物量在各处理间均无显著差异,家畜践踏对深层根系(20~30cm)的影响较小。总体来看,降水减少会极显著地影响各土层根表面积、根体积和根系生物量,水分对阴山扁蓿豆根系的影响大于家畜践踏。     

模拟践踏和降水对高寒草甸阴山扁蓿豆根系特征的影响

放牧家畜主要通过践踏、采食和排泄物三方面影响草地稳定性、恢复力和生产力。研究践踏与降水对高寒草甸植物根系特征的影响,有助于全面理解放牧对草地的影响,进而为草地放牧管理提供依据。以天祝高寒草甸分布的阴山扁蓿豆为研究材料进行了为期2年的野外试验,研究了模拟牦牛和藏羊践踏及模拟降水量对阴山扁蓿豆根系特征的影响。结果表明,同一放牧强度下,牦牛践踏对阴山扁蓿豆根系生长的不利影响大于藏羊践踏。随着模拟牦牛和藏羊践踏强度的增加、降水量的降低,阴山扁蓿豆根表面积、根体积和根系生物量在各土层（0～10 cm,10～20 cm,20～30 cm）均呈下降趋势。少雨和牦牛重度践踏抑制了阴山扁蓿豆0～20 cm土层的根系生长;平水和丰水处理下阴山扁蓿豆根体积和根系生物量在各处理间均无显著差异,家畜践踏对深层根系（20～30 cm）的影响较小。总体来看,降水减少会极显著地影响各土层根表面积、根体积和根系生物量,水分对阴山扁蓿豆根系的影响大于家畜践踏。     

环县典型草原放牧家畜践踏的模拟研究

践踏是放牧家畜对草地的三大影响因素之一,也是导致草原全面退化的主要原因。但是由于技术和方法的限制,相关报道较少,极大地削弱了对草地农业生态系统的主体-草畜界面生态动力机制的整体认识。基于此,在我国干旱半干旱的黄土高原典型草原区兰州大学环县草畜生产系统野外实验点,通过滩羊夏季轮牧试验践踏强度的跟群观测、践踏同质性试验、模拟降水与试验践踏双因子试验进行了为期2年的系列研究。     

模拟践踏和降水对高寒草甸土壤物理特性和微生物数量的影响

为探讨牦牛和藏羊践踏对高寒草甸的影响分异,于甘肃天祝高寒草甸布设试验,研究了模拟践踏和降水对高寒草甸土壤物理特性和微生物数量的影响。研究结果表明,随着践踏强度和降水量的增大,0~10 cm土层土壤的紧实度和容重也随之增大,而土壤饱和导水率呈递减趋势。0~10 cm土层土壤呼吸速率随践踏强度的增大而降低,牦牛和藏羊重度践踏下的土壤呼吸速率较对照分别降低了37%和45%,而土壤呼吸速率随降水量的增加而显著增大(P<0.05)。随着践踏强度的增大,土壤表层的细菌菌落数呈现先增多后减少的趋势,而土壤中真菌和放线菌的菌落数均逐渐减少;三大类土壤微生物随降水量的增大均呈递增趋势;且随着土层的加深各微生物数量均呈递减趋势。10 cm以下土层土壤的物理性质受家畜践踏的影响不显著(P>0.05)。同一降水量下牦牛践踏对土壤的压实效应高于藏羊;藏羊践踏后土壤容重和紧实度较对照分别增加了20%和39%以上,牦牛践踏后的土壤容重和紧实度较对照增幅达23%和44%以上;且牦牛践踏下的土壤呼吸速率、饱和导水率、三大类微生物数量均小于同践踏强度下的藏羊处理。总体而言,随着家畜践踏强度和土壤含水量的增大,土壤物理性质和微生物数量受其影响越大;家畜的践踏对土壤物理特性的影响主要作用于0~10 cm土层,且牦牛对土壤的压实效应和对微生物分布的抑制作用均大于藏羊。     

模拟条件下藏羊、牦牛践踏和降水对东祁连山高寒草甸地上植被生长的影响

在东祁连山甘肃省天祝县高寒草甸采用模拟藏绵羊、牦牛践踏及降水试验,分析草甸地上植被群落高度、生殖枝数量以及生物量变化,研究家畜践踏和降水对高寒草甸的影响。结果表明:两年试验处理下草甸群落高度、总生殖枝密度及地上生物量均随模拟降水量的减少、践踏强度的增加呈下降趋势,生殖枝死亡数呈上升趋势。同一水分处理下,践踏末期的群落高度、总生殖枝密度及地上生物量均显著低于未践踏处理(P<0.05),生殖枝死亡数显著高于对照(P<0.05)。相同践踏强度下,丰水处理草地地上生物量均显著高于缺水处理(P<0.05)。缺水处理(40 mm/月)下,较对照第1年藏羊和牦牛重度践踏区地上生物量分别下降49.88%、75.54%,次年分别下降55.46%、77.13%。相同践踏强度下,两年藏羊践踏处理的群落高度、总生殖枝密度及地上生物量均高于牦牛践踏,生殖枝死亡数低于牦牛践踏。研究认为,家畜践踏抑制了高寒草甸植物的生长,且抑制程度牦牛大于藏羊;充足的水分可显著缓解践踏对高寒草甸植被生长的抑制作用。     

模拟牦牛和藏羊践踏与降水对矮生嵩草根系营养物质含量的影响

在高山草甸进行模拟牦牛和藏羊践踏与降水双因子调控试验,探究矮生嵩草根系营养物质含量对模拟牦牛和藏羊践踏强度与降水的响应。结果发现,随着模拟践踏强度(牦牛和藏羊)的增加,矮生嵩草根系还原糖、可溶性蛋白、可溶性糖、淀粉及粗蛋白质含量均呈先升后降趋势。在相同践踏强度下,随着模拟降水量的下降,矮生嵩草根系可溶性糖、可溶性蛋白、还原糖、淀粉和粗蛋白质含量均呈下降趋势。3个水分处理下,牦牛和藏羊中度践踏下矮生嵩草根系物质含量(可溶性糖、可溶性蛋白、还原糖、淀粉和粗蛋白质)均显著高于对照(P0.05)。丰水处理下,牦牛和藏羊践踏下矮生嵩草根系营养物质含量均显著高于同等践踏强度下少雨处理(P0.05)。丰水和缺水处理下,牦牛中度践踏下矮生嵩草根系可溶性糖和可溶性蛋白含量显著高于藏羊中度践踏处理。少雨、平水和丰水处理下,藏羊重度践踏处理下根系还原糖、淀粉和粗蛋白质含量均显著高于牦牛重度践踏处理(P0.05)。模拟践踏和降水共同作用对矮生嵩草根系可溶性糖、可溶性蛋白、还原糖、淀粉和粗蛋白质的影响均达极显著水平。综合可得,适度的牦牛和藏羊践踏有利于根系营养物质的积累,少雨和重度践踏会抑制根系营养物质的积累。     

阴山扁蓿豆光合特性对模拟牦牛、藏羊践踏和降水的短期响应

为明晰牦牛和藏羊践踏对阴山扁蓿豆光合特性的分异影响,在天祝高寒草地采用模拟降水和践踏双因子控制试验,研究了阴山扁蓿豆单叶面积、叶绿素含量、叶片气体交换参数变化对短期模拟牦牛、藏羊践踏和降水的响应。结果表明,随着模拟牦牛和藏羊践踏强度的增加、模拟降水量的降低,阴山扁蓿豆单叶面积、叶绿素含量、蒸腾速率(T_r)、叶片气孔导度(G_s)和净光合速率(P_n)均呈下降趋势,胞间CO₂浓度(C_i)呈上升趋势。相同降水量下,藏羊和牦牛轻度践踏强度下阴山扁蓿豆蒸腾速率、叶片气孔导度和净光合速率均高于对照,胞间CO₂浓度低于对照。与对照相比,牦牛重度践踏处理下阴山扁蓿豆单叶面积、叶绿素含量、蒸腾速率、叶片气孔导度和净光合速率的降幅和胞间CO₂浓度的升幅均大于藏羊重度践踏处理。单一的模拟降水或模拟践踏极显著地影响了各测定指标,且两者共同作用对阴山扁蓿豆单叶面积、蒸腾速率、叶片气孔导度、净光合速率和践踏末期叶绿素含量的影响达极显著水平。综合可得,牦牛和藏羊轻度践踏可促进阴山扁蓿豆光合作用,重度践踏严重抑制了阴山扁蓿豆光合作用,且牦牛践踏对阴山扁蓿豆光合能力的抑制作用大于藏羊践踏。     

基于RUSLE模型的三江源高寒草地土壤侵蚀评价

探讨三江源区高寒草地生态系统土壤侵蚀问题在保障青藏高原乃至全球生态和生产功能方面具有重要意义。以¹³⁷Cs示踪法为基础,结合RUSLE (Revised Universal Soil Loss Equation)模型, 以GIS反演为手段,综合分析三江源区2001-2012年土壤侵蚀影响因子的特征和土壤侵蚀空间分布规律。结果表明,1)土壤侵蚀影响因子呈现空间异质性特征,降雨侵蚀力因子年际浮动变化较大,但总体呈上升态势;土壤可蚀性因子呈斑块化分布特征,较高可蚀性类占到总面积的95.66%;坡度坡长因子的空间分布规律受海拔显著影响;植被覆盖与管理因子在研究区自西北向东南呈现空间异质性特点,过度放牧是引起下垫面侵蚀现象严重的主要原因。2)对RUSLE模型的验证显示相关系数和平均均方根偏差分别为0.49和75.29%,RUSLE模型估算存在一定的高估,在没有形成三江源区高寒草地土壤侵蚀机理模型前,应用RUSLE模型仍然是较好的现实选择之一。3)利用RUSLE模型估算的三江源2001-2012年平均侵蚀量为3.1×10⁹ t/年,侵蚀强度分级重心转移分析表明中度侵蚀、强度和极强度侵蚀重心相对集中,侵蚀程度最高的3个地区为格尔木市唐古拉乡、治多县和兴海县。4)由土壤流失量结合市场价值法,估算出研究区2001-2012年平均有机质经济损失价值为114354元/km², 总年均经济损失达399亿元,整个研究区受土壤侵蚀现象所产生的经济损失数额巨大。因此,创新发展三江源区高寒草地“分类、分级、分段、分区”的土壤侵蚀防治措施已迫在眉睫。     

高寒草甸土壤物理特性和微生物数量对模拟践踏的响应

为探明高寒草甸土壤对家畜践踏的响应机制,于甘肃天祝进行了牦牛和藏羊的模拟践踏试验,研究了不同强度模拟践踏对土壤物理特性及微生物数量的影响。结果表明,0～10 cm土层的土壤紧实度和容重,随着践踏强度的增加均呈递增趋势;而呼吸速率和饱和导水率呈递减趋势。0～10 cm土层的3大微生物数量随践踏强度的增大而减小。同一践踏强度下,牦牛践踏后0~10 cm土层的土壤紧实度和容重均大于藏羊践踏处理;而饱和导水率、呼吸速率和微生物数量均小于藏羊践踏处理。综合分析认为,家畜的践踏强度越大,土壤的压实效应越显著;一个生长季的模拟践踏主要影响0～10 cm土层土壤的物理性质;且牦牛对土壤的压实效应和对微生物分布的抑制作用均大于藏羊。     

氮磷钾复合肥对上海"JD-1结缕草"草坪耐践踏性的影响

通过践踏器模拟践踏,研究氮、磷、钾复合肥对践踏胁迫下上海"JD-1结缕草"草坪耐践踏性的影响,结果表明:非践踏区和践踏区内,结缕草Zoysia japonica的地上生物量和绿叶率随着复合肥用量的增加而增加.践踏胁迫下,50 g/m2处理的地上生物量和绿叶率显著高于不施肥(P＜0.05);施肥可使践踏结缕草叶片中游离脯氨酸含量增加,丙二醛含量和细胞膜透性降低,光合作用增强,从而,提高了上海"JD-1结缕草"的耐践踏性.氮、磷、钾复合肥能够有效减轻践踏对结缕草的胁迫程度,提高结缕草草坪的耐践踏性.     

人工践踏对无土草坪基质的影响

本试验采用人工践踏的方式,研究了不同组合配比的基质对无土草坪耐践踏性的影响。结果表明,良好的无土草坪基质配比及适合的厚度是保证无土草坪优良的耐践踏性及观赏性的关键。本试验中,草坪草生长基质层和弹性材料层均为25 mm,结构合理、厚度适中,克服了现有草坪基质薄、持水力差的缺点。在相同践踏强度下,能维持较高水平的草层高度、草坪盖度和草坪草分蘖数,分别达到了5.14 cm、97.60%和123.97 个·dm-2,且停止践踏后草坪质量能快速恢复。均匀混合的草坪草生长基质层和弹性材料层,在厚度一致的前提下并不耐践踏,实际效果不好。土壤坪床的处理效果最差。因此,具有独立的草坪草生长基质层和弹性材料层且厚度适中的基质,适用于生产耐践踏性好的无土草坪。     

践踏对草垫式人造-天然混合草坪质量的影响

为研究践踏对草垫式混合草坪草质量和根系生长的影响，本研究以多年生黑麦草品种‘名仕’为研究材料，以无草垫处理为对照，通过践踏器模拟研究轻度、中度和重度践踏条件，进行为期4周的践踏处理，以此研究两种草垫对不同人造-天然混合草坪的坪观质量、生长特性和运动质量的影响。结果表明：在践踏条件下，草垫式混合草坪的色泽、盖度和坪观质量等综合表现优于天然草坪，且践踏强度越大差异越明显，其中在践踏4周后的重度践踏条件下，两个草垫试验组分别比对照组的色泽提高了45.5%和39.0%，盖度分别比对照组提高了136.4%和150.0%。在践踏处理下，草垫减缓了草坪的损伤程度，对草坪草地上和地下部分的生长起到了保护作用，对践踏具有缓冲作用，践踏4周后无背衬试验组的根长在轻度、中度和重度践踏下分别比对照组提高了105.3%、239.1%和152.6%。草垫在践踏胁迫下对草坪草生长起到了较为明显的保护作用，增加草坪的扭动摩擦，降低了摔倒的风险，但草垫增加了草坪的表面硬度和坪床紧实度，使得头部损伤风险加大，其中有背衬结构的风险较大。因此在草垫式混合草坪的使用中要采取适宜的养护措施，避免硬度过高带来风险。     

不同坪床配比对‘阳江’狗牙根草坪耐践踏性的影响

采用大田实验,研究了连续两年模拟践踏处理对不同坪床配比[河沙(S)∶黄沙(C)=0∶100、20∶80、40∶60、60∶40、80∶20、100∶0(对照)]的国审品种‘阳江’狗牙根运动场草坪坪床物理性质、根系形态、根系空间分布、草坪生长和坪用质量的影响。结果表明,践踏处理增加了土壤容重、土壤紧实度和土壤剪切力,降低了土壤总孔隙度;坪床物理性质的变化虽然降低了‘阳江’狗牙根草坪地下部生长,但是改变了根系形态,促进了根系向深层扩展;根系形态和分布的变化影响了草坪地上部生长和坪用质量,草屑、残茬干重和坪用质量降低而地上部密度增加。与传统的纯河沙坪床比较,混入一定比例的黄沙,降低了土壤紧实度,促进了根系生长和向根系层深处的扩展,提高了草坪地上部密度和残茬干重,增加了草皮的耐磨损性,全面提高了运动草坪的耐践踏性。其中,践踏处理对坪床配比河沙60%黄沙40%的坪床物理性质、根系形态和分布、地上部生长和坪用质量的影响最小。因此,河沙60%黄沙40%为‘阳江’狗牙根最佳坪床配比。     

Trampling and Cover Effects on Soil Compaction and Seedling Establishment in Reseeded Pasturelands Over Time

A field study in Randall County, Texas, was conducted to determine how soil bulk density and plant cover change over time in response to deferment following a high-density, high-intensity, short-term grazing/trampling event. Green Sprangletop (Leptocloa dubia Kunth.) and Kleingrass (Panicum coloratum L.) were broadcasted at 4.5 kg ha⁻¹ pure live seed (PLS) on former cropland that had a partial stand of WW-Spar Bluestem (Bothriochloa ischaemum L.). A high-density, high-intensity trampling event was achieved with twenty-four 408-kg Bos taurus heifers occupying four 0.10-ha plots (97 920 kg live weight ha⁻¹) for 10 h, with four adjacent 0.10-ha control plots left untrampled. Canopy and basal cover were determined by plant functional group using the Daubenmire method after rainfall events of > 0.254 cm, and a 5.08 × 7.62 cm core was collected to determine soil bulk density. Strips of supplemental plant material were applied in March to test the effects of 100% soil cover on seedling recruitment. Trampled treatments had 30% less vegetative cover (P < 0.01) and average soil bulk densities that were 0.20 g cm⁻³ higher (P < 0.01) than untrampled plots post trampling. Bulk density decreased with deferral until there were no significant differences between treatments (240 d). However, WW-Spar basal cover increased in both treatments, with no differences between treatments. Trampling did not affect seedling recruitment, but supplemental cover increased seedling density on three of five subsequent sampling dates (P < 0.05). Canopy cover of warm season perennial grasses in trampled treatments surpassed that of the untrampled treatments during the early growing season of 2016 (P < 0.01) but were no different after mid-June. Hydrologic function can be maintained with high stock densities by providing adequate deferment to reestablish sufficient cover and allow natural processes to restore porosity.