青藏高原东缘不同恢复措施对披针叶黄华繁殖构件及资源分配的影响

以青藏高原东缘不同恢复措施草地中典型毒杂草披针叶黄华(Thermopsis lanceolata)为研究对象,通过设置放牧、围封和综合措施(围封+施肥+划破+补播)3种不同处理,比较披针叶黄华形态特征、器官生物量和资源投资状况,以揭示不同恢复措施对披针叶黄华繁殖分配的影响.结果表明:围封和综合措施显著降低了披针叶黄华的生殖枝高、营养枝高、每株分枝数、花和荚果数量(P<0.05).围封比放牧处理显著增加了披针叶黄华的根系生物量和生殖投资,显著降低了茎叶投资(P<0.05);综合措施比围封处理显著降低了披针叶黄华的总生物量、地上部生物量、花和荚果重以及生殖投资(P<0.05).3种处理下披针叶黄华的茎叶生物量与总生物量之间极显著相关(P<0.01).植物可以通过调整繁殖对策来适应环境的变化,围封对严重退化草地上披针叶黄华的防控效果并不理想,需要结合施肥、划破、补播措施才能使其得到有效的防控.     

披针叶黄华茎叶性状对不同草地管理措施的响应及其生长关系研究

以青藏高原东缘草地典型毒杂草披针叶黄华(Thermopsis lanceolata)为研究对象,通过设置放牧、围封和综合措施(围封+施肥+划破+补播)3种不同的处理,比较披针叶黄华茎叶性状对不同草地管理措施的响应,茎与叶片间的生长关系及其生态适应性。结果表明:综合措施显著降低了披针叶黄华的叶片性状指标;与综合措施相比,放牧显著增加了每株植物茎干重(P<0.05);不同管理措施处理下披针叶黄华叶长、叶宽与叶面积之间,比叶重与茎干重之间均呈简单的异速生长关系,总叶干重与茎干重之间呈等速生长关系,不同的草地管理措施能够通过影响生长曲线的斜率从而影响二者之间的生长关系。围封对退化草地上披针叶黄华茎和叶片的生长抑制效果并不理想,因此需要同时结合施肥、划破、补播等综合管理措施才能使其得到有效的防控。     

不同牧草混播对退化高寒草甸土壤养分及生物量的影响

适宜的牧草混播对于改善退化高寒草甸及高寒地区畜牧业现状具有重要的现实意义,但不同牧草混播条件下退化高寒草甸土壤养分及生物量变化特征尚不明确。为此,本研究以垂穗披碱草（Elymus nutans）、早熟禾（Poa pratensis）、呼伦贝尔苜蓿（Medicago falcata）为试验草种,在三江源区重度退化高寒草甸开展为期3年的混播试验,探讨不同牧草混播对退化高寒草甸土壤养分及生物量的影响。结果表明：不同牧草混播条件下,草甸土壤有机碳含量与全氮及不同形态氮素含量呈显著正相关（P<0.05）;草甸土壤养分含量发生显著变化（P<0.05）,EM（垂穗披碱草+呼伦贝尔苜蓿）混播的土壤养分状况最佳;草甸地上、地下生物量显著增加（P<0.05）,EM混播的效果最为显著（P<0.05）。综上,在重度退化高寒草甸恢复过程中,如采取人工草地建植手段,建议选择EM混播。     

不同调控措施对中度退化高寒草甸植被及土壤理化性质的影响

为探究退化草地植被和土壤理化性质对不同调控措施的响应,本研究以中度退化高寒草甸为研究对象,采取春季休牧（T1）,春季休牧-划破草皮（T2）,春季休牧-划破草皮-施肥（T3）,春季休牧-划破草皮-播种（T4）,春季休牧-划破草皮-施肥-播种（T5）措施,以中度退化高寒草甸为对照（CK）,探讨各调控措施下植被与土壤理化性质的变化规律。结果表明：与CK相比各调控措施下物种丰富度、多样性、均匀度指数以及地上、地下生物量均显著增加（P<0.05）;补播‘青海’草地早熟禾（Poa pratensis‘Qinghai’）后样地杂类草重要值降低,禾本科重要值增加;CK土壤pH、容重和铵态氮含量最高;T2下土壤速效磷含量最高;T3下土壤硝态氮含量最高;T4下有机磷含量最高;与CK相比,T5下土壤含水量、有机碳、全氮、全钾、速效钾含量均显著增加（P<0.05）。综上,春季休牧-划破草皮-施肥-播种措施能在短时间内改善退化高寒草甸的现状,提高可食牧草比例,有利于高寒草甸的恢复。     

高寒草甸植被群落特征及其营养品质对围栏封育的响应

为探究长期封育对高寒草甸植被功能群落特征和营养品质年际动态的影响,本研究以围封11年和连续放牧高寒草甸为研究对象,采用3年连续野外群落调查和室内牧草营养品质分析相结合的方法,比较了长期围封和连续放牧2种草地管理措施对5个植被功能群特征和营养品质的影响。结果表明：围封样地禾本科（Grass group,GG）、莎草科（Sedge group,SG）、豆科（Leguminous group,LG）和杂类草（Forbs group,FG）4个功能群盖度和地上生物量显著高于放牧样地（P<0.05）,功能群密度、物种丰富度指数、Shannon-Wiener指数、粗蛋白（Crude protein,CP）和体外干物质消化率（In vitro dry matter digestibility,IVDMD）显著低于放牧样地（P<0.05）;围封样地4个功能群的密度、群物种丰富度指数、Shannon-Wiener指数、CP和IVDMD表现出不受年际降雨量影响而逐渐下降的趋势。研究建议对围封11年的高寒草甸可进行适当的放牧以增加植被功能群物种多样性和牧草营养品质。     

不同强度放牧对祁连山高寒草甸优势种牧草营养价值的影响

为了研究放牧强度对祁连山高寒草甸优势牧草营养价值的影响,本研究以10年围封、轻度、中度和重度放牧处理下的高寒草甸作为研究对象,研究放牧强度对4个优势种牧草营养价值年际、月际变化和种的影响。结果表明：放牧显著增加了矮生嵩草（Kobresia humilis Sergiev）的粗蛋白（CP）和锦鸡儿（Caragana sinica Rehder）的干物质消化率（DMD）,显著降低了锦鸡儿的中性洗涤纤维（NDF）（P<0.05）;4种优势牧草CP和DMD表现出明显的年际和月际变化规律,即多雨年份CP和DMD显著高于干旱年份（P<0.05）,6月份牧草返青季CP和DMD含量显著高于9月份牧草枯黄季（P<0.05）,而NDF含量变化趋势则与之相反;4种优势牧草CP、DMD和NDF受到放牧强度、年际变化、月际变化和种的相互影响。因此,建议对围封高寒草甸进行放牧,并在干旱年份和牧草生长季末家畜转场或补饲,实现祁连山草地畜牧业的可持续发展。     

植物根际促生菌菌肥在高寒草甸替代化肥效应研究

为探究青藏高原高寒草甸退化问题,从施肥可以改良草地退化的角度出发,本研究以青海省高寒草甸为研究对象,通过设置不同施肥处理,即对照不施肥（CK）、施加氮肥250 kg·hm^-2（N）、磷肥400 kg·hm^-2（P）、氮磷肥300 kg·hm^-2（NP）、有机肥2 000 kg·hm^-2（O）、植物根际促生菌（Plant growth-promoting rhizobacteria,PGPR）菌肥7.5 kg·hm^-2（J1）,15 kg·hm^-2（J2）,22.5 kg·hm^-2（J3）、PGPR菌肥+70%氮肥（J1+N）、PGPR菌肥+70%磷肥（J1+P）,对不同施肥处理高寒草甸的改良效果、PGPR菌肥的适用性以及菌肥替代化肥的效果进行分析。结果表明：NP显著提高地上生物量（P<0.05）,J1+N处理不仅增加了地上生物量,还可缓解施用N肥造成的物种丰富度下降,同时增加土壤水分和全氮含量（P<0.05）,又不会引起盐渍化。综上所述,J1+N处理能够部分替代化肥,减少无机化肥对生态环境的危害,推荐在高寒草甸施用。     

退化高寒草甸狼毒群落分类特征及其环境影响因子

狼毒的入侵扩散对青藏高原高寒草甸生态系统的影响和当地畜牧业健康发展的制约日益严重。基于祁连山中段典型样地的群落调查、土壤采样和高精度地形测量数据,采用双向指示种分析（TWINSPAN）、除趋势对应分析（DCA）和冗余分析（RDA）在微观尺度上探讨了退化高寒草甸狼毒群落的分类特征及其对环境因子的响应关系。结果表明：1）TWINSPAN分类将退化草甸狼毒群落划分为3种群丛类型,即Ⅰ）狼毒+紫花针茅+线叶嵩草+披针叶黄华群丛;Ⅱ）狼毒+紫花针茅+委陵菜+美丽风毛菊群丛;Ⅲ）紫花针茅+草玉梅+狼毒+早熟禾群丛。2）RDA分析显示土壤全磷、全钾含量是影响退化草甸狼毒群落分布的主要环境因子,其次是坡向。土壤养分对于狼毒群落空间格局的形成发挥着重要作用,覆盖度高的狼毒群丛对低磷、低钾的土壤环境更敏感。3）随着入侵程度加重,狼毒群丛Ⅲ、Ⅱ、Ⅰ的物种优势度发生明显更替,禾本科植物（早熟禾、紫花针茅）重要值减小（4.10、3.12、2.10）,豆科植物（异叶米口袋、花苜蓿）重要值先增后减（0.28、0.57、0.25）,莎草科植物（线叶嵩草、矮生嵩草）重要值增加（0.23、1.18、2.19）、毒杂草（狼毒、草玉梅、披针叶黄华、乳白香青、青海刺参等）重要值明显上升（6.10、5.14、10.08）,群落Ⅰ和Ⅱ中狼毒替代紫花针茅成为最重要的建群种,狼毒覆盖度呈规律地梯度增加（5.5%、11.0%、29.7%）。本研究反映了狼毒型退化草甸逆向演替过程中的群落构成和环境因子变化特征,可为草地资源管理、退化草甸修复及狼毒综合治理提供参考和依据。     

放牧和长期围封对祁连山高寒草甸优势牧草营养品质的影响

为探究放牧、长期围封对祁连山高寒草甸优势牧草营养品质的影响,采用野外采样、室内测定和数据统计分析相结合的方法,对放牧和长期围封高寒草甸4个优势种牧草[（嵩草（Kobresia humilis）、珠芽蓼（Polygonum viviparum L）、金露梅（Potentilla fruticosa L）和锦鸡儿（Caragana sinica Rehder）]营养品质年际和月际变化的影响及其相互关系展开研究。结果表明：与长期围封相比,放牧显著增加了嵩草、珠芽蓼和锦鸡儿粗蛋白（CP）和消化率（DMD）,显著降低了中性洗涤纤维（NDF）（P<0.05）;放牧和长期围封对4个优势种牧草CP、DMD和NDF的影响表现出明显的年际和月际变化规律,即多雨年份CP和DMD显著高于干旱年份（P<0.05）;返青季6月份CP和DMD显著高于枯黄季9月份,NDF则与之相反;放牧和年份、月份互作对4个优势种营养品质影响各有不同。本研究能为草原长期围封和解封提供理论参考,对草原管理和利用具重要意义。     

模拟增温对高寒草甸植物物种多样性与初级生产力的影响

青藏高原因其环境脆弱的特征,高寒植物群落生产力和多样性对气候变化的响应极其敏感。当前,关于高寒针茅化草甸多样性和生产力对气候变化做出何种应答还不明确。本研究利用开顶气室法（Open top growth chambers,OTCs）进行模拟增温,通过研究高寒针茅化草甸生态系统植物群落物种多样性和初级生产力的变化,探讨高寒针茅化草甸对增温效应的响应。研究结果表明：1）温度升高对高寒针茅化草甸部分物种的重要值产生显著影响（P<0.05）,群落Shannon-Wiener多样性指数显著下降（P<0.05）,物种丰富度指数显著下降（P<0.05）,群落的总初级生产力变化不显著;2）物种多样性与初级生产力之间不是简单的线性关系。因此,增温处理使得土壤水资源匮乏,导致物种多样性与初级生产力的相关性减弱。     

青藏高原毒草型退化草地治理技术研究进展

毒草型退化草地是青藏高原高寒草地退化的主要类型之一,毒草型退化草地的毒草丛生、蔓延及其危害已成为草地利用和畜牧业生产中面临的严峻问题,亦是退化草地治理和植被恢复中不容忽视的研究论题。物理、化学、生物防除是目前国内外主要的毒草治理技术。本文以青藏高原藏北棘豆型、祁连山狼毒型、川西北甘南黄帚橐吾型、青海湖海西醉马草型、三江源黑土滩次生毒草型这5类典型的毒草型退化草地为研究对象,综述了青藏高原毒草的基本情况及危害、毒草入侵及扩散机制、青藏高原毒草治理技术,集成了毒草型退化草地恢复技术,以期使毒草的生态地位和经济价值被重视,为青藏高原生态建设提供重要的理论基础。     

当前(1970—2000)与未来气候变化情境下中国醉马芨芨草潜在分布预测

醉马芨芨草(Achnatherum inebrians)是我国西北、华北地区严重危害草地畜牧业和生态安全的主要毒害草之一,但其在药用、造纸、脱毒后饲用等方面有一定利用价值。本研究利用优化的MaxEnt模型预测了当前(1970—2000年)条件下和未来(2050 s和2070 s)4种气候变化情景下的醉马芨芨草潜在分布。结果显示：影响当前醉马芨芨草分布的关键环境变量与其适生阈值为12月平均最高气温(—7.5～7.9℃)、海拔(1 053.8～4 590.9 m)、最冷季降水量(1.6～24.6 mm)和降水量变异系数(25.5～111.5);当前醉马芨芨草主要分布于新疆、西藏、四川、青海、甘肃、内蒙古、宁夏、陕西和山西等省区;在未来4种气候情景下,醉马芨芨草适生区面积均会增加,并向高纬度和高海拔地区迁移。研究为醉马芨芨草的防治和资源利用、草地生态学研究和草地放牧管理提供了理论依据和参考。     

甘南草原不同退化草地植被和土壤微生物特性

为研究草地退化对植被和土壤微生物的影响,本试验以甘南州碌曲县高寒草地为研究对象,调查研究不同退化程度草地植被特征,并测定土壤微生物呼吸、土壤微生物量碳、土壤微生物代谢熵及土壤微生物群落结构变化。结果表明：随着草地退化程度的加重,高寒草地植物种类减少,优势植物种类发生变化,植被高度、盖度、植株数、鲜草产量下降;土壤基础呼吸和诱导呼吸、土壤微生物量碳及土壤代谢熵等指标均有不同程度的下降;土壤总磷脂脂肪酸（Phospholipid fatty acid,PLFA）、土壤细菌、放线菌含量减少,真菌含量增多,土壤微生物群落结构发生变化,压力指数增高;植被与土壤微生物各指数呈一定的相关性。本研究说明高寒草地退化过程中植被演替与土壤微生物变化密切相关。     

三江源区“黑土滩”次生植被形成的三阶段物种生态位与毒杂草繁殖特征

为了改善和治理青藏高原三江源区"黑土滩",本文利用生态位理论,以青藏高原三江源区"黑土滩"毒杂草次生植被形成三阶段群落特征为基础,分析了群落结构变化及毒杂草植被形成机理,提出了"剩余空间"概念。结果表明：随着"黑土滩"三阶段的演替,可食性牧草重要值降低。株型较小、对资源需求少的莎草科和禾本科物种与株型较大、对资源需求多的大型毒杂草相比,存活株数相对较多,生态位相对较宽。随着草地秃斑面积扩增,相似生活型的宽生态位物种会高度重叠,留出"剩余空间"。具有无性繁殖特征的多年生毒杂草会充分利用"剩余空间",加剧土壤养分分布的不均匀性,增大土壤的空间异质性,从而形成"水热空洞效应"。本文提出了草地恢复可利用毒杂草作为先锋植物占据"剩余空间",再通过人工干预,逐步改良"黑土滩"的治理思路。     

我国天然草地毒害草化学防控研究进展

我国拥有天然草地面积3.93亿hm2,位居世界第二。天然草地是我国重要的绿色生态屏障,具有调节气候、防风固沙、保持水土、涵养水源、固氮储碳、净化空气、维护生物多样性等重要功能,也是发展草地畜牧业的重要物质基础。长期以来,由于天然草地干旱、鼠虫害、超载过牧等因素的影响,导致草地严重退化、沙化、生态持续恶化,可食牧草急剧减少,而毒害草却大量滋生和蔓延。毒害草导致牲畜中毒呈现多发、频发,甚至暴发态势,经济损失严重,被称为天然草地的"绿色杀手"。对我国西部地区牧民的生产、生活、社会稳定和国家生态安全造成威胁。论文围绕毒害草对草地畜牧业的危害、除草剂发展历程、除草剂种类、除草剂在防控主要毒害草方面的应用等方面进行综述,并提出今后毒害草防控中应注意的问题,对科学认识毒害草在天然草地中的生态作用和综合利用有指导意义。     

免耕补播对北方退化草地生产力及营养品质的影响

免耕补播是恢复退化草地生产力的重要措施之一,为探究在北方退化草地上补播豆科和禾本科牧草对草地生产力和营养品质的影响,本试验在四川若尔盖、甘肃夏河、青海祁连、陕西榆林设置不补播（CK）、补播紫花苜蓿（Medicago sativa L）与无芒雀麦（Bromus inermis Leyss）或垂穗披碱草（Elymus nutans Griseb）（ZW）,以及黄花苜蓿（Medicago falcata L）与无芒雀麦或垂穗披碱草（HW）3个处理。试验结果表明补播豆科与禾本科牧草后豆科与禾本科优良牧草比例与地上总生物量显著增加（P<0.05）;牧草粗蛋白含量也显著提升（P<0.05）,在甘肃夏河、青海祁连、陕西榆林试点HW处理下粗蛋白含量较ZW处理高;两种补播处理后牧草的相对饲喂价值与未补播处理相比也显著增加（P<0.05）。结果表明在四个试验点补播豆科与禾本科牧草均改善了草地植被群落的组成与生产力以及营养品质。     

不同放牧方式下防除黄帚橐吾对高寒草地植物群落的影响

合理的放牧方式是青藏高原高寒草地可持续利用的前提。本研究通过监测牧、自由放牧+药物防除(牧+防,G+C)、牧草生长季禁牧(禁,E)和牧草生长季禁牧+药物防除(禁+防,E+C)4种草地管理措施对黄帚橐吾(Ligularia virgaurea)型退化草地的群落特征和产草量的影响发现：牧+防和禁+防显著降低黄帚橐吾地上生物量和密度(P<0.05);植物群落地上生物量和高度在禁和禁+防处理下显著高于其他处理(P<0.05),且在牧+防和禁+防处理下,植物群落的优势种由黄帚橐吾+垂穗披碱草变为高原早熟禾,而牧和禁处理下,植物优势种在3年内均为黄帚橐吾;只有放牧处理下物种多样性在年份间变化显著(P <0.05);牧+防和禁+防处理下,禾本科地上生物量占比显著增加(P <0.05),而黄帚橐吾地上生物量占比显著减少(P <0.05)。综上所述,牧+防和禁+防均可显著抑制黄帚橐吾生长,而禁+防显著提高禾本科牧草的产量。因此,禁+防是橐吾型退化草地恢复改善的适宜管理措施。     

新疆伊犁草原毒害草种类及其发生与危害

为查明新疆伊犁毒害草种类,2003-2009年采取普查和随机调查的方法对中国新疆伊犁河谷的天然草地进行了调查。结果表明,毒害草植物有12个科、104个种,侵害面积73万hm2,分布在整个伊犁河谷草原;危害严重的有白喉乌头(Aconitumleucostomum)、准噶尔乌头(A.soongaricum)、纳里橐吾(Ligularianarynensis)、狼毒(Stellerachamaejasme)、野麻(Leonurus heterophyllus)、苦豆子(Sophora alopecuroides)、针茅(Stipacapillata)、水杨梅(Geumaleppicum)、大戟(Eupborbiaspp.)、大蓟(Cirsiumjaponicum)和骆驼蓬(Peganumharmala)等;主要优势种是白喉乌头、准噶尔乌头和纳里橐吾,100 m2的样地中,2003年纳里橐吾平均为210株,2006年平均为1 045株,2008年为2 347株;2003年白喉乌头平均为48株,2006年平均为288株,2008年平均为366株;毒害草在新疆伊犁草原正呈快速蔓延之势。新疆伊犁草原毒害草分布具有明显的区域性和地域性,且毒害草萌发早、生长速度快,并有多种繁殖和传播方式,危害性大。     

乌鲁木齐周边典型荒漠草地群落物种多样性及生物量关系研究

为探讨荒漠草地群落物种多样性及生物量分配，本研究采用样方法对乌鲁木齐市周边典型荒漠草地群落物种多样性与生物量的关系进行研究。结果表明：乌鲁木齐周边典型荒漠草地群落物种组成单一，群落平均高度、盖度、密度、生物量呈现显著性差异(P<0.05)；0～50cm土层中，群落地下生物量除梭梭群落均随着土层深度增加而逐渐减小，梭梭群落则呈先增加后降低的趋势；植物群落呈异速生长模式，拟合方程为：y=231.375×e^{0.003 3x}(R²=0.714 8)；凋落物生物量与地下生物量之间呈线性关系，拟合方程为：y=13.818x+259.812(R²=0.616 1)；地上生物量与物种多样性之间呈单峰变化曲线，对应方程为：y=-5.210 4x²+0.004 5x+0.369 9(R²=0.307 1，P<0.01)，群落地下生物量与物种多样性之间关系表现出极显著的线性相关，对应方程为：y=3.073 5x+0.678 2(R²=0.543 4，P<0.05)。本研究结果可为退化荒漠草地的恢复及生物多样性保护、生态系统功能维持与恢复提供基础数据。     

放牧对西藏高寒嵩草草甸地上生物量空间分布的影响

以西藏自治区工布江达县的高寒嵩草（Kobresia）草甸为研究对象,利用地上生物量测定法对草地群落进行实地调查,并结合γ分布模型,从空间异质性角度来探索放牧对西藏高寒草甸地上生物量及其空间分布格局的影响,以期为高寒牧区退化草地的恢复及生产力的提高提供理论指导。结果表明：未放牧区（N）、适度放牧区（M）和重度放牧区（H）植物种地上生物量的空间分布与γ模型均具有很好的吻合性;样方内的平均生物量随着放牧强度的增大而减少,且适度放牧、重度放牧与未放牧区生物量之间均差异极显著（P<0.01）;群落的空间异质性表现为N>H>M,且草地植物种的生物量与其空间异质性负相关。因此在草地的管理与利用中,应有效控制植物群落的空间异质性来提高草地生产力,实现草畜平衡。