放牧强度对草原土壤与植被的影响

通过放牧强度对草原土壤物理性质、化学性质和植物群落以及植物养分的影响的阐述,强调了制定并遵循合理的放牧制度和严格控制载畜量是保护草原土壤与植被,永续利用草原以及发挥草原生态功能,提高草原经济效益的必要措施.     

放牧对土壤理化性状及植被多样性的影响

放牧是家畜饲养方式之一,是草地最简单而又有效的利用方式,但放牧中的家畜家禽通过采食牧草、践踏土壤和牧草以及粪便排泄影响着草地植被和土壤,不同的强度的放牧对地下土壤与地上植被的影响不同,本文综述了近几年来放牧对地下部土壤有机质、氮、磷、钾,土壤容重、有机碳以及微生物多样性的影响,对植被多样性及草群成分的影响等,旨在为今后家畜放牧行为研究以及放牧科学研究提供理论依据。     

不同放牧强度下塔尔巴哈台山山地草甸植被特征分析

2014年5—7月对塔尔巴哈台山不同放牧强度下的山地草甸样地进行动态监测分析,利用草地的野外实际测定数据,计算了群落盖度、高度、地上生物量以及物种优势度等数量指标,对山地草甸样地3种放牧强度的群落结构和功能指标进行了研究。结果表明:在5—7月,山地草甸草地群落的高度、盖度、地上生物量都随着放牧强度的增大而逐渐降低;可食牧草综合优势度随放牧强度加大而下降,而退化标志物种冷蒿以及一年生植物等呈上升趋势。     

不同退化程度草甸草原土壤理化性质与地上生物量的关系

针对草原生态系统日益恶化的趋势,对呼伦贝尔不同退化程度草甸草原土壤的理化性质与地上生物量的关系进行了初步探讨。结果表明:土壤含水量、土壤磷、土壤速效氮、土壤有机质、地上生物量随着退化程度的增加显著下降,土壤钾、土壤容重(10²0 cm)随着退化程度的增加而显著提高。土壤铵态氮和土壤容重(020 cm)随着退化程度的增加而显著提高。土壤铵态氮和土壤容重(0¹0 cm)没有规律性变化,且土壤含水量、土壤容重、土壤有机物、铵态氮、速效氮、钾在不同退化程度之间都具有不同显著性差异。     

退化生态系统土壤种子库与地上植被的关系

土壤种子库与地上植被的关系是目前土壤种子库研究的热点问题之一。关于二者的关系,目前还没有定论。在阐述二者关系的基础上,进一步分析导致二者不同关系的原因,进而为退化生态系统的植被恢复提供一定的理论依据。     

放牧强度对西藏高寒草甸植被群落和土壤理化性质的影响

【目的】研究放牧强度对高寒草甸植被群落和土壤理化性质的影响,为西藏高寒草甸科学放牧和退化草地生态系统的恢复提供科学依据。【方法】于2010-06-2012-08在西藏邦杰塘高寒草甸开展牦牛放牧控制试验,设置对照(零放牧)、适度放牧和重度放牧3个处理,研究不同放牧强度对植被群落丰富度、均匀度、生物量、盖度、密度、高度和土壤理化性质的影响。【结果】随放牧强度的增加,植被群落的丰富度和总盖度降低,均匀度指数和地上、地下生物量均先增大后减小;高山嵩草和紫花针茅的盖度和高度随放牧强度的增加而降低,密度增大。高寒草甸生态系统中土壤的体积质量和硬度随放牧强度的增加而增大;0~10cm土层土壤总孔隙度随放牧强度的增加而增大,10~20和20~30cm土层总孔隙度变化规律不明显;土壤含水量在0~10cm土层以适度放牧区最高,但各处理间无显著差异(P0.05);随放牧强度的增加,土壤有机质、全氮、速效氮含量以及pH均显著减小(P0.05),速效钾含量在0~10和10~20cm土壤中先增加后减少,速效磷变化无明显的规律性。【结论】重度放牧是高寒草甸植被退化、土壤理化性质改变的主要因素。围栏封育可作为高寒草地植被短期恢复的最佳方式。适度放牧有利于植被群落的增多和改善土壤理化性质。     

放牧强度对昭苏草甸草原土壤有机碳及微生物碳的影响

采用2a短期小区控制放牧试验,设置了不放牧(0头牛/hm2)、轻度放牧(0.38头牛/hm2)、中度放牧(0.64头牛/hm2)、重度放牧(0.90头牛/hm2)4个处理,在伊犁昭苏草甸草原上研究放牧强度对草地土壤有机碳、土壤微生物量碳及土壤微生物商的影响。结果表明,短期放牧条件下,随放牧强度的增加,0～30cm土层土壤微生物量碳含量及土壤微生物熵均呈先增加后降低趋势;短期放牧下,放牧强度对土壤有机碳含量影响较小(P>0.05),对土壤微生物量碳含量的影响较显著(P<0.05),土壤微生物量碳对放牧的响应较土壤有机碳更敏感;中度放牧下土壤微生物量碳含量明显高于对照、轻度放牧和重度放牧(P<0.05),0～10cm土层、10～20cm土层、20～30cm土层微生物量碳含量依次为1 074.77,667.94,392.54mg/kg。无论放牧与否,土壤微生物量碳含量、土壤有机碳含量及土壤微生物商均随剖面深度的增加呈现显著降低趋势。     

短期放牧强度对昭苏草甸草原植被特征及多样性影响

采用控制放牧试验,在昭苏研究了短期放牧强度对草甸草原植被特征及多样性的影响.结果表明,放牧后草群高度、盖度及地上生物量均明显降低（P＜0.05）,密度变化不显著,且轻度放牧、中度放牧、重度放牧间植被特征差异不显著（P＞0.05）;放牧显著增加了草原苔草重要值,降低了针茅重要值（P＜0.05）,其余草种相对较为稳定;放牧显著影响了Shannon-wiener指数、Pielous均匀度指数,且轻度放牧下达到最高（P＜0.05）,而对Margalef物种丰富度、Simpson指数、Mclntosh指数、Alatalo均匀度指数影响不显著（P＞0.05）.短期放牧强度对草地植被特征的影响较缓慢,对植被多样性的影响相对较快.     

季节性放牧调控对草地植被的影响

放牧是影响天然草地生态系统植被生长最主要的干扰因素之一,长期的放牧已经改变草地植被生物学特征,造成草地退化。于2010-2012年在河北坝上草原研究季节放牧压调控对草地植被生物学特征变化的影响。试验设计为2因素3水平的野外放牧试验,即:不同季节(春季、夏季、秋季)和放牧压(重度放牧、适度放牧、休牧),放牧家畜为蒙古绵羊。主要测定不同放牧季植被高度、盖度、地上生物量。研究结果表明:在自然条件下春季放牧处理对草地植被影响最为显著,而夏季和秋季实行重度放牧和适度放牧轮换对草地优势植物高度、盖度、生物量影响不显著;在整个放牧季中放牧处理连续重度放牧的植被高度和地上现存量最低,与适度放牧相比,重度放牧可使草地优势植株的高度、生物量分别下降31.0%和17.5%。放牧制度T1(春季禁牧,夏季重牧,秋季适牧)为最合理的季节性放牧调控措施,将为改善该地区草原牧草生物量、营养价值、以及草地的有效利用等方面发挥着重要作用。     

不同放牧强度对南方人工草地植被特征的影响

研究了山羊不同放牧强度对南方人工栽培草地植被特征的影响。结果表明:放牧利用下鸭茅高度和对照差异显著(P<0.05),黑麦草和白三叶高度在对照区和放牧区差异不显著(P>0.05);放牧强度对不同植物的盖度影响不同,放牧利用降低了鸭茅和黑麦草盖度,对白三叶盖度影响不大,从整个植物群落来看,对照区盖度大于放牧小区;放牧地0～20 cm土层地下生物量占90%左右,随着放牧强度增加,地下生物量有减少趋势;放牧利用后牧草粗蛋白(CP)和粗脂肪(EE)含量都有所下降,而酸性洗涤纤维(ADF)和中性洗涤纤维(NDF)则有所增加。     

放牧对山地草甸草地植物多样性与生产力关系的影响

【目的】 研究不同放牧强度下,山地草甸草地植物群落变化,为合理利用该类草地提供科学依据。【方法】 2016~2018年连续3年采用野外取样和室内分析相结合的方法,以天山北坡中段山地草甸草地为研究对象,设置轻度放牧(LG)、重度放牧(HG)和无放牧对照(CK),分析山地草甸草地植物群落数量特征、多样性指数,以及多样性指数与地上生物量间的关系。【结果】 (1)不同放牧强度下山地草甸草地以多年生草本植物为绝对优势,主要优势种有细果苔草(Carex stenocarpa)、溚草(Koeleria cristata)、针茅(Stipa capillata)、醉马草(Achnatherum inebrians);在重度放牧(HG)条件下,家畜首先采食适口性较好的植物,群落中适口性好的植物数量减少,群落优势地位逐步被有毒植物醉马草所替代。(2)CK与LG、HG条件下,随着放牧强度的增加,2016~2018年间植物群落地上生物量、群落高度和盖度呈下降趋势(P<0.05);群落密度在2016~2017年间呈下降趋势(P<0.05)。(3)随着放牧强度的增加,植物群落物种Shannon-Wiener多样性指数、Simpson优势度指数和Pielou均匀度指数均下降趋势,表现为CK＞LG＞HG;2016~2017年CK、LG、HG之间差异不显著(P＞0.05),2018年CK与LG、HG之间差异显著(P＜0.05)。(4)植物群落Pielou均匀度指数、Shannon-Wiener多样性指数和Margalef丰富度指数与地上生物量在LG、HG和CK条件下,均呈现正线性相关关系(P＜0.05)。【结论】 不同放牧强度下,山地草甸植物群落Simpson优势度指数、Pielou均匀度指数和Shannon-Wiener多样性指数随放牧强度的增加而降低;群落地上生物量与均匀度指数、多样性指数和丰富度指数均有显著的正线性相关关系(P<0.05)。     

放牧强度对高寒草地不同类群土壤动物的群落结构和多样性的影响

【目的】明确放牧强度对高寒草地生态系统中不同类群土壤动物群落结构和多样性的影响。【方法】2014年9月在川西北红原县的西南民族大学“青藏高原生态保护与畜牧业高科技研究示范基地”内选取轻度放牧（light grazing,LG,15 sheep/hm²）、中度放牧（medium grazing,MG,22 sheep/hm²）、重度放牧（heavy grazing,HG,36 sheep/hm²）及无放牧（对照）(no grazing,NG) 4个样地。使用Vortis便携式吸虫器采集地表小型节肢动物;用环刀采集0-5、5-10和10-15 cm层土样,每层采2份,分别用干漏斗法（Tullgren）和湿漏斗法（Baermann）分别分离土壤节肢动物和土壤线虫。【结果】主成分（PCA）分析结果表明,无放牧处理与其他放牧处理样地间的3类土壤动物群落结构均存在明显差异,说明放牧对土壤动物群落结构具有显著影响;而土壤线虫群落结构在3种放牧强度之间的差异最明显,其次是地表节肢动物,土壤节肢动物群落结构在3中放牧强度间的差异相对最小。3种放牧强度样地中的土壤节肢动物及土壤线虫的群落密度均显著高于无放牧处理样地(P＜0.01),而地表节肢动物群落密度则以轻度放牧样地最低。地表节肢动物的类群数随放牧强度增加而增加,但不同放强度间无显著差异（P＞0.05）;Shannon多样性指数和Pielou均匀度指数均随放牧强度的增加呈先下降后增加的变化趋势,且以无放牧处理最高,中度放牧处理最低,不同放牧强度间具有显著差异(P＜0.05)。土壤节肢动物的类群数和Shannon多样性指数均呈先增加后下降的变化趋势,且均是中度放牧强度样地的多样性显著高于其他放牧强度样地(P＜0.05);而Pielou 均匀度指数无明显变化趋势（P＞0.05）。土壤线虫的类群数以轻度放牧最高,Shannon多样性指数则是随放牧强度增加而下降,Pielou均匀度指数呈先下降后增加的趋势,以中度放牧最低,无放牧处理最高;单因素方差分析结果表明土壤线虫的多样性指数在各放牧处理间均有显著差异（P＜0.05）。多元回归分析结果表明地表和土壤节肢动物的密度和多样性指数与土壤化学性质呈显著相关（P＜0.05或P＜0.01）,土壤线虫群落密度和多样性指数与土壤化学性质和放牧强度呈显著相关(P＜0.01)。【结论】不同类群土壤动物对放牧强度的响应不同,重度放牧有利于地表节肢动物,中度放牧利于土壤节肢动物,轻度放牧利于土壤线虫。因此在评价放牧对草地生态系统的影响时选取合适的土壤动物类群非常关键。     

塔里木河流域植被群落与土壤种子库的关系

为塔里木河沿岸湿地保护与植被恢复提供理论依据,采用野外调查取样与室内萌发试验相结合的方法,对塔里木河流域河流湿地地表植被组成、土壤种子库物种组成及二者之间的关系进行研究。结果表明:塔里木河河流湿地地表植被物种数有23种,土壤种子库共计萌发物种22种,伴生种少,稳定性较低;土壤种子库密度为240~933粒/m2,属较低水平,并且随着流域呈衰减趋势;地表植被与土壤种子库相似性系数以一年生草本植物为主的群落高,多年生草本植物为主的群落相似性系数低;以土壤种子库恢复地表植被的潜力较小,需要适度的人为干预与调控。     

红壤丘陵区不同生态重建中红壤的微生物学性状

研究了中国科学院红壤生态试验站的优化农业生态模式的长期定位试验地里的常绿针叶林地(马尾松林)、落叶阔叶林地(小叶栎)、针阔混交林地(湿地松-小叶栎)、自然恢复地(受到人为干扰)、茶园地、柿子园地和花生地等样地，并且在附近选了疏草荒地作为对照。结果发现，不同生态重建模式与对照相比，在微生物学性状上均有很大程度的提高。总的趋势是农用果园地好于林地，林地好于自然恢复地。在剖面分布上，也有明显的层次差异，即随土层的增加而减少。     

蒋家沟流域不同海拔梯度的土壤种子库与地上植被的关系

基于蒋家沟流域1300～2900 m的海拔范围,以200 m间隔划分8条海拔梯度,对不同海拔梯度的植物群落土壤种子库和地上植被的物种组成、物种多样性及其相似性进行研究。结果表明：各海拔梯度地上植被物种数均显著高于土壤种子库,地上植被与土壤种子库的相似程度均偏低,地上植被与土壤种子库的优势物种间存在不完全同步性,即地上植被除1700～1900、1300～1500 m外均以多年生草本占优势,土壤种子库仅在高于2300 m海拔的地区以多年生草本占优势,流域内土壤种子库对地上植被自然恢复与更新的能力较弱。土壤种子库与地上植被的Margalef丰富度指数、Simpson优势度指和Shannon−Wiener多样性指数均呈显著正相关,土壤种子库的Pielou均匀度指数显著高于地上植被。地上植被和土壤种子库的M、D和H最高值均出现在温带湿润山岭气候区,最低值均出现在亚热带干热河谷气候区,不同气候区水热条件的差异影响地上植被和土壤种子库的物种多样性,蒋家沟流域土壤种子库与地上植被受气候变化的影响较大,而对海拔梯度变化的响应不明显。该研究结果可为金沙江小流域的生态恢复与重建提供参考依据。     

潮褐土酶活性与Cd Pb Zn污染关系的研究

通过田间采集土壤样品调查及典型相关分析方法，研究了潮褐土酶活性与Cd、Pb、Zn污染的关系。结果表明，在Cd、Pb、Zn污染的潮褐土中，碱性磷酸酶活性与土壤Cd含量存在极显著的负相关；过氧化氢酶活性分别与土壤Zn含量和Pb含量呈显著的负相关和正相关；脲酶活性与土壤Cd含量可能存在正相关关系，但作出此判断的可靠性比较小，仅有85％的把握。     

不同品种苜蓿中营养成分相互关系及生物产量

【目的】测定不同品种苜蓿营养成分含量与变异程度以及各纤维成分含量之间的相互关系;比较不同品种苜蓿的生物产量。【方法】选用WL343HQ、WL353HQ、WL354HQ、WL363HQ、WL366HQ、阿尔冈金、金皇后、中苜3号、中苜6号、鲁多、鲁黄1号、无棣苜蓿、鲁丰1号、保定苜蓿、中原804、敖汉苜蓿16个品种苜蓿,于2016年10月2日播种,每个品种设2次重复,小区随机排列,每个品种苜蓿种植面积为18 m2(3 m×6 m),行距30 cm,播种10行。2018年5月23日初花期时收割,测定其生物产量;制备32个样品,测定其干物质(DM)中的粗灰分(ASH)、粗蛋白质(CP)、粗脂肪(EE)、粗纤维(CF)、中性洗涤纤维(NDF)、酸性洗涤纤维(ADF)和木质素(ADL)等营养成分的含量。【结果】(1)不同品种苜蓿DM中,ASH、NDF、ADF、半纤维素(HCEL)、纤维素(CEL)和ADL的含量差异极显著(P<0.01),EE的含量差异不显著(P=0.527)。WL363HQ苜蓿的ASH含量最高,为8.53%;金皇后苜蓿的CP含量最高,为27.19%;保定苜蓿的EE和CF含...     

不同氮肥水平下玉米根际土壤特性与产量的关系

【目的】明确不同生育时期根际土壤特性与玉米籽粒产量之间的关系,能够为生产上合理施肥、提高氮素利用效率和减轻环境污染提供理论依据。【方法】2012年大田设置5个氮肥梯度固定施肥样地（对照、180 kg·hm^-2、240 kg·hm^-2、300 kg·hm^-2和360 kg·hm^-2,分别简写为CK、N180、N240、N300和N360）,并于2012、2013和2014年连续3年在玉米拔节、吐丝、成熟3个关键生育时期测定玉米根际和非根际土壤铵态氮、硝态氮、脲酶、过氧化氢酶、pH,同时测定玉米根系和地上部生物量及其氮素累积量,重点分析CK、N240和N360 3个处理根际土壤特性以及植株氮素累积量与玉米籽粒产量之间的关系。【结果】与CK相比,4个施肥处理（N180、N240、N300和N360）3年产量的平均值分别增加了23.85%、36.40%、39.87%和34.78%;其地上部不同阶段氮素累积量均显著高于CK（2012年播种-拔节除外）,并随施肥量增加呈先增加后降低趋势。与CK相比,4个施肥处理根际土硝态氮含量分别增加23.38%、57.13%、57.87%和69.74%,非根际土壤硝态氮分别增加59.49%、92.01%、132.08%和179.35%。随施氮量的增加根际土铵态氮含量显著增加;与CK相比,4个施肥处理3年的非根际土壤铵态氮含量分别增加4.27%、3.51%、5.04%和26.26%。根际土壤pH和非根际土壤pH均随着氮肥施用量的增加而降低,其中根际土壤和非根际土壤pH的变化范围分别为4.5-6.7和5.5-7.2。与非根际土pH相比,根际土壤pH平均降低5%。根际土壤脲酶活性随氮肥用量的增加呈先增加后降低趋势。与对照相比,4个施氮处理3年非根际土壤脲酶活性平均值分别增加了4.02%、14.73%、24.55%和19.64%。根际土和非根际土过氧化氢酶活性均随氮肥用量的增加而降低,与CK相比,4个施氮处理3年的非根际土壤过氧化氢酶活性平均值分别降低了3.03%、5.09%、8.24%和12.67%。CK、N240和N360 3个处理不同生育时期玉米根际土壤特性以及植株氮素累积量与籽粒产量之间的相关分析结果表明,拔节期根际土壤硝态氮含量连续3年均与产量呈显著正相关。吐丝期玉米根际和非根际土壤硝态氮、根际土壤铵态氮和非根际土pH均与籽粒产量呈显著正相关;其中2013和2014年根际脲酶活性和根际土壤pH与产量的相关性也达到显著水平。2013和2014年成熟期根际和非根际土硝态氮含量也与玉米产量呈显著相关。主成分分析表明,玉米籽粒产量与拔节期土壤硝态氮含量、根际过氧化氢酶、地上部生物量和氮素累积量相关性较强;与吐丝期根际和非根际土壤硝态氮含量、根际土壤铵态氮含量和土壤pH以及地上部生物量及氮素累积量、根系生物量相关性较强;与成熟期地上部生物量和氮素累积量相关性较强。【结论】根据不同生育时期玉米根际土壤特性与籽粒产量之间的关系,进行合理施肥,能够保证玉米根际养分的有效供应,营造良好的根际土壤环境,提高氮素利用效率、增加玉米籽粒产量。