大针茅对放牧生态系统植物群落地上生物量的调控作用

通过放牧梯度试验,研究放牧对内蒙古典型草原5种优势植物在个体、种群和群落水平上的影响,探讨大针茅(Stip grandis)对放牧生态系统植物群落地上生物量的调控作用。结果表明:个体水平,中轻度放牧对以大针茅和糙隐子草(Cleistogenes squarrosa)为代表的丛生禾草株高影响较小,对以羊草(Leymus chinensis)、黄囊苔草(Carex korshinskyi)和米氏冰草(Agropyron michnoi)为代表的根茎型禾草株高影响较大,植物株高的降低与个体地上生物量减少呈显著正相关。种群水平,大针茅种群生物量对放牧的响应迟缓,羊草、米氏冰草、糙隐子草和黄囊苔草种群生物量的减少与多度减少呈显著正相关。群落水平,大针茅的耐牧性使其成为资源重配的获益者,轻中度放牧干扰下,其地上生物量的补偿生长缓冲了放牧对群落的影响,对维持群落生产力与功能稳定性起重要的调控作用。     

汾河河漫滩三种草本植物群落的生物量研究

草本群落是汾河河漫滩的主要植被类型。在对汾河河漫滩植被全面调查的基础上选择了 3种广泛分布的典型群落 :北水苦荬群落、水莎草 +狼把草群落和苔草群落 ,用收获法对它们的生物量进行了研究。研究结果表明 ,这 3种群落的总生物量分别为 785.9g/ m2 、4 94 .6g/ m2 和 34 5.5g/ m2 ,与其它草地群落相比 ,大于荒漠草地和典型草原 ,小于草甸草原。各群落的建群种或共建种的生物量占群落总生物量和各群落地上部分和地下部分生物量的比例均大于 70 %。北水苦荬群落和水莎草 +狼把草群落的地上部分生物量 >地下部分生物量 ,苔草群落的地上部分生物量 <地下部分生物量。另外 ,通过对群落特征、干鲜重比率以及群落生物量的综合分析得出 ,水因子是影响湿地植被群落结构、组成和生物量的主导因子 ,这 3种群落的分布呈现显著的水分生态梯度     

内蒙古典型草原羊草生长季内的地上生物量动态对降水的时滞响应

在草地生态系统与气候变化关系的研究中,植物生长动态对气象因子的响应是该领域的研究热点之一。本文以内蒙古典型草原生态系统的降水和生长季内羊草（Leymus chinensis）地上生物量的动态变化数据为研究对象,采用灰色时滞关联分析模型探索降水对羊草地上生物量动态的最佳时滞效应量,并采用灰色时滞GM（1,2,τ）模型证实降水对羊草地上生物量时滞效应量的合理性。结果表明：降水对羊草生长的最佳时滞效应量随年份而变,以2015-2016年的数据为例,最佳时滞效应量分别是τ=4天和7天,且降水对羊草生长动态的影响表现出明显的累积效应和时滞效应。本研究结果将有助于探明降水对羊草地上生物量动态变化的影响机制,并为天然草地植物动态定量建模与预测提供数据依据。     

黄土丘陵区典型植被生态系统功能的权衡关系

为探究黄土高原植被恢复形成各群落生态系统功能权衡关系,本研究以植被恢复形成的灌木、自然草地、撂荒草地及乔木群落为对象,采用均方根偏差法(Root mean square deviation, RMSD)研究了生物量生产、土壤含水量、土壤养分含量、物种多样性4种生态系统功能差异及其权衡关系。结果表明：各植被类型间生态系统功能差异显著;各植被类型最高权衡均出现在生物量与其他生态系统功能间,RMSD在0.27～0.53间变化;乔木群落生态系统功能严重失衡,需要降低生物量促进各功能协调发展;灌木群落和自然草地群落生态系统功能中度失衡,是较为适合该区域的植被恢复的类型,两种群落分别需要改善土壤养分含量和土壤含水量;撂荒草地失衡程度最轻但生态系统功能低下,需要提升物种多样性及生物量。研究结果为黄土高原植被恢复调控与可持续发展提供依据。     

不同留茬高度对退化草地浅耕翻改良群落多样性的影响

中国科学院内蒙古草原生态系统定位研究站内的退化样地经过22 a的浅耕翻恢复,于2005年布置了两种刈割方式试验：一年刈割一次留茬高度6 cm和一年刈割一次留茬高度10 cm,研究再利用方式对其群落组成及Shannon-Wiener多样性指数、Pielou均匀度指数的年动态变化过程和机制。结果表明：(1)留茬高度6 cm的刈割处理对木地肤和黄蒿的影响较大。两种刈割方式对猪毛菜和米氏冰草都有较大的影响,对羊草、大针茅、黄囊苔草影响很小。随着年份的增加,群落结构逐渐由羊草+黄囊苔草+小丛生禾草演变成黄囊苔草+木地肤+杂类草。(2)留茬高度6 cm的刈割处理下,与Shannon-Wiener多样性指数显著、极显著正相关的物种为黄蒿、木地肤,显著负相关的物种为羊草;与Pielou均匀度指数显著正相关的物种为木地肤,显著负相关的物种为羊草、黄囊苔草。留茬高度10 cm的刈割处理下,与两种指数显著负相关的物种为羊草。(3)2005～2015年群落物种间竞争较激烈,处于不稳定时期;2016～2020年群落结构比较稳定,两种刈割方式相比,留茬高度6 cm的刈割处理下群落多样性和均匀度更优。对草原适度刈割...     

锡林郭勒不同草原类型群落生物量及多样性研究

物种多样性和生物量是表征草地生态系统数量特征的两个重要指标,深入探讨物种多样性和生物量的变化,为草原生态系统的物种保护和生产力维持提供理论依据.本文以锡林郭勒草原为研究对象,利用样方法对草甸草原、典型草原和荒漠草原三种草原类型的植被特征进行调查,分析不同草原类型植被的地上生物量和物种多样性变化及二者与环境因子之间的关联...     

不同高寒草地植物群落生态系统多功能性分析

为探究不同高寒草地植物群落的生态系统多功能性及其环境影响因子，本研究以青海省河南县五种典型植物群落：垂穗披碱草(Elymus nutans,EN)人工群落、矮嵩草(Kobresia humilis,KH)原生群落、小嵩草(Kobresia pygmaea,KP)原生群落、藏嵩草(Kobresia tibetica,KT)沼泽化群落、黄帚橐吾(Ligularia virgaurea)退化草地(Degraded grassland, DG)群落为研究对象，选取表征生态系统功能的指标与土壤理化性质指标，测定并计算生态系统单一功能指数与多功能指数(Ecosystem multifunctional index, EMFI),分析土壤因子与各指数间的关系。五种植物群落中KT群落生物量、土壤养分、植物养分含量和生态系统单一功能指数、EMFI较高，KP群落相对较低，土壤容重与EMFI呈现负相关关系，土壤温度与生态系统单一功能指数、EMFI均呈现正相关关系。土壤湿度、水分、电导率与CI呈负相关关系，研究发现典型高寒草地群落中不同的土壤因子和植被性状对生态系统多功能性的影响不同。     

汾河河漫滩三种草本植物群浇的生物量研究

草本群落是汾河河漫滩的主要植被类型。在对汾河河漫滩植被全面调查的基础上选择了３种广泛分布的典型群落：北水苦荬群落、水莎划＋狼把草群落和苔草群落，用收获法对它们的生物量进行了研究。研究结果表明，这３种群落的总生物量分别为７８５．９ｇ／ｍ＾２、４９４．６ｇ／ｍ＾２和３４５．５ｇ／ｍ＾２，与其它草地群落相比，大于荒漠地和典型草原，小于草甸草原。各群落的建群种或共建种的生物量占群落总生物量和各群落地上部分和地下部分生物量的比例均大于７０％。北水苦荬群落和水莎草＋狼把草群落的地上部分生物量〉地下部分生物量，苔草群落的地上部分生物量〈地下部分生物量。另外，通过对群落特征、干鲜重比率以及群落生物量的综合分析得出，水因子是影响湿地植被群落结构、组成和生物量的主导因子，这３种群落的分布呈现显著的水分生态梯度。     

贺兰山不同海拔植被生物量与土壤分形特征和土壤水分的相关关系

为了解干旱与半干旱区域山地生态系统植被生物量与土壤分形特征和土壤水分含量的垂直分异规律，探究植被生物量与分形特征和土壤水分的相关关系，选取贺兰山不同海拔典型植被带作为研究区，采用单因素方差分析、Pearson相关分析等方法分析植被生物量、土壤分形特征和土壤水分含量的垂直分异特征及三者间相互关系。结果表明：1）草本植被生物量与灌木植被生物量沿海拔未呈明显的线性变化趋势，灌木植被生物量在浅山灌丛（QSGC）样地具有最大值，草本植被生物量在亚高山灌丛（YGSGC）样地具有最大值，植被条件较好，植被生产力较高。2）贺兰山土壤颗粒以粉粒和极细砂粒为主，随着海拔的升高，土壤质地变细。3）土壤水分含量随海拔增高显著增加，但在青海云杉（QHYS）样地土壤水分含量略低。4）相关分析表明，年降水量以及土壤黏粒含量是影响植被生物量的主要因子。总体上，贺兰山植被生物量、土壤分形特征以及土壤水分含量受多个环境因子共同作用和影响，呈明显的空间异质性。本研究对于揭示贺兰山植被生物量空间变化机制及促进贺兰山退化植被恢复具有重要的意义，可为促进贺兰山山地生态系统植被与土壤资源合理利用提供参考。     

内蒙古锡林河流域不同植物群落类型地下部分生物量及其分布的比较研究

锡林河流域的冷蒿草原、马蔺草甸、苔草草甸、芦苇沼泽和小香蒲沼泽地下部分生物量具有不同的特点。苔草草甸地下部分生物量每米~2达12827.52克,小香蒲沼泽只有339.52克,前者是后者的37.8倍。这五种不同类型的植物群落地下/地上的比例相差也很大,苔草草甸高达24.63,而小香蒲沼泽只有0.68。不同植物群落地下部分生物量的大小,分布及与地上部分比例的大小,与其生态条件特别是土壤水分关系很大。内蒙古锡林河流域自然植被的主体是草原植被,其次是草甸、沼泽、森林、疏林与灌丛。作者曾对草原植被中大针茅(Stipa grandis)草原、羊草(Anearolepidium chihesse)草原、羊茅(Festuca dahurica)草原和羊草一杂类草草原的地下部分生物量的特点及其在剖面的分布作过研究,1982年又对草原植被中的冷蒿(Arternisia frigida)草原、草甸植被中的马蔺(Tris Iactea)草甸、苔草(carex sp.)草甸以及沼泽植被中的芦苇(Phragmites australis)沼泽和小香蒲(Typha minima)沼泽等5种植物群落类型地下生物量及其在剖面的分布进行了研究,现将研究结果报告于后。     

Large-Scale Spatial Patterns of Grassland Community Properties in the Inner Mongolia Autonomous Region,China

Mapping large-scale spatial patterns of grassland community properties in the Inner Mongolia Autonomous Region of China and learning how they are affected by environmental factors are vital to understand grassland changes in response to climate change and human activity. We collected data on six grassland community properties across 198 sample plots in the Inner Mongolia Autonomous Region: height, coverage, aboveground biomass (AGB), belowground biomass (BGB), soil bulk density (SBD), and species number (SN). We then analyzed the relationship between these and a range of environmental factors, including elevation, mean annual temperature (MAT), mean annual precipitation (MAP), ≥ 10 C annual accumulated temperature, humidity index, and normalized difference vegetation index (NDVI), using correlation and regression analysis. On the basis of the regression equation, we undertook a multifactor model using ArcGIS, in which different weights were assigned to each factor according to the degree of fitness between the estimated results and measured data. We then mapped the spatial distribution of grassland community properties in Inner Mongolia. We found a significant correlation between all of the grassland community properties and environmental factors measured (P < 0.01). In terms of spatial patterns, SN, height, coverage, AGB, and BGB were positively correlated with the transition from desert grassland to meadow grassland. The community properties model provided good results, with average accuracies of 53.05–90.21% and R² values of 0.40–0.68 (P < 0.01) across the six grassland community properties. The multifactor comprehensive model provides significant correlation between the predicted results and measured data. Therefore, this could be used as a basis for future studies on Inner Mongolia grasslands and to understand temporal and spatial changes of grassland in response to human activity and climate change.     

内蒙古草地地下生物量空间格局分析

本文以内蒙古地区198个草地样地地下生物量调查测定数据为基础,结合遥感及气象数据,进行草地地下生物量与海拔、年均气温、年均降雨、≥10℃年积温、湿润度和NDVI等6个生态因子间的回归分析。根据回归拟合方程,借助ArcGIS平台进行单因素插值,并通过插值预测结果与实测数据的拟合程度赋予各因素不同的权重,加权叠加估算,并综合插值出内蒙古草地地下生物量1 km×1 km栅格的空间分布图。结果表明:内蒙古地区草地地下生物量平均值为1364.06 g/m²,其中温性草原类草地的地下生物量最大,为1916.64 g/m²,温性荒漠类最小,为80.39 g/m²;草地地下生物量与年均气温、年均降雨、≥10℃年积温、湿润度和NDVI均有着极显著的相关性;空间格局上,自东北向西南方向草地地下生物量呈现由高向低过渡的趋势,呼伦贝尔盟和锡林郭勒盟东部地区的地下生物量最高,阿拉善盟大部分地区地下生物量较低;内蒙古草地植被地下生物量空间插值数据通过了检验,预测精度为66.62%。     

内蒙古天然草场牧草产量的气象估算模型

以内蒙古天然草场为研究区域,利用2004～2008年生长季牧草产量观测资料和能够综合反映光、温、水对牧草生长影响的气象条件指数,分析了内蒙古主要天然草场牧草产量与气象因子之间的关系,并分别建立了适用于不同草地类型(温性草原类、温性草甸草原类、低地草甸类、温性草原化荒漠类、温性荒漠草原类)的牧草产量气象估算模型.经过验证,所建产草量估算模型具有良好的估测能力,准确率较高,可以满足应用需要.     

内蒙古天然草原植被20年动态遥感监测

以遥感技术为手段,通过均值法、差值法、统计法等方法,利用20世纪80年代初和21世纪初植被生长旺期的GIMMS NDVI数据为数据源,分析内蒙古天然草原植被动态变化。分析结果表明,内蒙古天然草原植被状况动态变化较大,近20年中,植被状况呈现整体变差的趋势,61.88%的天然草原状况变差,30.17%持平,7.95%变好。植被覆盖度高、产量多的区域减少,植被覆盖度低、产量少的区域增多。     

基于广义线性模型估算内蒙古荒漠草原及典型草原地上生物量变化

本研究基于广义线性模型（generalized linear model,GLM）,利用中分辨率成像光谱仪（moderate resolution imaging spectroradiometer,MODIS）植被指数产品和野外实测的地上生物量数据（aboveground biomass,AGB）,分析了2009-2015年主要生长季5-10月内蒙古荒漠草原及典型草原AGB动态变化及气候因子的关系。结果表明：NDVI幂函数模型最佳模拟内蒙荒漠草原AGB,RVI对数函数模型最优模拟内蒙典型草原AGB;七年间荒漠草原平均地上总生物量为6.51 Tg,典型草原平均地上总生物量为36.94 Tg;2009-2015年主要生长季内蒙荒漠草原及典型草原AGB变化趋势呈现单峰曲线,生物量高峰出现在每年7,8月份,低值出现在每年10月份;AGB空间分布5-10月,以8月为节点随着季相变化南北交替推进;最后采用面板分析方法解释2类草原的限制因子,结果表明荒漠草原降水贡献较大,典型草原气温贡献较大,因此水热动态假说对该格局解释最佳。     

2020年春季全国草地生态气象监测评估

为评估2020年春季气象条件对全国草地生态系统的影响，本文利用国家气象中心CAgMSS系统的气象数据以及MODIS遥感数据分析了2020年春季全国气温、降水等气象要素对草地生态系统产草量、植被质量等的影响。结果表明：2020年春季除内蒙古东南部、新疆西南部、华北中南部等地水热条件相对较好外，全国大部草原区气温正常偏高、降水偏少，水热匹配较差，不利于牧草返青和生长。草原生态气象模型综合估算结果表明：全国大部草原区牧草2020年春季长势差于2019年同期，尤其新疆北部大部地区产草量减少30%～50%。     

生长盛期温带典型草原光能利用率变化

光能利用率(Light utilization efficiency,LUE或ε)是表征植物光合生产效率的一个重要指标,也是基于遥感的生产效率模型(Production efficiency model,PEM)的概念基础和核心参数。LUE的模拟是影响PEM不确定性的主要原因之一,为了探索LUE的季节波动规律及其控制因素,在内蒙古草原生态定位站对温带典型草原羊草(Leymus chinensis)群落和大针茅(Stipa grandis)群落进行了地面观测。结果表明:在生长盛期,内蒙古温带典型草原的LUE在时间上波动性非常明显,在LUE的各个相关因子中,降水量是决定因子,温度在低于或高于最适温度时,均会影响植被光能利用效率,羊草和大针茅群落最适温度为16℃,高于20℃时,也会限制羊草和大针茅光合作用。水分对植被光能利用率的影响需要进一步进行土壤含水量同步测定研究。本研究结果对于模型参数本地化和参数敏感性分析提供了非常有益的借鉴,为提高基于光能利用率的遥感模型的精度提供了具有重要参考价值的解决途径。     

季节放牧对典型草原植物群落不同生长季特征的影响

在内蒙古典型草原区建立放牧试验平台,研究秋季、冬季和初春放牧对草地植物返青期土壤温湿环境和植物生长以及生长旺季植物群落地上生物量及其构成的影响。结果表明:在草地返青季,秋季放牧草地表层土壤湿度相对于其他处理显著降低,而温度相对升高;土壤表层湿度与草地枯落物总量、立枯量呈显著正相关;秋季和冬季放牧显著降低草地返青期的地上生物量;秋季放牧显著降低优势植物地上生物量;而初春放牧不影响草地返青期的群落生物量。在生长旺季,初春放牧草地群落及其高大优势植物大针茅和羊草的生物量显著增加,而其下层的糙隐子草和杂类草生物量显著减少。     

乌审召滩地草场生产力与气候因素的灰色关联度分析

应用灰色关联度方法,对鄂尔多斯市乌审旗乌审召镇滩地草场1985-2005年天然草地产量与各年3-7月份降雨量、温度、相对湿度、日照时数的关联度进行分析,以探讨气候因子对草地生产力的影响,为草地合理管理和持续利用提供理论支持。结果表明:降雨量和温度与草产量的关联度高,是影响该地区天然草地产量的主要生态因子;其中3月份降雨量与草地产量的关联度最高;5、6、7月份在降雨量和温度均较好的情况下,日照时数是影响草地产量的主要生态因子。