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。     

在模拟降水和践踏处理复合作用下长芒草典型草原土壤可蚀性研究

模拟降水和试验践踏通过各种不同强度的组合方式改变土壤抗蚀性,从而起到对草地土壤侵蚀的增减作用。在同一模拟降水量条件下,随着践踏强度的逐渐加大,土壤可蚀性K值依次增大,表明践踏增大了放牧侵蚀的风险;但K值的增幅显然与模拟降水量相关,践踏强度由轻度递增到重度,K值的增幅在干旱、自然降水、平水、丰水条件下依次为干旱>自然降水>平水和丰水,表明模拟降水和践踏对K值的影响存在交互效应,模拟降水具有减缓K值随践踏强度增大的趋势。从简单相关关系来看,K值与践踏强度呈极显著正相关(相关系数0.741),与降水呈负相关(相关系数-0.378),但K值并不是可以由践踏强度和模拟降水量二元线性回归可以解说地。与传统回归模型相比较,BP网络模型能更好地刻画土壤可蚀性K值的复杂非线性特性,具有自学习、自组织、自适应和容错性等一系列优点,因而,以牧草生长期单位面积累计践踏量和模拟降水量为自变量的土壤可蚀性K值的ANN(artificialneuralnetworks)关系模型具有较好的拟合结果和预测能力,说明直接从输入到草地生态系统的外侵蚀营力着手,跨越系统内土壤可蚀性变化的内在的复杂的隐含过程建立的输出端——土壤可蚀性K值与土壤侵蚀外营力的ANN关系模型,是准确确定土壤可蚀性K值的一次成功尝试。     

环县典型草原滩羊夏季放牧践踏模拟同质性试验

通过在甘肃省环县典型草原不同放牧强度下轮牧试验的跟群观测,获得了放牧强度与践踏强度的对应关系,并建立了模拟践踏同质性试验.通过对模拟践踏试验与传统的滩羊夏季轮牧的对比研究表明:在放牧强度相应的践踏区,除植被盖度外,模拟践踏区土层(0～15 cm)紧实度变化曲线、表土层(0～15 cm)储水量、容重、总孔隙度及叶层高度、物种数与滩羊夏季轮牧区无明显差异,说明建立的模拟践踏试验方法在对草地的践踏影响方面与传统的放牧方式具有同质性.     

不同利用方式土壤颗粒分形特征及其与土壤有机碳库稳定性的关系

本文研究了不同利用方式下巴音布鲁克高寒草原0~50 cm土层土壤颗粒组成及其分形特征与土壤有机碳库活度的关系。结果表明:该区土壤颗粒以粉粒为主,分形维数分布在2.675~2.845之间,与0.05 mm粒径关系密切。长期封育和重度放牧分形维数随土层加深而降低,且与碳库活度显著相关;短期封育和中度放牧分形维数变化小,与碳库活度无显著相关性。     

浑善达克沙地3种灌木土壤分形特征与养分关系

以浑善达克沙地广泛分布的3种典型荒漠草原灌木柄扁桃、小叶锦鸡儿和狭叶锦鸡儿灌丛下土壤为研究对象,测定分析3种灌丛下0～60 cm土层深度的土壤颗粒机械组成、土壤体积分形维数和土壤养分含量的垂直分布特征,探讨草原灌丛化后土壤分形特征与土壤肥力的关系,揭示灌丛植被在荒漠草原的生存与扩散机制。结果表明,3种典型灌丛形态结构存在差异,拦截风沙流后沉积在灌丛下的土壤粒度特征不同,其中粘粉沙体积含量和分形维数在不同物种间差异显著(P0.05)。土壤分形维数表现为小叶锦鸡儿(2.346)狭叶锦鸡儿(2.259)柄扁桃(2.149)裸沙地(2.057);土壤分形维数主要由粒径小于0.25 mm的粘粉沙(0.05 mm)、极细沙(0.05～0.1 mm)和细沙(0.1～0.25 mm)体积百分含量决定,其中0.1 mm粒径是决定研究区灌丛下土壤分形维数的临界粒径,即小于该粒径的粘粉沙、极细沙含量越多,土壤分形维数越高。灌丛下土壤有机质和全氮含量与土壤分形维数存在极显著正相关关系(P0.01);土壤有机质含量随土层深度增加而递减,全氮和全磷含量随土层波动性较强,不同物种间土壤有机质和全氮含量差异显著(P0.05),而全磷含量差异不显著。灌丛覆盖的土壤结构和肥力均较裸沙地有明显改善,不同物种改良土壤的效果依次为小叶锦鸡儿狭叶锦鸡儿柄扁桃。     

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。     

浑善达克沙地3种灌木土壤分形特征与养分关系

以浑善达克沙地广泛分布的3种典型荒漠草原灌木柄扁桃、小叶锦鸡儿和狭叶锦鸡儿灌丛下土壤为研究对象,测定分析3种灌丛下0~60 cm土层深度的土壤颗粒机械组成、土壤体积分形维数和土壤养分含量的垂直分布特征,探讨草原灌丛化后土壤分形特征与土壤肥力的关系,揭示灌丛植被在荒漠草原的生存与扩散机制。结果表明,3种典型灌丛形态结构存在差异,拦截风沙流后沉积在灌丛下的土壤粒度特征不同,其中粘粉沙体积含量和分形维数在不同物种间差异显著(P<0.05)。土壤分形维数表现为小叶锦鸡儿(2.346)>狭叶锦鸡儿(2.259)>柄扁桃(2.149)>裸沙地(2.057);土壤分形维数主要由粒径小于0.25 mm的粘粉沙(<0.05 mm)、极细沙(0.05~0.1 mm)和细沙(0.1~0.25 mm)体积百分含量决定,其中0.1 mm粒径是决定研究区灌丛下土壤分形维数的临界粒径,即小于该粒径的粘粉沙、极细沙含量越多,土壤分形维数越高。灌丛下土壤有机质和全氮含量与土壤分形维数存在极显著正相关关系(P<0.01);土壤有机质含量随土层深度增加而递减,全氮和全磷含量随土层波动性较强,不同物种间土壤有机质和全氮含量差异显著(P<0.05),而全磷含量差异不显著。灌丛覆盖的土壤结构和肥力均较裸沙地有明显改善,不同物种改良土壤的效果依次为小叶锦鸡儿>狭叶锦鸡儿>柄扁桃。     

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。     

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。     

北疆退化荒漠草地土壤颗粒的分形特征

研究了新疆北部退化荒漠草地土壤颗粒的分形特征,探讨了土壤颗粒分形维数与土壤理化性质的关系。结果表明,该退化草地土壤颗粒的分形维数在2．316～2．753,随着草地退化程度加剧,土壤黏粒含量增高,分形维数逐渐增大。表层土壤的分形维数与粉粒含量呈极显著负相关,与黏粒含量显著正相关。土壤颗粒的分形维数与土壤物理性质没有相关性。由于土壤表层（0～10cm）受放牧影响较大,致使其化学性质与土壤颗粒的分形维数没有相关性。土壤颗粒的分形维数与土壤下层（10-30cm）的全磷、pH值、全钾和速效钾含量显著正相关。土壤颗粒的分形维数的变化在一定程度上能够很好地表征退化草地土壤的理化性质的变化趋势,可以作为评价退化草地土壤性状的一个综合指标。     

放牧强度对荒漠草原建群种短花针茅空间异质性的影响

[目的]探讨荒漠草原建群种短花针茅在不同放牧强度下空间异质性的特征和变化。[方法]以建群种短花针茅（Stipa breviflora）为对象,采用半方差函数、克里格插值法和多重分形维数等方法对其空间异质性进行研究。[结果]不同放牧强度下,短花针茅种群密度均值大小为重度放牧（HG）>禁牧（CK）>中度放牧（MG）;短花针茅种群具有多重分形特点;不同放牧强度下短花针茅空间分布有所差异,CK处理区结构比（C/C₀+C）最大,HG处理区次之,均大于75%,说明CK处理区和HG处理区都具有强烈的空间自相关性,而MG处理区最小,小于75%但大于25%,具有中等的空间自相关性;结构因素是导致短花针茅空间变异的主要原因。[结论]重度放牧增加了短花针茅种群密度,而中度放牧因家畜采食践踏作用小,导致短花针茅种群密度降低;在不同放牧强度下,结构因素是影响短花针茅空间异质性的主要因素;禁牧处理区内短花针茅种群空间分布最复杂,具有较强的空间异质性。     

陇东黄土高原典型草原滩羊践踏强度与放牧强度关系的研究

通过在环县典型草原不同放牧强度下轮牧试验的跟群观测,发现放牧强度增加3倍,其践踏强度却增加5倍多,说明践踏作用对放牧的敏感性高于以家畜采食作用为基础的适宜载畜量和放牧强度,获得了家畜践踏强度随放牧强度幂函数式增大的定量结论,说明调控放牧家畜的践踏效应应是放牧管理的一项重要的指标。     

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。     

黄土丘陵区不同恢复年限草地土壤微团粒分形特征

运用分形理论研究黄土丘陵区不同恢复年限草地土壤微团粒的粒径组成、分形维数特征及与土壤理化性质关系,使分形学在土壤微团粒性状与土壤肥力特征研究中得到进一步应用,并为评价草地生态系统土壤特征及生态恢复提供新方法。结果表明:表土层分形维数随植被恢复年限的增加而减少;剖面土壤沙粒含量越高,微团粒分形维数越低,粘粒规律相反,而粉粒与分形维数相关性不显著;土壤质地由粗到细使得分形维数由小到大变化;分形维数也可有效地表征不同植被恢复年限的草地土壤结构和养分的变化趋势;分形维数与土壤容重、非活性孔度、全磷、速效钾及氨态氮之间存在正相关性,与土壤活性孔度、孔隙比、有机质、全氮、碱解氮及硝态氮表现出负相关。     

狗牙根和结缕草草坪的模拟践踏与磨损拟合分析

草坪耐践踏试验一般采用大型模拟践踏器或小型模拟磨损器进行处理，但二者对草坪造成的损伤程度差别很大，难以直接进行比较。本试验对狗牙根属(Cynodon)和结缕草属(Zoysia)的4个草坪草进行不同强度的磨损器处理与中等强度的践踏器处理，通过表观质量指标变化综合评价草坪耐磨损性和耐践踏性。结果表明，3种强度磨损处理条件下，随着处理时间的增加，4个草坪草的表观质量指标持续下降，践踏处理下草坪草表观质量指标下降幅度更大；4个草坪草经过加权综合评价，其耐践踏性从强到弱排序为：'兰引Ⅲ号’结缕草>'Tifgreen’杂交狗牙根> '青岛’结缕草>普通狗牙根；通过拟合分析发现，草坪的耐践踏性越强，其模拟践踏器与磨损器处理之间的拟合点出现的时间则越晚。试验结果可为草坪草耐践踏品种选育以及小型磨损器与大型践踏器结合用于耐践踏试验研究提供数据支撑和技术参考。     

羊草草地不同放牧强度下土壤动物的研究

对羊草草地的轻度放牧、适度放牧、重度放牧、过度放牧和未放牧生境的土壤动物对比研究结果表明，轻度放牧和适度放牧对土壤运动的生存有利。随着放牧强度的增加，土壤动物类群数和个体数均呈递减趋势。土壤动物在土层中的垂直分布，以适度放牧的表聚性为最明显，而过度放牧则相反。     

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。     

放牧家畜模拟践踏器研究

放牧家畜践踏在草地退化和健康维护中起主导作用而具有重要的研究意义。结合放牧家畜放牧行为和踏压作用力分析,采用气泵与践踏器直接连接的设计,研制了"手持式气动放牧家畜模拟践踏器"。"手持式气动放牧家畜模拟践踏器"是一种精确模拟放牧家畜的践踏作业的手提便携式专业工具。通过压缩气体进入汽缸,推动活塞上下运动,模拟放牧家畜的践踏作用,模具平台前装有活动关节可同时模拟放牧家畜践踏的"摩擦削切作用",由于汽缸工作压力大小可调节,践踏次数可计数,从而实现对牛、马、羊等放牧家畜的践踏可调节、可计量的目的。该机设计结构紧凑、体积小、重量轻、机动性强、手提便携、性价比高,特别适用于小尺度研究各种放牧家畜践踏对任意类型草地的作用。     

不同放牧强度下奶牛对多年生黑麦草/白三叶草地土壤特性的影响

本文作者在湖南南山牧场通过放牧试验研究了不同放牧强度下奶牛对多年生黑麦草／白三叶人工草地土壤物理和化学特性的影响。结果表明：放牧强度直接影响着多年生黑麦草／白三叶人工草地土壤的物理结构。随放牧强度增加，奶牛对草地土壤的践踏加剧，导致土壤紧实度增加，容重上升，通气性变差，含水量下降。放牧强度对土壤物理特性的影响随土层深度增加而减轻。土壤中全磷、速效磷、碱解氮和有机质随放牧强度的增加而减少，而全氮、速效钾则随放牧强度的增加而增加。土壤中各养分含量随季节变化波动很大。