我国北方农牧交错带的草地植被类型、特征及其生态问题

我国北方农牧交错带地处湿润气候与干旱气候、农业区与牧业区的过渡地带,草地植被类型和生态景观极具特殊性。其总面积65.46万km2,其中天然草地面积3165.1万hm2,占土地总面积的48.35%。其天然草地植被主要包括疏林草地、灌丛草地和草本植被草地三大类,面积分别为100.29万hm2、721.11万hm2和2343.7万hm2,各占该区天然草地植被总面积的3.17%、22.78%和74.05%。由于长期受到人为强烈干扰,植被退化、沙化严重,生产力急剧下降,成为我国北方生态问题最严重的地区之一。其草地植被的恢复重建应重点注意植被类型的选择、合理的种植密度与适宜的封育期限和放牧利用强度,同时加强对传统畜牧业的改造,大力发展季节畜牧业和减轻草地放牧压力,消除草地退化沙化的根源。     

半荒漠草原动态生产特性及适宜利用始期初探

半荒漠草原气候条件差,生物群落结构简单,是一个功能脆弱的生态系统。为了探索半荒漠草原培育改良及合理利用的有效途径,我们于1983和1984年,对永昌县尖山半荒漠草原动态生产特性及其适宜利用始期进行了初步探索研究。一、试验区自然概况试验区设在永昌县北部草原上,东经101°36′—101°38′,北纬38°35′—38°36′,海拔2000—2100米。四至十月平均降雨231.9毫米,同期     

内蒙古半干旱地区沙质过牧草地的沙漠化过程

为了掌握我国北方半干旱地区沙质放牧草地的沙漠化过程，在内蒙古东部的科尔沁沙地进行了为期5年的放牧试验。结果表明，在牧草利用率为70％的过牧条件下，草地植被盖度、高度、个体大小和根量急剧降低，第5年分别只有10.1％、1.0cm、2.5cm^3／株和18.7g/m^2（0－30cm土层内），是禁牧区的12.0％．3.02％．0.86％和22.1％。同时，家畜觅食活动增加，对草地践踏作用增强，如第5年其单位面积的蹄印6数和每只羊单位面积的蹄印数达到36.4n/m^2和8.5n/m^2，分别是轻牧区的9.6倍和8.25倍，土壤紧实度是禁牧区的3.75倍。植被盖度、高度、根量和植物个体普遍降低，家畜喜食植物首先从草地中退出后，草地开始出现小块裸斑，随着过牧的继续，这种裸斑迅速增加和扩大，使之相互连接成为大片裸地，如试验当年过牧区裸斑数仅为19个，而且73.7％≤2.5m的裸斑，到第3年裸斑数迅速增至358个，＞2.5m的裸斑比例从26.3％增加到31.3％，裸地率由1.8％增加到35.8％，第5年裸斑平均长度由2.4m增加到4.1m，＞2.6m的裸斑比例增至45.7％，裸地率达到了51.6％。当地面出现裸斑后，即使冬季不进行放牧，在风力的作用下草地中的裸地面积也会自然扩大，如第5年秋季过牧区的裸地率为51.6％，到第6年春季自然扩展到71.6％。裸地出现以后，冬春季在风力作用下地面迅速出现风蚀，过牧区第3年70％的测点发生风蚀，平均风蚀深度8.5cm，第5年90％的测点发生风蚀，平均风蚀深度25cm，最大风蚀深度90cm，地面呈现出凹凸不平的风沙地貌。研究结果表明，试验期间夏季放牧啃食对地表裸露的贡献率为41.3％，而冬春季节土壤风蚀对地表裸露的贡献率高达58.7％，这说明在内蒙古半干旱风沙区地表一旦裸露，马上就会因风蚀而迅速扩大。     

科尔沁沙地沙丘植被发育过程及物种组成变化

以处于流动沙地、半固定沙地、固定沙地等阶段的群落样地为对象 ,研究了沙地植被发育过程群落物种组成的变化。研究结果表明 ,从流动沙地到半固定沙地、再到固定沙地 ,每一阶段对应着典型的群落类型 ,每一群落类型优势种的作用明显。植被发育过程物种丰富度、Shannon Wiener指数、生活型结构和科属组成的变化 ,都表明了植被发育程度的提高和群落生态功能的恢复。禾本科植物在群落中的地位和作用不断上升 ,植被的草原成分增加 ,草地质量改善和提高。     

中国北方半干旱地区生态环境的退化及其防治

本区气候条件恶劣，生态环境脆弱，近年来随着人口密度剧增和人类不合理生产经营活动强烈干扰，出现了气温升高，降水减少，风力增大，土壤贫瘠，植被退化，沙化盐渍化急剧发展的环境退化过程。本区资源环境的治理开发，应以控制人口增长入手，恢复植被起步，通过调整土地利用结构，增加林业比重，发展灌溉农业和商品畜牧业，改善生态环境和提高生产水平，使环境的治理保护和资源的开发利用很好结合，步入良性循环。     

科尔沁沙地沙质农田的土壤环境与生产力形成过程

采取野外调查和室内分析相结合的方法 ,研究了科尔沁沙地不同类型农田土壤环境的特征和生产力形成过程 ,结果表明 :(1 )在科尔沁沙地 ,5种主要类型农田生长季平均土壤含水量是沙壤土水浇地 (A) (1 2 .4% ) >壤性风沙土水浇地 (E) (9.5 % ) >沙壤土旱坡地 (B) (8.87% ) >沙壤土旱平地 (C)(6.5 5 % ) >风沙土旱平地 (D) (5 .70 % )。 0～ 60cm土壤温度是D(2 2 .0 4℃ ) >C(2 1 .73℃ ) >B(2 1 .40℃ ) >E(2 1 .0 8℃ ) >A(2 1 .0 5℃ )。土壤养分综合指数高低的顺序是A(93 .9) >C(84.3 ) >E(84.2 ) >B(65 .3 ) >D(4 8.4) ;(2 ) 5种类型农田玉米植株高 (cm)和生物量 (kgm- 2 )都是E(2 70 ,2 .96) >A(2 45 ,2 .70 ) >B(2 2 5 ,2 .1 2 ) >C(2 2 0 ,1 .86) >D(1 81 ,1 .3 2 ) ;(3 )玉米地上生物量与土壤速效N、P、K的相关系数为 0 .860 ,与土壤水分的相关系数为 0 .83 7,与土壤有机质含量的相关系数为 0 .75 3 ,而与地温的相关系数为 -0 .976。     

科尔沁沙地生物结皮的土壤种子库特征

通过野外取样和室内分析,初步研究了科尔沁沙地两种生物结皮在干、湿两种处理下土壤种子库种类组成、密度以及物种多样性等特征。结果表明：①科尔沁沙地藻结皮和苔藓结皮土壤种子库的总密度为干旱藻结皮〈湿润藻结皮〈干旱苔藓结皮〈湿润苔藓结皮。两种结皮上种子库的数量存在显著差异,对于干、湿处理的两种结皮,苔藓结皮上种子库的总密度均大于藻结皮上种子库的总密度;②两种生物结皮在干旱、湿润两种处理中共出现了6科、15种植物,种子库的组成以一年生草本植物、中生植物为主,二者百分比均超过76%;③在干旱藻结皮、湿润藻结皮、干旱苔藓结皮和湿润苔藓结皮上,种子库物种多样性表现出湿润处理下的结皮高于干旱处理的结皮。由此表明,在半干旱的科尔沁沙地,水分是限制结皮土壤种子库中种子萌发的主要因子,而生物结皮则通过对水分入渗与再分配的调控作用影响结皮种子库中种子的萌发。     

科尔沁沙地樟子松人工林土壤水分动态的研究

对樟子松人工林群落结构和土壤水分动态进行研究。结果表明:13年林龄的樟子松人工林3 0 0cm深层的土壤水分已基本耗竭,而且整个生长季还在持续减少,土壤水分不能得到有效补给;林木生长衰弱,平均高仅3 59m ,平均胸径5 77cm ,并出现大量枯梢;林木生长已受到土壤水分亏缺的严重制约,林分开始衰败;林下草本层发育良好,盖度较高。研究指出,干旱半干旱地区人工林在不适宜的密度下造成群落结构与环境条件不相适应,存在着由乔木植被向草本植被演替的规律,对人工林群落的稳定性进行分析,指出通过密度控制、树种选择等措施可以进行调整,延缓土壤水分的耗竭速度,提高林分的稳定性。要建立稳定性更高和维持时间更长的人工林,从根本上改变草本植被代替乔木植被的规律,需要借鉴天然稀树草原植被的乔木密度,大幅度降低人工林的密度。在有地下水存在和植物可以利用的情况下,人工林的稳定性可以维持一个世代甚或更长。     

科尔沁沙地植物演替的生理机制

在科尔沁沙地选择处于不同演替阶段的几种优势植物，通过测定干旱高温处理下植物形态变化和生理反应，分析讨论了植物生理抗逆性差异及其与植物演替的关系。结果表明，固定沙地上的狗尾草、白草在胁迫过程中叶片萎蔫，复水后恢复生长，其保护酶对胁迫反应快，可溶性粮、游离脯氨氨酸含量增加，是一真正的生理抗逆植物，半固定沙地上的差巴嘎蒿在胁控过程中叶发黄，但在复水后能恢复生长，这与其在胁迫过程中游离脯氨酸含量增加，维持叶渗透压减少水分过度丧失有关，半固定沙地芒苇在胁迫过程中叶干枯死亡，原因是其细胞保护酶反应迟钝，积累的氧自由基引起膜脂过氧化作用伤害了膜系统，在干旱高温胁迫下，流动沙地上的沙米和欧亚旋覆花植株迅速脱水死亡，而细胞内膜脂过氧化作用强烈引起细胞膜严重受损是其死亡的主要原因，这说明，在生境从固这一沙地向流动沙地演变过程中，不同植物抗逆性的差异在植被演替序列中起重要作用，植物演替的生理机制是从较为抗旱到较为不抗旱，从生理抗旱向躲避干旱发展。     

连续放牧对沙质草地植被盖度、土壤性质及其空间分布的影响

在科尔沁典型沙质草地,设置不同放牧强度的4块样区:重牧区、中牧区、低牧区和封育对照区。连续放牧4年后,通过统计学分析及方差均值比、秩相关系数和分维数等方法,分析了植被平均盖度、多样性指数和土壤颗粒组分、土壤养分含量(有机碳和全氮)在各样区的变化及其空间分布。结果表明,(1)沙质草地的植被平均盖度、多样性指数均随放牧强度的增加而降低,植被平均盖度对放牧的反应比多样性指数更为敏感,变化幅度更大;植被在各样区均为聚集分布,但随聚集程度随放牧强度的降低而降低;(2)不论放牧强度大小,植被平均盖度在4个样区均受到土壤养分的制约作用,而土壤颗粒组分对植被的影响随放牧强度的降低逐渐减弱;(3)通过比较植被平均盖度和土壤某些指标在4个样区的分维数值认为,在科尔沁沙质草地,放牧强度应保持在低牧水平,更高的放牧强度将导致植被和土壤特征的空间分布格局产生大的改变,可能导致沙漠化。