基于MaxEnt模型的羊草适生区预测及种质资源收集与保护

我国拥有丰富的羊草资源,开展羊草种质资源收集与保护的基础研究,对于我国草地生态建设和草牧业健康发展具有重要意义。研究应用最大熵模型MaxEnt预测了全球羊草的潜在适生区,以预测的适生区为基础,利用网格法开展了羊草种质资源的采集,建立了羊草种质资源圃,同时结合文献报道的羊草分布点和实地采样的分布点对羊草种质资源潜在分布区做了进一步预测。结果表明,全球羊草适生区在欧亚大陆东部,主要适生区从中国东北、华北,蒙古至俄罗斯南部集中连续分布,美国、加拿大、巴基斯坦、印度、尼泊尔和不丹也有部分低适生区分布,所有适生区占全球陆地面积的8.75%。中国羊草适生区主要分布于内蒙古、新疆北部、黑龙江、青海、甘肃、西藏、吉林、河北、陕西、山西、辽宁、山东、河南北部、四川西北部、宁夏、北京、天津等地,零星分布于江苏北部、湖北、云南北部、安徽北部等地,占全球适生区面积的38.34%,占全国陆地面积的54.73%。通过网格法采集了361个样点共483份野生羊草种质资源,建立了羊草种质资源圃。结果对研究羊草的物种起源、草原形成、遗传结构、种质资源育种、栽培区划及生态修复等提供了重要资源。     

发展草原生态畜牧业是解决草原退化困境的有效途径

在分析退化草原面临的困境、当前采取的主要解困措施的基础上,提出大力发展草原生态畜牧业是促使退化草原解脱困境的有效途径;对草原生态畜牧业发展的模式和布局进行了探讨,提出了加快草原生态畜牧业发展的保障措施。     

不同放牧退化程度典型草原植被—土壤系统的有机碳储量

以典型草原大针茅+羊草群落为研究目标,以1979年围封样地为参照(CK),选择轻度(GL)、中度(GM)、重度(GH)放牧退化样地开展植被—土壤系统有机碳分布与储量的研究,结果表明,1)不同放牧退化典型草原植被地上碳储量为42.63～203.16 g/m²,植被地下(0～40 cm)碳储量为664.14～1 199.53 g/m²,且大小顺序均为CK>GL>GM>GH,植被总碳储量CK和GL显著高于GM和GH;植被地上、地下碳储量存在显著相关关系。2)不同放牧退化典型草原土壤0～100 cm有机碳储量均存在显著性差异,碳储量为9.85～13.33 kg/m²,且GM>GL>GH>CK;土壤有机碳随土层深度增加而减少,有机碳储量与深度具有显著相关性。3)放牧退化典型草原植被—土壤系统的碳储量为11.26～14.07 kg/m²,且GM>GL>GH>CK,各类型间亦均存在显著性差异;有机碳主要储存于土壤当中,占比约88%～95%,土壤有机碳储量与植被无显著相关性。4)适度放牧利用有利于发挥草原生态系统的碳汇功能。     

气候变暖对草地生态系统碳循环的影响

人类活动导致的温室效应以及由此造成的气候变暖对草地生态系统的影响已引起人们普遍关注。草地生态系统碳循环作为陆地生态系统碳循环的重要组成,是未来陆地生物圈碳源/碳汇的关键环节之一,揭示这一作用对精确理解碳循环的过程和相关政策的制定具有重要的指导意义。本研究围绕气候变暖对草地生态系统初级生产力、土壤呼吸、凋落物输入与分解、土壤碳库的影响,探讨了草地生态系统碳循环对气候变暖响应的机制及其过程,简述了相关研究进展,提出了草地生态系统碳循环研究存在的问题和未来重点发展的方向,对草地生态系统碳循环的研究工作进行展望。     

不同放牧制度下短花针茅荒漠草原土壤呼吸动态研究

采用动态密闭气室法(IRGA),对短花针茅荒漠草原土壤呼吸进行野外定位观测,分析了生长季不同放牧制度土壤呼吸速率的日变化、季节变化及其与环境因子的关系。结果表明,1)不同放牧制度下短花针茅荒漠草原土壤呼吸日、季节动态差异不大,日动态受温度影响呈单峰曲线,季节变化主要受到水分因子的影响;2)与自由放牧土壤呼吸日均速率(0.449 7 μmol CO₂/m²·s)相比,划区轮牧(0.504 7 μmol CO₂/m²·s)在干旱月份较大,围栏禁牧(0.529 5 μmol CO₂/m²·s)除生长季初都显著增大,但纵观整个生长季,不同放牧制度下土壤呼吸均值差异不显著;3)土壤呼吸日均速率与气温的相关性大于与土壤温度的相关性,水温复合模型较单因子模型更好地解释土壤呼吸速率的变化;4)划区轮牧和自由放牧较围栏禁牧增大了土壤呼吸的温度敏感性(水分充足时),降低了土壤水分对土壤呼吸的影响。研究表明,不同的放牧方式对土壤呼吸速率及其环境因子效应影响较小,围栏禁牧较自由放牧改变了土壤呼吸日均速率及水热因子效应。     

中国草原适应性管理研究现状与展望

目前我国草原退化形势依然严峻。已有的草原管理模式难以应对草原生态系统的动态性、不确定性等复杂性特征。适应性管理是管理动态、不确定性系统的有力工具之一。笔者概述了适应性管理理论与实践在国内外的研究现状,分析了我国草原适应性管理的重点任务,提出加强草原生态系统基础研究、整合多维度理论、知识与方法、开展模式示范、构建数字草原信息网络、提高监测预测能力等重要措施,为全面开展草原适应性管理,遏制我国草原退化,维持系统稳定并提高草原生产力水平奠定基础。     

基于高通量测序的两种植被恢复类型根际土壤细菌多样性研究

为研究库布齐沙地生态恢复过程中不同植被恢复类型土壤微生物细菌群落结构、多样性的变化特征,以流动沙地为对照,运用高通量测序技术,对自然恢复的油蒿群落、人工种植的中间锦鸡儿群落根际和非根际土壤细菌多样性进行了研究,并分析了土壤理化性质对其分布的影响。结果表明:(1)与流沙对照相比,两种植被恢复类型对细菌多样性产生了正效应,细菌群落丰度、多样性和均匀度明显增加。其中,自然恢复的油蒿群落土壤细菌丰度高于人工种植的中间锦鸡儿群落;(2)变形菌门、酸杆菌门和放线菌门为研究区土壤中的优势细菌类群,其中变形菌门在各样地丰度比例最高,变形菌的4个亚群变化趋势一致,α-变形菌相对含量在油蒿和中间锦鸡儿群落根际土壤中明显增加,尤其是自然恢复的油蒿群落根际土壤中α-变形菌得到了很好的恢复;(3)土壤有机质、全氮、速效氮、速效钾含量和土壤含水量是影响土壤细菌群落丰度和多样性的主要土壤因子,典型相关分析表明土壤有机质、全氮、全钾、速效钾、速效氮含量对于研究区土壤细菌群落遗传多样性的变化起着重要作用。     

高山嵩草草甸初级生产力、多样性与土壤因子的关系

为了揭示高寒草甸初级生产力与土壤因子及多样性指数的关系,本文选择青藏高原三江源区具有代表性的高山嵩草矮嵩草草地型、高山嵩草杂类草草地型和高山嵩草圆穗蓼草地型,进行植物多样性、生产力及土壤养分的分析研究。结果表明：不同类型高山嵩草草甸生物量、群落多样性、土壤理化性质都存在显著差异（P ＜0．05）,其中高山嵩草圆穗蓼草地生产力最高,物种数最多,土壤营养成分含量最高。相关性分析表明：地上生物量及优良牧草生物量与土壤理化性质呈显著相关（P ＜0．05）,优良牧草生物量与土壤有机质呈极显著正相关（P ＜0．01）。物种数的多寡与土壤养分呈显著相关（P ＜0．05）,而群落结构的均匀度及多样性是与植物都需要的大量元素钾呈正相关的（P ＜0．01）。优势物种的竞争能力是通过土壤的有限养分（速效磷）体现的,两者呈显著正相关（P ＜0．05）,因而地上生物量及优良牧草生物量与速效磷呈极显著正相关（P ＜0．01）。而矿物氮（包含碱解氮）对丰富度指数、初级生产力有不可替代的作用。     

放牧对三江源区高寒草甸主要植物表型特征的影响

矮嵩草和高原早熟禾是青藏高原的主要优势植物,研究其对放牧的表型反应对揭示高寒草甸生态系统的放牧响应机制具有代表意义。以青藏高原三江源区高寒草甸为例,通过设置自由放牧与围封禁牧试验,研究了高原早熟禾和矮嵩草茎叶功能性状对放牧的响应。结果表明:与围栏禁牧相比,放牧抑制了高原早熟禾和矮嵩草的生长,导致了2种植物株高、叶面积的显著下降(P0.05),植物个体表现出明显的矮小化现象。而长期放牧后,短期围封对于植物叶片数、根长、根粗等功能性状的恢复效果并不显著(P0.05),说明放牧退化草原植物性状具有保守性。     

饲料桑特性研究与加工利用分析

介绍了新品种饲料桑的生物、生态学特性,研究了在不同栽培密度条件下一年生饲料桑的产量变化规律,发现一年生饲料桑主枝地径、主枝条长呈现缓慢生长、快速生长、停止生长的规律,一年生饲料桑主枝条的长度的地径和叶数都比次枝条的生长速度快;2年生饲料桑不同刈割时期的产量及其枝叶营养成分变化的规律,饲料桑不同月份营养成分不同,饲料桑叶粗蛋白含量最高,枝含量次之。研究发现新品种饲料桑产量高,营养丰富,饲用价值大,是极具开发潜力的功能性饲料资源。同时对饲料桑的收获、加工利用方法技术也作了简要阐述。