调亏微喷灌对高寒荒漠区人工草地产量、品质及水分利用的影响

为获得高寒荒漠区兼顾牧草产量和品质的较优灌水调控模式,推动微喷灌和调亏灌溉技术在人工草地生产中的应用,采用大田试验对比分析了2种种植模式(燕麦单播和燕麦+箭筈豌豆混播)与7种水分调控(拔节期轻度亏水65%～75%,拔节期中度亏水55%～65%,拔节期重度亏水45%～55%,开花期轻度亏水65%～75%,开花期中度亏水55%～65%,开花期重度亏水45%～55%,以全生育期充分灌水75%～85%为对照)对牧草产量、品质(茎叶比、粗蛋白含量与产量、酸性洗涤纤维ADF含量和中性洗涤纤维NDF含量)和水分利用效率的影响,并采用AHP层次分析法和熵权法对牧草多指标赋权,基于TOPSIS模型构建评价体系,以筛选较优水分调控模式。结果表明:(1)随水分亏缺程度的加剧,牧草产量呈降低趋势,同一灌水条件下,燕麦+箭筈豌豆混播的干草产量(7 811.1～14 490.1 kg/hm~2)高于燕麦单播(7 022.3～12 242.7 kg/hm~2)。(2)同一种植模式下,随灌水亏缺程度的提高,NDF和ADF含量呈先减小后增大的趋势,粗蛋白含量、产量和牧草WUE、IWUE呈先增大后减小的趋势。(3)综合评价得出,燕麦+箭筈豌豆混播在拔节期充分灌水+开花期中度亏水条件下可获得较优的节水增产提质效果(干草产量、粗蛋白含量、WUE和IWUE分别为14 330.2 kg/hm~2,10.66%,31.49 kg/(hm~2·mm)和80.96 kg/(hm~2·mm)),是高寒荒漠草原区微喷灌人工草地适宜的生产管理模式。     

西藏那曲地区“冬圈夏草”的适应性及其评价

在西藏那曲县研究了"冬圈夏草"的适应性,种植羊圈10个,每个羊圈约900 m2。采用单播8种饲草,混播6种组合。结果表明,各处理牧草生长旺盛,产草量高,生长期延长,可延迟至10月底进行收割,此时禾本科饲草料生育期为抽穗期,高度在1 m左右,平均鲜草产量高达28 500 kg/hm2以上。"冬圈夏草"种植简单,可有效缓解春季饲料缺乏的问题,值得推广。     

西辽河上游高寒漫甸区综合防护林体系的配置与营建技术

针对西辽河上游高寒漫甸区存在的主要生态环境问题,结合当地自然经济条件,系统研究了西辽河上游综合防护林体系的配置和营建技术,并对其防护效益进行了初步观测。该体系以乔、灌、草、带、网、片(块)相结合的农田牧场防护林为主体,以水源涵养林、水土保持林和生态经济沟为补充,面积达4.68×104hm2,森林覆盖率由原来的11.8%增加到23.3%,虽然农防林护田增产的效益尚不明显,但退化草场的产草量、草种结构、土壤的物理性质和养分状况都发生了明显的改变。综合防护林体系的建成促进了区域环境、经济与社会的可持续发展,维护了辽河中下游及首都的生态安全。     

草原蝗虫为害对高寒草原生物量影响的研究

试验以2004年为对照处理,发生蝗虫为害的2005、为害后的2006、2007年为试验处理,测定草原蝗虫为害对高寒草原生物量的影响。试验结果为:狭翅雏蝗(Chorthippus dubius)、白纹雏蝗(Chorthippus albonemus)、小翅雏蝗(Chorthippus fallax)等蝗虫对高寒草原植被生物量有严重影响,为害后的3年中,生物量总体降低;蝗虫为害当年,生物量减少125.67 g/m2,减少量占正常年份的33.87%,蝗害后第2年,生物量减少199.83 g/m2,减少量占正常年份的53.86%,蝗害后第3年,生物量有所增加,但与蝗害前相比仍有下降,生物量减少100.33 g/m2,减少量占正常年份的27.04%;禾本科受蝗虫为害影响最严重,与受害前比较,差异达1%水准;毒杂草生物量稍有上升,到2007年时达最高,分别增加12,9 g/m2,比蝗虫为害前增加了47.37%1、3.92%,但差异不显著。     

东祁连山高寒草甸土壤“固-液-气”三相组成对海拔和坡向的响应

为探究不同海拔和坡向下高寒草甸土壤"固—液—气"三相组成变化特征,以东祁连山高寒草甸为研究对象,分析了不同海拔(2 800,3 000,3 200,3 400,3 600,3 800,4 000 m)、坡向(阳坡、阴坡)高寒草甸的植被特征和土壤物理特征,结合植被指标拟合探讨高寒草甸"固—液—气"三相的最佳组成比例。结果表明:植被盖度、草层高度和地上生物量均随海拔升高呈先升高后降低,在海拔3 200 m处达最大值,同一海拔的阴坡植被盖度、草层高度、地上生物量均高于阳坡;土壤容重随海拔和坡向的变化规律与植被盖度相反,而土壤含水量、孔隙度和持水性变化规律与植被盖度类似;经方程拟合发现,土壤"固—液—气"三相比例为31∶33∶36时,高寒草甸生产力最优。综上所述,在海拔3 200 m处是东祁连山高寒草甸分布的中心典型区域,海拔和坡向是影响高寒草甸土壤物理质量和"固—液—气"三相组成的重要环境因子,且该区域高寒草甸土壤"固—液—气"最佳比例为31∶33∶36。     

青藏高原高寒草甸N_2O排放速率及其对降水和气温的响应特征

在中国科学院海北高寒草甸生态系统定位研究站,利用静态密闭箱-气相色谱法,连续两年(2013,2014年)进行了高寒草甸N_2O排放速率及其对降水和气温的响应特征研究。结果表明:高寒草地N_2O年平均排放速率为32.4±3.1μg/(m~2·h),生长季排放速率为41.1±4.3μg/(m2·h),明显高于休眠季的排放速率20.2±3.2μg/(m~2·h);不同采样时期N_2O排放速率具有极显著差异;气温与N_2O的排放速率之间存在显著正相关关系(R=0.52),随着日平均气温增加,高寒草甸土壤N_2O排放速率逐渐提高;降水量与N_2O排放通量之间存在较弱的负相关关系。在未来全球增温的气候情景下,高寒草地土壤N_2O排放量将呈现上升的趋势。     

甘引1号黑麦在高寒地区的适应性评价

通过甘引1号黑麦(Secale cereal cv.Ganyin No.1)在高寒地区适应性栽培试验,以冬牧70(Secale cereale cv.Wintergrazing 70)和固原小黑麦(Triticale Wittmack cv.Guyuan)为对照,对其在高寒地区的生产性能及营养价值做出客观评价。结果表明:甘引1号黑麦较冬牧70和固原小黑麦提前出苗4~6d;在抽穗期前甘引1号黑麦生长速度最快,生长速度2.20cm/d,孕穗期及孕穗期前刈割,一年可收获2茬;甘引1号黑麦的鲜草和干草产量均显著(P0.05)高于冬牧70黑麦和固原小黑麦,干草产量较后两者分别提高53.61%和41.39%,鲜草产量分别提高33.33%和27.45%;甘引1号黑麦粗蛋白、粗脂肪、钙、磷产量分别较固原小黑麦高42.36%、39.0%、54.02%和47.82%,较冬牧70高54.66%、53.61%、61.55%、60.59%。     

不同植被恢复措施下高寒沙化草地植被与土壤变化特征

草地沙化是青藏高原草地生态环境恶化的显著问题之一，为研究不同恢复措施对高寒沙化草地植被与土壤的影响，以沙化草地（DG）、人工草本恢复草地（AG）、人工灌丛恢复草地（AS）以及天然草地（NG）为研究对象，基于植被群落和土壤特征的变化及两者的相互关系，评价了不同人工植被恢复措施对高寒沙化草地22年的恢复效果。结果表明：（1） AG和AS分别使DG的地上生物量增加至109.21，1 293.21 g/m²，但2种恢复措施的草本地上生物量均显著低于NG，而AG的植被群落物种丰富度比AS显著低31.48%（p<0.05）。（2）与DG的0—10 cm表层土壤相比，AG的土壤孔隙度、含水量、总碳和总氮含量分别显著提高7.94%，67.95%，22.09%和257.14%，AS的这些指标也分别显著提高6.41%，43.00%，17.18%和242.86%；但2种恢复措施的土壤碳氮养分含量均显著低于NG （p<0.05）。（3） AS和AG的土壤有机碳矿化总累积量分别比DG显著提高133.39%和116.96%，但均显著低于NG，2种恢复措施间无显著差异（p>0.05）。可见，人工植被恢复措施显著促进沙化草地植被以及土壤恢复，但灌丛恢复更有利于提高植被物种丰富度，而草本恢复更有利于增加沙化草地土壤水分。     

黄河源鼠害退化区鼠丘土壤的风蚀特征

[目的] 研究鼠丘土壤风蚀特征，揭示黄河源鼠害退化区鼠丘土壤风蚀机理，为进一步科学评判高寒草地鼠害退化区土壤流失特征提供科学依据。 [方法] 以黄河源区广泛分布的高原鼠兔和高原鼢鼠2类鼠丘为研究对象，并依据鼠丘土壤质地特征将其划分为草甸土鼠丘、沙化土鼠丘以及含砾石土鼠丘3类，在3～15 m/s风速范围内采用小型原位风蚀试验装置在9组风速试验(梯度为1.5 m/s)下探究鼠丘土壤风蚀量随风速变化的关系。 [结果] ①当风速超过9 m/s时，沙化土鼠丘土壤风蚀量的风蚀量最大，含砾石土鼠丘土壤风蚀量最小，且沙化土鼠丘土壤风蚀量与风速大小间呈幂函数的正相关，草甸土和含砾石土鼠丘土壤风蚀量与风速间呈指数函数的正相关，砾石对土壤风蚀的抑制作用明显。 ②高原鼠兔鼠丘土壤风蚀量大于高原鼢鼠鼠丘，且鼠丘土壤风蚀率随着风速的增加幅度较大，同等风速下鼠丘土壤风蚀率随风蚀时间的增加呈现先快后慢的趋势。 ③通过对流失的鼠丘土壤颗粒粒径分析，沙化土鼠丘土壤风蚀颗粒以砂粒为主，草甸土和含砾石土鼠丘土壤颗粒均以粉粒为主，流失颗粒组成与鼠丘土壤质地条件有关。 [结论] 黄河源鼠害退化区鼠丘土壤风蚀量随风速大小的变化关系与土壤质地条件、啮齿动物活动习性及其对土壤团聚体的破坏和土壤重组特征有关。