羊草草原退化演替中的状态转变和可持续性

生态系统稳定性已经成为研究的热点,对于认识生态系统功能,科学进行生态系统管理提供了重要的理论基础。本文结合内蒙古锡林河流域羊草(Leymus chinensis)草原放牧退化演替特征,建立了适用于该区的结构-功能状态转变模型,综述了羊草草原放牧退化演替过程中出现的几种草地生态系统状态及其相互之间的转变条件及特征,并阐述了该区草地生态系统的不稳定性和利用方式的不合理性。由状态转变模型可知,内蒙古羊草草原退化演替过程中出现了4种不同退化状态,其中,不退化的羊草+杂类草、轻度退化的羊草+针茅和中度退化的羊草+糙隐子草3种群落具有相似的环境特征,且这3种状态之间既可正向也可负向相互转化。但是,当草地进一步退化到冷蒿群落时,群落结构和功能将会发生较大的变化,且环境条件也严重恶化。因此,冷蒿群落的恢复,可能无法完成向前一个状态糙隐子草群落的演替,而是出现一种新的功能较低的群落类型。     

无牧草原生态系统营养元素的生物地球化学特征

以内蒙古锡林河流域的两种优势草原群落羊草草原和大针茅草原为研究对象,探讨了中纬度地区未放牧情况下的草原生态系统植物营养元素的生物地球化学特征．结果表明,两类草原群落土壤-植物系统中土壤分室N、P、K、S、Ca、Mg、Si的贮量远大于植物亚系统的贮量,地上活体和枯草分室的各元素贮量小于根分室．在两类草原群落中,N、P、K、S从枯草分室中消失的速率要大于Ca、Mg和Si．羊草草原的枯草分室元素流失量大于大针茅草原．研究区草原生态系统中,羊革草原物质的生物地球化学循环近于平衡状态,大针茅草原处于失衡状态．物质循环量羊草草原远大于大针茅草原．     

羊草草原和大针茅草原地上和地下部分生物量的分配

研究植物群落生物量在地上和地下部分的分配,是草原生态系统物质循环的重要内容,1981、1985和1989年作者对内蒙古羊草草原和大针茅草原地上和地下部分生物量的季节动态     

放牧影响羊草和大针茅草原土壤退化的微形态研究

研究了内蒙古高原东部温带半干旱典型草原地区中国科学院内蒙古草原生态系统定位研究站内锡林河流域羊草草原和大针茅草原在不同放牧强度条件下土壤退化过程中微形态特征的变化及其封育覆壮效果。供试土壤为羊草草原暗栗钙土系列:包括强度放牧、中度放牧、正常放牧、封育禁牧4个点和大针茅草原钙积栗钙土系列:包括强度放牧、中度放牧、正常     

恢复状态下羊草（Leymus chinensis）草原植被根冠比动态及影响因子

利用内蒙古羊草草原围栏样地连续两年的地上、地下生物量数据和当地同时期的降水、气温资料,分析了退化羊草草原,在恢复过程中植被根冠比动态及与水热因子之间的关系。研究结果表明：（1）羊草草原植被地上、地下生物量季节变化均呈单峰型曲线,峰值出现在8月。（2）羊草草原植被根冠比具有明显的季节变化,生长季初和生长季末根冠比值较大,最低值出现在地上生物量最高的8月中下旬。（3）羊草草原植被月根冠比与上上月月降水量相关关系极显著,与七月平均气温相关关系显著;以根冠比为因变量,上上月月降水量、上月平均气温为自变量可分别建立线性回归方程。该方程可以较好地模拟羊草草原植被生长季内月根冠比的动态变化,这样在草地恢复过程中,可由上月的水热因子来指导下月的草地管理,并为更准确地估算草原生态系统生产力及碳储存动态提供重要参数。     

典型草原建群种羊草对氮磷添加的生理生态响应

由于人类活动和气候变化的共同作用, 大气氮(N)沉降日益加剧, 使得陆地生态系统中的可利用性N显著增加, 生态系统更易受其他元素如磷(P)的限制。然而, 目前关于N、P养分添加对草原生态系统不同组织水平的影响研究较少, 相关机制尚不清楚。该文以内蒙古典型羊草(Leymus chinensis)草原为研究对象, 通过连续两年(2011-2012年)的N和P养分添加实验, 研究建群种羊草的生理生态性状、种群生物量和群落初级生产力对N、P添加的响应及其适应机制。结果表明: 羊草草原不同组织水平对N、P添加的响应不同。群落水平上, 地上净初级生产力在不同降水年份均受N和P元素的共同限制, N、P共同添加显著提高了地上净初级生产力; 物种水平上, N、P添加对羊草种群生物量和密度, 以及相对生物量均没有显著影响, 表明羊草能够维持种群的相对稳定; 个体水平上, 在正常降水年份(2011年), 羊草生长主要受N素限制, 而在湿润年份(2012年), 降水增加使得羊草生长没有受到明显的养分限制。羊草通过增加比叶面积、叶片大小和叶片N含量, 提高整体光合能力, 以促进个体生长。总之, 内蒙古典型草原群落净初级生产力受N、P元素共同限制, 作为建群种的羊草, 其对N、P添加的响应因组织水平而异, 也受年际间降水变化的影响。     

草原植物群落的蒸发蒸腾

1989—1991年,在中国科学院内蒙古草原生态系统定位研究站,采用土柱称重法,对该站周围的主要植物群落蒸发蒸腾进行了初步研究,结果如下:1.羊草群落蒸发蒸腾的季节变化(1989) 5月份草原返青,羊草群落蒸腾很快达到0.441     

气候变暖对内蒙古羊草草原建群种的影响

通过对锡林郭勒盟锡林河流域羊草草原地区1981～1994年14年的温度观测和植被调查数据的逐年滑动平均处理,分析该地区气候和植被随时间的动态变化特征.结果表明,内蒙古羊草草原地区的气温在研究期内具有高低温变化不对称的特点,表现为全年最低温升高明显,最高温和平均温升高不明显.羊草草原的建群种羊草和大针茅对气温变化有不同的响应,最优建群种羊草的重要值和地上初级生产力随着最低温的升高有明显的下降趋势,次优建群种大针茅的重要值和地上初级生产力由于种间互补作用而略有升高.可以认为,如果这种趋势继续下去,大针茅有可能代替羊草,成为群落的最优建群种,使得群落的结构和功能发生改变.在研究与模拟羊草草原对温度变化的响应时,研究不同温度因子和年温度不同时段的变化特征,以及不同物种之间的竞争关系,有助于认识单个种群和整个生态系统对全球变化响应的机理.     

草原区不同植物群落蒸发蒸腾的研究

 在中国科学院内蒙古草原生态系统定位研究站,采用“土柱称重法”对典型草原群落蒸发蒸腾进行实验观测,主要研究结果如下：1．草原沙地、羊草草原和河漫滩草甸是本地区差异明显的三种群落。草甸蒸腾最大(9.2 mm·d-1),比另两种群落高2—3倍;草甸蒸发最小(0.4mm·d-1),约为沙地的1／4,草原 的l／8。2．羊草草原在本区分布广,大针茅草原是本区半干旱地带性代表。由于这两种群落主要有关背景值的不同,羊草群落蒸散值(4.4—5.Omm·d-1)明显高于大针茅群落(3.5—3.8 mm·d-1),而且羊草群落的T／E1)值(～2)也明显大于大针茅(～1)。在生长季节中,羊草草原蒸散随气温升高而升高,在盛夏达最高值,然后随气温降低而降低。然而由于降雨变化的影响,羊草草原蒸发蒸腾的季节变化时而出现较大幅度的波动。3．根据1989年实测的降水和羊草群落蒸发蒸腾的季节变化,分析羊草群落的水分收支,可以看到实验区羊草草原的水分收支是大体平衡的。     

羊草草原和大针茅草原氮素贮量及其分配

不同类型草原氮素贮量及其分配的研究,是草原生态系统物质循环研究的重要内容。它不仅有助于阐明草原生态系统物质循环的规律性,而且对于预测草原发育的方向和趋势,对于草原合理利用和提高草原生产力,都具有重要意义。在我国广大草原地区,草场退化日益严重的今天,研究生命的元素——氮素的循环,不仅有理论意义,而且有其重要现实意义。此项研究,在国际上作为IBP和MAB研究重要课题,受到普遍重视。在我国仅趋开始。本文是作者1979年对内蒙古锡林河流域羊车(Leymus chinensis)、小木草杂类草草原(简称羊草草原)和大针茅(Stipa grandis)草原氮素贮量及其分配研究的结果。     

土著菌根真菌和混生植物对羊草生长和磷营养的影响

植物种间相互作用直接影响植物生长、根系可塑性及养分吸收,而与植物共生的丛枝菌根真菌可以改变植物个体和种间养分资源的分配,具有协调种间竞争的潜力.以我国北方草甸草原建群种羊草(Leymus chinensis)和混生植物紫花苜蓿(Medicago sativa)及独行菜(Lepidium spetalum)为供试植物,通过模拟盆栽试验,研究了土著菌根真菌和混生植物对羊草生长、根系形态及磷营养的影响.试验结果表明,土著菌根真菌能够与羊草及紫花苜蓿形成良好共生,而独行菜根内基本未形成菌根共生结构.土著菌根真菌显著降低了羊草及独行菜的生物量,但促进了紫花苜蓿的生长;混种紫花苜蓿显著促进了羊草的生长,而混种独行菜则显著抑制了羊草的生长.土著菌根真菌对羊草根系形态的影响表现出与植株生物量类似的趋势,但不同混生植物对羊草根系生长均无显著影响.土著菌根真菌和混生植物对羊草植株磷含量均无显著影响.与混生植物相比,羊草具有较高的比根长和磷吸收能力,这也解释了其负向菌根依赖性.研究证实了菌根真菌和植物种间相互作用均是影响草原优势植物生长和根系发育的重要因素,深入研究其交互作用对于科学管理草地生态系统,维持植物群落的稳定性和生态系统生产力具有重要意义.     

羊草种群的热值及其能量贮藏特点

为了获得有关中国东北羊草草原生态系统能量学方面的基础数据,作者对该草原的建群植被——羊草种群进行了热值含量的测定,在此基础上,对单位面积上的羊草种群热值含量进行了计算,以便分析在自然条件下,羊草种群的能量贮藏特点。研究结果表明,羊草(Leymus Chinensis)种群的果穗与其各器官相比,具有最高的热值含量,为4898.28cal/gDW,其活枝条与羊草种群的各部分相比,具有最高的热值含量,为4711.86cal/gDW。羊草种群将其截获的绝大部分太阳辐射能贮藏在地下部分以便为种群的安全越冬和第二年生长季节开始对其地上部分的萌发提供充足的能量。     

羊草不同地理种群的同工酶研究

对我国从内蒙古到吉林的荒漠草原、典型草原、草甸草原、盐碱地草原的５个样点上羊草的６种同工酶进行了研究,通过聚类分析发现羊草种群随着地理生态环境的不同,在同工酶水平上发生着不同程度的种内分化．羊草在同工酶水平上的分化受多个环境因子的综合影响,而且与羊草耐寒性能存在一定的内在联系．     

内蒙古典型草原地下生物量的分布模型

草原地下生物量及其分布的研究,是草原生态系统第一性生产力及物质循环研究的重要 内容。1981、1985和1989年作者对内蒙古锡林河流域羊草草原和大针茅草原植物群落地下生物量在不同季节的分配作了测定本文以实测数据为基础,寻求地下生物量的分布规律。用 x 表示地下某处到地面的垂直距离,单位为 cm,y 表示单位面积地表0cm 到地下 xcm     

内蒙古典型草原物种组成和群落结构对长期放牧的响应

该文比较研究了内蒙古羊草草原和大针茅草原放牧演替系列经过20a (1985~2005年) 放牧, 利用群落组成与结构的变化分析了这两个放牧演替系列上15个植物群落的变化趋势, 并依此探讨长期放牧对草原生态系统结构和功能的影响。结果表明:在大针茅 (Stipa grandis) 牧压梯度系列上, 群落仍以大针茅群系为主, 冷蒿 (Artemisia frigida) 为建群种的群落消失;在羊草 (Leymus chinensis) 牧压梯度系列上, 羊草和冷蒿不再是建群种, 被西伯利亚羽茅 (Achnatherum sibiricum) 、大针茅、冰草 (Agropyron cristatum) 和糙隐子草 (Cleistogenes squarrosa) 所替代。综合两个牧压梯度系列的研究结果得出以下基本结论:长期过度放牧进一步加速了草原群落的退化进程, 但退化草原具有较高的恢复弹性, 控制放牧使部分群落得到一定程度的恢复。同一植物群落时间变化, 或不同演替阶段的植物群落在空间序列上的位移程度主要取决于放牧史和利用强度。过去20a中, 特别是2003年以来草原管理政策的改变并没有导致该区域草地的整体退化, 而是在一定程度上有利于草地的恢复。     

中国草地生态系统模拟增温实验的综合比较

近年来,全球增温对陆地生态系统的影响成为科学家研究的热点之一。草地生态系统是最重要的陆地生态系统之一,故研究草地生态系统对增温的响应尤为重要。本文通过对近10年国内外研究文献的回顾,论述了陆地生态系统增温实验的发展及其在中国草地生态系统的应用,从植物种群、群落、土壤、草地生态功能及动物等方面综合分析了增温对我国高寒草甸、亚高山草甸、羊草草甸、荒漠草原等不同草地类型的影响。结果表明,短期增温有利于草甸区禾本科植物的生长;在植物的不同生长时期增温对地上生物量的重要性存在差异;增温会改变植物的整体物候,显著降低羊草草甸土壤湿度;适度增温可以增加土壤微生物生物量碳、氮,促进高寒草甸土壤碳、磷循环。在此基础上,提出了将来应着重研究的几个科学问题。     

吉林省长岭羊草草原土壤甲虫的分布

目前国内关于草原土壤动物的研究还很少,仅中国科学院内蒙古草原生态系统定位站(内蒙古大学生物系)在1983年开始研究了内蒙古草原土壤动物。我们于1987年6月28日—10月1日对吉林省西部长岭种马场羊草草原土壤动物进行了初步研究。该工作为草原研究工     

无树草甸草原火周期研究方法的探讨

火是草地生态系统正常的自然环境因子,火周期是火状况的组成要素之一,无树草原火周期一直没有可行的研究方法。本文以扰动生态理论为基础,根据最优化原理,通过解方程,确立了一种研究无树草甸草原火周期的方法－最佳积累量法,实验表明该方法所计算的羊草－杂类草原火周期为４ａ,符合生产实际。     

氮素对内蒙古典型草原羊草种群的影响

为了研究氮素对内蒙古典型草原植物种群的影响, 在中国科学院内蒙古草原生态系统定位研究站, 实施了长期的氮素添加试验。就两年来不同梯度氮素处理对羊草 (Leymuschinensis) 种群的影响进行了分析。结果表明, 氮素对羊草种群具有显著的调节效应, 随着氮素梯度的增加, 羊草种群密度、种群高度、地上生物量、地下生物量、总生物量均显著增加, 羊草种群地下生物量 /地上生物量比值逐渐降低。氮素对羊草种群构件的生物量分配有显著影响, 随着氮素梯度的增加, 羊草种群生物量向根茎的分配比例显著降低, 向叶片和根系的分配比例显著提高。羊草种群的相对密度和相对生物量也随着氮素梯度的增加而显著提高。     

羊草内生真菌及其生理活性研究概述

羊草是天然草原中重要的物种,对草原环境的改善具有不可代替的重要性。羊草具有耐旱、耐盐碱、抗虫和高营养等生物学特性,这些特性与其体内的内生真菌有直接关系。文中从内生真菌起源、生物学特性、与共生植物的作用及羊草内生真菌研究方面综述了内生真菌的研究现状,并就羊草内生真菌及其生理活性进行综合分析与评述,对未来羊草内生真菌的研究进行展望。