暖温型与中温型草原共有植物种生长特性的比较

在我国北方暖温型草原和中温型草原各选择一个草原监测站点,应用Hunt提出的生长分析指标,对两个站点的大针茅、羊草、糙隐子草、达乌里胡枝子和阿尔泰狗哇花5个共有种的生长特性进行了对比研究,结果表明：5个共有种在暖温型草原和中温型草原两个站点的叶绿素含量、单位叶速率、叶面积比率、叶面积干重比、都表现出很大差异;中温型草原植物种的叶绿素含量均高于暖温型草原,中温型草原的单位叶速率相对的高于暖温型草原。叶面积比率和叶面积干重比两个站点的数值有较大的差异,如同一种植物在同年同月的叶面积干重比就相关很大,这是长期在不同水热组合条件下形成的差异;而且这两个指标明显受水热状况的影响,不同年份表现出较大的可塑性。同时这些指标也存在季节上的波动。显示出温度驱动因素及其水热组合条件对不同热量型草原区域共有植物种的影响。     

中温型和暖温型草原五种植物构件生长与水热组合关系研究

在暖温型和中温型草原对大针茅（Stipa grandis）、羊草（Leymus chinensis）、糙隐子草（Cleisto-genes squorrosa）、达乌里胡枝子（Lespedeza dahurica）和阿尔泰狗哇花（Heteropappus altaicus）5个共有植物种群的构件生长特征进行了比较研究,并应用种群统计的生长分析指标与研究站点的月平均温度、降水量和湿润度进行了灰色关联分析。结果表明,中温型草原各共有种的相对生长速率（DRGR&;DRGRa）和单位叶速率（DULA）均高于暖温型草原,显示出对中温型草原生长季短、热量条件不足的生态适应特征;而暖温型草原则以较长的叶面积及构件持续时间适应该草原区生长季长、热量较为充足的气修条件。暖温型草原各共有种的构件生长指标与湿润度之间的灰色关联度普遍高于中温型草原,即暖温型草原植物的构件生长对生长季内的水热组合更为敏感,显示出不同热量型草原区植物构件生长的响应特征。     

宁夏东部风沙区荒漠草原植物群落物种多样性研究

通过野外植被调查,研究了宁夏东部风沙区荒漠草原植物群落组成与结构、物种多样性变化;采用典范对应分析（CCA）对植物群落分布与土壤性状关系进行了分析。结果表明：（1）风沙区荒漠草原物种较为单一,多集中在6~13种;不同群落类型间地上生物量和盖度差异显著;群落内竞争性较弱的物种减少,优势种具有较高的重要值。（2）群落间物种多样性差异显著,但变化趋势并不一致;物种多样性指数与丰富度指数、均匀度指数的相关系数分别为0.975 7和0.880 2,而与优势度指数相关系数为-0.519 8。（3）CCA结果表明,土壤含水率、有机质以及氮磷钾含量较高、容重小时,植物物种相对丰富;对群落分布影响较大的环境因子是土壤水分、容重和土壤有机质,相关系数分别为-0.742 8、0.683 8、0.532 9,物种和群落二者在CCA排序轴相关性较大的土壤因子较为一致。研究认为,宁夏东部风沙区荒漠草原植物优势种在群落中的地位明显,物种丰富度对植物多样性的影响大于均匀度,土壤水分是影响该区草原植物群落分布的决定性环境因子。     

中温型和暖温型草原五种植物构件生长与水热组合关系研究

在暖温型和中温型草原对大针茅(Stipa grandis)、羊草(Leymus chinensis)、糙隐子草(Cleistogeness quorrosa)、达乌里胡枝子(Lespedeza dahurica)和阿尔泰狗哇花(Heteropappus altaicus)5个共有植物种群的构件生长特征进行了比较研究,并应用种群统计的生长分析指标与研究站点的月平均温度、降水量和湿润度进行了灰色关联分析.结果表明,中温型草原各共有种的相对生长速率(DRGR &DRGRa)和单位叶速率(DULA)均高于暖温型草原,显示出对中温型草原生长季短、热量条件不足的生态适应特征;而暖温型草原则以较长的叶面积及构件持续时间适应该草原区生长季长、热量较为充足的气候条件.暖温型草原各共有种的构件生长指标与湿润度之间的灰色关联度普遍高于中温型草原,即暖温型草原植物的构件生长对生长季内的水热组合更为敏感,显示出不同热量型草原区植物构件生长的响应特征.     

锡林河流域草原群落植物多样性和初级生产力沿水热梯度变化的样带研究

 用样带法研究了草原群落植物多样性和初级生产力沿海拔和水分梯度的变化,结果表明;在样带梯度上,物种丰富度、多样性和群落初级生产力与海拔高度、年降水量和土壤有机C及全N含量呈正相关,而与年平均气温和干燥度呈负相关。随着海拔高度的降低,降水量的减少,热量和干燥度的增加,以及土壤有机C和全N含量的降低,草原群落的物种丰富度、多样性和初级生产力逐渐降低。典型相关分析的结果揭示出,土壤有机C含量和干燥度是对草原群落物种丰富度和初级生产力具有更大的影响。同时,草地的利用方式和强度对群落植物多样性和生产力也具有较强的影响。     

锡林河流域草原群落植物多样性和初级生产力沿水热梯度变化的样带研究

 用样带法研究了草原群落植物多样性和初级生产力沿海拔和水分梯度的变化,结果表明;在样带梯度上,物种丰富度、多样性和群落初级生产力与海拔高度、年降水量和土壤有机C及全N含量呈正相关,而与年平均气温和干燥度呈负相关。随着海拔高度的降低,降水量的减少,热量和干燥度的增加,以及土壤有机C和全N含量的降低,草原群落的物种丰富度、多样性和初级生产力逐渐降低。典型相关分析的结果揭示出,土壤有机C含量和干燥度是对草原群落物种丰富度和初级生产力具有更大的影响。同时,草地的利用方式和强度对群落植物多样性和生产力也具有较强的影响。     

内蒙古典型草原地带退化草原的恢复动态

对退化草原自然恢复演替过程的监测,是认识其恢复过程、机理、探讨恢复的限制因子和进一步制定快速、低投入生态恢复措施的基础。通过对内蒙古典型草原地带退化草原［星毛委陵菜（Potentila acaulis）、冷蒿（Artemisia frigida）和寸草苔（Carex duriuscula）等为主］封育恢复动态 8年的监测表明：在退化草原群落自然恢复过程中,植物高度上升;植被盖度和生物量先增加,尔后基本稳定,或略有下降的趋势。群落的物种丰富度增加微弱,这可能与该区草原植物和野生动物协同进化有关,同时与数千年的家畜放牧史有关。即植物物种对放牧有较大的耐性,停止放牧,物种的丰富度也增加较少;群落结构的变化主要表现在不同种群优势度的消长上。群落均匀度指数的动态过程分析表明,恢复8年的草原群落尚未达到天然草原状态,尚需进一步的监测研究。     

高寒草甸植物物种丧失对草原毛虫的影响

植物多样性是调控食物网结构和生态系统功能最重要的生物因素, 植物多样性丧失深刻影响食草动物, 但由于小型食草动物种群数量波动明显、统计随机性较大等困难, 我们对植物多样性丧失如何影响小型食草动物依然知之甚少。基于在青藏高原高寒草甸设置的长期植物物种剔除试验, 本研究于2016-2020年7-8月连续调查了植物物种剔除各处理中草原毛虫(Gynaephora alpherakiif)的数量, 分析了植物物种及功能群丧失对草原毛虫的影响。结果表明, 虽然时空差异及统计随机性是影响草原毛虫数量变化的主要因素, 但植物物种剔除介导的群落差异对草原毛虫数量的影响依然显著: (1)在各观测时段, 优势种线叶嵩草(Kobresia capillifolia)的丧失导致群落中草原毛虫数量显著减少; 禾草类物种丧失也会减少草原毛虫数量, 但其影响仅在8月显著; (2)杂类草物种丧失通过增加群落中禾草物种多度, 可增加草原毛虫数量; 豆科物种丧失使莎草增多, 也会增加草原毛虫数量; (3)各植物功能群部分物种剔除并未显著影响草原毛虫数量。本研究证实了高寒草甸中草原毛虫数量会因优势植物嵩草和禾草的多度减少或禾草物种丧失而显著减少, 但群落总生物量、个体数和物种丰富度、豆科多度以及各功能群植物同比减少, 都对草原毛虫数量没有明显影响。这些结果说明在随机作用主导下, 植物群落中的特定功能群相对多度(而非物种多样性)变化深刻影响草原毛虫适合度, 进而影响生态系功能及服务; 未来生物多样性研究及草地虫害生物防控中应更多考虑统计随机性及植物功能多样性对小型食草动物的影响。     

典型草原自然恢复演替过程中植物群落动态变化

以内蒙古巴林右旗退化典型草原为研究对象,采用空间序列代替时间序列的方法,探讨了在围封去除干扰条件下,退化典型草原自然恢复演替进程.研究结果表明,物种多样性在典型草原群落自然恢复过程中呈波动状变化,最高值出现在第6年,为3.3,随后又呈现下降趋势.丰富度和均匀度与物种多样性指数呈显著正相关,相关系数分别为0.848和0.912.地上生物量和物种多样性二者之间没有明显的线性关系,其相关系数为0.4813(P＞0.05).在演替的进程中,群落中主要植物种的优势地位发生了明显的替代变化.在恢复演替初期C4植物对地表的覆盖和有机物的输入起关键作用,而C3植物在后期对群落稳定起重要作用.1年生植物在典型草原恢复初期起着非常重要的作用,可覆盖地表,防止水土流失,并为群落输入大量养分,为其他植物定居创造了稳定良好的土壤环境.     

中国东北样带草地群落放牧干扰植物多样的变化

放牧干扰是草地群落植物多样性变化的主要影响因素之一。中国东北样带９个草地群落放牧干扰植物多样性性变化的研究结果表明：中牧或重牧阶段Ｓhannon指数达最大值。形成中牧（重牧）＞重牧（中牧）＞轻牧＞过牧的规律。群落物种丰富度、均匀度与多样性的相关分析表明,均匀度变化对多样性变化具有更大的贡献率。而丰富度呈下降趋势,即轻牧（中牧）＞中牧（轻牧）＞重牧＞过牧。生活型功能群多样性也表现出明显的变化。中国东北样带草地群落植物多样性的分布格局是：草甸草原＞典型草原＞典型草原＞荒漠草原＞碱化草甸,并且群落物种丰富度对多样性有更大贡献率。     

Rulers of the Steppe

Rulers of the Steppe. 2000. 60 minutes, color. video by André Hoekema and Peter Oud. with the support of the European Initiative for Democracy and Human Rights, European Union. Versions in English, Russian, and Spanish. For more information contact Peter Oud. Film and Photography, Baarnseweg 41, 3735ML Bosch en Duin, the Netherlands; tuvaproject@peteroud.nl .     

草原"五畜"

草原“五畜”指蒙古高原养育的蒙古马、蒙古双峰驼、蒙古牛、蒙古绵羊和山羊。世界上有40多个国家从事草原畜牧业,大多数国家只选择2-3种草食家畜来饲养,相比之下只有蒙古民族把五畜组合起来,发挥其各自的优长加以利用。五畜的起源、进化同蒙古高原草原生态环境的长期演化过程互动,同蒙古民族的生产方式、生活习俗、文化偏好以及社会政治、经济、军事制度息息相关。     

禾本科牧草在典型草原区的适应性研究

2001-2003年在内蒙古锡林郭勒盟太仆寺旗通过小区试验,对来自美国、加拿大和中国的21份禾本科牧草进行了物候期、产草量和种子产量的评价和适应性研究.结果表明,来自美国和中国的6份材料不仅适应性较强,而且产草量和种子产量也相对较高,可作为该地区人工草地建设和天然草场改良的优良种质材料.     

内蒙古草原小叶锦鸡儿遗传分化的研究

采用RAPD技术对内蒙古草原5个具较大地理跨度的小叶锦鸡儿(Caragana microphylla)地理群的遗传多样性和遗传结构特点进行了研究。共检测到466个位点,多态位点463个,多态位点百分率(PPB)为99.36%;特有位点37个,占7.94%。Nei指数和Shannon指数都表明阿巴嘎旗小叶锦鸡儿地理群遗传多样性最高,其它地理群的遗传多样性有向东、向西降低的趋势。AMOVA得到的固定系数φst为0.055 26;基因分化系数Gst为0.067 3,用Shannon指数估算的地理群间变异比率(Hsp-Hpop)/Hsp为0.147 9,说明遗传变异主要存在于各地理群内部。地理群每代迁移数Nm为6.930 5,显示地理群间存在较强的基因流。Mantel检验表明5个小叶锦鸡儿地理群间遗传距离与地理距离有显著相关性。     

内蒙古草原植物的生态替代及其对全球变化下草原动态的指示（英）

 在内蒙古草原区,从荒漠草原带到森林草原带,沿气候干燥度变化的方向调查了119个草原样地的植被与环境特征,依此定量分析了植被—环境关系。 根据表述环境因子取样质量的环境因子墒值及环境因子与出现频率最高的50个植物种间的平均相互信息,分析了所调查30个环境因子在决定植被组成中的作用优势度。结果表明,气候因子的影响是占绝对优势的,而地形和管理因子的作用是次一级的,或是地区性的。群落的物种组成与其第一优势种关联极好,因而依群落第—优势种识别的植物群落类型是组成和结构相对稳定的群落单位。基于植物种在降水和气温梯度上最适区域的计算及依此在植物降水-气温平面上的直接排序,揭示出广泛的草原植物在气候梯度上的生态替代。这种替代,尤其是包括针茅属(Stipa)植物在内的草原优势植物的替代,导致了针茅草原的生态替代。本研究也定量刻划了内蒙古主要草原植物群落的植被特征,及其在气候、土壤和人为影响梯度上的分布幅度和生态适宜区域。草原植物种和植物群落在气候和放牧梯度上的直接排序提供了气候和土地利用变化后草原植被动态的可能图景。     

Inhibition of Nitrification Alters Carbon Turnover in the Patagonian Steppe

Human activities are altering biodiversity and the nitrogen (N) cycle, affecting terrestrial carbon (C) cycling globally. Only a few specialized bacteria carry out nitrification—the transformation of ammonium (NH ₄ ⁺ ) to nitrate (NO ₃ ⁻ ), in terrestrial ecosystems, which determines the form and mobility of inorganic N in soils. However, the control of nitrification on C cycling in natural ecosystems is poorly understood. In an ecosystem experiment in the Patagonian steppe, we inhibited autotrophic nitrification and measured its effects on C and N cycling. Decreased net nitrification increased total mineral N and NH ₄ ⁺ and reduced NO ₃ ⁻ in the soil. Plant cover (P < 0.05) and decomposition (P < 0.0001) decreased with inhibition of nitrification, in spite of increases in NH ₄ ⁺ availability. There were significant changes in the natural abundance of δ¹⁵N in the dominant vegetation when nitrification was inhibited suggesting that a switch occurred in the form of N (from NO ₃ ⁻ to NH ₄ ⁺ ) taken up by plants. Results from a controlled-condition experiment supported the field results by showing that the dominant plant species of the Patagonian steppe have a marked preference for nitrate. Our results indicate that nitrifying bacteria exert a major control on ecosystem functioning, and that the inhibition of nitrification results in significant alteration of the C cycle. The interactions between the C and N cycles suggest that rates of C cycling are affected not just by the amount of available N, but also by the relative availability for plant uptake of NH ₄ ⁺ and NO ₃ ⁻ .     

Response of the Shortgrass Steppe to Changes in Rainfall Seasonality

Studies in temperate grassland ecosystems have shown that differences in composition of C₃ and C₄ plant functional types can have important influences on ecosystem pools and processes. We used a plant community dynamics model (STEPPE) linked to a biogeochemical cycling model (CENTURY) to determine how ecosystem properties in shortgrass steppe are influenced by plant functional type composition. Because of phenological differences between C₃ and C₄ plants, we additionally simulated the effects of precipitation seasonality on plant communities and examined how C₃ and C₄ composition interacts with precipitation to affect ecosystems. The model output suggests that differences in C₃ and C₄ composition can lead to differences in soil organic carbon (C) and nitrogen (N) within 1000 simulation years. Soil organic C and N (g C and N m^{− 2} to 0.2-m depth) were least in a 100% C₄ community compared with a 100% C₃ community and a mixed C₃–C₄ community. A change in the time of maximum precipitation from summer to spring in a simulated shortgrass steppe slightly favored C₃ plants over C₄ plants. The proportion of total net primary production accounted for by C₃ plants increased from 21% to 25% after 200 years, when 90 mm of precipitation was switched from summer to spring. Soil organic matter (SOM) was relatively stable in the C₄-dominated communities with respect to changes in precipitation seasonality, whereasSOM in the C₃ community was sensitive to precipitation seasonality changes. These results suggest an important interaction between plant community composition and precipitation seasonality on SOM, with phenology playing a key role. Received 9 June 1998; accepted 6 January 1999