退化草原冷蒿群落13年不同放牧强度后的植物多样性

放牧过程通过家畜的啃食、践踏干扰草原环境,使草原的物种组成发生变化,植物种群的优势地位发生更替。对退化草原中的冷蒿群落在经历13a不同放牧强度——无牧（0．00只羊,hm^2）、轻牧（1．33只羊／hm^2）、中牧（4．00只羊／hm^2）、重牧（6．67只羊,hm^2）的围栏放牧后的植物群落多样性进行研究,结果表明：经过13a的演替变化,（1）无牧处理下植被密度显著低于其它3个放牧处理下的植被密度,而其它3个放牧处理之间的植被密度差异不显著;（2）无牧处理下羊草成为群落的优势种,轻牧和中牧处理下冷蒿依然是群落的优势种。这3种处理下寸草苔的种群密度最大;重牧处理下优势种变为星毛委陵菜,并且其种群密度最大;随着放牧强度增加,不同放牧退化阶段指示植物的种群密度的变化趋势是：冷蒿为先增大后减小,而星毛委陵菜为先急剧增大,然后平缓增大,最后再急剧增大;（3）植物多样性和均匀度指数在中牧处理下最大,在无牧处理下最小,说明中牧处理下群落的多样性最高,无牧处理下群落的多样性最小。而优势度指数正相反。植物群落结构和多样性的变化主要是由放牧家畜选择性采食、不同植物对放牧响应的不同策略、植物种间的竞争、动植物协同进化以及由放牧改变的土壤理化性质等因素综合决定的。此研究有助于进一步认识退化草原在继续放牧干扰下的演替规律以及为退化草原的保护和恢复提供理论依据。     

内蒙古草原草场放牧退化模式研究及退化监测专家系统雏议

本文将定位研究与路线考察相结合,将放牧影响下草原的动态演替及其在牧压梯度上的空间变化相对比,研究了内蒙古主要草原草场的放牧退化模式,并在此基础上初步探讨了判别草场退化的数量指标和退化监测专家系统。1)植物种与牧压关系的分析,区别出放牧的定性和定量指示植物及宜中牧植物,并划分植物为不同的放牧生态种组。2)退化草原恢复过程的研究表明,根茎禾草的恢复快于丛生禾草;群落恢复过程是单稳态的,且恢复演替动态与其牧压梯度上的空间变化相对应。3)内蒙古高原主要草原草场在持续放牧影响下均趋同于冷蒿(Artemisia frigida)草原。冷蒿是最可靠的正定量放牧指示植物,但同时又是优良牧草和草原退化的阻击者。4)讨论了草原草场退化的概念,论述了草原逆向演替与草场退化的区别和联系,提出了区分草原的逆向演替为草场熟化和退化两个过程,并依草场群落与牧压的关系建立了判定草场是否退化及退化程度的数量指标。5)初步设计了草原草场退化监测—决策专家系统,包括监测、判别和决策三个步骤。     

内蒙古草地畜牧业可持续发展的生物经济原则研究

草地畜牧业可持续发展的三大生物经济原则为草场不退化原则,最大生物学效率原则和风险,利润权衡原则：（1）草场不退化原则。在冷蒿小禾草退化草原上,暖季期间1．33－2．67羊／hm2的放牧率下可使其发生恢复演替,禾草的比例增大,植物多样性指数和均匀度指数均有所提高,从而达到利用式改良的目的;相反,若继续重牧或过牧,放牧绵羊喜食的植物种类将进一步减少,植物多样性指数也有所降低,最终将趋同于星毛委陵菜退化草原群落,且星毛委陵菜可能是草场沙化荒漠化的最后多年生植物屏障。（2）最大牧草利用效率原则,放牧绵羊的种群生闻,羯头应当年羔育肥出栏,其牧草利用效率不仅提高了4．6倍,且肉用性能可提高2．5倍,同时,应尽量控制羯羊越冬的数量,提高畜群中母羊的处理利润最高（1993年价格）,虽然5．33羊／hm2的公顷增重最大,但风险也大,且利润较低。故在综合考虑以上3个原则的基础上,可以通过提高生物学利用效率,即使降低放牧率也不会太大的影响牧民的利益,同时又减轻了生产风险,保护了生态环境,只有这样,才得以使草地畜牧持续发展。     

内蒙古退化草原8种植物叶结构对禁牧的响应

在内蒙古典型草原地带,选择有代表性的羊草＋大针茅群落的放牧退化演替变型—冷蒿＋糙隐子草群落实行封育禁牧。并对未禁牧群落（退化群落）、禁牧7a的群落和禁牧20a群落的8种主要植物叶的解剖结构特征进行比较研究,以探讨植物叶结构对禁牧的响应。结果表明：禁牧恢复演替后叶片角质层厚度和叶肉细胞密度降低、5种植物叶片变薄、星毛委陵菜上表皮细胞明显变小,植物叶旱生特征减弱。但草地退化后植物叶又不完全表现为旱化或加强旱化的特性。从植物叶结构的变化中可见星毛委陵菜具有较强的耐牧性。对于植物叶结构其它指标,则不存在明显的一致性变化趋势。     

不同放牧率对内蒙古冷蒿草原植物多样性的影响

以８年（１９８９－１９９７年定位的放牧试验数据为基础,较全面分析了不同放牧率对冷蒿（Ａrtemisia frigida）草原植物多样性和草场异质性的影响,并从内蒙古细毛羊选择性采食和植物适应策略的角度探讨其影响机制。研究发现,在进行冷蒿小禾草草原的物种丰富度调查是,１００m的样线法是可行的;在探讨放牧对群落多样性的影响时,Ｓimpson多样性指数和均匀度指数对放牧率大小的变化更敏感。经过连续８年的放牧,不同放牧率对物种丰富度的影响不大。但植物多样性和均匀度随放牧率的增大而下降,群落优势度却随放牧率增大而增大,;内蒙古细毛羊的选择性采食和较高放牧率和互作是导致植物多样性和均匀度下降及群落优势度上升的主要原因。冷蒿、糙隐子草（Cleistogenes squarrosa)、星毛委陵菜（Potentilla acaulis)、冰草（Ａgropyron cristatum)和寸草苔（Carex duriusula)在不同放牧率下的种群消长决定了冷蒿草原的放牧演退规律和植物多样性大小;尽管内蒙古细毛羊较喜食糙隐子草,但其种群在所有放牧率下均是多度最大的３个种群之一。     

不同放牧强度下冷蒿(Artemisia frigida )、星毛委陵菜(Potentilla acaulis)的形态可塑

研究了不同放牧强度下（不放牧、轻牧(1.33只羊/hm2)、中牧(4.00只羊/hm2)、重牧(6.67只羊/hm2)）冷蒿 (Artemisia frigida)、星毛委陵菜 (Potentilla acaulis)的克隆形态（间隔子长度、分枝强度）可塑性以及生物量分配格局。两种植物的间隔子长度、分枝强度沿放牧梯度具有显著的可塑性反应。冷蒿间隔子长度：不放牧>轻牧>重牧>中牧;分枝强度：重牧>中牧>轻牧>不放牧。星毛委陵菜间隔子长度:轻牧>不放牧>中牧>重牧;分枝强度:重牧>中牧>轻牧>不放牧。冷蒿种群     

不同放牧强度下冷蒿(Artemisia frigida )、星毛委陵菜(Potentilla acaulis)的形态可塑

 研究了不同放牧强度下（不放牧、轻牧(1.33只羊/hm2)、中牧(4.00只羊/hm2)、重牧(6.67只羊/hm2)）冷蒿 (Artemisia frigida)、星毛委陵菜 (Potentilla acaulis)的克隆形态（间隔子长度、分枝强度）可塑性以及生物量分配格局。两种植物的间隔子长度、分枝强度沿放牧梯度具有显著的可塑性反应。冷蒿间隔子长度：不放牧>轻牧>重牧>中牧;分枝强度：重牧>中牧>轻牧>不放牧。星毛委陵菜间隔子长度:轻牧>不放牧>中牧>重牧;分枝强度:重牧>中牧>轻牧>不放牧。冷蒿种群     

放牧干扰对根茎冰草无性系种群年龄结构的影响

根茎冰草（Agropyron michnoi)是典型的无性系禾草。在松嫩平原,根茎冰草的分蘖节最老为４龄,可存活５个年度。不同季节的放牧干扰可导致根茎冰草无性系种群分蘖株的年龄结构发生变化,全年放牧样地和夏秋休牧样地均为稳定型年龄结构,两个冬季放牧样地均为增长型年龄结构。１龄分蘖株的生产力和营养繁殖力力均最大。４龄分蘖株均已丧失了营养繁殖力。营养繁殖芽的年龄结构可以更好地预测预报无性系种群和群落的未来。全年放牧可保护稳定型年龄结构,冬季放牧可保持增长型年龄结构,夏秋休牧可使种群发展为增长型年龄结构,两个冬季放牧样地将仍然保持单优势种群落,全年放牧地将仍为混生群落,夏季林牧样地具有向着单优势种群落演替的潜在趋势。     

退化羊草草原在浅耕翻处理后植物群落演替动态研究

 在中国科学院生态中心草原站利用统计方法研究了退化羊草（Leymus chinensis）草原浅耕翻后群落演替规律。通过对18年数据的分析,结果表明：由于过度放牧而退化的羊草草原在浅耕翻处理后群落密度恢复较快,尤其是羊草与处理前相比已有很大变化,从而使群落得到了恢复。群落植物种的多样性、均匀性指数在这18年中均呈抛物线状分布。羊草、冰草（Agropyron michnoi）、变蒿（Artemisia commutata）、黄蒿（A．scoparia）、星毛委陵菜（Ｐotentilla　acaulia）的生物量与多样性指数和均匀性指数有显著的相关性。羊草的相对密度在第五年达到最高水平,然后逐渐下降,自第十五年后羊草的相对密度基本趋于平衡,其重要值呈单峰型曲线。退化羊草草原18年恢复过程可划分为4个阶段：第一阶段（1～3年）为根茎禾草+一、二年生杂类草群落,第二阶段（4～9年）为纯羊草群落 ,第三阶段（10～13年）为羊草+冰草+多年生杂类草过度型群落,第四阶段（14～18年）为羊草+冰草+丛生禾草、多年生杂类草群落。经过处理后18年的恢复演替,退化群落仍未恢复到原生群落,演替将继续进行。     

锡林河流域羊草草原植物种群和功能群的长期变异性及其对群落 …

分析了内蒙古锡林河流域羊草（Ｌｅｙｍｕｓ ｃｈｉｎｅｎｓｉｓ）草原群落植物种群、功能群和群落生物量的长期变异性,以及植物功能群间的补偿作用对群落稳定性的影响。结果表明：从种群水平到功能群落水平,地上生物量的年度间变异性逐渐降低,而稳定性则逐渐增加。植物功能群组成对群落稳定性具有更强烈的影响,在植物生活型功能群组成中多年生根茎禾草与多年生丛生禾草和多年生杂类草功能群,在生物量的年度变化上具有补偿作用     

Influence of Different Stocking Rates on Plant Diversity of Artemisia frigida Community in Inner Mongolia Steppe

The experiment was conducted in Inner Mongolia steppe located in 43°26′-44° 08′N, 116°04′-117°05′ E in 1989-1997. The grazing experiment design was 5 stocking rates (0.00, 1.33, 2.67, 4.00, 5.33 and 6.67 sheep·hm-2, but 0.00, 1.33, 2.00, 2.67, 3.33 and 4.00 sheep·hm-2 in 1990) with three 1 hm2 rotational paddocks per treatment. The sheep were Inner Mongolia fine sheep and the experiment was performed during warm seasons every year from May 20 to October 5. The objectives were to research the integrated influence of different stocking rates on plant diversity and to provide knowledge of its mechanism by the method of continuous monitoring of 8 years for the same grazing experiment rather than through spatial gradient.The results showed that using the method of 100 m sample line was suitable for estimating the abundance of plant species. Simpson index and evenness were better parameters to measure the influence of different stocking rates on plant diversity for Artemisia frigida community. The plant species abundance almost remained unchanged, but the plant diversity and evenness decreased as the stocking rate increased, and the community dominance increased with stocking rate during the 8 years' grazing under different stocking rates. The interaction of the preferred ingestion of grazing sheep with heavy stocking rate may be one of the key reasons resulting in the decrease of plant diversity and evenness. Grass proportion decreased with the increase of stocking rates and A. frigida community degraded further into Potentilla acaulis community under heavy grazing or over-grazing. The succession and plant diversity of A. frigia community under different stocking rates mainly depend on the dynamics of A. frigida, Cleistogenes squarrosa, Potentilla acaulis, Agropyron cristatum and Carex duriuscula populations; Cleistogenes squarrosa population is one of the 3 populations of maximum abundance under all stocking rates from 1989 to 1997.     

不同放牧季节绵羊的食性及食物多样性与草地植物多样性间的关系

在围栏封育４ａ的１ｍｈ＾２放牧样地内,放牧４只内蒙古细毛羊,分别于６、７和９月份用显微技术法进行了绵羊食性的研究。结果表明,在放牧率较低食物资源比较丰富的条件下,绵羊的食性表现为明显的季节性变化。６月份,由于禾草在群落中的相对生物最较小,故在食物中的比例相应较小,为３１％;而在７月份,则上升到４５％,部分替代了冷蒿在食物中的比例;同时,在禾草中,羊草、冰草主要在春季或初夏（７月份以前）被利用,随着     

地植物多样性间的关系

用显微技术法分别在放牧率为 1 .33,4 .0 0和 6.67只 / hm2下对内蒙古细毛羊的食性进行了研究。结果表明 ,随着放牧率的增大 ,草场的植物种类组成及其相对比例发生了明显的变化。由于不同牧草的可利用性不同 ,其食性选择也发生了明显的变化。在重牧条件下 ,原先为随意采食的冷蒿和厌食的寸草苔则升级为“喜食”的植物 ,星毛委陵菜的选择性指数也有较大提高 ;且星毛委陵菜成为主要的食物资源 ,占全部食物的 80 %以上。这说明放牧率的增大和绵羊选择性的采食是草场植物种类组成发生变化的主要原因之一。食物的选择性主要与草地牧草的相对生物量、高度和频度显著相关 ;当草地植物多样性指数较高时 ,放牧绵羊的食物选择性较大。不同放牧率条件下 ,在以冷蒿和小禾草为主的退化草原上 ,草地植物多样性指数随放牧率的增大而显著降低 ,但食物多样性指数以放牧率 4 .0 0只 / hm2 的处理最高。     

不同载畜率对荒漠草原群落结构和功能群生产力的影响

采用随机区组试验研究了内蒙古高原荒漠草原亚带短花针茅(S tip a brev if lora)草原群落不同载畜率对草原群落结构和功能群生产力的影响。结果表明:随着载畜率的增加,群落的植物种数逐渐减少,在每个载畜率水平下,冷蒿(A rtem isia f rig id a)占有绝对优势地位,优势度为35.66%~41.95%;群落的地上生物量随载畜率的增加而降低,各功能群地上生物量组成中,灌木类处于主体地位,分别占据了群落68%(CK)、77.40%(LG)、73.25%(M G)、76.91%(HG)的生物量;在植物生活型功能组成中,灌木类和杂类草、多年生丛生禾草和杂类草功能群,在生物量上具有生态互补效应(n iche com p lem en tary effect)。     

不同放牧率下绵羊的食性及食物多样性与草地植物多样性间的关系

用显微技术法分别在放牧率为1.33．4．00和6．67只／hm^2下对内蒙古细毛羊的食性进行了研究。结果表明,随着放牧率的增大,草场的植物种类组成及其相对比例发生了明显的变化。由于不同牧草的可利用性不同,其食性选择也发生了明显的变化。在重牧条件下,原先为随意采食的冷蒿和厌食的寸草苔则升级为“喜食”的植物,星毛委陵菜的选择性指数也有较大提高;且星毛委陵菜成为主要的食物资源,占全部食物的80%以上,这说明放牧率的增大和绵羊选择性的采食是草场植物种类组成发生变化的主要原因之一。食物的选择性主要与草地牧草的相对生物量、高度和频度显著相关;当草地植物多样性指数较高时,放牧绵羊的食物选择性较大。不同放牧率条件下,在以冷蒿和小禾草为主的退化草原上．草地植物多样性指数随放牧率的增大而显著降低,但食物多样性指数以放牧率4．00只／hm^2的处理最高。     

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。     

放牧对内蒙古锡林河流域草原土壤碳组分的影响

选择内蒙古锡林河流域三种草原,较系统地研究了放牧对微生物量碳(MB-C)和易分解碳(Lab-C)两种碳素组分的影响。结果表明,自由放牧22年后,羊草(Leymus chinensis)草原土壤0~10 cm和10~20 cm土层土壤微生物量碳分别下降了27.9%和12.8%;土壤易分解碳分别下降了22.0%和12.6%,自由放牧没有改变羊草草原土壤活性碳的季节变化形式。大针茅(Stipa grandis)草原0~5 cm表层和5~15 cm下层土壤微生物量碳分别下降了38.2%和12.2%。大针茅草原季节波动出现高峰的时间较羊草草原推后,基本在8月下旬,并且与地上生物量存在明显的正相关关系(p<0.001)。土壤活性碳在表征羊草草原和大针茅草原土壤的动态变化时,要敏感于土壤总有机碳。冷蒿-小禾草草原(Artemisia frigida-short bunchgrasses steppe)连续放牧11年恢复2年后,土壤各碳素组分都没有发生明显变化,但随着放牧率的增加,MB-C/Org-C比值和Lab-C/Org-C比值逐渐降低,表现为轻牧>中牧>重牧,这说明,在表征放牧对冷蒿-小禾草草原土壤的影响指示上,MB-C/Org-C和Lab-C/Org-C要比MB-C和Lab-C敏感。     

冷蒿种群在不同放牧强度胁迫下构件的变化规律

在中国科学院草原生态系统定位研究站的羊草草原放牧退化系列上,选定无放牧（已围栏保护了20a的羊草样地）、轻度放牧、中度放牧、重度放牧的不同牧压梯度地段,采用样方法调查冷蒿的构件数量特征。结果表明冷蒿的营养枝数、不定根数、匍匐茎长在4个梯度上均有显著差异,而且都随牧压增大而增加,但不定根间的平均距离（匍匐茎长/不定根数）与营养枝数/不定根数两项却不随牧压变化而变化。就生物量而言,各构件干重在4个梯度间也有显著差异,而且随牧压增大而增加。在相应梯度上所做的25cm×25cm×10cm土体根量数据亦有相似的规律。