内蒙古典型草原退化机理的研究

在内蒙古冷蒿小禾草退化草原上,经过６年围栏定量的放牧,分别对９种主要植物种群的形态学特征对放牧的响应进行了研究．结果表明,不同生活型和营养繁殖方式的牧草对放牧率的响应策略是不同的,从而构成了不同放牧率下群落演替的基础．匍匐以不定根行营养繁殖生长或分蘖性强的种群是较适应于重牧的,如冷蒿（Ａｒｔｅｍｉｓｉａｆｒｉｇｉｄａ）和星毛委陵菜（Ｐｏｔｅｎｔｉｌａａｕｃｕｌｉｓ）;以根茎和分蘖行营养繁殖的羊草（Ｌｅｙｍｕｓｃｈｉｎｅｎｓｅ）和冰草（Ａｇｒｏｐｙｒｏｎｃｒｉｓｔａｔｕｍ）及丛生禾草克氏针茅（Ｓｔｉｐａｋｒｙｌｏｖｉ）属宜轻牧植物;以根茎和分蘖行营养繁殖的寸草苔（Ｃａｒｅｘｄｕｒｉｕｓｃｕｌａ）和小丛生禾草糙隐子草（Ｃｌｅｉｓｔｏｇｅｎｅｓｓｑｕａｒｒｏｓａ）属宜中牧植物;而以分枝行营养繁殖的扁蓿豆（Ｍｅｌｉｓｉｔｕｓｒｕｔｈｅｎｉｃａ）和木地肤（Ｋｏｃｈｉａｐｒｏｓｔａｔａ）则宜轻牧．随着放牧率的增大,群落发生明显的变化,小禾草的比例逐渐减少,冷蒿小禾草退化草原最终进一步趋同于星毛委陵菜退化草原;而轻牧可以维持草原现状或使其发生恢复演替,禾草比例增加,即可达到利用式改良的目的     

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     

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。     

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。     

不同放牧强度草原休牧后土壤养分和植物群落变化特征

在内蒙古典型草原,对不同放牧率草地休牧3a后的土壤养分空间异质性和植物群落的数量变化特征进行了研究,结果表明：不同放牧率草地休牧3a后,由于维持土壤养分或植被空间格局的匀质化条件消失,土壤养分的空间异质性呈不同程度的增大趋势,随机性因素所占比例增加,其中土壤有机碳、全氮、无机氮、有效磷和有效硫的空间异质性均以0．00羊/hm^2区最大,4．00羊／hm^2区（中牧区）最小,其它样地不同土壤养分指标表现不同的变化特征;群落生物量和群落盖度均表现增加趋势,但群落盖度增加不显著（P〉0．05）,与1998年相比,群落生物量除对照区外均达到了显著性差异（P〈0．05）,与1．33羊／hm^2、4．00羊／hm^2和6．67羊／hm^2相比,O．00羊／hm^2优势植物出现多样化特征;群落的灌丛化与牧压和恢复演替的时间序列高度相关,牧压越小,恢复演替的时间序列越大,群落灌丛化的趋势越明显;1年生植物、羊草、克氏针茅、木地肤、冷蒿（除6．67羊／hm^2）和扁蓿豆（除O．00羊／hm^2）均表现增加趋势,星毛委陵菜则均表现降低趋势;植物群落的生物量、群落高度、群落盖度和群落物种多样性与土壤养分分布均表现一致的正相关关系,但只有植物群落生物量和群落高度与土壤有机碳、全氮、无机氮、土壤有效磷和有效硫相关显著（P〈0．05）。     

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。     

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20 a (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20 a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。     

绵羊的采食行为与草场空间异质性关系

在中国科学院内蒙古草原生态系统定位研究站,于１９９３年６月,７月９月,分别对放牧率为４羊／ｈｍ＾２的围栏放牧草场上绵羊采集行为与草场空间异质性的关系进行了定量研究,结果表明,绵羊的采食运动模式与草场空间异质性密切相关,采食区域和卧息及反刍地点相对稳定,对草场的利用依植物群落种类组成的变化有不同的采集顺序,一般地,多选择大针茅,寸草苔,星毛萎陵菜较少的平地上采食,饮水点对采食路线和目标的选择有一定的     

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     

黄土高原半干旱区退化草地恢复与利用过程研究

草地退化表现为土壤和植被遭到彻底破坏,草地演替过程受到强烈抑制.实验采用长期(30年)封禁措施,定位监测退化草地从次生半裸地演变为近似原生植被(进展演替)的变化过程.结果表明,随着封禁时间的变化,退化草地恢复演替经历了4个阶段,群落盖度、植株密度、物种丰富度和多样性指数、地上生物量和地下生物量在草地群落恢复过程中逐渐增加,其特征变化出现的峰值均在封禁第20年(地下生物量峰值在第15年),其中地上生物量最高达520.5 g/m2;直到封禁的第20~25年,以本氏针茅为建群种的草原群落衰败退化现象明显,而大针茅种群密度剧增;在封禁的第26年以上以大针茅为优势的群落生长较为稳定,从目前群落演替进程看,大针茅有替代本氏针茅的趋势.另外,在草原沟道两侧以斑块状聚集分布有中旱生灌木,群落的演替进入了一个新的阶段.随着封禁时间的延续,退化草地从自然封禁恢复的0~26年,通过侵入-竞争-扩散-定居的几个演替阶段,目前形成以大针茅为建群种相对稳定的"亚顶级".虽然草地生物量有一定下降,但草地质量提高,物种多样性丰富,促进草地的进展演替.草地植物群落主要由禾本科、豆科和菊科组成;多年生植物、C3和旱生物种可以作为草地演替过程和植被恢复的指示物种.长期封育对草地物种更新和生态系统稳定性有负面影响,因此,合理的封育时间是草地生态恢复中非常重要的一个因素.本研究提出,在黄土区退化草地封育10~15年后可以开始进行合理的利用,例如通过两年一次刈割和轻度放牧(2只羊/hm2).本研究可为干旱区、半干旱区相似的退化草地恢复提供理论依据.     

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。     

放牧和刈割对内蒙古典型草原大型土壤动物的影响

采用连续3年全季节放牧、3种季节性轮牧、秋季刈割和不利用对照6种处理, 研究了内蒙古典型草原大型土壤动物群落特征.调查在春、夏和秋3个季节进行,共捕获大型土壤动物597只,隶属于2门4纲11目,49个类群.结果表明: 全季节放牧导致土壤动物的个体密度、生物量和多样性降低;而刈割的影响相对较轻,土壤动物的个体密度、生物量和多样性甚至有提高趋势.3种季节性轮牧处理中,夏季和秋季放牧2次处理对土壤动物群落个体密度、生物量和多样性等指标的负面影响较轻.刈割管理对退化典型草原大型土壤动物群落的恢复较为有利;夏季和秋季放牧2次处理对大型土壤动物群落的负面影响较轻,是较理想的草地可持续管理措施.     

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。