放牧和模拟增温对藏北高寒草地植物群落特征及生产力的影响

气候变化和放牧活动对草地植物物种多样性和生产力具有重要影响。为探索藏北高寒草地植物物种多样性和生产力对增温、放牧及其交互作用的响应, 于2011年在藏北高原开始建立增温实验平台, 2016年起增设放牧、增温+放牧实验, 连续2年(2016-2017年)观测了植物群落特征、群落组成、生产力和物种多样性。结果表明, 增温和放牧对高寒草地植物高度和净初级生产力具有显著交互作用。在放牧条件下, 增温对植物高度无显著影响; 但在不放牧条件下, 增温却显著增加了植物高度。在放牧条件下, 增温对净初级生产力的影响存在年际差异, 2016年增温对生产力无显著影响, 2017年增温显著降低了植物净初级生产力; 但在不放牧条件下, 增温对植物净初级生产力无显著影响。增温和放牧对高寒草地植物物种丰富度、盖度、重要值及多样性均无显著交互作用。植物盖度在增温和放牧条件下显著降低, 杂类草物种比例显著增加, 但物种多样性均无显著变化。研究表明, 增温和放牧显著改变高寒草地群落结构。未来气候变化条件下, 放牧活动加剧有可能导致高寒草地生产力降低。     

放牧和模拟增温对藏北高寒草地植物群落特征及生产力的影响

气候变化和放牧活动对草地植物物种多样性和生产力具有重要影响。为探索藏北高寒草地植物物种多样性和生产力对增温、放牧及其交互作用的响应,于2011年在藏北高原开始建立增温实验平台, 2016年起增设放牧、增温+放牧实验,连续2年(2016–2017年)观测了植物群落特征、群落组成、生产力和物种多样性。结果表明,增温和放牧对高寒草地植物高度和净初级生产力具有显著交互作用。在放牧条件下,增温对植物高度无显著影响;但在不放牧条件下,增温却显著增加了植物高度。在放牧条件下,增温对净初级生产力的影响存在年际差异, 2016年增温对生产力无显著影响, 2017年增温显著降低了植物净初级生产力;但在不放牧条件下,增温对植物净初级生产力无显著影响。增温和放牧对高寒草地植物物种丰富度、盖度、重要值及多样性均无显著交互作用。植物盖度在增温和放牧条件下显著降低,杂类草物种比例显著增加,但物种多样性均无显著变化。研究表明,增温和放牧显著改变高寒草地群落结构。未来气候变化条件下,放牧活动加剧有可能导致高寒草地生产力降低。     

不同放牧强度下羊草草原群落斑块植被-土壤特征

植物群落斑块化是天然放牧草地最基本的特征之一,影响着草地生态系统结构和功能。本研究以不同放牧强度下典型羊草草原植物群落斑块为研究对象,对植物群落多样性特征、初级生产力、土壤理化性质、植物养分含量及其相关关系进行研究。结果表明:随着放牧强度的增加,斑块群落内植物种类组成发生改变并趋于简单化,放牧敏感物种消失,物种多样性降低;高放牧强度显著降低了植物群落的地上净初级生产力;初级生产力与土壤氮含量具有显著的正相关关系;随着放牧强度增加,土壤碳、氮、磷含量呈现增加趋势;由于放牧强度及斑块结构的影响,土壤碳、氮、磷含量存在空间分布差异;同时,斑块群落中植被碳、氮、磷含量与土壤碳、氮、磷含量之间没有显著的相关性。研究表明,放牧能够改变草地群落结构和功能,引起植被-土壤养分之间的非同步性发展。     

喷灌对藏北高寒草地生产力和物种多样性的影响

通过3a(2008—2010年)的藏北高寒草地喷灌试验,研究了不同喷灌量对草地群落生产力和物种多样性的影响。结果表明,丰水年灌溉对藏北高寒草地的影响较小;而在相对干旱年份灌溉对高寒草地生产力和物种多样性影响显著。喷灌条件下高寒草地生物量显著提高,最高增幅出现在高水(GS)样地中,达到116%。喷灌明显促进物种重要值提高,其中灌木和阔叶杂草比例增加趋势更为明显。不同喷灌条件下优势物种相对重要值均有不同程度的降低,高水处理降低幅度最大。物种多样性方面,喷灌措施能够明显促进高寒草地Simpson指数和Shannon-weiner指数增加(P0.05),E.Pielou均匀度指数无显著变化(P0.05)。Shannon-weiner指数与生物量之间存在显著正相关关系(P0.05)。未来降水增多的气候条件可以减少干旱对高寒草地带来的负面影响,有利于提高草地生产力和维持草地物种多样性,促进高寒草地畜牧业健康发展。     

高寒矮嵩草草甸物种多样性与功能多样性对初级生产力的影响

自然生态系统中植物物种多样性是否随功能多样性变化而影响初级生产力的问题存在很大争议。在高寒矮嵩草草甸,对不同放牧强度、不同利用格局和土壤资源水平的4种生境（Ⅰ.畜圈：重度放牧、资源丰富;Ⅱ.牧道：中度放牧、资源适中;Ⅲ.人工草地：轻-中度放牧、资源贫乏;Ⅳ.封育草地：不放牧、资源贫乏）中物种多样性与功能多样性的变化及其对初级生产力的影响进行了研究。结果表明：物种多样性在牧道生境最高,符合中度干扰理论的预测;人工草地物种多样性低但功能多样性却最高;封育草地物种多样性和功能多样性均较高;物种多样性与地上生物量呈正相关,而功能多样性则与地上生物量呈负相关。表明功能多样性不随物种多样性而变化,二者可能在一定程度上是相互独立地作用于生产力的。群落生产力和生物多样性受生境资源、物种特征、放牧历史和放牧强度等因素的综合影响。     

青藏高原两种植被类型净初级生产力与气候因素的关系及周转值分析

基于2008—2016年青海海北站9年净初级生产力及气候因子监测数据,分析了青藏高原高寒小嵩草草甸和高寒金露梅灌丛两种植被净初级生产力年际动态,并探讨了气候因子对其影响及其不同土层深度根系周转值特征。结果表明:(1)年际尺度上,小嵩草草甸地上净初级生产力表现为显著增加趋势,增幅为7.02 g m~(-2) a~(-1),而金露梅灌丛地上净初级生产力相对较为稳定;对于其地下净初级生产力和总生产力,小嵩草草甸和金露梅灌丛均表现为增加趋势(P0.05),9年间小嵩草草甸地上、地下和总净初级生产力平均值分别为(217.55±9.95)、(1882.75±161.33) g m~(-2) a~(-1)和(2100.30±163.38) g m~(-2) a~(-1),金露梅灌丛地上、地下和总净初级生产力9年间平均值分别为(256.27±11.4)、(1614.31±173.03) g m~(-2) a~(-1)和(1870.58±177.93) g m~(-2) a~(-1)。(2)不同植被类型地上净初级生产力对气候因素响应不同,金露梅灌丛地上净初级生产力主要受温度影响,而温度对小嵩草草甸地上净初级生产力无显著影响。此外,降水不是限制高寒生态系统草地地上净初级生产力主要因子,相比于降水影响,高寒生态系统地上净初级生产力更受温度调控。(3)年均温和年降水对金露梅灌丛和小嵩草草甸地下净初级生产力均无显著影响(P0.05),表明高寒生态系统,其地下生产力受外界气候条件变化影响微弱,是一个稳定的碳库。(4)两种植被类型其根系周转值均随着土壤深度的增加呈逐渐增加趋势,且高寒灌丛根系周转值明显高于高寒草甸根系周转值。研究表明,在全球气候变暖背景下将会增加金露梅灌丛地上净初级生产力,而对小嵩草草甸地上净初级生产力无显著影响。     

北方农牧交错带草地生物多样性与草地生产力和土壤状况的关系

于2010年选择内蒙古多伦和河北的围场、沽源3个旗县10个样地的草甸草原和典型草原,探讨了北方农牧交错带草地生物多样性与草地生产力和土壤状况的关系.结果表明:3个地区的草地均匀度指数与物种丰富度指数呈显著正相关(P＜0.05),且草地生物多样性指数(H)和均匀度指数与草地生产力之间呈极显著正相关(P＜0.01),而与土壤含水量(0 ～30 cm)的相关性不显著(P＞0.05);草地生物多样性指数和均匀度指数与土壤全氮呈负相关(P＜0.05),且与中上层土壤全氮(10 ～20 cm)呈极显著负相关(P＜0.01),而与土壤有机质之间的相关性不显著(P＞0.05).表明提高草地多样性可以增加草地生态系统的生产力和稳定性.     

呼伦贝尔草原不同草地利用方式下生物多样性与生物量的关系

生物多样性与生产力的关系是当前生态学中研究的重点之一,以呼伦贝尔草原为研究对象,通过连续两个生长季的野外监测,从草地植物功能型的角度探讨了在不同利用方式下草地物种丰富度与地上生物量的关系,结果表明：（1）不同草地利用方式显著影响草地生物多样性和生产力,在3种不同利用方式中,生物多样性总体的趋势是割草〉围封〉放牧,其中Shannon-Wiener指数、Simpson指数和物种丰富度均差异显著;割草草地地上生物量最高,围封草地次之,放牧草地最少。（2）将草地植物按照植物功能型分类,放牧草地1、2年生植物占优势,随着物种丰富度的增加,1、2年生植物生物量没有明显的变化趋势;割草草地以禾本科植物和非禾本科植物为主,随着物种丰富度的增加,禾本科植物生物量呈下降趋势,而非禾本科植物变化不明显;围封草地中禾本科植物占优势,其他功能型植物分布较均匀,多度、频度和生物量等差异不显著。（3）3种草地利用方式中只有围封草地物种丰富度和地上生物量存在显著的正相关,即随着物种丰富度的增加,生物量也随之升高。其他两种利用方式下,物种丰富度对地上生物量没有显著影响。     

高寒小嵩草草甸牦牛优化放牧强度的研究

高寒小嵩草草甸牦牛放牧强度试验表明:(1)不同放牧强度下各植物类群的地上生物量和总的地上生物量之间差异极显著,莎草科植物地上生物量的百分比组成之间差异极显著,禾本科和杂类草地上生物量的百分比组成之间差异显著,而且禾本科和莎草科(除对照外)植物的地上生物量及其百分比组成随放牧强度的增加而减小,杂类草的变化与之相反;(2)优良牧草比例和草地质量指数与放牧强度之间均呈负相关,而优良牧草比例的年度变化和牦牛个体增重的年度变化之间呈正相关;(3)群落的相似性系数随放牧强度的增加而减小.通过建立植被变化度量指标,认为优良牧草比例的年度变化是评价高寒小嵩草草甸放牧价值的直接度量指标,而相似性系数的变化和草地质量指数的变化与牦牛生产力没有明显的联系,不能反映草场植被放牧价值的变化,只能指示植物群落整体的相对变化程度;牦牛的放牧强度约为1.86头/hm2是小嵩草高寒草甸暖季草场可持续生产而不退化的最大放牧强度.     

不同利用方式和载畜率对内蒙古典型草原群落初级生产力和植物补偿性生长的影响

基于2005年6月开始的放牧控制实验,研究了不同草地利用方式和放牧强度对内蒙古典型羊草(Leymus chi-nensis)草原群落初级生产力和补偿性生长的影响.草地利用方式包括:传统放牧、传统割草和放牧与割草轮换利用(混合利用).结果表明:传统放牧和混合利用方式下,羊草群落地上生物量均随放牧强度增加逐渐降低.高载畜率下,羊草群落地上净初级生产力表现为:混合利用>传统割草>传统放牧,说明混合利用方式优于传统放牧和传统割草利用方式;而低载畜率则有利于草原的可持续利用和植物的补偿性生长.这一实验结果在一定程度上验证了放牧优化假说.在不同利用方式、地形因素的影响和采用不同的群落净生长量计算方法时,随着放牧强度的变化,等补偿、超补偿和欠补偿效应都可能出现.在低载畜率下,群落大多表现出等补偿生长,在高载畜率下,群落大多表现出欠补偿生长.植物群落的补偿性生长与载畜率的关系可以用开口向下的二次函数或者斜率为负的线性函数模拟.说明随着载畜率的增加,一些系统表现为欠补偿生长,而另一些系统则表现为超补偿生长,这可能与植物群落组成、地形部位(平地、坡地)和载眚率以及净生长量的计算方法有关.     

锡林郭勒草原自然保护区土壤动物初步调查

土壤动物的生存、活动与栖息地环境密切相关。一方面栖息地生态因子决定着土壤动物的生存与活动;另一方面,土壤动物对土壤有机质的改变、土壤微生物的生存、植物的生长等诸生态因子的变化起着一定的促进作用。因此随着草原生态系统研究的日趋深入,土壤动     

内蒙古草原繁殖鸟类群聚组成之比较

利用 5月份温带草原鸟类繁殖期 ,在荒漠草原、草原、湿地、沙地和山地等植被 ,选取 1 1个面积 1 0 0 hm2 ( 50 0 m×2 0 0 0 m)同样大小的样区 ,由 3人各隔 1 50 m作平行的穿越线调查 ,并记录所见鸟类的种类与数量。同时 ,也在每一样区任取面积 1 m2 之植被样方 ,记载样方内植物的种类、垂直高度、覆盖度和植物鲜重。调查结果显示草原繁殖鸟类的种类不多 ,在无树的荒漠草原植被是 4～ 6种 ,草原植被在 5～ 8种之间 ,湿地植被 1 5种 ;在有树的沙地植被是 9～ 1 2种 ,山地植被 6种。鸟种多样性和丰富度指数不大 ,由大而小依序是沙地植被、湿地植被、山地植被、草原植被、荒漠草原植被 ;密度也不高 ,由大而小依序是无树草原的湿地植被、草原植被、荒漠草原植被 ,而后是有树草原的沙地植被、山地植被。鸟类食性分布方面 ,荒漠草原和草原植被以食杂性鸟类为优势 ;湿地植被以食虫性鸟类为多 ;沙地植被以食杂与食肉性鸟类为胜 ;山地植被以食虫和食杂性鸟类较多 ,并增加一些食肉性鸟类。     

基于马尔柯夫模型的内蒙古锡林浩特典型草原退化格局预测

以锡林浩特典型草原的TM影像为基础,结合野外路线考察,建立退化草地的分类体系,将草地分为轻度退化(含无明显退化)、中度退化和重度退化3个等级。利用马尔柯夫模型,步长为1年,预测2002—2011年的锡林浩特地区的3类退化草地面积变化。结果表明,整个预测期的退化草地面积变化明显,轻度退化、中度退化草地面积减少,而严重退化草地面积增加明显。到2011年,锡林浩特严重退化的草地比例增加到68·61%,而其轻度退化草地、中度退化草地、重度退化草原的面积比例为2∶2·6∶10,说明该地区草地退化趋势严重,有必要采取措施减轻草地退化。     

Calculation of microbial growth efficiency from15N immobilization

Microbial growth rate was estimated by multiplying¹⁵N immobilization by an estimated microbial C:N ratio. This growth rate, in combination with measurements of respiration, was used to calculate growth efficiency. Growth rates and efficiencies were calculated for grassland and cultivated soils of three textures. Calculated efficiencies (Y_c), assuming a microbial C: N ratio of 7, ranged from 32 to 54. Cultivated soils tended to have higher Y_c values than did grassland soils. This calculation depends on several hard-to-verify assumptions, but yields numbers that should be of great interest in comparative studies.     

三种类型草地植物种间关联的测定与比较

植物种间关联的研究,对于进一步确定植物种间关系、揭示群落演替过程中植物种间替代关系的机制、草场退化和人工草地产量下降的原因都有重要意义。本文之所以选取三种类型的草地进行研究主要是考虑到由于一个群落从初期阶段到顶极阶段的演替需要十几年甚至几十年的时间,这样对于演替不同阶段植物种间关联的观测是困难的。故在本文中我们采用     

中国草地土壤生态系统固碳现状和潜力

以国内长期定位试验的数据为基础,评价了我国草地生态系统的固碳现状和潜力.分析发现,通过减少畜牧承载量等方法恢复退化草地,我国草地土壤的有机碳库可以增加4561.62 Tg C ,主要分布在内蒙古、西藏和新疆.草场围栏、种草和退耕还草3种草地管理措施的固碳潜力分别是12.01、1.46 Tg·a-1和25.59 Tg·a-1,总计39.06 Tg·a-1.2004年是我国草地管理投资较多的年份,种草、退耕还草和草场围栏的工程面积均有较大的提高,3种措施新增的固碳能力分别为5.70、0.38 Tg·a-1和3.09 Tg·a-1,合计9.17 Tg·a-1.     

早春和夏季氮磷添加对内蒙古典型草原退化群落碳交换的影响

过度放牧导致的养分“入不敷出”是我国天然草地大面积退化的主要原因之一, 而草地退化又显著影响了草原生态系统的固碳功能。能否通过补充土壤养分来恢复退化草地的固碳功能, 迄今相关研究较少。净生态系统碳交换(NEE)、生态系统呼吸(ER)和生态系统总初级生产力(GEP)是表征生态系统碳循环的重要指标。氮(N)和磷(P)是中国典型草原的主要限制性养分元素, 而草地退化进一步加剧了养分的限制。在退化草地上添加氮磷对碳循环的上述过程(NEE、ER和GEP)有何影响, 以及两种养分之间是否存在互作, 目前尚不清楚。为此, 该研究以内蒙古典型草原的退化草地为研究对象, 选择早春融雪期(4月)和夏季生长期(7月)两个时间节点, 设置不施肥(CK)、N添加(10.5 g·m^-2·a^-1, NH₄NO₃)、P添加(7 g·m^-2·a^-1, KH₂PO₄)和N、P共同添加((10.5 g N + 7 g P)·m^-2·a^-1) 4个养分处理, 探究早春和夏季氮磷添加对内蒙古典型草原退化群落碳交换的影响及其互作机制。结果表明: 1)在早春和夏季两个时期, 单独添加N或P对生态系统碳交换过程的影响均未达到显著水平, 而氮磷共同添加可显著提高NEE和GEP。2)早春(4月份)氮磷共同添加对NEE、ER和GEP的互作机制表现为正协同效应, 而夏季(7月份)氮磷共同添加对NEE、ER和GEP的互作机制表现为加性效应。为了恢复退化的典型草原的固碳功能, 氮磷共同添加比单一元素添加效果好, 且早春添加优于夏季添加。该研究对指导退化草地的恢复具有参考价值。     

利用草场健康指数监测典型草原的植被退化

利用表征群落总量、放牧退化的主成份和草场健康指数(Grassland Health Index,GHI)与样方光谱反射率之间的相关性,建立了GHI与可见光、红外光因子的回归模型。应用此模型结合TM卫星遥感数据计算GHI,并与同一TM影像的计算出的NDVI作对比研究。研究发现GHI在反映放牧等人为干扰因素对草原植被的影响效应方面比NDVI有明显的优点。此外,GHI对植被分布格局,特别是斑块结构有更好的显示效果。应用GHI到历史TM数据,对所研究地域的植被覆盖变化、农牧业的变迁模式等进行了定性研究。研究发现,有较长放牧史的过度放牧区的植被类型没有沿牧压梯度的规律性分布,而是呈随机斑块模式分布。     

半干旱黄土丘陵区多元化草地建设技术研究

针对黄土丘陵区草地退化,水土流失严重,草地畜牧业生产力低等问题,于1995～2002年在半干旱黄土丘陵区的安塞县进行了多元化草地建设试验研究。引种、驯化生态经济型优良草种20余种(包括品种、类型),建设高产、优质单播及混播人工草地和利用耐牧草种改良天然草地,为在半干旱黄土丘陵区充分利用水土资源,改良大面积天然草地,提高其生产力和生态、经济效益,及在退耕坡地建设人工草地,为促进农牧业可持续发展提供物质基础及科学依据。     

松嫩草原碱化羊草草地放牧空间演替规律的研究

研究了不同放牧强度对羊草草地的影响。结果表明,过牧条件下,群落地上、地下生物量分别比较牧阶段下降了６７．９６和７５．００％,羊草种群根茎分蘖数和种子产量下降１．０和３．３％,极牧条件下,土壤有机质和水分含量分别下降到轻牧阶段的２１．１和６６．５％,而碱化度和全盐量却分别增加了１倍和８倍。