物种组成、丰富度、播种密度和土壤养分对群落补偿效应的影响

为了明确物种组成、丰富度、播种密度和土壤养分对群落补偿效应的影响,以及群落补偿效应随时间的变化趋势,本文以青藏高原高寒草地常见物种垂穗披碱草(Elymus nutans)、中华羊茅(Festuca sinensis)和羊茅(F.ovina)为材料,通过建植不同物种组合的单、混播草地,连续5年对不同群落的生产力进行了测定,结果表明:物种组成显著影响群落的补偿效应;在施肥情况下,物种丰富群落有较高的补偿效应;实验初期,随着播种密度的增加,群落补偿效应有降低趋势,但随着生长年限的增加,密度对补偿效应的影响变得不显著;施肥显著提高了群落的补偿效应;随着生长年限的延长,群落补偿效应有升高趋势。     

亚高寒草甸群落结构决定群落生产力实例验证

在植物物种丰富度与生产力之间关系的研究中,多以物种丰富度和生产力作为双变量,常常忽略在同一物种丰富度水平下可能影响群落生产力的其他因素,例如物种组合与组成等。该研究采用盆栽法,以中华羊茅(Festuca sinensis)、垂穗披碱草(Elymus nutans)、鸭茅(Dactylis glomerata)和紫花苜蓿(Medicago sativa)为研究对象,设置4个物种丰富度水平(1、2、3、4),并在最高物种丰富度水平下,保持总种植密度不变,改变各组成物种的相对比例(10%、20%、30%、40%),探讨群落物种组合、组成及物种所属功能群对群落生产力的影响。结果表明:1)在较低物种丰富度下,群落生产力随物种丰富度增加而增加,在较高物种丰富度下,群落生产力随物种丰富度的增加不再显著变化。2)群落物种组合及组成对群落生产力具有显著影响,配置垂穗披碱草的群落及垂穗披碱草占比大的群落具有更高生产力。3)混播物种所属功能群对群落生产力具有显著影响,豆科植物对其他混播物种生产力表现出促进或抑制作用,禾本科物种垂穗披碱草对群落生产力有正效应，中华羊茅和鸭茅对群落生产力影响不明显。由此推测,物...     

施肥和刈割对垂穗披碱草（Elymus nutans）、中华羊茅（Festuca sinensis）和羊茅（Festuca ovina）种间竞争力的影响

试验选用青藏高原东部高寒草甸普遍存在的3种禾本科牧草垂穗披碱草(Elymus nutans)、中华羊茅(Festuca sinensis)以及羊茅(Festuca ovina)进行种间竞争的野外研究.通过测定3种牧草生物量的干重,对其进行方差分析并计算了相对产量总和(RYT)以及竞争率(CR).结果如下:对实验物种竞争率(CR)的分析表明垂穗披碱草的竞争力最强,中华羊茅次之,羊茅最差.施肥和刈割处理对于原来的竞争格局没有影响,即在施肥、刈割及其交互作用下3种牧草的竞争等级均是一致的.对试验物种混播的相对产量总和(RYT)的分析表明:在中华羊茅与垂穗披碱草的混播中,两种组成物种利用相同的资源,表现出相互竞争的趋势,这种趋势是非密度依赖的;垂穗披碱草和羊茅混播,在低密度时,羊茅和垂穗披硷草可以共享资源,但是随着密度增加,羊茅和垂穗披碱草表现出竞争相同资源的趋势;在中华羊茅和羊茅的混播中,二者在生长过程中能够共享资源,有相互促进的趋势,表现出共生的关系,且是非密度依赖的.     

青藏高原东缘人工草地群落物种丰富度对杂草入侵的影响

物种丰富度和生态系统功能间的关系是近年来生物多样性研究的中心问题,其中群落抗杂草入侵是其功能的重要表现形式。本文利用青藏高原东缘地区3种野生优良牧草：垂穗披碱草(Elymus nutans)、中华羊茅(Festuca sinensis)和羊茅(F. ovina),构建人工草地群落,探讨了物种丰富度与杂草入侵能力间的相互关系及其潜在的作用机理。结果表明：随着群落中物种丰富度的增加,入侵杂草的物种数、秧苗数和生物量均表现为显著下降趋势(P＜0.05);杂草的物种数、秧苗数和生物量间存在极显著的正相关(P＜0.01);群落的物种丰富度与入侵杂草间的负相关关系可能是选择效应和补偿效应共同作用的结果;2004—2007年,群落中入侵杂草的物种数和生物量有增加趋势,而秧苗数的变化趋势不明显。     

刈割留茬高度和不同播种组合对人工草地初级生产力和物种丰富度的影响

采用7种播种方式(3种单播和4种混播)和3种刈割留茬高度裂区试验,测定了青藏高原高寒地区人工建植3年的垂穗披碱草(Elymus nutans)、中华羊茅(Festuca sinensis)和羊茅(Festuca ovina)草地地上生物量、物种丰富度以及杂草生物量,以分析刈割对青藏高原人工草地初级生产力和物种丰富度的影响。结果显示:(1)在草地建植第2年,不刈割与刈割留茬60和20 mm的草地初级生产力均有显著差异;留茬60和20 mm刈割使单播草地的平均初级生产力分别降低20%和27%,使混播草地的平均初级生产力分别降低29%和37%。(2)草地建植第3年,不刈割、留茬60和20 mm 3个处理间的草地生产力均差异极显著;留茬60和20 mm刈割使单播草地的平均生产力分别降低19%和36%,使混播草地的平均生产力分别降低4%和18%。研究表明,刈割显著降低了人工草地的初级生产力,同时显著增加了垂穗披碱草单播草地的物种丰富度和杂草生物量以及3种牧草混播草地物种丰富度,其他播种草地的物种丰富度和杂草生物量与不刈割草地均无显著差异。     

土壤肥力和物种属性决定亚高寒草甸实验群落的生产力

生物多样性与生态系统功能之间的关系及其形成的内在机制还存在很多争议。为了揭示植物群落生产力形成的生态学机制, 采用盆栽方法探讨了物种多样性、物种属性以及施肥水平与植物群落生产力之间的关系。研究结果显示: 在不施肥和每盆施5.0 g磷酸二铵的条件下, 随着物种多样性的增加, 地上生物量增加不显著; 在每盆施10.0 g磷酸二铵的条件下, 随着物种多样性的增加, 地上生物量显著增加。相对于中华羊茅(Festuca sinensis)而言, 垂穗披碱草(Elymus nutans)和垂穗鹅观草(Roegneria nutans)对群落生产力的贡献较大, 但在不同施肥水平和播种密度下, 其影响不完全相同。这表明物种多样性对群落生产力的影响随着土壤肥力的变化而变化; 并且植物群落生产力受组成群落的物种属性影响较大, 而物种属性又与特定时间和特定生境下资源的利用方式相联系。在高肥力水平下, 物种多样性之所以对群落生产力具有正效应, 可能是因为高肥力水平增加了可利用的生态位空间, 最终仍体现在物种组合上。因此, 植物群落的生产力与物种多样性之间没有必然的联系, 而与土壤肥力和土壤肥力决定的物种属性有关。     

川西北高寒地区多年生禾本科人工草地土壤线虫群落动态

为了查明青藏高原地区建植多年生禾本科人工草地对土壤线虫群落的影响及土壤线虫群落随人工草地建植年限增加的变化趋势，以川西北红原县2018年建植的垂穗披碱草样地(Elymus nutans)和老芒麦样地(Elymus sibiricus)为研究对象，以天然草地(Natural grassland)为对照，于2018—2020每年9月对土壤线虫群落、植被和土壤因子等进行连续监测。研究共分离到土壤线虫38470条，隶属于2纲8目65科172属，平均密度2482条/100g干土；食细菌线虫是研究样地的主要营养类群。垂穗披碱草和老芒麦样地的土壤线虫群落组成结构与天然草地间存在明显差异，但差异性随建植年限增加逐渐降低。线虫群落密度和多样性指数在垂穗披碱草、老芒麦和天然草地间均无显著差异。随建植年限增加，土壤线虫群落密度显著上升，Pielou指数显著下降，丰富度和Shannon指数无显著变化；植物寄生线虫密度和比例在第2年显著增加，并成为优势营养类群。线虫群落生态指数在不同草地类型间无显著差异，但垂穗披碱草和老芒麦样地的线虫基础指数随建植年限增加先增加，在第3年时显著降低(P<0.05)。冗余分...     

高寒地区种植不同种类牧草对土壤节肢动物群落的影响

为了明确高寒地区种植不同种类牧草对土壤节肢动物群落的影响,于2016年7月,选取2013年建植的垂穗披碱草、老芒麦、早熟禾、羊茅、燕麦、苜蓿6种牧草地为研究样地,以外围天然草地为对照样地,采集0—15 cm混合土样,采用干漏斗法(Tullgren)分离土壤节肢动物。结果表明:(1)7种类型牧草种植地对土壤节肢动物群落组成结构、密度、类群数、Shannon多样性指数和Simpson优势度指数均有显著差异性(P0.05或0.01)。群落密度、类群数和Shannon多样性指数均表现为燕麦显著高于垂穗披碱草和苜蓿牧草地,而Simpson指数与之相反,其他几种牧草地间土壤节肢动物群落指数均无显著差异性。(2)典范对应分析(CCA)结果表明,影响土壤节肢动物群落组成结构的主要因素是土壤pH、TN、N/P、C/N、AK;其中,在垂穗披碱草样地中土壤节肢动物群落与pH呈正相关,在早熟禾样地中土壤节肢动物群落与TN和N/P呈正相关,而在天然草地中土壤节肢动物群落与C/N和AK呈正相关。(3)回归分析表明,土壤节肢动物群落密度及多样性指数仅与TK含量呈显著正相关(P0.05或0.01)。研究表明,在青藏高原种植不同种类牧草对土壤节肢动物的群落结构、密度和多样性均存在较大的影响。从长远的观点来看,种植苜蓿等其他种类牧草虽然能缓解草畜矛盾,但会降低土壤节肢动物多样性,不利于生物多样性保护和草地生态系统的可持续利用。     

川西北草原沙化区多年生禾草混播草地的群落学特征

在川西北高原沙化生境中,应用6种禾本科牧草进行了不同种群组合处理,研究其群落特征与系统的稳定性。结果表明：群落物种多样性随均匀度增加而减小(相关系数为0.94);在构建的13种人工群落中,垂穗披碱草＋多花黑麦草＋紫羊茅＋沙生冰草群落具有较高的盖度、生物量和多样性指数,适合恢复川西北地区的退化、沙化草原植被;在所有供试物种中优势度最大的3种牧草分别是川草2号老芒麦、垂穗披碱草和沙生冰草。     

尕海湿地不同密度条件下垂穗披碱草根系分形结构

根系分形结构影响根系的分布格局,是植物根系与胁迫生境相互适应的结果。采用全根挖掘和Win-RHIZO根系分析仪相结合的方法,按照垂穗披碱草种群密度设置Ⅰ(500—700株/m~2)、Ⅱ(300—500株/m~2)、Ⅲ(100—300株/m~2)3个密度梯度,研究了尕海湿地不同密度条件下垂穗披碱草(Elymus nutans)的根系分形结构。结果表明:随着垂穗披碱草种群密度的降低,湿地群落的高度、盖度、地上生物量及根系分形维数呈逐渐减小趋势,地下生物量与分形丰度逐渐增大;垂穗披碱草根系分形维数与分形丰度在高密度(Ⅰ)样地和低密度(Ⅲ)样地均呈极显著负相关关系(P0.01),在中密度(Ⅱ)样地呈显著负相关关系(P0.05),垂穗披碱草根系分形维数和分形丰度存在着"此消彼长"的权衡关系。在高密度湿地群落垂穗披碱草倾向于密集型根系构型构建模式,在低密度湿地群落选择扩散型的根系生长模式,体现了密度制约下高寒湿地植物种群应对资源多重竞争的生态适应机制。     

高寒沙化草地中先锋灌木根系水浸提液对4种高原牧草的化感效应分析

以川西北沙化地生态修复治理过程中2种先锋灌木植物高山红柳(Salix cupularis)和沙棘(Hippophae rhamnoides)为供体植物,中华羊茅(Festuca sinensis)、燕麦(Avena sativa)、垂穗披碱草(Elymus nutans)和老芒麦(E.sibiricus)等4种高原优质牧草为受体植物,比较2种先锋灌木的根系水浸提液,对受体植物种子发芽率、幼苗生长以及抗氧化保护酶活性的化感效应的差异,为先锋灌木选择适宜伴生的经济牧草植物提供理论依据。结果显示:2种灌木根系水浸提液对受试植物生长均具有显著的化感效应,且基本表现出低促高抑的规律。(1)燕麦、中华羊茅、垂穗披碱草和老芒麦种子发芽率在沙棘和高山红柳根系浸提液为10和20g·L~(-1)时均得到显著提高,当浸提液浓度达80g·L~(-1)后基本表现出抑制作用,但只有沙棘浸提液处理下燕麦和中华羊茅达到显著水平。(2)2种根系水浸提液处理下燕麦和中华羊茅幼苗根系生长被完全抑制,但垂穗披碱草只在浓度为80g·L~(-1)时才出现抑制现象;当沙棘根系浸提液为20g·L~(-1)时对燕麦和垂穗披碱草的叶长和鲜重均有显著的促进作用,而高山红柳仅对中华羊茅具有显著促进效应。(3)沙棘根系浸提液为20g·L~(-1)时,对4种受体幼苗体内过氧化氢酶(CAT)和超氧化物歧化酶(SOD)活性均有显著或极显著的促进效应;浓度为20和40g·L~(-1)的高山红柳根系浸提液,能极显著提高燕麦和老芒麦的CAT活性以及中华羊茅的SOD活性,但浓度为40g·L~(-1)时对燕麦和垂穗披碱草SOD活性有显著的抑制作用;4种受体植物幼苗MDA含量变化趋势均基本与酶活性吻合,能较好地反映酶活性变化下其受到的氧化胁迫程度。(4)综合化感效应指数(SE)显示,垂穗披碱草对2种灌木根系水浸提液适应性最好,其抑制浓度均为80g·L~(-1);各浓度根系浸提液处理中,高山红柳对燕麦和中华羊茅的促进效应均高于沙棘,但沙棘对垂穗披碱草和老芒麦则表现出更强的促进优势。     

施肥对垂穗披碱草根系中丛枝菌根真菌的影响

采用传统染色与克隆测序的方法,研究了8年不同施肥(氮磷)梯度对垂穗披碱草根系中丛枝菌根(AM)侵染率和AM真菌群落的影响.结果表明: 随施肥浓度升高, 垂穗披碱草根系单位根长AM总侵染率从67.5%下降至7.3%,丛枝侵染率从5.2%降至0.1%.根系共检测出24个AM真菌分子种,但随着施肥浓度上升,AM真菌的平均物种丰富度从6种下降至2.6种.不同施肥处理对AM真菌群落结构有显著影响,土壤速效磷和根系氮含量与AM真菌群落呈极显著相关.氮磷有效性随施肥梯度逐渐上升,且与AM侵染率和AM真菌物种丰富度呈显著负相关.施高浓度氮磷肥对AM共生体有明显的抑制作用,导致AM真菌物种多样性丧失.     

放牧作用下高寒草甸群落物种分布与土壤因子的关系

以青藏高原东北缘高寒草甸为对象,研究不同放牧强度下植物群落和土壤因子的变化,以及群落物种分布与土壤物理结构和化学养分因子的定量关系.结果表明: 放牧导致优势种为垂穗披碱草和大针茅的原植物群落发生分异,高强度放牧样地优势种变为矮生嵩草和阴山扁蓿豆,低强度放牧样地变为垂穗披碱草和冷地早熟禾.随放牧强度增加,物种丰富度、重要值和生物量均显著降低.各放牧强度样地重要值的物种序列均可用对数模型进行拟合;随放牧强度增加,植物重要值累积到占整个群落重要值50%时,需要的物种数降低.土壤速效P、速效K、紧实度、含水量、稳定入渗速率和大团聚体指标随放牧强度显著变化,但变化规律不一致.CCA排序表明,土壤紧实度是放牧作用下影响群落物种分布格局的最关键因子.方差分解表明,土壤因子共解释群落物种分布变异的30.5%,其中土壤物理性状单独解释群落物种分布的22.8%,对群落物种分布的贡献率最高,主要影响放牧干扰下高寒草甸植物群落物种的分布格局.     

划破草皮对高寒草甸植物多样性和生产力的影响

本研究探讨了高寒草甸在不同划破强度下植被组成、多样性、功能群和生产力的变化.结果表明:垂穗披碱草等对土壤通透性和资源空间要求较高的物种,竞争力随划破强度的增加而上升,而对土壤通透性和资源空间要求相对较低的物种则相反;轻度划破干扰对提高物种丰富度具有一定的促进作用,但多样性指数则总体上表现为随划破强度的增加而呈下降的趋势;划破干扰对植被功能群的影响表现为以垂穗披碱草为代表的禾草类组分随干扰强度的增加而显著上升,莎草类和杂类草组分随干扰强度的增加而显著下降;划破干扰对草地初级生产力的提升具有显著的促进作用,且可显著增加植物总量中优质牧草的比重;划破干扰可独立作为高寒草甸类草地恢复与改良的有效措施,在定向培育垂穗披碱草型割草场的技术组合中具有核心和基础性的地位.     

高寒矮嵩草草甸两种主要植物耐牧性的比较

通过野外控制实验,研究了刈割(留茬3 cm、留茬1 cm及不刈割)、施肥(施肥、不施肥)和浇水(浇水、不浇水)处理对高寒草甸矮嵩草(Kobresia humilis)和垂穗披碱草(Elymus nutans)补偿高度、株高相对生长率、比叶面积、叶片净光合速率和地上总生物量的影响.结果表明:2物种的株高和地上总生物量在刈割后均为低补偿响应,但其株高相对生长率显著提高,并均随年份而增加;垂穗披碱草比叶面积、叶片净光合速率和地上总生物量对刈割损伤更加敏感;尽管施肥能显著提高2物种上述各项指标,但在不同处理条件下矮嵩草的耐牧性指数均小于垂穗披碱草;浇水的作用不显著.说明2物种的耐牧性依赖于土壤养分资源获得性,矮嵩草的耐牧性强于垂穗披碱草.     

川西北高寒草甸蚁丘植物群落演替：种类组成与物种多样性

蚂蚁通过构建蚁丘,提高了群落生境异质性,影响群落物种组成,甚至生态系统结构和功能。我们在川西北典型高寒草甸调查了平地（非蚁丘,即距离蚁丘4～5m的草地）和不同大小广布弓背蚁（Cam-ponotus herculeanus）蚁丘（小蚁丘、中蚁丘和大蚁丘3种,平均面积大小分别为309．45cm^2、948．45cm^2、2124．90cm^2）上的植物种类组成、物种多样性,以及每个物种的高度,盖度和多度,在此基础上分析了蚁丘植物群落演替进程中的优势种变迁及其机制。调查发现,与平地相比,天气晴朗条件下蚁丘的土壤温度在白天较高,而在夜晚较低,日变化的波动性较大;蚁丘中心的相对湿度低于边缘,更低于平地。群落结构分析表明,不同大小蚁丘之间植物物种丰富度和多样性差异不显著,但是优势种变化明显。随蚁丘增大,钩状嵩草（Kobresia uncinoides）的群落地位（重要值）逐渐上升,小、中、大蚁丘上的次优种分别为拉拉藤（Galium aparine）、羊茅（Festuca ovina）、垂穗披碱草（Elymus nutans）。蚁丘上禾草类优势度显著高于平地,而杂草类优势度则显著低于平地。平地上菊科（Compositae）和毛莨科（Ranunculaceae）植物占优势,蚁丘上莎草科（Cyperaceae）和禾本科（Gramineae）植物占优势。文中还讨论了蚁丘植物群落演替的可能机制,以及蚁丘对整个草甸群落组成和动态的潜在意义。     

甘南亚高山草甸人工草地的演替和质量变化

甘南亚高山草甸不同时间建立的垂穗披碱草（Ｅｌｙｍ ｕｓ ｎｕｔａｎｓ）人工草地植物群落结构和草地质量变化及其原因的研究结果表明： １． 垂穗披碱草人工草地只有在播种后第二年的产量最高,而草地质量指数ＩＧＱ （ｉｎｄｅｘ ｏｆｇｒａｓｓｌａｎｄ ｑｕａｌｉｔｙ）在七年生群落中最低; ２． 垂穗披碱草人工草地群落的种类数量和种多样性随年龄而增加,但其增加的模式各不相同; ３． 人工草地中垂穗披碱草地上部生物量的下降和草地质量指数的下降与土壤中速效磷含量的下降有关,而速效氮的含量对其影响不明显。因此,施磷可延长垂穗披碱草人工草地的使用寿命     

刈割、施肥和浇水对垂穗披碱草补偿生长的影响

植物的补偿生长特性受放牧强度和生境资源获得性的影响。通过为期2年的野外控制实验,研究了刈割高度(留茬1cm、3cm及不刈割)、施肥(施、不施)和浇水(浇、不浇)处理对垂穗披碱草(Elymus natans)补偿生长的影响,并结合对各处理分株密度、比叶面积、净光合速率和相对生长率的变化研究,探讨了其补偿生长机制。结果表明:刈割后垂穗披碱草分株种群密度显著增加,补偿生长高度显著降低,比叶面积和相对生长率随刈割强度增加而呈上升趋势,叶片净光合速率变化不显著;施肥能显著增加垂穗披碱草的补偿生长高度、比叶面积、叶片净光合速率和相对生长率;浇水处理以及刈割、浇水、施肥处理之间的交互作用均不显著。可见,在刈割条件下,垂穗披碱草具有一定的密度补偿机制,但由于刈割抑制补偿性高生长,导致分株高度出现低补偿。因此,即使刈割后比叶面积和株高相对生长率显著增加,也不一定必然引起株高的超补偿;但施肥可显著提高垂穗披碱草的补偿能力,增加耐牧性,证实了改进后的限制资源模型的预测。     

高寒地区白苞筋骨草对几种禾草的化感作用

采用青藏高原“黑土滩”次生毒杂草群落的优势植物——白苞筋骨草（Aerba lupulin）地上部分和地下部分水浸液,对青藏高原高寒地区4种禾草种子萌发、幼苗生长的抑制作用进行了分析。结果表明：白苞筋骨草地上部分水浸液对4种禾草种子萌发和幼苗生长具有显著抑制作用（P<0.05）,地下部分水浸液的化感抑制作用不显著（P>0.05）;4种牧草种子萌发对白苞筋骨草水浸提物敏感性强弱顺序为：垂穗披碱草（Elymus nutans）＞老芒麦（E. sibiricus）＞冷地早熟禾（Poa crymophila）＞中华羊茅 （Festuca sinensis）,禾草幼苗生长对白苞筋骨草水浸液的敏感性强弱顺序为：垂穗披碱草＞中华羊茅＞老芒麦＞冷地早熟禾;整体上,4种牧草对白苞筋骨草化感作用的敏感性强弱顺序为：垂穗披碱草＞老芒麦＞冷地早熟禾＞中华羊茅;4种牧草幼苗生长对白苞筋骨草的水浸液敏感性弱于种子萌发。白苞筋骨草的化感抑制作用是高寒地区毒杂草在退化草地蔓延,并最终形成"黑土滩"次生毒杂草群落的一个因素。     

先锋种丰富度对边坡植被群落特征及其护坡效益的影响

乡土植物灌木化建植是高速公路边坡防护的重要途径。以成渝高速(G85)永川段为例,以西南地区两种典型的边坡绿化初始配置"慈竹(Neosino calamus affinis)+野牛草(Buchloe dactyloides)"、"棉槐(Amorpha fruticosa)+紫羊茅(Festuca rubra)"为基础,分别与马棘(Indigofera pseudotinctoria Mats.)、黄荆(Vitex negundo)、狗牙根(Cynodon dactylon)、芒(Miscanthus sinensis)等路域优势种以不同方式组合,研究一定立地条件下初始绿化植物(先驱植物)的丰富度对边坡植被群落生长发育、早期演替行为及护坡性能的影响。结果表明:1)先驱植物丰富度可直接影响边坡植被的成坪时间、生物量积累:相同建植条件(边坡条件、播种密度等)下,先锋种种类越多,成坪时间就越短,被积累的生物量也越多;2)先锋种数量与群落的生物多样性水平有关(R20.954):相同演替阶段内,先锋种越多,群落的多样性水平(如物种丰富度、Shannon-Wiener指数、Pielou指数)则越高;3)群落中物种多样性水平与植被的护坡性能密切相关(R20.998):多样性水平越高,植被的蓄水、保土能力越强,边坡内径流系数、土壤侵蚀模数越小。可见,在边坡条件、播种密度等建植条件与建植措施一致的情形下,提高初始绿化植物的物种数可有效改善边坡植被的护坡性能。