雪灾对草地畜牧业影响的评价模型及方法研究--以新疆阿勒泰地区为例

根据草地畜牧业的特点,建立了以草地、家畜、饲料储备和牧区人文经济为主体的四类三级雪灾评价指标体系。通过格栅获取法和模糊Borda数分析法,确定了指标体系各因素的权重,建立了雪灾对草地畜牧业影响的定量评价和雪灾损失计算模型。提出了以载畜量、受灾面积、积雪与牧草高度之比和气候为变量因子的不同等级雪灾损失指数模型。用模糊评价和德尔菲法相结合的方法,综合评价了雪灾对草地畜牧业的影响。结果表明：雪灾对草地畜牧业的有利影响度为0．481,不利影响度为6．8。以新疆阿勒泰地区为例,估算了该区2000年雪灾对草地畜牧业影响的综合评价值和损失率,取得了较好的效果。     

硅对紫花苜蓿生物学特性的影响

硅是植物生长发育的有益元素,目前关于硅对植物生长发育影响的研究多集中于禾本科和部分瓜果蔬菜,对豆科植物的研究仅限于大豆和豇豆,而对多年生豆科牧草的研究很少.通过盆栽试验观测了硅对豆科牧草紫花苜蓿生物学特性的影响.结果表明,紫花苜蓿体内硅的含量随着施入硅量的增加而增加,但在0.100 g/kg水平后紫花苜蓿吸收硅趋向于饱和.紫花苜蓿根系内的硅含量大于茎叶内含量;硅对紫花苜蓿叶面积的影响呈单峰型分布,0.05 g/kg的硅处理增加效果最为明显;硅对紫花苜蓿分枝数和株高的影响与测定时期有关,分枝数在营养期差异不明显,在生殖期施硅显著增加分枝数（p＜0.05）,但施硅在营养生长阶段显著增加株高（p＜0.05）,而生殖期差异不明显;施硅能够显著增加紫花苜蓿草产量和根系生物量,增幅分别为20%～60%和35%.中部叶和上部叶与茎之间的夹角随着施硅量的增加而逐渐减少,但减少的幅度随着施硅量的增加而逐渐降低,而下部叶与茎之间的夹角变化较为复杂,随着施硅量的增加,先减小后增加,再减小.试验结果表明,施入适量的硅有利于紫花苜蓿的生长和发育.     

青藏高原高寒草原区工程迹地面积对其恢复植物群落特征的影响

恢复工程迹地是青藏高原受损草地生态系统修复的重要内容.通过调查和计算不同工程迹地面积经历相同恢复时期后植物群落的组分,空间结构,多样性,生物量和恢复力,研究了工程迹地面积变化对青藏高原高寒草原区植物群落恢复的影响.结果表明,工程迹地上恢复植物群落的优势种和主要伴生种随着工程迹地面积减小而发生明显变化,当工程迹地面积为156m2,草原指示性植物紫花针茅(Stipa purpurea)零星出现,面积缩小至55 m2,紫花针茅已演变为主要伴生种;恢复植物群落的高度、盖度、α多样性指数和地上生物量均随工程迹地面积减小而逐渐增加,高度、α多样性指数和地上生物量在工程迹地面积为156 m2时,接近于未受干扰群落,盖度在工程迹地面积为55 m2时接近未干扰群落.β多样性指数随着工程迹地面积减小而减小,植被恢复能力随着工程迹地面积减小而增加,工程迹地面积越小,其恢复度越好.从恢复植物群落各项指标分析,筑路工程迹地历经19a能够自然恢复的适宜面积为156 m2,最高临界值为254m2.     

白龙江上游地区森林植物群落物种多样性的研究

 白龙江上游地区属长江防护林工程重点地区之一。根据36个样地的调查资料,分析了该地区森林植物群落物种多样性的特征：群落内各层物种丰富度指数的大小顺序为“灌木层>草本层>乔木层”;均匀度指数变化比较复杂,在杜鹃巴山冷杉（Rhododendron fastigiatum-Abies fargesii）林中为“草本层>灌木层>乔木层”,在苔藓巴山冷杉林中为“乔木层>灌木层>草本层”,其余群落中为“灌木层>草本层>乔木层”;多样性指数的大小顺序为“乔木层<灌木层和草本层”,而灌木层与草本层的多样性指数随林分郁闭度变化而变化,在郁闭度30%的杜鹃巴山冷杉林中,草本层大于灌木层,在郁闭度47%的箭竹巴山冷杉林中,草本层和灌木层相当,在郁闭度55%以上的各个群落内,灌木层大于草本层。同一海拔不同坡向群落的物种多样性表现为分布于阳坡的油松（Pinus tabulaeformis）林大于分布于阴坡的草类云杉（Picea asperata）林。物种多样性沿海拔梯度的变化表现为随海拔升高先降低后增加,从海拔2 400 m的栎类阔叶林,2 600 m的草类云杉林,2 800 m的箭竹(Sinarundinaria nitida)巴山冷杉林,到3 000 m的苔藓巴山冷杉林和3 200 m的杜鹃巴山冷杉林,物种多样性依次下降,到海拔3 400 m的高山杜鹃（Rhododendron fastigiatum）灌丛,物种多样性增加。物种多样性在紫果云杉(Picea purpurea)林的演替系列中表现为随群落演替发展而增加,后降低,在针阔混交林阶段达到最大。     

白龙江上游地区森林植被恢复能力的分析

通过对残存林分的天然更新能力、天然次生群落和人工恢复群落的生长状况调查,分析了白龙江上游地区森林植被的恢复能力。结果表明：在人工恢复植被的过程中,营造于海拔3000m以上的人工云杉(Picea asperata)幼林生长不良,没有成林地分布,而营造于海拔2700～3000m带的人工云杉幼林生长发育良好,并且已成林地的林分结构符合理想同龄林林分结构的分布规律,能够定向培育成森林资源;残存天然林分的更新表现为草类云杉林天然更新良好,残存箭竹云杉林、杜鹃岷江冷杉林(Abies faxoniana)和箭竹岷江冷杉林的天然更新不良;采伐迹地上天然次生群落生长良好,更新及时,正处于正向演替阶段。根据影响林分生长的主要因子(海拔、土壤厚度、坡度、坡向)和林分的实际恢复能力,将该地区划分为3个森林植被恢复类型区,并分别提出了相应的恢复措施。     

高原鼠兔有效洞穴密度对青藏高原高寒草甸群落植物生态位的影响

高原鼠兔(Ochotona curzoniae)有效洞穴密度扩增会引起高寒草甸植物群落组分的变化。采用野外调查方法研究了高原鼠兔有效洞穴密度对青藏高原高寒草甸群落植物生态位的影响。结果表明:随高原鼠兔有效洞穴密度增加,样方内植物种数逐渐增多,但主要是毒杂草,有效洞穴密度超过15个/625m2时豆科植物出现。优势种高山嵩草(Kobresia pygmaea)的重要值随有效洞穴密度增加呈单峰曲线,峰值出现在15个/625m2。有效洞穴密度低于或等于21个/625m2时,优势种高山嵩草生态位宽度位居第一,但有效洞穴密度达31个/625m2时,其生态位宽度降至并列第三,低于小米草(Euphrasia pectinata)和钝裂银莲花(Anemone obtusiloba),等同于小花草玉梅(Anemone rivularis)和乳浆大戟(Euphorbia esula)。有效洞穴密度分别为10个/625m2,15个/625m2,21个/625m2,31个/625m2时,与高山嵩草生态位重叠度最大的物种分别为莓叶委陵菜(Potentilla fragarioides)、圆叶筋骨草(Ajuga ovalifolia)、乳浆大戟、条叶垂头菊(Cremanthodium lineare)。有效洞穴密度为10个/625m2时,高山嵩草是群落内种群间竞争最激烈的一方,但有效洞穴密度超过或等于15个/625m2时,高山嵩草则退出了种群间竞争最激烈的双方。说明高原鼠兔有效密度增加严重影响了高寒草甸群落组分、重要值、生态位宽度和生态位重叠值。     

北方牧区草地资源分类经营机制与可持续发展

草地是畜牧业生产和生态保护的重要资源.在短期经济利益的驱动下造成北方牧区草地大面积退化和荒漠化、生产力下降、自我恢复能力降低、水土流失加剧和涵养功能减弱,对牧区经济发展、社会稳定和生态安全构成了威胁,严重影响着草地畜牧业的可持续发展.以新疆阿勒泰为例,依据草地资源的生产经济性能、生态服务价值重要性和季节放牧利用特征,构建了基于GIS 技术的草地生产力指数、草地生态服务价值指数和草地资源分类经营的功能分区模型,建立以主导功能和时空格局为主的草地资源分类经营调控机制,将阿勒泰牧区的草地从空间上划分为经济功能区、混合功能区和生态功能区.结果表明:(1)经济功能区,以获取最大的经济效益为目的,面积约648.69万hm2,占总可利用草地面积的65.8%,主要分布在平原荒漠;(2)生态功能区,以生态保护和社会效益为目的,面积约136.4万hm2,占总可利用草地面积的13.9%,主要分布在平原荒漠草原、山地草原、高寒草甸;(3)混合功能区,在适度利用条件下,生态效益与经济效益并重,面积约200.1万hm2,占总可利用草地面积的20.3%,主要分布在山地草原化荒漠、山地草甸草原、平地草甸、山地荒漠草原、山地草甸和高寒草原.通过对草地资源的分类经营,将畜牧业生产重心转向经济功能区,转移生态功能区的放牧家畜,减轻混合功能区的放牧压力,形成草地资源在功能、系统、时序和空间的耦合结构,实现牧区草地资源利用的可持续发展.     

不同土壤水分条件下硅对紫花苜蓿水分利用效率及产量构成要素的影响

硅是地壳中含量仅次于氧的元素,植物不可能在无硅的环境中生长.通过盆栽试验研究了不同土壤水分条件下硅对紫花苜蓿(Medicago sativa)水分利用效率及产量构成要素的影响.结果表明,在土壤含水量为田间最大持水量的35%和80%的条件下,硅对紫花苜蓿水分利用效率和生物量没有显著影响,而在土壤含水量为田间最大持水量的50%和65%的条件下,硅显著提高了紫花苜蓿水分利用效率和生物量(p<0.05),紫花苜蓿水分利用效率的增幅分别为35%和20%,主要途径为降低叶片蒸腾速率;紫花苜蓿生物量增幅分别为41%和14%,主要通过促进分枝和株高生长,而不受单枝生物量的影响.因此硅对紫花苜蓿水分利用效率和生物量的有益作用与其生长环境中的土壤水分条件密切相关.     

盐生境下硅对坪用高羊茅生物学特性的影响

干旱半干旱区草坪绿地的长期灌溉容易引发土壤次生盐渍化,提高草坪草在盐生境下的生长发育能力是应对土壤次生盐渍化的主要途径之一.采用盆栽试验研究了盐生境下硅对坪用高羊茅(Festuca arundinaea)生物学特性的影响.结果表明,向盐生境土壤中添加不同浓度硅均提前高羊茅出苗时间2d,加快出苗速率,增加出苗总数,提高保苗率,且总出苗率和保苗率随着硅浓度增加而显著增大(P＜0.05),这说明盐生境下向土壤添加硅改善了幼苗完全死亡的现象.盐生境下硅显著增加了高羊茅叶长,株高和分蘖数,但对叶宽影响不显著,说明硅能够促进高羊茅生长,但对草坪绿地的质地影响不大.虽然硅能显著增加高羊茅总生物量(P＜0.05),但较低浓度时促进其茎叶生长,高浓度促进其根系生长.硅在高羊茅体内的沉积量随施入硅增加而增大,但其茎叶和根系内硅含量不超过3.0％,且根系内硅含量约为茎叶内硅含量的2倍.结果显示,硅提高了坪用高羊茅在盐生境下的适应能力,这为以后草坪绿地管理中应对土壤潜在盐渍化的问题提供了一定的科学依据.     

植株密度和氮素互作对垂穗披碱草生物量分配的影响

垂穗披碱草（Elymus nutans）是高寒地区建植和改良栽培草地的首选草种。虽然合理植株密度和氮素添加量是垂穗披碱草栽培草地稳产的关键因子,但两者之间是否存在最佳互作组合仍不清楚。采用盆栽试验,通过分析不同植株密度（58、102、146株/m²）和氮素添加量（0、200、400 mg/kg）组合状态下垂穗披碱草株高、单株分蘖数、地上生物量、地下生物量、根系体积和地上地下生物量比,以确定理论上是否存在植株密度和氮素添加量的最佳组合。结果表明：随植株密度增加,垂穗披碱草株高、地上生物量和地上地下生物量比值均先增加后降低,而单株分蘖数逐渐减小,根系体积和地下生物量先增加后保持相对稳定;随氮素添加量增加,垂穗披碱草单株分蘖数、地上生物量和地上地下生物量比值均表现为先增加后降低,地下生物量逐渐降低。植株密度与氮素添加量互作虽然对垂穗披碱草的根系体积和单株分蘖数没有显著影响,但两者互作显著影响了垂穗披碱草株高、地上生物量、地下生物量、地上地下生物量比（P<0.01）,这些指标与植株密度和氮素添加量的关系均表现为一个开口向下的抛物面。当植株密度为102株/m²和氮素添加量为200 mg/kg时,垂穗披碱草栽培草地产量最大,生物量分配最优。垂穗披碱草植株密度和氮素添加互作时理论上存在最佳组合,这为垂穗披碱草栽培草地的田间管理提供了理论依据。