内蒙古典型草原生态系统定位研究最新进展

中国科学院内蒙古草原生态系统定位研究站最近几年在草原生态系统多功能、草原生态系统碳循环与温室气体、气候变化对植物群落结构影响长期观测、草原生态系统退化与恢复过程、草原生态系统硫生物地球化学循环、放牧生态系统管理等领域取得较大进展。研究结果指出,农垦活动使有机碳损失34％,草原植被——土壤系统是甲烷的弱汇;20多年来,这一地区气候变化有变暖趋势,冬季增温明显,春季干旱进一步加剧,影响初级生产力生产;系统提出草原退化是草原生态系统退化,并对退化阶段进行了划分;在内蒙古冷蒿小禾草退化草原施用硫肥对提高初级生产力与羊毛性能方面有明显效果。     

内蒙古锡林河流域主要类型草原土壤中CH_4和CO_2浓度的变化

于 1999年生长季对内蒙古锡林河流域主要类型草原土壤中 CH4和 CO2 浓度进行测定 ,结果表明 :CH4浓度沿土壤剖面逐渐降低 ,而且不同土壤深度之间差异显著 ,而 CO2 浓度呈现出沿土壤剖面增加的趋势。草甸草原、羊草 (L eymus chinesis)草原和大针茅 (Stipa grandis)草原土壤中 CH4的浓度差异显著 ,季节变化明显 ,但是三类草原土壤中 CO2 浓度变化不大。测定结果还表明 :一定时间尺度上 ,放牧对草原土壤中 CH4和 CO2 的浓度没有显著影响。     

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。     

内蒙古草原放牧恢复过程地衣生物量分布及其影响因素的研究

1　引　　言在干旱半干旱草原生态系统中,地衣是植物群落中的一个重要组成部分.地衣是真菌和具有光合功能的藻类的共生体,共生光合生物通过光合作用为自身和共生真菌提供碳水化合物,共生真菌为共生光合生物提供物理保护、水和矿物元素[9] .地衣芽枝可通过截获风蚀物质而增加土壤表面粗糙度,有利于积蓄降水和养分[1] ,地衣的共生真菌菌丝可以通过分泌粘质物而改善土壤团粒结构[3 ] .另外,地衣还可有效地分解矿物元素,同时还有较强的固氮功能[9,17] ,地衣不仅影响土壤的理化性状而且对维管植物也有潜在的影响.因此,地衣在草原生态系统中可促进…     

羊草草原和大针茅草原氮素贮量及其分配

不同类型草原氮素贮量及其分配的研究,是草原生态系统物质循环研究的重要内容。它不仅有助于阐明草原生态系统物质循环的规律性,而且对于预测草原发育的方向和趋势,对于草原合理利用和提高草原生产力,都具有重要意义。在我国广大草原地区,草场退化日益严重的今天,研究生命的元素——氮素的循环,不仅有理论意义,而且有其重要现实意义。此项研究,在国际上作为IBP和MAB研究重要课题,受到普遍重视。在我国仅趋开始。本文是作者1979年对内蒙古锡林河流域羊车(Leymus chinensis)、小木草杂类草草原(简称羊草草原)和大针茅(Stipa grandis)草原氮素贮量及其分配研究的结果。     

草场退化中土壤腐殖质的变化

草场退化中最直观的反应是植物量的减少。随着植物量的减少,土壤腐殖质也发生变化。本文报道在围栏内外采样进行对比研究的结果,其采样点为。P_1:羊草围栏内。P_2:羊草围栏外。P_3:退化围栏内。P_4:退化围栏外。     

高寒退化与未退化草甸土壤下匍匐茎鹅绒萎陵菜的克隆生长特征的比较

通过鹅绒萎陵菜的野外移栽试验,分析了在矮嵩草草甸土壤和退化草甸土壤下该种植物的克隆繁殖特征．结果表明,在母株产生的匍匈茎数量、母株高度和叶片大小在两类不同土壤下没有明显差异．母株叶片数、匍匈茎的粗度、匍匈茎长度以及间隔子的长度有较明显的差异．在退化草甸土壤中母株叶片较多,匍匈茎长度和间隔子长度明显较长,匍匈茎直径也明显较大．在退化草甸环境中,由于土壤养分相对较缺乏,鹅绒萎陵菜可能通过增加母株叶片的数量,尽可能多地积累光合产物,来保证匍匈茎的生长,匍匈茎也以增加粗度和增加长度来尽量增强其觅食能力．鹅绒萎陵菜在生物量投资分配上也表现出一定的差异．与退化草甸土壤环境相比,在未退化草甸土壤中,鹅绒委陵菜克隆母株和分株的生物量均明显偏向地下部分(根系)的投资,以期从土壤中吸收更多的养分,从而最终提高子株的成活率．     

放牧家畜排泄物N转化研究进展

放牧家畜排泄物氮转化是草原生态系统氮循环的关键。自 2 0世纪 70年代以来 ,以提高氮利用效率和减少温室气体排放为目的的家畜排泄物氮转化的研究越来越受到人们的重视。放牧家畜排泄物氮的转化研究主要包括 3个方面 :氮的矿化、硝化与反硝化 ,氮的氨化。家畜粪氮矿化速度慢 ,持续时间长 ;尿氮矿化速度快 ,持续时间短。氮矿化与家畜排泄物 C∶ N比、木质素/氮素比、木质素含量和纤维素含量呈负相关关系 ,而与全氮含量和水溶性氮含量呈正相关 ;土壤动物和微生物可以显著促进氮的矿化过程 ;高温和相对干燥、砂质土壤较壤土和粘土有利于氮的矿化。 4～ 4 0℃氮硝化作用与温度呈正相关 ;硝化作用的底物和产物浓度、土壤溶液渗透压和氯化物浓度的增加对硝化作用有强烈的抑制效应 ;p H6 .0～ 8.0条件下硝化作用强度随着土壤p H值的升高而增加 ,而 p H值高于 8.0或低于 6 .0时硝化作用受到抑制 ;硝化作用与土壤氧气含量呈正相关关系 ,而与土壤含水量呈负相关 ;温暖湿润较干燥炎热的气候条件有利于硝化过程的进行。反硝化作用与土壤氧气浓度呈负相关关系 ,而与土壤含水量和可利用有机碳含量呈正相关 ;0～ 6 5℃反硝化作用强度随温度升高而增大 ,10～ 35℃条件下温度成为影响反硝化作用的关键因素 ;反硝化作用在     

大针茅和糙隐子草对养分资源的竞争策略Ⅰ.根和茎对施硫和其他养分的形态学反应

在德国植物营养和土壤科学研究所的温室中,用盆栽试验研究了3种不同的养分处理下(所有养分 硫肥、所有养分但无硫肥、空白对照(什么都不添加))大针茅(Stipa grandis L.)和糙隐子草(Cleistogenes squarrosa L.)对养分资源的竞争在形态学上的反应.竞争试验设计为替代序列设计,即每盆的植物密度为4株,大针茅的植株数从4→0,相反,糙隐子草的密度则从0→4.试验所用的土壤为内蒙古典型草原沙质栗钙土,2001年5月20日播种,待种籽发芽出苗后的第二天进行间苗.然后,每间隔10 d分别对两种草的叶层高度、叶片数、分孽数进行测定;并于试验的第80天,度量糙隐子草新近展开的顶部叶片的叶绿素含量,之后齐地面刈割地上部分测地上生物量,同时将试验盆浸泡在蒸馏水中,用60目的网筛轻轻冲洗根系,用滤纸吸干水分,称鲜重,以便测定根长、根半径和根表面积等;然后用无离子水冲洗根系,在65℃下烘48 h称重,过0.5mm筛粉碎装瓶备分析用.每个处理重复3次.结果表明,所有处理的大针茅和糙隐子草形态特征不存在竞争关系,即彼此比例的消长对对方无显著性的影响,且大针茅的根茎形态特征随两者比例的变化而变化不显著,在空白对照处理中糙隐子草也有类似的现象.然而,当供给养分时(无论是否同时添加硫肥),糙隐子草的比例大小显著影响其形态特征,即存在密度制约原理,且硫的供给与糙隐子草的比例间存在互作现象.养分添加显著增加了大针茅地上部分的生长利发育,但对根系的生长影响很小,且硫对其地上地下均无显著性的影响.而养分添加不仅增加了糙隐子草地上部分的生长发育,而且增加了根系的生长,硫的缺乏阻碍了糙隐子草地上地下的生长和发育.养分供给显著降低了糙隐子草的根茎比,但没有影响大针茅的根茎比.硫对糙隐子草根茎比的影响随糙隐子草比例的变化而变化,在其比例为100%和75%时,供硫显著降低了其根茎比.在所有养分处理中,25%比例的糙隐子草的根茎比显著小于100%比例的糙隐子草根茎比.供给其他养分而不供硫时,糙隐子草叶片的绿度显著淡于其它两种处理;且在养分供应(无论是否供硫)25%比例的糙隐子草叶片绿度显著深于100%比例的糙隐子草叶片绿度.该研究表明,大针茅与糙隐子草的形态之间似乎不存在竞争关系;由于所有处理大针茅种群生产力较低,其种间竞争很小,但糙隐子草种间竞争明显.养分的缺乏主要限制了大针茅地上部分的生长和发育,对地下部分影响较小,且对硫供给的状况反应不敏感.而养分供给对糙隐子草地上地下均有显著的影响,且硫的缺乏阻碍了糙隐子草的生长发育.土壤贫瘠时,由于糙隐子草种群生产力低,植物间竞争较小,相反,对养分资源的竞争加剧.对养分的竞争刺激了根系的生长,使更多的光合产物分配到根中.其他养分的供给,提高了糙隐子草的生产力,因而加剧了硫的缺乏,而在低养分状况下(不供给任何养分)则缓解了硫的缺乏症状.     

气候变化和放牧活动对糙隐子草种群的影响

 糙隐子草(Cleistogenes squarrosa)是一种多年生丛生小禾草,属C4植物,在研究气候变化和放牧活动对草原C4植物的影响方面是一种很好的指示植物。本文探讨了在气候变化及放牧干扰条件下糙隐子草种群地上生物量、种群特征和资源利用方式等方面的变化,分析了C4植物对气候变化的响应和在放牧干扰下的生态对策。结果表明：在气候温暖化的情况下,糙隐子草种群生物量及其在群落中的比例都有所上升,放牧大大加快了这一过程。通过逐步回归分析得出糙隐子草种群最大地上生物量与生长季（4～8月）总降雨量(r)和平均温度(t)的关系为：y=-12.451 1+0.018 7r+0.060 1t2 (p=0.003)。总体上,放牧明显降低了其种群高度和每丛生物量,但显著提高了其密度、盖度和地上生物量;密度的变化受气候和放牧互作的影响。如果以植物光合所固定的100 g的碳（C）所需要的其它大量营养元素来衡量植物的养分利用效率,则可以发现,与其它主要植物如羊草（Leymus chinensis）相比,糙隐子草对氮(N)和硫（S）的需求量最少,利用3.17 g的N和0.31 g的S就能生产100 g的C,而羊草则需要4.24 g的N和0.41 g的S才能生产100 g的C。 说明在放牧使土壤比较贫瘠的条件下,糙隐子草的养分利用效率较高,这可能是其在土壤比较贫瘠的退化植物群落竞争中处于优势地位的又一重要原因。