放牧对短花针茅荒漠草原建群种与优势种空间分布关系的影响

采用多种分析方法探讨放牧对短花针茅荒漠草原建群种与优势种无芒隐子草、碱韭的种群空间分布关系的影响.结果表明: 短花针茅+无芒隐子草+碱韭群落的景观特征主要由草原的土壤理化性质和种群的固有属性决定.自由放牧导致的空间分布的变异程度为碱韭>无芒隐子草>短花针茅.自由放牧对短花针茅和碱韭密度的影响显著,但对无芒隐子草影响不大.随着无芒隐子草密度的增加,自由放牧区短花针茅密度呈现增大趋势,而围封区短花针茅种群密度呈现先增大后减小的趋势;自由放牧区和围封区内短花针茅密度均随碱韭密度的增加而减小.表明植物种群种间关系存在密度效应,在受到外界干扰的情况下,密度效应可能消失;因植物种对或干扰条件不同,植物种间关系可以有多种表现形式.     

不同放牧强度季节调控下荒漠草原主要植物种群点格局及空间关联性

种群空间格局是种群自身特性、种间相互关系及环境条件综合作用的结果。以短花针茅荒漠草原为研究对象,运用Programita软件,采用Ripley's K函数和Monte Carlo随机模拟方法,对短花针茅、无芒影子草和碱韭种群点格局及空间关联性进行了研究。结果表明:短花针茅在禁牧和过度放牧下集群分布的尺度在增加,禁牧和过度放牧两种草地利用方式下短花针茅种群的格局具有趋同的趋势;并且,随着放牧强度的增大或者是持续放牧的影响,使得随机分布尺度在逐渐的增大,短花针茅在更大的尺度上才可能为集群分布。春季重牧+夏季重牧+秋季轻牧和全年重度放牧利用下无芒隐子草在较大尺度上才表现为集群分布,并且尺度转化的临界点在放牧的影响下有增大的趋势;重度放牧下碱韭为了适应放牧干扰逐渐向集群分布方向发展,集群分布的尺度在减小以提高种群的稳定性从而抵御过度的干扰。在不同的放牧干扰强度下植物种群具有明显的响应策略,大致表现为物种的群居性在增强,物种集群分布的尺度在减小以提高种群的稳定性从而抵御过度的干扰。春季休牧+夏季重牧+秋季轻牧处理下种群斑块化的尺度较大,有利于群落的稳定,因此荒漠草原采用这种利用方法较为合理。     

放牧制度对荒漠草原生态系统土壤养分状况的影响

从土壤N,P,K及土壤有机质等方面研究了在连续进行了7 a的放牧制度试验对荒漠草原生态系统土壤养分含量的影响。研究结果表明:放牧制度对土壤的养分状况有明显的影响。划区轮牧区和禁牧提高了土壤有机质、土壤氮素、土壤全钾和土壤速效钾含量。土壤表层磷含量划区轮牧区最高。放牧导致碳氮比减少。同时,土壤养分含量随土壤深度的变化在不同处理没有表现出较为一致的变化趋势。禁牧区土壤全氮含量随土壤深度的增加而增加;不同处理土壤速效氮、土壤速效钾含量均随土壤深度的增加逐渐降低;土壤全磷在自由放牧区随土壤深度的增加逐渐升高;土壤速效磷、全钾含量在划区轮牧区随土壤深度的增加逐渐降低;土壤养分含量与土壤深度的拟合曲线为二次幂函数。研究表明,禁牧和划区轮牧较自由放牧可以提高荒漠草原土壤养分元素的含量,有利于遏制草原土壤的退化。     

封育对羊草草地土壤碳矿化激发效应和温度敏感性的影响

土壤碳矿化(或土壤异养呼吸)的温度敏感性和激发效应是深入揭示土壤呼吸控制机理及其对未来气候变化响应与适应的重要研究方向。该文以自由放牧(FG0)、封育11年(FG11)、封育31年(FG31)的羊草(Leymus chinensis)草地为研究对象, 通过0、5、10、15、20、25 ℃培养, 探讨了封育对羊草草地土壤碳矿化激发效应和温度敏感性的影响。结果表明: 封育年限、添加葡萄糖、培养温度和培养时间对土壤碳矿化速率均具有显著的影响, 不同因素间存在显著的交互效应(p < 0.000 1)。FG0的羊草草地土壤碳矿化累积量显著高于FG11和FG31的, 在添加葡萄糖处理下也呈现相同的趋势。长期封育降低了羊草草地土壤碳矿化的激发效应。在添加葡萄糖后, 培养前7天的土壤碳矿化的激发效应随温度增加而增加, 增加2.28-9.01倍; 在整个56天培养期间, 激发效应介于2.21-5.10倍, 最高值出现在10或15 ℃。土壤碳矿化速率可用经典的指数方程来表示, FG0草地的土壤碳矿化的温度敏感性指数(Q₁₀)大于长期封育草地(FG11和FG31); 与未添加处理相比, 添加葡萄糖显著增加了土壤碳矿化速率的温度敏感性, 即在添加葡萄糖后土壤微生物呼吸受温度的影响更大。长期封育会降低羊草草地土壤的碳矿化速率、温度敏感性和激发效应, 从而降低土壤碳周转速率和释放速率, 使内蒙古地区长期封育草地仍然具有碳固持能力。     

切根对羊草营养生长期内植物功能性状的影响

该研究以呼伦贝尔羊草(Leymus chinensis)草甸草原割草场为研究对象, 通过对羊草营养生长期内功能性状变化的观测, 研究切根对羊草叶、茎、植株功能性状的影响, 为干扰状态下羊草植株的响应机制和天然割草场植被的恢复提供参考。运用9QP-830型草地破土切根机对草地进行切根处理, 分期测定羊草单株高度、叶长、自然叶宽、展开叶宽、茎粗、茎长、叶质量、茎质量、单株质量等多个功能性状, 通过统计分析切根前后性状的差异, 拟合其变化方程, 探索影响羊草产量的表型性状和质量性状的驱动因子。研究结果显示: (1)切根显著降低了羊草的比叶面积、总叶质量、茎长/茎粗、茎干物质含量, 显著提高了平均叶长和叶面积, 整体上提高了单株质量、株高和植株干物质含量。(2)对照和切根羊草叶、茎功能性状均呈二次曲线变化, 拟合效果达显著或极显著水平。除叶干物质含量、茎干物质含量和茎长/茎粗外, 其余叶、茎功能性状均呈先升高后降低的变化趋势。(3)除叶片数外, 羊草各表型性状之间均呈极显著的正相关关系, 叶质量、茎质量、单株质量之间呈极显著的正相关关系, 比叶面积与质量性状关系不显著。(4)总叶长和总叶质量分别是羊草单株质量表型性状和质量性状之中的最大驱动因子。羊草功能性状间存在协同变化的关系, 切根一定程度上使羊草地上植株的生活史提前。     

不同放牧强度对短花针茅草原植物种群种间关系的影响

为了解不同放牧强度对荒漠草原植物种群关联对的影响, 以不同放牧强度下短花针茅荒漠草原植物种群为研究对象, 在苏尼特右旗附近的荒漠草原试验示范基地, 设置 3 个放牧强度试验处理(SA1、 SA2、 CK), 于 2013 年 8 月对不同试验处理区种群存在状况和出现频率进行调查和统计, 旨在探讨不同放牧强度下短花针茅荒漠草原植物种群关联关系。结果表明, 3 个植物种群出现频率受放牧强度影响的敏感程度表现为碱韭<无芒隐子草<短花针茅。重度放牧导致显著正相关种对数减少, 物种关联链简单, 关联物种对较少。在研究的放牧强度范围内, 随着放牧强度的增加,植物群落总体关联性呈正联结的变化趋势。短花针茅和无芒隐子草主要表现为无关联性, 短花针茅与碱韭主要表现为负关联性, 无芒隐子草和碱韭受放牧强度影响, 其种间的竞争与亲和作用可以转化。     

·荒漠草地植物多样性对草食动物采食的响应机制

草食动物采食对草地植物多样性和生态系统功能的影响机制是放牧生态学研究的核心问题。该研究以内蒙古锡林郭勒盟苏尼特右旗荒漠草原的长期放牧控制实验为平台, 从既有草地植物多样性和动物偏食性两个层面系统地研究了荒漠草地植物多样性对草食动物采食的响应机制。结果显示: 1)荒漠草地植物对草食动物采食呈现4种响应模式: 放牧“隐没种”、放牧“敏感种”、放牧“无感种”、“绝对优势种”; 2)在群落尺度上, 物种多样性指数随放牧强度增加而减少, 与不放牧小区相比, 重度放牧(HG)与适度放牧(MG)小区植物多样性均下降, 且这一规律同样适用于功能群多样性, 灌木半灌木这一功能群内物种多样性对放牧干扰较敏感; 3)在草地既有植物的基础上, 以不放牧小区为参考系, 草食动物对植物功能群偏食性的排序为: 一二年生草本(AB) >多年生杂类草(PF) >灌木半灌木(SS) >多年生禾草(PG), 且偏食性物种主要分布于AB和PF中; 4)植物多样性与动物偏食性基本呈显著负相关关系(p < 0.05)。     

天然草地合理利用的判别模型研究

天然草地具有资源和生境的双重功能 ,合理利用与否直接关系着资源的可持续性及生态环境的优劣。在短花针茅荒漠草原群落 ,实地观测研究了建群种短花针茅、优势种无芒隐子草和碱韭的枝条密度、单枝重及株丛枝条数目对不同放牧制度的响应 ,初步建立了草地合理利用的判别模型。不同放牧制度下植物的枝条密度、单枝重存在差异 ,轮牧区植物的单枝重高于自由放牧区 ,枝条生长也较优越。株丛单枝重与枝条数目之间负相关 ,单枝重随枝条数目的增加最终出现负增长。绝对不利用会造成草地资源的浪费 ,并且对植物的生长不利。轮牧实现了草地资源的合理利用 ,同时加强了草地的生态功能     

放牧对短花针茅荒漠草原植物多样性的影响

放牧干扰对草原植物多样性影响机制是放牧生态学研究的核心问题。以内蒙古锡林郭勒盟苏尼特右旗的短花针茅荒漠草原的长期放牧控制实验为平台,系统研究了放牧调控下植物多样性随组织尺度转换的影响,为荒漠草原植物多样性尺度推绎提供理论基础。结果显示:1)现存草地物种数未放牧最高,适度放牧次之,重度放牧最低,差异体现在多年生杂类草和一年生草本2个功能群上,且各功能群的权重基本不受放牧强度影响;2)群落尺度,放牧强度没有显著影响丰富度指数,未放牧小区的植物Simpson生态优势度指数、Shannon-Wiener物种多样性指数与Pielou均匀度指数大于适度放牧小区,显著大于重度放牧小区(P0.05);功能群尺度,多年生禾草与一年生草本的多样性指数对放牧无显著响应,多年生杂类草的多样性指数未放牧小区最高,适度放牧小区次之。3)Godron群落稳定性指数显示,适度放牧的小区稳定性高于未放牧小区和重度放牧小区。研究表明,放牧强度的上升使短花针茅荒漠草原不同组织尺度植物多样性降低,但群落稳定性结果显示适度放牧的草地表现出了更高的稳定性,植物多样性与稳定性的权衡将是合理制定区域科学放牧强度的重要途径。