割草和放牧对大针茅根际与非根际土壤养分和微生物数量的影响

选取内蒙古典型草原大针茅为主要研究对象,研究割草和放牧干扰对其根际与非根际土壤有机碳、全氮、有效氮、全磷、有效磷含量以及微生物数量的影响.结果表明：在割草和放牧干扰下,根际土壤有机碳、全氮、有效氮含量均有不同程度的减少,根际截存效应减弱;土壤全磷由于固定性强不易向植物根部聚集,土壤全磷的根际效应不明显;土壤有效磷异质性较大,在放牧和割草干扰下有不同程度的变化,但根际和非根际间差异不显著;放牧干扰显著减少了土壤微生物的数量;土壤养分的变化与土壤微生物数量的变化关系密切,细菌和真菌的数量变化可能对土壤养分的影响更大;相对于割草,放牧干扰更易造成根际土壤养分的流失及微生物数量的减少.     

草甸草原羊草茎叶功能性状对长期过度放牧的可塑性响应

植物对不同功能性状进行权衡, 通过表型可塑性达到对异质生境的适应是植物的一种生态对策。羊草(Leymus chinensis)是欧亚温带草原东缘的主要优势植物, 研究其对放牧的表型反应对揭示草原生态系统的放牧响应机制具有代表意义。该文以内蒙古呼伦贝尔草甸草原为例, 通过设置不同放牧压力与围封的长期试验, 研究了羊草茎叶功能性状对放牧的可塑性响应模式。结果表明: 1)与长期围封相比, 长期放牧导致羊草茎叶性状显著小型化, 其中, 株高和个体地上生物量分别降低76.82%和89.88%, 但3年短期围封对茎性状影响不显著, 说明羊草表型矮小化现象具有一定的保守性; 2)通过排序构建羊草性状可塑性变化谱, 发现茎质量、总质量、茎高、株高、叶面积等为对放牧响应的敏感性状, 而叶片数、茎粗、叶宽等较为稳定, 为惰性性状; 3)放牧干扰下, 羊草性状可塑性程度与其变异性之间符合y = y₀ + ae^bx拟合关系, 随着植物性状的响应强度增大, 其变异性增强; 4)偏最小二乘法分析发现茎长、株高、叶面积、叶长等性状的投影重要性指标大于1, 对地上生物量变化的解释率为68.6%, 是导致长期放牧下羊草个体生物量降低的主要因子。研究认为, 矮化型变是羊草的避牧适应对策, 在亚稳态下, 通过不同性状的权衡, 充分利用环境资源完成其生活史。     

紫花苜蓿秋眠性对低温驯化过程与越冬耐寒适应的作用机理

紫花苜蓿(Medicago sativa)是全球性的栽培牧草, 因其秋眠性强弱而导致的抗寒性差异为深刻解析植物耐寒适应的进化生态学机制提供了一个很好的研究模式。作为多年生豆科植物, 秋眠性是紫花苜蓿适应晚秋日照缩短、温度降低, 以及提高越冬存活率的一种生长特性。秋眠性的形成与几千年来紫花苜蓿在全球的传播扩展和栽培利用有关, 长期处于不同的气候生境, 导致秋眠性的适应进化, 这为人类利用提供了丰富的遗传资源。根据秋眠性的强弱, 学术界目前将之分为11个等级。一般而言, 秋眠性的强弱影响了紫花苜蓿的低温驯化与越冬耐寒适应等过程, 导致不同品种间的抗寒性存在差异。迄今, 关于秋眠性的光温调控, 以及秋眠性影响低温驯化的生理生态过程研究较多, 而对相关的细胞信号转导与基因表达调控途径, 尤其是对秋眠性如何影响越冬紫花苜蓿抗冻蛋白作用等耐寒适应的分子机制, 尚知之甚少。针对目前研究中存在的问题, 该文提出了未来需要重点关注的科学问题。     

天山北坡家庭牧场复合系统对极端气候的响应过程

在草原牧区,家庭牧场作为取代游牧制度而产生的新生事物,其对极端气候响应过程的研究尚未见报道.以“极端气候敏感性-影响途径-响应方式”为分析框架,基于问卷调查方法,研究了天山北坡山地草原牧民对极端气候的响应过程.结果表明:1)天山北坡1980-2009年冬季雪灾、秋季旱灾风险趋于增大,家庭牧场草料储备不足、畜种结构经济驱动型增加了对极端气候的敏感性;2)旱灾、雪灾是影响家庭牧场的主要极端气候类型,其作用介质为牲畜和草场;3)自适应与外力适应是牧户响应极端气候的2种主要形式,其中购买草料是最主要的响应策略;4)通过Probit模型估计显示,极端气候认知、家庭特征、资产状况与牧户间适应行为选择有显著的关系.研究认为,家庭牧场对极端气候短期响应的反馈过程主要围绕草、畜2因子展开,基于降水波动的周期性,牧户长期响应形成了家庭牧场生产周期.     

放牧对草原植物功能性状及其权衡关系的调控

放牧是草原生态系统利用与管理的主要方式; 而过度放牧导致的草原退化和生产力衰减问题已成为当前生产及理论上的一个棘手难题。近年来, 植物功能性状及其权衡等新理论与方法的引入, 为解析放牧对草原的影响机制提供了新工具, 成为草原生态学的一个新兴领域, 但目前尚缺乏系统的回顾总结。该文综述了近年来国内外关于草原植物功能性状对放牧的响应及其权衡关系的研究进展, 综合分析了植物性状权衡变化的主要特征、成因与机制, 针对学界关于放牧下植物矮化型变机制的“避牧适应假说”与“生长受阻假说”的争论, 提出了下一步需重点关注的科学问题。