放牧对大针茅草原建群种与优势种空间分布关系的影响

为探讨放牧下大针茅草原建群种大针茅(Stipa grandis)和优势种羊草(Leymus chinensis)及糙隐子草(Cleistogenes squarrosa)种群空间分布特点及关系,本实验以内蒙古自治区锡林郭勒盟毛登牧场大针茅草原建群种大针茅、优势种羊草和糙隐子草为研究对象,通过野外试验,以地统计学为基础,采用半方差函数、分形维数及克里格插值法,分析了围封(CK)和放牧(G)样地大针茅、羊草及糙隐子草种群小尺度空间分布关系。结果表明:围封样地大针茅、羊草及糙隐子草植株密度分别为10.94株/m~(2 )、12.95株/m~(2 )、13.60株/m~(2 ),放牧样地植株密度分别为16.84株/m~(2 )、48.28株/m~(2 )、28.63株/m~(2 ),放牧显著增加大针茅、羊草及糙隐子草种群密度(P0.05);半方差函数进行模型拟合发现,大针茅、羊草及糙隐子草种群空间分布函数关系均符合高斯模型;通过对空间分布函数关系分析,围封和放牧样地结构比为G (93.3%) CK(60.4%),表明放牧样地大针茅种群空间分布主要受结构性因素影响,而围封大针茅种群则受随机性因素影响较大;围封和放牧样地分形维数值为CK(1.796) G(1.361),表明放牧样地大针茅、羊草和糙隐子草所形成的空间分布格局相比围封样地较为复杂,大针茅空间分布对羊草和糙隐子草空间分布的依赖性较弱;通过立体图分析,在放牧利用过程中,羊草处于中低密度时,及糙隐子草处于高密度时,均与大针茅种群间的关系从围封中的竞争关系变为放牧过程中的亲和关系,可见放牧导致种间关系改变。     

草地利用方式对草甸草原植被空间异质性的影响

研究不同利用方式下植物群落中物种的分布特征,有助于解释植物在不同利用方式干扰下的演替规律。本研究以内蒙古呼伦贝尔草甸草原为研究对象,通过野外调查,基于幂函数法则,探讨围封、放牧和刈割利用方式下草地植被物种分布状况和群落整体空间分布的变化。结果表明:在放牧和刈割利用及围封下,草甸草原植被物种分布规律符合幂函数法则;与围封相比,放牧增加了群落整体的空间分布异质性,而刈割则降低了这种变化,刈割和放牧草地物种异质性指数高于群落整体异质性指数的物种增多;物种出现频率发生变化,如对糙隐子草(Cleistogenes squarrosa)种群而言,围封地中糙隐子草的出现频率为0.010,刈割和放牧增加了糙隐子草的出现频率(0.151和0.521),刈割和放牧降低了狭叶青蒿(Artemisia dacunculus)的出现频率(0.132和0.028)。     

利用方式对大针茅草原优势种糙隐子草空间异质性的影响

为探讨不同草地利用方式下糙隐子草种群空间分布的变化特点,以内蒙古自治区锡林郭勒盟毛登牧场大针茅草原优势物种糙隐子草(Cleistogenes squarrosa)为研究对象,通过野外试验,以地统计学为基础,采用半方差函数、分形维数及克里格插值法,分析了围封、放牧和刈割样地糙隐子草种群小尺度空间分布异质性。结果表明:糙隐子草种群密度分别为放牧(28.63株·m~(-2))围封(13.60株·m~(-2))刈割(3.85株·m~(-2))(P0.05),放牧显著增加糙隐子草种群密度(P0.05),而刈割显著降低糙隐子草种群密度(P0.05);通过半方差函数进行模型拟合,围封、放牧和刈割样地糙隐子草种群分布分别符合指数模型、球状模型和球状模型;空间分布格局分析表明,各样地糙隐子草种群的结构比分别为刈割(91.9%)放牧(75.3%)围封(71.1%),放牧与刈割样地的空间自相关性均较高,主要受结构性因素影响,而围封样地空间自相关处于中等程度,受随机性因素影响较大;结合分形维数、2D平面图及3D立体图分析,3块样地空间结构良好,空间分布简单,说明合理放牧及刈割不会对种群分布格局造成很大影响,但与围封样地相比,放牧增加了糙隐子草种群空间异质性,而刈割降低了种群异质性。     

不同利用方式下典型草原植物群落物种多度分布格局

物种多度格局是群落结构的重要反映,它描述了群落内不同物种个体数量的分布情况,能更好的体现出物种关系和作用机制。根据物种的多度格局追溯物种的作用机制过程是揭示群落本质的重要方式。试验以内蒙古典型草原为研究对象,采用生态位重叠模型(ONM)、生态位优先占领模型(NPM)、断棍模型(BSM)、优势优先模型(DPM)和随机分配模型(RAM)共5种生态位模型与群落植物物种进行拟合,按照拟合程度分析放牧、割草两种利用方式下植物群落物种多度分布格局。旨在探究不同利用方式下物种之间的多度关系,利用具有不同生态学意义的数学模型探讨各个利用方式下植物群落的真实分布,以达到运用模型研究群落结构的目的,进而揭示不同利用方式下典型草原群落结构变化,为草地合理利用提供依据。结果表明:刈割区、放牧区和围封区的物种数分别为33种、16种和29种,相较于围封对照区,刈割区的物种数增加了12%,而放牧区的物种数减少了44.8%。群落优势种大针茅、糙隐子草、知母、羊草和黄囊薹草在刈割区、放牧区及对照区的出现频度分别占整个群落物种总频度的88.33%、81.47%和75.6%。放牧、割草利用下最优拟合模型分别为随机分配模型RAM(χ~2=92.99,AIC=168.86,BIC=171.18)和生态位优先占领模型NPM(χ~2=22.29,AIC=246.17,BIC=250.27),而对照所表现的最优拟合模型也为生态位优先占领模型NPM(χ~2=90.51,AIC=321.32,BIC=325.81);生态位优先占领模型NPM对放牧利用下的拟合效果也较好,随机分配模型RAM对于割草和围封两种利用方式的吻合度较差。     

不同载畜率下短花针茅分蘖数量对内源激素浓度的响应

放牧是荒漠草原最主要的利用方式之一,载畜率的变化严重影响着植物的生长发育;而内源植物激素是调节植物生长发育的开关,且植物在不同的生长发育阶段具有不同的生理要求和环境适应能力。通过测定放牧条件下短花针茅(Stipa breviflora)分蘖叶内源激素的变化,研究短花针茅分蘖生长对放牧的响应,并分析了分蘖数量受内源激素影响的机制。结果表明,(1)内源激素与载畜率之间存在显著二次相关关系,说明放牧能够显著增加内源激素的浓度(P0.05),但这种相关只存在于中、小株丛的短花针茅中。(2)其次,放牧能够在一定程度上影响短花针茅植株个体分蘖的数量(P0.05),重度放牧是增加短花针茅植株个体分蘖数量最显著的载畜率。(3)过高浓度的生长素(IAA)会抑制短花针茅的分蘖数量(P0.01)。而细胞分裂素(CTK)与短花针茅的分蘖数量之间尚未发现相关关系。