东北师范大学草地科学研究所

东北师范大学草地科学研究所于1983年经国家教委批准成方,其前身为1960年东北局科委批准建市的草原研究室。目前,以该所为主体设有国家草地生态工程实验室、植被生态教育部重点实验室和省部共建吉林省生态恢复与生态系统管理国家重点实验室培育基地。本研究所以高层次人才培养为根本,以应用基础理论研究为重点,以受损草地生态系统恢复与重建、     

乌鲁木齐山地草地生态系统服务价值变化评估——基于遥感与GIS

草地生态系统服务功能是指草地生态系统及其生态过程所形成和维持的人类赖以生存的自然环境及其有效性,中国干旱半干旱地区的草地退化严重制约着生态系统服务功能的。以乌鲁木齐市山地草地为研究靶区,利用遥感图像(Landsat TM/OLI)划分出7种不同草地类型并计算其生态系统服务价值(Ecosystem Service Values, ESV)。使用空间统计方法、网格分析、空间自相关等方法进一步分析研究区山地草地退化程度和ESV变化。结果表明:21年中,乌鲁木齐市草地生态系统服务价值呈现波动性下降趋势,年均减少0.27×10~7元。生态损失主要是由山地荒漠草地(7.44%)、山地荒漠草原草地(10.71%)、山地草甸草原草地(18.32%)和高寒草甸草地(40.69%)退化造成。单项生态系统服务价值中,草地对调节服务(土壤形成)和供给服务的贡献率较高。草地ESVs Moran平均值为0.869(1994—2015年),并且草地ESV与相邻网格(2 km×2 km)具有更高的空间相关性。草地ESV具有明显的空间分布特征,高ESV区基本上分布在南山山区,低ESV区主要分布在平原草地区,博格达山草地亚区呈现随机分布格局。研究区气候变化对草地的影响十分显著,平均气温、平均地表温度、湿度、蒸散量、降水量和风速对草地ESV变化均有一定的影响,过度放牧、不合理垦荒、药用植物过度开发、城市化等人为活动仍然是驱动草地退化的主要因子,因此亟需采取措施保育乌鲁木齐市山地草原生态系统。     

菌根生物技术在退化草地生态系统中的意义

综述了草地生态系统退化的现状、原因及其恢复途径;综述了菌根在草地生态系统中的功能和作用的研究进展,表明菌根是草地生态系统中不可忽视的重要组成部分。菌根对草原生态系统的作用是多样的,重点讨论的是菌根对生物多样性的影响,提出维持草原生态系统的生物多样性是防止草地进一步退化的关键,菌根与植物的共生是是草场健康发展的关键。菌根生物技术在我国草地保护和草场恢复上具有重要的位置。     

东北师范大学国家草地生态工程实验室简介

东北师范大学国家草地生态工程实验室简介ｌ概况国家草地生态工程实验室于１９８９年６月经国家计划委员会批准,在东北师范大学草地研究所的基础上建立;它是我国目前唯一开展草地科学研究和教学的国家专业实验室．国家草地生态工程实验室具硕士点、博士点和博士后流动站...     

黄土高原草地植被碳密度的空间分布特征

草地是世界上分布最广的植被类型之一,作为陆地生态系统的重要组成部分,参与了全球碳源/汇及碳循环过程,在全球气候变化中扮演着重要角色,并对其产生重大影响。以黄土高原草地植被为研究对象,结合国家退耕还林草与封山禁牧工程的实施,对封禁前后的天然草地和退化草地,采用样带多点调查与多年定位测定相结合的方法,分析了黄土高原不同类型草地植物活体、凋落物和根系碳密度分布格局与地带性规律,系统研究了黄土高原不同草地类型退化草地和封禁草地生物量与碳密度沿海拔及降水梯度的时空变异特征,阐述了影响草地碳密度分布的主要驱动因子及其作用机理。结果表明:4种草地类型3种处理的草地生物量和碳密度自西北向东南均与降雨量呈指数增长趋势,并随海拔降低而显著降低,且二者呈显著的线性回归关系;各草地类型地上/地下生物量与碳密度分布规律均为荒漠草原<丘陵典型草原<梁塬典型草原<草甸草原;封禁11a草地活体植物、凋落物和根系碳密度总量:荒漠草原为7.066 t/hm2,丘陵典型草原为8.080 t/hm2,梁塬典型草原为15.319 t/hm2,草甸草原为20.982 t/hm2,分别是退化草地的14.8、8.33、6.5倍和15.88倍。充分表明,封禁不仅能使草地植被恢复和生物量提高,而且也是草地生产力和碳密度增加的一条重要途径。由此可见,气候干旱和草地退化是影响草地生物量和碳密度的关键因素,系统研究黄土高原封禁草地生物量增长与碳密度变化过程,将会对未来全球气候变化分析作出重要贡献。     

草原生态系统磷素循环的研究

由于磷素在生命活动中的重要性,对生态系统磷素循环的研究,早就引起了研究者的重视。大量研究集中于森林生态系统和水生生态系统。由于草地的粗放管理,草地植物多为多年生须根植物,使得草地生态系统磷素研究复杂化。鉴于世界大部分干旱地区草地严重缺磷以及大面积施磷无效,致使草原生态系统磷素循环的研究越来越被重视。本文试将目前草地生态系统磷素循环作一概述。     

放牧对新疆草地生态系统碳源/汇的影响模拟研究

<正>确评估新疆草地生态系统碳源/汇效应,对区域尺度碳循环研究具有重要意义。放牧是新疆草地生态系统中主要的人类活动,但放牧对草地碳平衡与碳动态的影响还具有很大的不确定性。利用生态系统放牧模型Biome-BGC grazing,通过情景模拟综合评价新疆草地生态系统碳源/汇的动态。结果表明:1)1979—2007年新疆草地生态系统的碳源总量为0.38Pg C,其中由放牧导致的碳释放为0.37Pg C;2)当平均放牧率小于0.24头标准羊/hm~2时,放牧能够促进草地碳固定。研究实现了BiomeBGC grazing模型在区域尺度的应用,研究结果将有助于理解气候变化及放牧对干旱区草地生态系统碳动态变化的驱动机理,对探明干旱区草原生态系统的源/汇特征具有重要意义。     

长期施肥对黄土高原典型草原群落稳定性的影响及机制研究

施肥是当前草地生态系统最常见的人为干扰方式之一,可导致草地生物多样性和生态系统稳定性发生显著变化.该研究以黄土高原典型草原为研究对象,通过连续8年的氮肥(尿素)野外添加试验,分析不同氮肥处理(分别为0、5、10、20、40和80 g·m-2)对草地群落稳定性的影响,并分析检验可能影响群落稳定性的四个潜在机制(物种多样性...     

新书《中国典型草原生态系统》简介

草原是我国最重要的植被类型之一 ,也是最重要的可更新资源和草地畜牧业基地。作为地球陆地生态系统中第二重要的绿色屏障 ,对于维护我们人类赖以生存的家园具有十分重要的意义。由于近几十年来 ,随着牧区人口和社会经济的发展 ,对草原的利用强度日益增大 ,加上对草地资源不合理的利用方式 ,使得大面积的天然草原不断退化 ,生产力下降 ,草畜矛盾严重 ;草原生态系统结构和功能的破坏 ,生物多样性和稳定性急剧下降及生态环境质量的恶化 ,严重威胁着草原生态系统和草地畜牧业的可持续发展。1979年 ,中国科学院在我国草原中最具代表性、典型性和…     

基于文献计量的草地生态补偿效益与影响因素研究进展

草地生态补偿致力于保护草地生态系统服务数量和质量,同时提高畜牧业的经济可行性,是实现草地生态系统可持续管理的重要政策之一。梳理世界范围内草地生态补偿研究,综述生态补偿是否解决草地生态系统已有问题以及归纳其影响因素,对探寻未来草地生态补偿的发展方向具有重要意义。以草地生态补偿为主题,利用Web of Science数据库收集了2007年至2022年共69个案例,已有研究以公共产品、生态系统服务价值和社会生态系统3个理论为基础,重点关注草地补偿的生态效益、社会经济效益和影响因素,发文量占比分别为34.78%、17.39%、43.48%。主要结果如下:草地生态补偿的生态效益以恢复草地面积与质量、保护物种多样性和提升草地多种生态系统服务为主;社会经济效益重点包括增加牧户经济收入和改善以传统畜牧业为主的生计结构;影响因素以牧民主观认知、牧户客观条件、牧区生态环境、社会政策背景及补偿支付方式为主。建议未来草地生态补偿研究可从不同类型生态系统服务效益间的权衡、牧民为重要利益相关者行为的影响、生态目标和牧民需求导向的支付方式多样性3个方面重点探索。     

南方草山草坡开发论

本文的目的在于阐述开发我国南方草山草坡资源的必要性、潜在效益以及开发方向,为决策提供理论依据.对以往研究结果的分析表明,我国北方草原生态系统的脆弱性及目前超负荷利用的现状决定了对该种资源应实行以保护为前提的利用;而在南方草山草坡则可实现在利用的同时保护环境.在理论上,南方草地具有与北方草原同等的总的初级生产能力,体现了其十分巨大的开发潜力.在南方草山草坡的开发途径问题上,由于受到多种因素的制约,长期以来追求的森林的表观经济效益十分微小,而草地畜牧业的作用则刚刚体现出来。弄清南方草山草坡的最佳开发途径以及实现大规模的草地畜牧业经营,还有赖于草地科学研究的进展。     

基于草地综合顺序分类系统（IOCSG）的中国北方草地地上生物量高精度模拟

草地生态系统是陆地生态系统中分布最广泛的生态系统类型之一,草地生物量的精确估算一直是陆地生态学研究的重点问题。针对目前草地生物量估算方法的不确定性问题,提出了不依赖于遥感植被指数,而是通过分析草地生物量影响因素的方法去构建草地生物量估算模型。根据年积温(0℃)和湿润度指标将研究区域划分为4种潜在植被类型,即微温干旱温带半荒漠类、微温微干温带典型草原类、微温微润草甸草原类和微温湿润森林草原类,然后对每一种潜在植被类型的草地生物量分析其内在影响因素,研究结果发现,微温干旱温带半荒漠类的草地生物量与年积温存在较好的线性关系,微温微干温带典型草原类的草地生物量可以用表层土壤粘粒含量的二次多项式来模拟,后两种潜在植被类型的草地生物量则随着潜在NPP的变化呈现先减小后增大的变化趋势。对4种潜在植被类型区域分别建立草地生物量与其影响因素之间的回归关系确定研究区域草地生物量的趋势面,结合HASM模型实现研究区域草地生物量的高精度模拟,结果显示上述4种潜在植被类型区的草地平均生物量分别为76.62、110.94、142.69、184.40 g/m2。     

降水量变化对藏北高寒草地养分限制的影响

生态系统净初级生产养分限制的模式是现代生态学关注的重要问题。养分的可利用性是草原生态系统生产力动态变化的关键决定因素, 但土壤养分可利用性与整个生态系统中养分限制之间的关系尚不清楚。该研究通过在藏北降水梯度上4种类型高寒草地(从东到西依次是高寒草甸、高寒草甸草原、高寒草原和高寒荒漠草原)设置氮磷养分添加试验, 系统研究氮磷养分添加对不同类型高寒草地的影响, 并探讨降水梯度上高寒草地的氮磷限制模式。结果表明: (1)氮磷添加对不同高寒草地的影响存在差异: 氮添加显著提高了高寒草甸和高寒草甸草原地上生产力, 而对高寒草原和高寒荒漠草原无影响; 单独磷添加对4种高寒草地均无显著影响, 而氮磷添加对4种高寒草地地上生产力均有促进作用。(2)通过计算氮磷共同限制指数发现: 随着降水量减少, 高寒草地氮限制指数从1.18逐渐降低到0.52-0.64, 养分限制模式从氮限制过渡到氮磷共同限制; 磷限制指数在高寒草甸草原和高寒草原为负值, 说明单独磷添加对高寒草甸的生产力有负向作用, 高寒草甸主要受氮限制; 高寒草甸草原介于氮限制与氮磷限制之间, 受到氮磷共同限制, 单独磷添加有负向作用; 高寒荒漠草原受到氮磷共同限制。研究表明, 高寒草地氮磷限制模式存在环境梯度上的递变规律, 随着降水量减少, 高寒草地养分限制模式从氮限制逐渐过渡到氮磷共同限制。由此推断, 未来气候变化条件下氮沉降增加对不同类型高寒草地的影响可能存在差异。同时, 利用养分添加恢复不同类型退化高寒草地时也应将氮磷限制模式的差异考虑进去。     

宁夏典型温性天然草地固碳特征

本文研究了宁夏草甸草原、温性草原、草原化荒漠和荒漠草原4种温性典型天然草地生态系统碳储量及其构成特征。结果表明: 草甸草原、温性草原、草原化荒漠和荒漠草原植被总生物量分别为1178.91、481.22、292.80和209.09 g·m^-2。其中,地下根系生物量是构成草甸草原和温性草原植被总生物量的主体,分别占总生物量的73.1%和56.6%;地上植被生物量是构成草原化荒漠和荒漠草原植被总生物量的主体,分别占总生物量的50.3%和47.6%;枯落物生物量占比较低,分别仅为8.5%、8.0%、6.4%和16.2%。草甸草原、温性草原、草原化荒漠和荒漠草原4种天然草地生态系统碳储量分别为13.90、5.94、2.69和2.37 kg·m^-2,其中植被碳储量分别为470.26、192.23、117.17、83.36 g·m^-2,0～40 cm土层土壤有机碳储量分别为13.43、5.75、2.58和2.29 kg·m^-2,土壤有机碳储量是构成宁夏典型天然草地碳储量的主体,分别占到了生态系统碳储量的96.6%、96.8%、95.6%和96.5%。4种草地类型植被总生物量、植被碳储量、土壤有机碳储量和生态系统碳储量均表现为:草甸草原＞温性草原＞草原化荒漠＞荒漠草原。     

黄土高原草地植物多样性与群落稳定性的关系及其驱动因素

植物多样性对维持生态功能的稳定发挥具有重要作用。以黄土高原不同植被带草地为研究对象,基于野外调查和实验分析,探究黄土高原不同植被带草地植物多样性与群落稳定性特征和二者之间的关系以及影响因素。结果表明：黄土高原草地群落结构特征(地上生物量、地下生物量)与植物多样性具有明显的纬度分布格局,草地植物多样性和生物量均表现出自东南向西北沿森林草原带—森林带—草原带—草原荒漠带逐渐递减趋势。森林草原带草地植物多样性和群落稳定性显著高于森林带、草原带和草原荒漠带;植物多样性与群落稳定性之间存在显著正相关关系,可以作为衡量群落稳定性的指标,其稳定性大小表现为森林草原带>森林带>草原带>草原荒漠带。降雨量是影响植物多样性和群落稳定性的主要因素,并通过改变土壤含水量影响群落稳定性。研究结果揭示了草地植物多样性与群落稳定性之间的关系及驱动机制,为维持黄土高原草地生态系统的群落稳定性提供了科学依据。     

放牧对草地生态系统服务和功能权衡关系的影响

内蒙古草原是我国北方的重要生态屏障和绿色畜牧业基地, 放牧是草原生态系统的主要利用和管理方式, 在放牧管理中充分发挥生态系统某一项或几项服务和功能最大利用价值时, 往往会与其他服务(功能)发生冲突, 需要权衡多项生态系统服务和功能, 制定合理的放牧管理制度。该研究以内蒙古锡林郭勒典型草原为例, 通过设置不放牧、轻度放牧、中度放牧以及重度放牧的放牧梯度, 从多项生态系统服务和功能权衡的角度比较了最适放牧管理强度。结果显示, 在放牧管理的草地生态系统服务和功能的权衡中, 权衡、协同、不相关关系同时存在, 如土壤呼吸速率与植物群落净生长量、生物多样性与植物群落净光合速率表现为权衡关系, 植物群落净生长量分别与土壤含水量、植物群落净光合速率及草地蒸散速率存在协同关系, 土壤有机碳含量与其他服务或功能间呈不相关关系; 放牧能不同程度地削弱多项生态系统服务及功能间的权衡关系(冲突对立关系); 中度放牧条件下的多项生态系统服务及功能的协同性最佳。     

放牧对草地生态系统服务和功能权衡关系的影响

内蒙古草原是我国北方的重要生态屏障和绿色畜牧业基地,放牧是草原生态系统的主要利用和管理方式,在放牧管理中充分发挥生态系统某一项或几项服务和功能最大利用价值时,往往会与其他服务(功能)发生冲突,需要权衡多项生态系统服务和功能,制定合理的放牧管理制度。该研究以内蒙古锡林郭勒典型草原为例,通过设置不放牧、轻度放牧、中度放牧以及重度放牧的放牧梯度,从多项生态系统服务和功能权衡的角度比较了最适放牧管理强度。结果显示,在放牧管理的草地生态系统服务和功能的权衡中,权衡、协同、不相关关系同时存在,如土壤呼吸速率与植物群落净生长量、生物多样性与植物群落净光合速率表现为权衡关系,植物群落净生长量分别与土壤含水量、植物群落净光合速率及草地蒸散速率存在协同关系,土壤有机碳含量与其他服务或功能间呈不相关关系;放牧能不同程度地削弱多项生态系统服务及功能间的权衡关系(冲突对立关系);中度放牧条件下的多项生态系统服务及功能的协同性最佳。     

草地灌丛化研究进展

在草地生态系统中, 灌木入侵不仅会改变草本植物的分布格局, 还对生态系统的结构和功能产生重要影响。灌丛化的成因、影响、时空动态一直是植被生态学研究的热点问题, 这些问题的探究将有助于理解灌木在天然草原中的作用和地位, 对干旱半干旱区植被的保护和恢复具有重要科学意义。综述了灌丛化的成因、入侵后对生态系统中植被与土壤的影响、草地灌丛化空间动态变化和草地灌丛化演替过程, 以期为将来草地灌丛化的研究提供一些有益途径。     

加拿大萨斯卡切温大学植物生态学专家组来我国东北考察草地生态和讲学

由著名草地生态学家R.T.库兰德(Coupland)教授,作物与植物生态学系主任麦类育种学家B.L.哈维(Harvey)教授,植物生理生态学家G.M.辛普逊(Simpson)教授,森林生态学家J.S.罗维(Rowe)教授组成的加拿大萨斯卡切温大学植物生态学专家访华团,为中、加两国联合研究草原及培养草原科技人材,受加拿大国际开发署的委托,于1983年6月4日至23日对东北师范大学进行了友好访问和学术交流,并对东北的草地进行了考察。     

高寒草地植物物种多样性与功能多样性的关系

物种多样性与功能多样性的关系是生态学当前研究的热点问题之一,不同区域典型生态系统物种多样性和功能多样性的关系研究有利于生物多样性保护理论的全面发展。以青藏高原地区的主要草地生态系统—高寒草甸和高寒草原为研究对象,采用4个物种多样性指数(Patrick丰富度指数、Shannon-Weiner多样性指数、Pielou均匀度指数和Simpson优势度指数)和9个功能多样性指数(FAD功能性状距离指数、MFAD功能性状平均距离指数、基于样地的FDp和基于群落的FDc功能树状图指数、FRic功能体积指数、FEve功能均匀度指数、Rao功能离散度常二次熵指数、FDiv功能离散指数、FDis功能分散指数),分析了高寒草地植物物种多样性、功能多样性关系及其与初级生产力的关系,以期阐明3个科学问题:不同草地类型的高寒草地生态系统植物物种多样性和功能多样性有何差异?高寒草地生态系统的植物物种多样性和功能多样性有何关系?高寒草地生态系统物种多样性、功能多样性对生态系统功能的影响有何异同?研究结果表明:(1)与高寒草原相比,高寒草甸具有更高的物种多样性、功能丰富度和功能离散度;(2)高寒草甸中,Patrick丰富度与功能丰富度指数(FAD、MFAD、FDp、FDc)和功能离散度指数(FDiv)的具有较强的相关性,最优拟合方程分别为幂函数和二次多项式函数;(3)高寒草原中,Patrick丰富度与功能丰富度指数(FAD、MFAD、FDp、FDc、FRic)、Shannon指数和Simpson指数与FEve指数的相关性较强,最优拟合方程为二次多项式函数,Pielou指数与FEve指数的相关性较强,最优拟合方程为指数函数;(4)高寒草甸的初级生产力分别与物种丰富度指数Patrick、功能离散指数FDiv具有较强的相关性;而高寒草原的初级生产力与4个物种多样性指数间均具有较强的相关性,与功能离散指数FDiv具有较强的相关性,最佳拟合方程均为二次多项式函数。研究的总体结论为:物种多样性、功能多样性、二者之间的关系以及二者与生态系统服务功能(以初级生产力为例)之间的关系在高寒草甸和高寒草原群落中表现迥异,因此在研究青藏高原高寒草地的生态功能时,不能仅仅测度传统的物种多样性,还应测度与物种多样性、生态功能密切相关的功能多样性。