陕北黄土高原土壤干层的分布和分异特征

以人工刺槐林为研究对象,经大量野外调查和数据分析,研究了陕北黄土高原土壤干层的分布状况和分异特征,结果表明,土壤干层在陕北黄土高原从南到北大范围内普遍分布,根据干化程度可分为4个类型区：1)以宜君为代表的高原沟壑区南部;2)以富县、黄陵为代表的高原沟壑区北部;3)范围较广的丘陵沟壑区,该区又可分为南、西、北3个小区,南区以延安、延长为代表;西区以吴旗、安塞为代表;北区以绥德、米脂为代表;4)以神木为代表的风沙区,受降雨量的影响,土壤干化程度具有明显的水平分异规律,即随着降雨量从南到北的减少,干化程度亦随之加重;受海拔高度、降雨入渗能力的影响,土壤干化程度在小范围的山地呈现明显的垂直分异规律,海拔愈高,干化程度愈严重;因土地类型的不同,土壤干化程度在局地空间上呈现明显的分异规律。     

玉米低温冷害动态评估和预测方法

为了防御和减轻玉米低温冷害,应用改进的玉米生长发育和干物质积累动态模型,采用新的玉米低温冷害指标和参数,建立了玉米低温冷害发生及损失程度的动态预测和评估方法.该方法遵循积温学说和玉米生物学、生态学原理,用相对积温作为发育期预报和灾害判别的主导因子,用干物质亏缺率代表冷害减产率.经代表地区不同气候年型的验证和试用,证明该冷害预报和评估方法具有较好的客观性和适用性,经过参数和指标调整后,可应用于东北地区各地.     

黄土丘陵区植被的土壤水文效应

采用定位监测与普查相结合方法,对黄土丘陵区主要降水量级地区不同植被下土壤水分状况进行了系统的总结分析。研究认为：农林草地土壤水分剖面有较大差异,土壤水分由高到低依次为农地、草地、灌木地、乔木。部分地区灌木林土壤水分可能不如乔木林地。在特旱年份,不同植被下的土壤水分严重亏缺,但不同植被利用引起的土壤水分差异变小。森林带土壤水分明显好于过渡带,该带刺槐生长正常;在过渡带,特旱年份油松、刺槐林不能正常生长,且乔、灌、草均引起土壤干层。所以在林草植被建设中需要一些辅助措施来保证土壤水分供应的可持续性。     

延安试区人工刺槐林地的土壤干层分析

８０年代以来,以林草地地力衰退为特征的人工林草地土壤退化日趋严重,其中以土壤水分严重亏缺为特征的土壤干化现象愈益引起了人工的重视。土壤干化的的直接后果是形成土壤干层,导致土壤退化,植物生长速率减缓,群落衰败以至大片死亡,严重地威胁到我国北方地区特别是黄土高原地区生态环境的建设,因此,研究和解决土壤干层问题已成为黄土高原植被建设的迫切任务。根据延安试区的土壤水分和植被生长状况调查资料,初步分析了不同条件下刺槐人工林地的水分状况。结果表明：试区刺槐人工林地普遍形成了土壤干层,且已相当严重;坡向对土壤干层有明显影响,阳坡形成的干层阴坡严重,坡度愈大;土壤干化愈剧烈。林龄对干层严重程度影响不影响,同时,研究指出了解决土壤干层问题的意义。     

黄土高原半干旱区土壤干层水分恢复研究

黄土高原土壤干层是一个重要的生态环境问题,研究干层土壤水分的恢复对正确指导黄土高原退耕还林还草,实现该区土地的可持续利用具有重要意义。研究在黄土高原半干旱区的固原县,选择了将紫花苜蓿翻耕后3a、12a的坡耕地,对其土壤干层的水分恢复状况进行了分析。发现二者土壤干层水分最大恢复深度分别为3m、4．8m,但土壤水分含量在中效水及其之上的主要恢复层深度分别为2m、2．2m。苜蓿翻耕3a和12a后2m以上土层土壤平均湿度都能恢复到易效水或极易效水的水平,可以满足1年生农作物的生长需求而不会进一步恶化土壤水分生态环境。但即使苜蓿翻耕12a后土壤水分,也不能满足林木和多年牛豆科牧草正常生长的水分需求。     

黄土高原子午岭天然林与刺槐人工林地土壤干化状况对比

详细调查和对比分析了子午岭(富县)天然林地和人工林地土壤水分状况和植被状况,发现天然林地水分亏缺不严重,只在浅层形成了轻度亏缺,并在雨季后能得到及时的恢复;同时这种亏缺并没有影响到天然植被的发育与演替。人工林地土壤水分则亏缺明显,深层亏缺尤为严重,土壤含水量最低平均达到5.90%,已接近凋萎湿度,且这种水分亏缺严重影响了人工林的生存和发展,部分林地已出现了明显的衰退迹象。在此基础上,说明了天然林地土壤水分状况明显优于人工林地的原因是天然林在林分结构上形成了典型的“乔-灌-草”复层稳定的空间层片结构,具有很强的自我调节能力,使天然林在物种的组成成分上逐渐向喜干物种方向发展,以适应气候旱化的总趋势;而人工林则因其结构简单,物种单一,自我调节能力差,在连续干旱的条件下因植被对土壤水分的过度消耗,形成了严重程度不一的土壤干化层。同时,从天然植被的自然水分状况入手,提出了“林地稳定土壤持水量”的概念,来界定土壤干化现象:依据土壤水分的亏缺现状初步将干化程度分为轻度干层(8%～10%)、中度干层(6%～8%)和严重干层(<6%)3个等级;依据土壤水分的补偿深度又将其划分为临时性干层和持续性干层。研究认为,当前人工林地的土壤水分出现严重亏缺而形成土壤干化层是人为不合理经营造成人工林群落林分结构不完善的结果,如果人为干预适当,能创造出类似于天然植被的生存条件,人工植被完全有可能得到正常的生存和发展。     

黄土旱塬区苹果园土壤水分动态

选取黄土旱塬区盛果期果园,于2009-2013年对0～500 cm土层土壤含水量进行连续监测,了解其土壤水分动态变化规律.结果表明： 平水年,苹果园耗水主要发生在0～300 cm土层;年降水量小于400 mm时,果树主要消耗300 cm以下土层土壤水分;受年降水量和苹果耗水的共同影响,200～300 cm土层是土壤水分的最大波动层;苹果园4-6月底季节性干旱明显,土壤水分的蓄积主要发生在7-10月中旬,该期的土壤蓄水能有效缓解下一年的春季干旱.     

牦牛放牧率和放牧季节对小嵩草高寒草甸土壤养分的影响

经过两年牦牛放牧试验表明,夏季草场不同土壤层有机质、有机碳、全磷、全氮和速效磷的含量及0～20cm土壤层营养因子的平均含量与放牧率呈线性回归关系,速效氮含量与放牧率呈二次回归关系;冬季草场不同土壤层有机质、有机碳和全氮与放牧率呈线性回归关系,全磷、速效磷和速效氮的含量及0～20cm土壤层营养因子的平均含量与放牧率呈二次回归关系。随着放牧率的逐渐增加,夏季草场不同土壤深度速效氮含量也逐渐减小,当放牧率达到1.07、1.08和1.22头·hm-2时,0～5、5～10、10～20cm土壤速效氮含量依此达到最小;冬季草场不同土壤层全磷、速效磷和速效氮含量逐渐增加,当放牧率达到0.81、0.78和1.00头·hm-2,1.03、1.09和1.03头·hm-2,1.36、1.35和1.30头·hm-2时,0～5、5～10、10～20cm土壤层全磷、速效磷和速效氮含量分别依此达到最大。在夏季草场,0～20cm土壤层速效氮平均含量达到最小放牧率是1.07头·hm-2;冬季草场0～20cm土壤层全磷、速效磷和速效氮含量达到最大放牧率分别是0.90、0.83和1.21头·hm-2。     

渭北旱塬苹果种植分区土壤水分特征

在区域尺度和定位观测的基础上,探讨了渭北塬区不同苹果种植分区的土壤水分特征．结果表明,渭北旱塬苹果种植分区土壤水分特征主要受降水和蒸散量的影响．在区域尺度上,苹果地潜在蒸散量是台塬东部区>高原沟壑区>台塬西部区．3种类型区苹果地土壤水分都存在亏缺现象,台塬东部区苹果地平均土壤水分亏缺量为390．9mm．最大亏缺量为674．6mm,最小亏缺量为186．3mm;高原沟壑区苹果地水分平均亏缺量、最大亏缺量分别为264．4和441．2mm,偶尔也出现水分盈余的现象;台塬西部区总体上表现为亏缺。但苹果地出现水分盈余的现象较高原沟壑区普遍,最大盈余量达151．8mm．渭北旱塬苹果地水分储存量也存在区域分异,在全生育期2m土层水分储存量台塬西部区>高原沟壑区>台塬东部区．这种变化特性与降水量的时空变化、果树对土壤水分的消耗量及降水年型有关;具体表现为苹果地耗水量以台塬东部区最大,高原沟壑区次之,台塬西部区最小,干旱年苹果全生育期耗水量低于丰水年．在干旱年份,苹果树耗水量除来源于生育期问的有效降水外,还有相当一部分依赖于3m以下土层贮水,形成土壤干层。影响果业持续发展．     

放牧强度对草甸草原生产力和多样性的影响

采用比较样地法研究了不同放牧强度对羊草草甸草原群落多样性和生产力的影响。结果表明:α多样性指数随放牧强度的增加表现为先增加后降低的趋势,其值在轻度放牧区最大,支持了"中度干扰理论";β多样性指数随放牧强度的增加而变大;不同放牧强度的草地植物种类相似性变差、草地地上净初级生产力与Alatalo均匀度指数具有显著的线性相关性(P0.05);放牧和气候对草地地上净初级生产力均有较大的影响,但二者的互作效应不显著(P0.05);不放牧不能持续维持草地的健康状况,但健康的草地状况可以有效地缓冲放牧和气候干扰,并能够维持较高的草地生产力和生物多样性。     

藏北高寒草地植被和土壤对不同放牧强度的响应

放牧压力在时间和空间的不均衡分布导致局部土地过度利用和生态退化,然而当前对放牧强度的量化多采用替代性指标或对照试验,缺乏直接监测数据,也缺乏不同草地类型对放牧强度变化的响应差异性研究。以西藏自治区那曲市为研究区,利用佩戴式GPS牛羊定位器构建高精度放牧轨迹数据集模拟放牧强度,构建栅格尺度放牧强度空间分布和划分方法,结合草地群落样方调查,通过Duncan法（Duncan''s multiple comparative analysis）进行多重比较分析,探究自由放牧模式下高寒草甸和高寒草原两类区域植被和土壤对不同放牧强度的响应方式及差异性。本研究可为放牧行为环境效应监测提供新思路,并根据不同草地状况因地制宜提出放牧优化管理策略,助力高寒传统牧区的可持续发展。主要结论有：1）随着放牧强度的增大,高寒草原地上生物量先升高后降低,高强度放牧对高寒草原植被的影响大于高寒草甸。2）高放牧强度下,高寒草原土壤水分显著高于中低强度,高寒草甸土壤容重显著低于低强度。可能原因是放牧压力多集聚于水源附近。高寒草原区土壤的砂粒含量随放牧强度的增大而增加。放牧强度的增大导致草甸上层土壤有机质增加,草甸下层、草原上层、草原下层土壤有机质先增加后减小。草甸上下层土壤全磷含量在低放牧强度下显著低于中高强度。3）植被土壤变化受到自然因子和放牧活动的共同影响。高寒草甸更加耐牧,高强度放牧对高寒草原的负面影响更大,而中度放牧有利于草地尤其是高寒草原的放牧利用。4）放牧生态系统是一个环境-植物-家畜自适应系统。在放牧管理中不能仅通过控制载畜量缓解草地超载,还需要综合考虑生态系统的弹性及各营养级的适应性,合理配置放牧强度,控制季节性超载和局部超载。     

短期牦牛放牧强度对川西北高原高寒草甸土壤细菌群落的影响

气候变化和人类干扰使青藏高原的草地退化日趋严重,特别是过度放牧导致的草地退化现象尤为突出;然而,牦牛作为青藏高原分布广且数量多的重要家畜,其不同放牧强度对高寒草甸土壤理化性质与细菌群落的影响仍不明晰。在川西北高原典型高寒草甸开展牦牛放牧强度试验,设置了对照组(禁牧)、轻度放牧(1头牦牛/hm~2)、中度放牧(2头牦牛/hm~2)和重度放牧(3头牦牛/hm~2)4个放牧强度,每个强度设置3个重复。两年放牧实验后的结果表明：短期的重度放牧导致土壤有效磷显著增加,而其它土壤性质在各放牧强度变化不显著;随着放牧强度的增加,土壤细菌α多样性呈先增加后减少的趋势,其主要原因是牦牛活动为细菌的生长繁殖提供了有利的营养条件,但由于放牧的持续时间较短,变化不显著;就优势菌而言,土壤绿弯菌门中存在光合自养细菌,在重度放牧下显著高于对照组,其它各菌门在不同放牧强度下无显著差异;土壤氮与硝化螺旋菌门呈正相关,速效磷与酸杆菌门也呈显著正相关,均说明放牧强度对土壤细菌类群的影响是通过土壤性质间接实现的。本实验通过研究不同牦牛放牧强度下的土壤细菌群落结构,为放牧策略的制定提供了基础数据支持,为草地退化的防治提供理论...     

The contribution of grazing to plant diversity in alpine grassland and heath

Abstract Grazing on transplants of a grass, a forb and a tree was examined in low-diversity grassland and more diverse heath in Australia's Snowy Mountains. Transplants were surrounded by 2 mm mesh netting. In one grassland plot, grazers (probably soil invertebrates) attacked 40–90% of tree and forb seedlings but no grass seedlings. In heath, which had about half the grass cover of grassland, grazers consumed grasses but not trees or forbs. The results suggest that grazers can depress diversity in grassland by attacking species other than grass. In heath, they may promote diversity by attacking only grass and releasing other species from competition.     

荒漠草原不同放牧强度背景下添加氮水对凋落物分解的影响

凋落物分解是连接生态系统地上、地下过程的重要环节,决定了生态系统养分循环速率,但到目前为止对凋落物分解在荒漠草地生态系统受放牧以及外源资源补给影响的研究较少。本研究通过对不同放牧强度(对照、轻牧、中牧和重牧)短花针茅草原群落进行添加氮素(10.0 g N m~(-2) a~(-1))和增水(108 mm/a)处理,探讨群落水平凋落物分解速率的变化。研究结果显示,过去不同强度放牧历史对群落凋落物分解影响极显著(P0.0001)。凋落物前期分解(135 d)过程中,凋落物初始C∶N比与凋落物分解速率常数呈显著负相关关系,表明凋落物可降解性在凋落物前期分解中起主要作用。轻度放牧影响下凋落物分解速度最快,这与该条件下凋落物C∶N比显著低于其他放牧强度下的有关,说明适度放牧不仅有利于群落维持,也在一定程度上有利于生态系统养分循环。当凋落物分解更长时间(870 d)后,对照区凋落物分解速率显著低于放牧处理样地,但凋落物初始C∶N比对凋落物分解速率没有显著影响。进一步分析显示,不同放牧强度背景下长期凋落物分解速率与分解环境的土壤微生物多样性成正相关关系,与群落盖度呈极显著(P0.001)负相关关系。添加氮素显著(P0.05)降低凋落物分解速度,但对凋落物氮含量无显著影响。生长季加水未影响凋落物质量及凋落物分解速度。研究结果表明,凋落物前期分解受凋落物质量影响,但较长时间凋落物分解则与分解过程中接受到的太阳辐射量有关。     

高寒草地土壤温室气体排放对放牧的响应研究进展

高寒草地生态系统具有独特的地理环境和气候特征,对放牧干扰十分敏感,在全球温室气体通量中贡献突出,研究高寒草地放牧对土壤温室气体排放的影响机制具有重要意义。本文总结高寒草地温室气体源/汇特征、不同放牧方式对土壤微环境和微生物群落结构的影响,发现高寒草地主要是CO₂源、CH₄汇、N₂O源。放牧通过家畜选择性采食、践踏和排泄物返还等多重机制作用于地上植物、土壤结构、温度、湿度和养分,进而影响地下微生物及温室气体通量。本文旨在为高寒草地生态系统健康发展和管理及缓解全球气候变化提供科学依据,并对未来研究方向进行展望。     

不同放牧强度对赛罕乌拉草原蜘蛛多样性的影响

蜘蛛作为草原生态系统中的主要消费者, 对维系草原生物多样性和生态系统功能具有重大意义。放牧是人类利用草原最普遍的方式, 了解放牧对蜘蛛多样性的影响具有重要生态学意义。本研究调查了内蒙古赛罕乌拉草原上5个不同放牧强度样地中的蜘蛛多样性, 通过单因素方差分析(one-way analysis of variance)比较各样地中的蜘蛛多样性, 非度量多维标度分析(non-metric multidimensional scale, NMDS)和相似性分析(analysis of similarities, ANOSIM)比较各样地间的蜘蛛物种组成相似性, 再结合相关性分析探讨了植被高度对蜘蛛多样性的影响。结果表明: 重度放牧强度样地的蜘蛛多样性显著低于其他未放牧及轻度放牧样地; 具体到常见科上, 放牧强度对织网型的园蛛物种数和个体数影响显著, 而对游猎型的狼蛛、跳蛛却不明显; 织网型蜘蛛主要受植被结构影响, 而游猎型蜘蛛更可能受潜在猎物可得性的影响。NMDS分析表明不同放牧强度下, 蜘蛛类群的物种组成呈现明显的梯度变化, 放牧强度越低, 物种组成和未放牧样地越相近。相关性分析表明草原植被高度与蜘蛛多样性总体上呈正相关关系, 即植被高度越高, 蜘蛛多样性越高。其中依靠植物构建蛛网的园蛛科和在植物上层伏击猎物的蟹蛛科、逍遥蛛科等与植被高度显著相关。这说明植物资源及其空间异质性可能对草原蜘蛛多样性起着主导作用。因此, 降低放牧强度有助于保护草原蜘蛛群落的多样性, 特别有利于织网型蜘蛛。     

放牧对贝加尔针茅草原群落植物多样性和生产力的影响

研究了不同放牧强度对贝加尔针茅草原群落植物多样性和生产力的影响。结果表明,在牧压梯度上,不同的植物表现出不同的生态适应对策,贝加尔针茅种群随着牧压的增加,种群株丛破碎化、小型化,羊草耐牧性较强,在中牧阶段生产力最高。群落初级生产力随着放牧强度的增加逐渐下降。较大的放牧压力下,群落中适口性差、耐牧的杂类草植物渐趋增加。而在更大的放牧压力下,群落逐步被耐牧的小丛生禾草、旱生小苔草、小灌木和灌木所替代。草地群落的稳定性随着放牧强度增加逐渐降低。放牧干扰对群落植物多样性和生产力及其稳定性的影响是不同步的,不对称的。植物群落初级生产力对放牧干扰的响应更迅速,变化更剧烈。     

管理措施对牧鸡生长性能及草地蝗虫数量的影响

蝗灾作为威胁草地生态系统的主要灾害之一,给草地畜牧业发展带来严重影响,如何经济、有效和安全抑制蝗虫数量显得尤为紧迫。通过野外调查就草地牧鸡放牧强度、补饲量以及放牧方式对牧鸡生长性能和蝗虫发生数量的影响进行探讨。结果发现,高山草地利用牧鸡放牧可有效控制蝗虫发生数量,长期连续牧鸡捕食能有效将蝗虫数量控制在经济阈值之下;不同放牧强度(15只/hm2和13只/hm2)和补饲程序对蝗虫种群数量没有显著差异,但对牧鸡生长性能有明显影响;自由放牧和限时放牧均能控制蝗虫数量,但限时放牧牧鸡日增重和最终活重均高于自由放牧。综合防治蝗虫和养育牧鸡来看,每公顷草场初次放牧15只牧鸡,限时放牧和适当增加补饲量可达到控制蝗虫和获得较高禽肉生产之双赢目的。     

Impact of grazing on germination trait selection in an alpine grassland on the Tibet Plateau

放牧对青藏高原高寒草地种子萌发性状选择的影响 以前的研究表明放牧能够引起草地生物与非生物环境的显著变化,但这种变化影响草地群落对种子萌发特征的选择机制尚不清楚。因此,我们旨在回答：放牧是否对草地群落中萌发特征的组成和多样性产生显著影响。我们在实验室检测了研究草地群落内主要物种种子的萌发特性,并比较了这些植物在放牧和非放牧草地上的表现。在此基础上,比较了放牧草地和非放牧草地的各萌发性状的群落加权平均值和萌发性状多样性,从而了解放牧草地和非放牧草地是否存在不同的萌发性状结构。研究结果表明,在物种水平上,放牧和非放牧草地各物种的多度变化与物种的萌发性状无显著关系。但在群落水平上,与非放牧草地相比,放牧草地的物种普遍具有较高的种子萌发率;放牧草地种子萌发对变温的正响应显著大于非放牧草地,而且放牧草地种子萌发温度生态位宽度小于非放牧草地。与非放牧草地相比,放牧草地种子萌发性状多样性增加,萌发性状均匀度降低。放牧可以改变微生境,从而通过环境过滤改变草地群落对萌发性状的选择,导致草地群落的萌发性状于放牧前后在群落水平上存 在显著差异。