长江源区紫花针茅高寒草原优势植物化学元素含量特征

分析了长江源区紫花针茅草原的土壤和17种优势植物中15种元素的自然含量特征。植物中>1 000μg.g~(-1)的元素有Ca和Na,100～1 000μg.g~(-1)的元素有K、Mg、Mn、Fe、Li和Sr,10～100μg.g~(-1)的元素有Zn、Cu和Cr,<10μg.g~(-1)的元素有Ni、Co、Pb和Cd。土壤中各元素含量的顺序为Ca>Fe>Mn>Mg>K>Li>Na>Sr>Cr>Zn>Cu>Ni>Co>Cd>Pb。植物和土壤中元素含量特点是Ca>K型。植物对于土壤元素的吸收能力大小顺序是:Na>Sr>K>Zn>Mg>Ni>Pb>Cu>Mn>Ca>Li>Co>Cd>Fe>Cr,植物对于Na吸收系数达到13.228,其富集能力明显大于其余14种元素。元素之间K的累积与其他元素没有显著的相关关系;Na的累计也仅与Zn、Sr呈显著相关与其他元素无显著的相关关系,Pb和Na呈显著负相关。     

放牧影响下羊草草原和大针茅草原植物多样性的变化

牧压梯度上羊草草原和大针茅草原植物多样性的研究表明：随着放牧强度的增加,群落的植物种度降低,但其均匀度和多样性在中度放牧的群落中最高。牧压梯度上草原群落的植物多样性变化决定于群藻中种间竞争排斥和放牧对不同植物的抑制或促进,而群落的层片结构是这两种作用的综合反映,表征着群落内生态位分化程度的高低,决定了群落的物种多样性。中度的放牧削弱了建群植物层片的竞争排斥,又不抑制其它层片的发育,是群落具有较高植     

放牧对贝加尔针茅草原土壤细菌群落结构的影响

利用变性梯度凝胶电泳(PCR-DGGE)技术,研究了放牧对贝加尔针茅(Stipa baicalensis)草原土壤细菌群落结构的影响。结果表明,放牧条件下,贝加尔针茅草原0～20cm土壤中细菌类群包括变形菌门(Proteobacteria)的α、β、γ、δ变形菌纲,放线菌门(Actinobacteria)、芽单胞菌门(Gemmatimonadetes)、绿弯菌门(Chloroflexi)、厚壁菌门(Firmicutes)、酸杆菌门(Acidobacteria)、疣微菌门(Verrucomicrobia)、拟杆菌门(Bacteroidetes)、硝化螺旋菌门(Nitrospirae)等,其中变形菌门、放线菌门属优势类群,疣微菌门细菌是中度放牧样地仅有的类群;典型对应分析表明,土壤细菌群落与放牧强度、土壤理化性状密切相关。轻度放牧样地土壤细菌群落与有机碳、C/N比有较为密切的关系,中度放牧样地土壤细菌群落则与全N有较密切的关系,重度放牧样地土壤细菌群落与土壤pH有关。     

青海湖区针茅草原植物群落特征及群落多样性研究

根据样方调查资料,采用聚类分析法,研究了青海湖区针茅草原围栏封育后植物群落特征及群落多样性变化。结果表明,草原经过长期围栏后,群落内优势种发生了不同程度的分异,由围栏外的紫花针茅(Stipa purpurea) 青海苔草(Carex ivanovae)草原演变成围栏内的冷地早熟禾(Poa crymophila) 猪毛蒿(Artemisia scoparia)草原群落,导致了群落结构特征的变化;长期的围栏活动对提高草原群落的盖度和生产能力是有益的,但却降低了群落的物种丰富度和多样性;草原开垦后,对周围草原有明显的影响,所形成土垄的群落特征和多样性变化都发生了极大的差异,成为赖草(Leymus secalinus) 大籽蒿(Artemisia sieversiana)群落类型,群落的物种丰富度和多样性均降低。     

高寒草原优势种紫花针茅叶片解剖结构对青藏高原高寒干旱环境适应性分析

随着气候变暖, 高寒草原分布面积逐步增加, 高寒草原植物如何适应高寒干旱环境的研究还比较缺乏。该研究通过分析高寒草原优势种紫花针茅(Stipa purpurea)不同地理种群叶片解剖结构特征差异及其与气候因子的相关性, 阐明紫花针茅叶片适应高寒环境的策略, 为理解高寒植物对高寒干旱胁迫环境的适应机制提供科学依据。在青藏高原不同地理位置选择8个紫花针茅种群, 选择成熟健康叶片用卡诺氏固定液固定, 将固定好的叶片带回实验室进行石蜡切片和染色, 用显微镜观察叶片结构, 并用数码相机拍摄, 然后用软件Image-pro plus 6对叶片结构进行测量。结果显示: 紫花针茅叶片普遍具有较厚的角质层, 可减少水分散失和抵御较强的辐射; 不同地理种群紫花针茅叶片解剖结构在厚壁细胞厚度、叶片厚度、导管直径、主脉导管腔面积/主脉维管束面积和维管束面积/叶横切面积等特征上存在较大差异, 以适应不同区域的生境。Pearson相关性和聚类分析结果表明紫花针茅叶片解剖结构与气候因子密切相关; 主成分和冗余分析结果表明在干旱区域紫花针茅叶片解剖结构主要受到蒸发量的影响, 而在相对湿润区域紫花针茅叶片解剖结构主要受生长季降水量、湿润系数和年降水量/年蒸发量影响。综上所述, 紫花针茅通过增加厚壁细胞减少水分散失, 同时增加导管直径、主脉导管面积/主脉维管束面积和维管束面积/叶横切面积等输水组织面积适应高寒干旱气候。     

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。     

放牧对荒漠草原克氏针茅种群和土壤生态化学计量特征的影响

该研究选取内蒙古荒漠草原,设计无牧区(NG)、中度放牧(MG)、重度放牧(HG)3个处理,测定分析不同放牧强度处理5年后,优势植物克氏针茅以及土壤的C、N、P营养元素的化学计量特征及其协同关系,以揭示放牧生态系统养分循环的影响机制,为区域草地的利用以及修复提供理论依据。结果表明:(1)轻度放牧下荒漠草原的物种多样性均显著高于中度和重度放牧条件(P<0.05)。(2)土壤中C、N含量以及C∶N、N∶P、C∶P,均随着放牧强度的增加呈先升高后降低的变化趋势,土壤P含量随放牧强度的增加而升高。(3)随放牧强度增加,克氏针茅地上部分C含量降低,N、P含量以及N∶P先升高后降低,C∶P则先减少后升高;克氏针茅地下部分的C、N含量以及N∶P一直呈增加的趋势,P含量先减少后升高,而C∶N、C∶P则是与P含量规律相反。(4)与地上部分各元素含量相比,克氏针茅地下部分各元素含量及其比值与土壤中各元素含量的相关性更高,说明放牧条件下荒漠草原优势植物的根系与其所处的土壤环境具有一定的协同变化能力。     

不同放牧强度下克氏针茅(Stipa krylovii)草原的根系特征

以呼伦贝尔克氏针茅草原不同放牧强度下的演替群落为对象,开展群落及其群落建群种的地下生物量和根系形态特征研究.结果表明:从轻度放牧到重度放牧,群落种类组成和根系功能群类型趋于简单化;群落地下生物量的空间分布形态呈“T”型;不同放牧强度下草原群落的建群种出现了明显替代现象,轻度放牧样地群落建群种为密丛型根系的克氏针茅,中度放牧为疏丛型根系的糙隐子草(Cleistogenes squarrosa,重度放牧为鳞茎型根系的碱韭(Allium polyrhizum);随着放牧强度的增大,群落建群种根冠比逐渐增加,分别为0.47、1.0、4.1,并且群落建群种根系数量、根系体积、根系生物量、比根长及根长密度等各指标均发生了明显变化.另外,3种放牧强度样地群落建群种根冠比、根长密度均与土壤速效氮含量呈现显著正相关(P＜0.05).     

不同放牧压力下大针茅种群的遗传多样性

大针茅是亚洲中部草原亚区特有的蒙古草原种,以大针茅建群的草原在内蒙古的分布面积为2 798 081hm^2.从遗传多样性上探讨了大针茅种群在放牧压力下的适应机制,结果表明：虽然放牧导致部分基因位点丢失,但整个种群仍表现出丰富的多态性,ISSR检测的多态性条带比率为89%.Nei＇s指数计算的大针茅种群间的遗传分化为0.1984,说明有19.8%的遗传变异存在于种群之间, 80.2%的遗传变异存在于种群内. 由Shannon＇s和Nei＇s多样性指数检测的大针茅种群内遗传多样性随着放牧压力的增加有逐渐减弱的趋势.根据遗传距离构建的UPGMA聚类图中, 中度和重度放牧样地首先聚为一类, 不放牧和轻度放牧样地聚为一类, 随后聚在一起.     

针茅草原放牧衰退演替阶段的模糊聚类分析

本文利用模糊聚类分析的系统聚类法和ISODATA分类法,对短花针茅草原因过度放牧而形成的衰退演替系列的各阶段进行了分类;比较成功地在群落分类上联合使用了PCA排序与ISODATA分类。结果表明:这两种方法都将衰退演替系列分成4个阶段,它们是短花针茅群落、扁穗冰草群落、冷蓠群落和亚氏旋花群落。这与前人用其他方法分类的结果相似。本文为群落分类提供了两种合理、可行的数学分类方法。     

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。     

喷灌对藏北高寒草地生产力和物种多样性的影响

通过3a(2008—2010年)的藏北高寒草地喷灌试验,研究了不同喷灌量对草地群落生产力和物种多样性的影响。结果表明,丰水年灌溉对藏北高寒草地的影响较小;而在相对干旱年份灌溉对高寒草地生产力和物种多样性影响显著。喷灌条件下高寒草地生物量显著提高,最高增幅出现在高水(GS)样地中,达到116%。喷灌明显促进物种重要值提高,其中灌木和阔叶杂草比例增加趋势更为明显。不同喷灌条件下优势物种相对重要值均有不同程度的降低,高水处理降低幅度最大。物种多样性方面,喷灌措施能够明显促进高寒草地Simpson指数和Shannon-weiner指数增加(P0.05),E.Pielou均匀度指数无显著变化(P0.05)。Shannon-weiner指数与生物量之间存在显著正相关关系(P0.05)。未来降水增多的气候条件可以减少干旱对高寒草地带来的负面影响,有利于提高草地生产力和维持草地物种多样性,促进高寒草地畜牧业健康发展。     

The effect of pika grazing on Stipa purpurea is amplified by warming but alleviated by increased precipitation in an alpine grassland

Plant Ecology - Climate warming may cause alpine grassland degradation by decreasing plant growth and increasing pika grazing, although the concurrent precipitation change may further confound the...     

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.     

放牧和模拟增温对藏北高寒草地植物群落特征及生产力的影响

气候变化和放牧活动对草地植物物种多样性和生产力具有重要影响。为探索藏北高寒草地植物物种多样性和生产力对增温、放牧及其交互作用的响应, 于2011年在藏北高原开始建立增温实验平台, 2016年起增设放牧、增温+放牧实验, 连续2年(2016-2017年)观测了植物群落特征、群落组成、生产力和物种多样性。结果表明, 增温和放牧对高寒草地植物高度和净初级生产力具有显著交互作用。在放牧条件下, 增温对植物高度无显著影响; 但在不放牧条件下, 增温却显著增加了植物高度。在放牧条件下, 增温对净初级生产力的影响存在年际差异, 2016年增温对生产力无显著影响, 2017年增温显著降低了植物净初级生产力; 但在不放牧条件下, 增温对植物净初级生产力无显著影响。增温和放牧对高寒草地植物物种丰富度、盖度、重要值及多样性均无显著交互作用。植物盖度在增温和放牧条件下显著降低, 杂类草物种比例显著增加, 但物种多样性均无显著变化。研究表明, 增温和放牧显著改变高寒草地群落结构。未来气候变化条件下, 放牧活动加剧有可能导致高寒草地生产力降低。     

克氏针茅草原群落物种多样性与生物量关系对放牧强度的响应

放牧强度引起的草原植物群落物种多样性与地上生物量变化是近年来草地生态系统研究的热点问题。以内蒙古锡林郭勒克氏针茅草原为研究对象,探究植物群落结构特征、物种多样性与地上生物量之间相互关系及其对不同放牧强度的响应。结果表明：随着放牧强度的增加植物群落结构逐步向退化方向演替;植物群落高度逐渐降低（P<0.05）,密度逐渐增加（P<0.05）,盖度总体呈下降趋势（P<0.05）;植物群落和原有群落优势种地上生物量总体呈下降趋势（P<0.05）,而退化指示物种的地上生物量逐渐增加（P<0.05）;轻度、中度放牧条件下群落物种Margalef指数、Pielou指数、Simpson指数均显著高于重度放牧（P<0.05）;地上生物量与Shannon-Wiener指数、Margalef指数和Pielou指数呈正相关关系,而与Simpson指数呈负相关关系。综上所述,克氏针茅草原植物群落结构和功能在不同放牧强度下产生不同的响应,适度放牧有利于提高群落物种多样性与生物量。     

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。     

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。     

Genetic diversity pattern of Stipa purpurea populations in the hinterland of Qinghai–Tibet Plateau

Stipa purpurea is among constructive endemic species in alpine meadow and steppe on the Qinghai–Tibet Plateau. To reveal the genetic diversity of this species and its relationship with geographic distribution pattern, we sampled eight populations across a northward transect with an increasing aridity gradient in the hinterland of Qinghai–Tibet Plateau. Their genetic diversity was quantified using eight intersimple sequence repeat (ISSR) primers. We found that S. purpurea had relatively low genetic diversity ( H _e = 0.135) but significant genetic differentiation among populations ( G _st = 0.391), indicating relatively more genetic diversity retained within populations. A Mantel test revealed a significant relationship between genetic and geographic distance in the S. purpurea populations. The genetic diversity tended to decrease with increasing latitude and longitude, while no significant relationship was found between genetic diversity and altitude, suggesting the possible influences of humidity and temperature on genetic diversity of alpine plant. We propose conservation measures for this plant on the plateau.