内蒙古温带草原不同放牧强度和围栏封育对凋落物分解的影响

放牧和围封通过影响植物群落结构和土壤微环境来调控草地生态系统的碳循环。该研究在内蒙古温带草原设置轻度放牧后围封、轻度放牧、重度放牧后围封、重度放牧4种样地, 通过测定干旱年(2011年)和湿润年(2012年)地上、地下凋落物产量、质量及其分解速率和土壤养分含量, 分析不同放牧强度对凋落物形成和分解的影响, 以及围栏封育对生态系统恢复的作用。结果表明: 重度放牧地上凋落物产量和分解速率均高于轻度放牧。干旱年轻度放牧样地地下凋落物产量和分解速率高于重度放牧, 湿润年相反。短期围封显著提高了凋落物产量, 轻度放牧样地围封后地上凋落物分解速率和养分循环加快, 而重度放牧样地围封后地上凋落物分解减慢。因此, 与重度放牧相比, 轻度放牧草地的恢复更适合采用围栏封育措施; 而重度放牧草地的恢复可能还需辅以必要的人工措施。降水显著促进地上、地下凋落物形成和分解。地下凋落物的生产和分解受降水年际波动影响较大, 重度放牧草地对降水变化的敏感度比轻度放牧草地高。地上凋落物分解速率与凋落物N含量显著正相关, 与土壤全N显著负相关, 与地上凋落物C:N和木质素:N相关性不大; 地下凋落物分解速率与凋落物C、C:N和纤维素含量显著负相关。该研究结果将为不同放牧强度的草地生态系统恢复和碳循环研究提供理论依据。     

内蒙古典型草原的生物量与生产力

草原地上生物量是由植物的绿色部分(活植物体)、立枯体(未脱离母体的枯枝叶)和凋落物(落到地面上的枯枝叶)三部分组成,生物量是随季节、气温、雨量而变动,以8月份最高,4月初和9月底最低。生物量中的绿色量和立枯量在季节动态中的消长关系明显相反。立枯物在旱象较明显的6月中旬出现后,随着群落生物量达到高峰后,气温降低,绿色体大量枯萎,立枯量急剧增加,到9月上中旬立枯量与绿色量持平。随后,立枯量迅速超过绿色量,到10月中旬,绿色体完     

羊草草地植被-土壤系统氮循环研究

研究表明, 0～30 cm土层7月氮（N）总储量为479.2 g·m－2,其中主要为有机N,占总N量的98.5%,土壤中的无机N年度变化很大,在2.55～11.3 g·m－2之间,7月无机N储量为7.3 g·m－2,与其它类型草地不同,该类型草地土壤铵态N与硝态N含量有些季节相差不大,有些季节硝态N的含量超过铵态N的含量,铵态N的峰值出现的时间早于硝态N。植物根系吸收利用的无机N约为3.48 g·m－2·a－1,植物根系向地上每年输送的N量为2.97 g·m－2·a－1, 地上活体向地下转移的N量为1.54 g·m－2·a－1,植物地上部分每年转为立枯凋落物的N量为1.43 g m－2·a－1, 由立枯凋落物转为土壤有机N的量大于1.08 g·m－2·a－1,植物根系每年转为土壤有机N的量为1.51 g·m－2·a－1。     

放牧影响下羊草种群生物量形成动态的研究

在种群水平上研究了放牧对东北草原羊草草地羊草种群生物量形成动态的影响.结果表明,随放牧强度增加,羊草种群地上同化系统和非同化系统现存量、凋落物积累量及地下活根茎量和死根茎量均显著下降.重度放牧阶段,羊草种群地上同化系统、非同化系统现存量分别为轻牧阶段的48.6%和49.4%;地下活根茎量和死根茎量分别为轻牧阶段的41.3%和51.4%.同时地上同化系统与非同化系统间及地下活根茎量与死根茎量间具有相同的季节变化趋势.     

内蒙古典型草原不同功能群生产力对凋落物添加的响应

通过连续5年对退化草地进行凋落物添加处理, 分析不同处理强度植物群落动态, 探讨凋落物对草地地上和不同功能群生产力的影响。结果表明: 凋落物添加对草地地上生产力有显著的促进作用, 草地地上生产力随着凋落物添加强度的增加而变化不大。处理效应主要表现在处理后第一年, 重度处理与对照有极显著差异(p < 0.05), 以后几年差异不显著(p > 0.05), 年度间差异极显著(p < 0.001)。凋落物添加对植物群落各功能群生产力无显著影响。年度间不同处理各功能群相对生物量随年际变化的主成分分析(PCA)结果说明: 草地生产力主要是由多年生丛生型禾草与多年生杂类草在生态系统中的竞争补偿作用决定的, 随着凋落物添加强度的增加, 二者的竞争作用减弱, 相关性下降, 多年生丛生型禾草占更大优势, 预示着多年生杂类草与一二年生草本、灌木、多年生根茎型禾草的竞争补偿作用增大。     

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。     

松嫩草原优势植物羊草立枯体分解的研究

在羊草草原上当年羊草的枯死体大部分以立枯体的形态存在,立枯量约占枯死量的７５．３４％。立枯体与凋落物的分解速率的季节变化趋势基本相同,均呈抛物线型。每月凋落物的分解速率均大于立枯体分解速率,二者最小值均出现在１０月份。其中立枯体分解速率最大值出现在７月,凋落物出现在８月。立枯体和凋落物损失率的季节变化曲线均呈指数形式,立枯体的所损失量约占凋落物损失量的７７．１１％。立枯体的分解与水热因子均呈指数正     

羊草草地植被—土壤系统氮循环研究

研究表明,0－30cm土层7月氮（N）总储量为479．2g.m^-2,其中主要为有机N,占总N量的98．5％,土壤中的无机N年度变化很大,在2．55－11．3g.m^-2之间,7月无机N储量为7．3g.m^-2,与其它类型草地不同。该类型草地土壤铵态N与硝态N含量有些季节相差不大,有些季节硝态N的含量超过铵态N的含量,铵态N的峰值出现的时间早于硝态N。植物根系吸收利用的无机N约为3.48g.m^-2.a^-1,植物根系向地上每年输送的N量为2．97g.m^-2.a^-1,地上活体向地下转移的N量为1.54g.m^-2.a^-1,植物地上部分每年转为立估凋落物的N量为1.43g.m^-2.a^-1,由立枯凋落物转为土壤有机N的量大于1.08g.m^-2.a^-1,植物根系每年转为土壤有机N的量为1.51g.m^-2.a^-1。     

短花针茅荒漠草原不同放牧处理地上现存量的对比及拟合优化

为探讨放牧强度季节调控下荒漠草原地上现存量的变化趋势及放牧强度与季节的耦合作用对地上现存量影响,本研究整理2010—2014年9月蒙古高原短花针茅荒漠草原地上现存量观测数据,采用对比分析和回归建模对荒漠草原地上现存量进行了研究。结果表明:荒漠草原地上现存量在试验处理间和年度间均存在极显著性差异(P0.01),且放牧处理效应大于年度间水温变化引起的生物量变化。回归建模分析显示,通过6个试验处理可建立拟合率达到99%以上的通用模型,根据通用模型可以预测27种试验处理组合的地上现存量变化;模型同时显示,春季放牧强度增加可导致草地可持续利用能力下降,且前一季节放牧强度对后一季节放牧存在明显影响,不同放牧季存在影响结果的叠加作用,导致前期的影响作用在放牧季被放大,使得草地在重牧过程后的可恢复能力降低。     

放牧干扰下高寒草甸物种和生活型丰富度与地上及地下生物量的关系

明晰放牧干扰下高寒草甸植物丰富度与生物量的相关关系,为草地植物不同生长时期生物量的预测提供依据。设置6个放牧强度样地,连续3a放牧,2014年进行3个季节(6月、8月、10月)的植物丰富度和地上、地下生物量调查,对比分析放牧干扰下物种和生活型丰富度(生活型的种类)分别与地上、地下生物量的相关关系。结果表明:(1)物种和生活型丰富度与地上生物量均受放牧强度的显著影响,物种丰富度仅在8月与放牧强度显著负相关,生活型丰富度在10月随放牧强度单峰变化,地上生物量在不同季节均与放牧强度显著负相关,而地下生物量与放牧强度无关。(2)物种丰富度与地上和地下生物量均受季节的显著影响,物种丰富度和地上生物量仅在低强度放牧区随季节呈单峰变化,地下生物量在中等强度放牧区随季节呈单峰变化;生活型丰富度与季节无关。(3)放牧干扰前物种和生活型丰富度与地上和地下生物量均显著正相关。3a放牧后仅在8月,物种丰富度只与地上生物量显著正相关,生活型丰富度与地上和地下生物量均显著正相关。(4)对于不同放牧强度,物种丰富度仅在低强度放牧区与地上生物量显著正相关,而生活型丰富度在所有放牧强度区均与地上生物量显著正相关。综上所述,放牧干扰扰乱了高寒草甸丰富度与生物量之间的关系,尤其影响了物种丰富度与地下生物量之间的相关关系。生活型丰富度与地上生物量之间的显著关系不受放牧强度干扰,使生活型丰富度在预测生物量方面表现出优势。     

Aboveground dry-matter allocation in ungrazed and grazed stands of Indigofera spinosa in the arid zone of Turkana, Kenya

The dwarf shrub Indigofera spinosa , indigenous to arid and semi-arid rangelands of northeastern Africa, is an important food source for livestock. Proper management of the shrub requires improved understanding of the effects of grazing and climatic variability on aboveground dry-matter allocation. Between 1986 and 1990, we compared the temporal variability of aboveground dry-matter allocation to different plant biomass compartments. We also compared dry-matter transfers between components; total live biomass to litter, standing dead to litter and live biomass to standing dead between continuously grazed and an ungrazed treatments. Partitioning of combined total dry-matter production among different structural organs (called allocation ratio) is influenced by phenological changes, episodic rainfall and her-bivory. Dry-matter production in the grazed treatment responded more markedly to episodic rainfall events more than in the ungrazed treatment. Exclusion of grazers failed to improve the relative growth rate (RGR) of shrub biomass, while grazing improved it. RGR declined in the ungrazed treatment following the accumulation of standing dead dry-matter, while m the grazed treatment it declined following the shedding of leaves. The shrub allocated more to total live biomass than to standing dead. Greater reduction of total live allocation ratio in the grazed than in the ungrazed treatment occurred during a dry year. The ungrazed treatment had higher standing dead allocation ratio than did the grazed treatment. Plants transferred more dry-matter from total live biomass compartment to litter, than from standing dead to or from total live biomass to standing dead independent of treatment. The rates of transfer were higher in the ungrazed than in the grazed treatment. The results suggest that I spinosa has evolved to respond to climatic variability and grazmgbyallocating dry allocating dry-matter differently between various compartments.     

不同放牧强度下短花针茅荒漠草原植被-土壤系统有机碳组分储量特征

草地生态系统作为陆地生态系统的重要组成部分,在全球碳循环中发挥着重要作用。以内蒙古短花针茅荒漠草原不同放牧强度样地为研究对象,通过分析地上植物、凋落物、根系、土壤中有机碳和土壤轻组有机碳,研究草原植被-土壤系统有机碳组分储量的变化特征,从碳储量角度为合理利用草原提供指导。研究结果表明:(1)不同放牧强度荒漠草原地上植物碳储量为11.98—44.51 g/m~2,凋落物碳储量10.43—36.12 g/m~2,根系(0—40cm)碳储量502.30—804.31 g/m~2,且对照区(CK)均显著高于中度放牧区(MG)、重度放牧区(HG);(2)0—40cm土壤碳储量为7817.43—9694.16 g/m~2,其中轻度放牧区(LG)碳储量为9694.16 g/m~2,显著高于CK、HG(P0.05);(3)植被—土壤系统的碳储量为8342.14—10494.80 g/m~2,LGMGCKHG,有机碳主要储存于土壤当中,占比约90.54%—93.71%,适度放牧利用有利于发挥草地生态系统的碳汇功能;(4)土壤轻组有机碳储量为484.20—654.62 g/m~2,LG储量最高,表明适度放牧有助于草原土壤营养物质的循环和积累。     

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。     

高寒小嵩草草甸牦牛优化放牧强度的研究

高寒小嵩草草甸牦牛放牧强度试验表明:(1)不同放牧强度下各植物类群的地上生物量和总的地上生物量之间差异极显著,莎草科植物地上生物量的百分比组成之间差异极显著,禾本科和杂类草地上生物量的百分比组成之间差异显著,而且禾本科和莎草科(除对照外)植物的地上生物量及其百分比组成随放牧强度的增加而减小,杂类草的变化与之相反;(2)优良牧草比例和草地质量指数与放牧强度之间均呈负相关,而优良牧草比例的年度变化和牦牛个体增重的年度变化之间呈正相关;(3)群落的相似性系数随放牧强度的增加而减小.通过建立植被变化度量指标,认为优良牧草比例的年度变化是评价高寒小嵩草草甸放牧价值的直接度量指标,而相似性系数的变化和草地质量指数的变化与牦牛生产力没有明显的联系,不能反映草场植被放牧价值的变化,只能指示植物群落整体的相对变化程度;牦牛的放牧强度约为1.86头/hm2是小嵩草高寒草甸暖季草场可持续生产而不退化的最大放牧强度.     

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。     

不同利用方式和载畜率对内蒙古典型草原群落初级生产力和植物补偿性生长的影响

基于2005年6月开始的放牧控制实验, 研究了不同草地利用方式和放牧强度对内蒙古典型羊草(Leymus chinensis)草原群落初级生产力和补偿性生长的影响。草地利用方式包括: 传统放牧、传统割草和放牧与割草轮换利用(混合利用)。结果表明: 传统放牧和混合利用方式下, 羊草群落地上生物量均随放牧强度增加逐渐降低。高载畜率下, 羊草群落地上净初级生产力表现为: 混合利用>传统割草>传统放牧, 说明混合利用方式优于传统放牧和传统割草利用方式; 而低载畜率则有利于草原的可持续利用和植物的补偿性生长。这一实验结果在一定程度上验证了放牧优化假说。在不同利用方式、地形因素的影响和采用不同的群落净生长量计算方法时, 随着放牧强度的变化, 等补偿、超补偿和欠补偿效应都可能出现。在低载畜率下, 群落大多表现出等补偿生长, 在高载畜率下, 群落大多表现出欠补偿生长。植物群落的补偿性生长与载畜率的关系可以用开口向下的二次函数或者斜率为负的线性函数模拟。说明随着载畜率的增加, 一些系统表现为欠补偿生长, 而另一些系统则表现为超补偿生长, 这可能与植物群落组成、地形部位(平地、坡地)和载畜率以及净生长量的计算方法有关。     

Vegetation and soil responses to livestock grazing in Central Asian grasslands: a review of Chinese literature

Grasslands in northern China and the Qinghai-Tibetan plateau are particularly important to both ecosystem functioning and pastoral livelihoods. Although there are numerous degradation studies on the effect of livestock grazing across the region, they are largely only published in Chinese, and most focus on single sites. Based on case studies from 100 sites, covering a mean annual precipitation gradient of 95–744 mm, we present a comprehensive, internationally accessible review on the impact of livestock grazing on vegetation and soils. We compared ungrazed or slightly grazed sites with moderately and heavily grazed sites by evaluating changes in two indicator groups: vegetation (plant species richness, vegetation cover, aboveground biomass, belowground biomass and root/shoot ratio) and soil (pH, bulk density, organic C, total N, total P and available P). Most indicators declined with intensified grazing, while soil pH, bulk density and belowground biomass increased. Available P showed no clear response. Variables within indicator groups were mostly linearly correlated at a given grazing intensity. Relative grazing effects on different indicators varied along specific abiotic gradients. Grazing responses of plant species richness, aboveground biomass, soil bulk density, total N and available P interacted with precipitation patterns, while grazing effects on belowground biomass were influenced by temperature. Elevation had impact on grazing responses of aboveground biomass and soil organic carbon. Complex grazing effects reflect both methodological inconsistency and ecological complexity. Further assessments should consider specific characteristics of different indicators in the context of the local environment.     

Increasing native, but not exotic, biodiversity increases aboveground productivity in ungrazed and intensely grazed grasslands

Species-rich native grasslands are frequently converted to species-poor exotic grasslands or pastures; however, the consequences of these changes for ecosystem functioning remain unclear. Cattle grazing (ungrazed or intensely grazed once), plant species origin (native or exotic), and species richness (4-species mixture or monoculture) treatments were fully crossed and randomly assigned to plots of grassland plants. We tested whether (1) native and exotic plots exhibited different responses to grazing for six ecosystem functions (i.e., aboveground productivity, light interception, fine root biomass, tracer nitrogen uptake, biomass consumption, and aboveground biomass recovery), and (2) biodiversity-ecosystem functioning relationships depended on grazing or species origin. We found that native and exotic species exhibited different responses to grazing for three of the ecosystem functions we considered. Intense grazing decreased fine root biomass by 53% in exotic plots, but had no effect on fine root biomass in native plots. The proportion of standing biomass consumed by cattle was 16% less in exotic than in native grazed plots. Aboveground biomass recovery was 30% less in native than in exotic plots. Intense grazing decreased aboveground productivity by 25%, light interception by 14%, and tracer nitrogen uptake by 54%, and these effects were similar in native and exotic plots. Increasing species richness from one to four species increased aboveground productivity by 42%, and light interception by 44%, in both ungrazed and intensely grazed native plots. In contrast, increasing species richness did not influence biomass production or resource uptake in ungrazed or intensely grazed exotic plots. These results suggest that converting native grasslands to exotic grasslands or pastures changes ecosystem structure and processes, and the relationship between biodiversity and ecosystem functioning.     

放牧管理模式对高寒草甸鼢鼠鼠丘群落演替的影响

高寒草甸放牧利用下高原鼢鼠(Eospalax baileyi)等危害的发生是草地管理的关键难题,分析放牧管理模式对鼢鼠鼠丘植被群落演替的影响能为草地管理提供重要依据。研究选择划区轮牧(RG)、生长季休牧(GSG)、连续放牧(CG)和禁牧(PG)4种放牧管理模式,以及各模式下不同年限鼠丘(一年(ZM1)、两年(ZM2)、三年(ZM3)和多年鼠丘(ZMM))与对照(CM)草地。分析不同放牧管理模式对鼠丘植被群落特征和生物量等的影响,结果发现:PG和GSG下所有年限鼠丘的植被高度、地上生物量均高于RG和CG;RG和GSG下ZM1和ZM2物种Shannon-wiener指数均高于对照样地物种Shannon-wiener指数。主成分分析表明:RG下地上生物量和物种丰富度指数是影响鼠丘植被群落演替的重要因子,PG下地上生物量、盖度、Shannon-wiener指数和均匀度指数是鼠丘植被群落演替的重要因子,CG下物种丰富度和重要值是影响鼠丘植被群落演替的重要指标,GSG下Shannon-wiener指数、盖度和高度是影响鼠丘植被群落演替的重要指标。可见,不同放牧制度对鼠丘植被群落演替的影响不同,禁牧和生长季休牧管理模式能够较好地恢复鼠丘植被群落演替。