不同频次刈割对羊草草原主要植物种群能量现存量的影响

对内蒙古羊草草原主要植物种群能量现存量对刈割频次响应的研究表明,在17年不同频次刈割干扰影响下,植物种群能量现存量随刈割频次的变化表现出不同的变化趋势,据此可以划分出3个不同的刈割响应类群:受抑种、耐刈种和受益种.受抑种包括羊草、羽茅、黄囊苔草、葱属植物和直根型杂类草;耐刈种包括大针茅和冰草;受益种包括洽草和糙隐子草.对于种群相对能量现存量而言,除羊草随刈割频次的增加呈显著下降趋势外,其他受抑种均随刈割频次的增加保持相对稳定,而受益种和耐刈种的相对值则随刈割频次的增加而呈增加趋势.同时,刈割对植物能量现存量的影响还表现在植物热值变化上,但变化幅度小于10%.     

羊草种群的热值及其能量贮藏特点

为了获得有关中国东北羊草草原生态系统能量学方面的基础数据,作者对该草原的建群植被——羊草种群进行了热值含量的测定,在此基础上,对单位面积上的羊草种群热值含量进行了计算,以便分析在自然条件下,羊草种群的能量贮藏特点。研究结果表明,羊草(Leymus Chinensis)种群的果穗与其各器官相比,具有最高的热值含量,为4898.28cal/gDW,其活枝条与羊草种群的各部分相比,具有最高的热值含量,为4711.86cal/gDW。羊草种群将其截获的绝大部分太阳辐射能贮藏在地下部分以便为种群的安全越冬和第二年生长季节开始对其地上部分的萌发提供充足的能量。     

刈割频次对白三叶能量分配及构型的影响

4～ 10月 ,在亚热带高山人工草地 ,通过生长季割 2、4和 7次的刈割试验后发现 ,不同刈割频次对翌年白三叶能量分配、构件密度、分枝数量及分枝角度影响显著 .随刈割频次的增加 ,白三叶匍匐茎的能量分配递增 ,分别为 42 .8%、44 .9%、47.7% ,而单位长度茎所含能量递减 ,分别为 13 .0、12 .2和 11.1kJ·m-1;叶密度、茎密度、分枝数量及节间长度出现低→高→低的变化趋势 .提高刈割频次后 ,白三叶的分枝强度由 15分枝·m-1递增到 2 3 .7分枝·m-1;分枝角度由 49.5°递增到 60 .2° ,从而提高了白三叶种群在刈割干扰下对土壤微生境资源的利用率     

刈割对苜蓿主要害虫种群数量动态的影响

在甘肃省定西市九华沟系统研究了刈割对苜蓿主要害虫种群数量动态的影响.结果表明,刈割对害虫种群数量的影响在不同害虫种类之间存在明显差异.刈割对苜蓿斑蚜、豌豆蚜和蓟马的控制效果非常明显.6月初第1次刈割能极显著降低其季节平均数量,并使其保持较低的种群密度水平,7月中旬第2次刈割对其季节平均数量的影响小于第1次刈割.刈割对盲蝽种群的影响有所不同,虽然第1次刈割初期盲蝽的种群数量显著低于未刈割田,但刈割后盲蝽的种群数量回升较快,到8月上旬其种群数量显著高于未刈割田.第2次刈割对其季节平均数量的影响大于第1次刈割.     

放牧和刈割干扰对松嫩草原羊草草地影响的研究

放牧和刈割干扰对松嫩草原羊草草地影响的研究＊王仁忠（东北师范大学国家草地生态工程实验室长春１３００２４）＊国家自然科学基金资助项目。收稿日期：１９９５－０９－１４,修改稿收到日期：１９９７－０２－０５。ＡＳＴＵＤＹＯＮＴＨＥＥＦＦＥＣＴＳＯＦＧＲＡＺ...     

东北羊草草原主要植物热值

 对羊草(Aneurolepidium chinense)草原55种植物热值进行分析,高热值植物占总数的20％,中热值植物占58.18％,低热值植物占21.82％,55种植物全株平均热值为17949.45J·g-1。因含能物质在各器官的分配不同,同一植物不同器官的热值也存在着差异。务器官的平均热值花19399.28J·g-1>茎18022.58J·g-1>叶17885.17J·g-1>根17206.05J·g-1。不同科植物全株和各器官平均热值存在较大差异,即使同属植物也存在一定差异。菊科、禾本科和豆科3大科植物全株平均热值无明显差异,但豆科植物根的热值明显高于禾本科和菊科根的热值。     

内蒙古羊草草原群落主要植物的热值动态

对内蒙古羊草草原主要植物种群的干重热值动态研究表明,热值随植物种类,植物部位,取样时植物所处物候期及气候条件的不同而变化,羊草草原主要植物种群地上部分热值的变动范围在15703－18141J／g之间,其中灌木小叶锦鸡儿（Caragang microphylla)的热值最高,禾草类植物的热值多数较高,而大多数杂类草的热值相对较低,主要植物种群地下部分热值的分布范围为15051－16410J/g。其中根茎型草地下部分热值较高。不同种类植物地下部分热值差异并不与地上部分一致,根茎型禾草地上、地下部分热值差异较小,而须根型植物差异较在,不同种群的植物地上部分热值随植物候期的不同而波动,其变化规律是与植物种群本身的生物学特性相联系的,不同植物种群热值的年际小 规律有所不同,羊草（Leymus chinensis)、大针茅（Stipa grandis)和洽草（Koeloria cristata)的年际热值波动相关显著。但与生长季降水量和生长季累积日照时数之间无明显相关性,在某种程度上,植物热值的 种内变化反映了植物生长状况的差异。     

不同轮割制度对典型草原主要种群的影响

选择12个具有代表性的种群,研究不同轮割制度对其地上现存生物量的影响.结果表明,12个种群可以分为3种类型:1)生物量下降型,羊草、米氏冰草、小叶锦鸡儿和黄囊苔草,尤以羊草和小叶锦鸡儿具有代表性.羊草地上生物量的平均值以一年割两次、一年割一次、割一年休一年和割两年休一年依次较对照下降了3.37%、4.9%、45.4%和34.18%;小叶锦鸡儿地上生物量分别较对照下降了81.79%、3.33%、40.29%和2.30%.2)生物量增加型,(艹)/(洽)草、黄蒿、冷蒿和猪毛菜,尤以(艹)/(洽)草和冷蒿具有代表性.(艹)/(洽)草生物量依次较对照增加了94.84%、287.79%、132.8%和211.74%,其中以一年割一次和割一年休一年的增加幅度较大;冷蒿生物量分别较对照增加了193.02%、210.47%、154.5%和10.47%.究其原因,(艹)/(洽)草和冷蒿地上生物量增加是通过种群自身的变化;而黄蒿和猪毛菜则是通过群落密度的下降和适宜的种子萌发条件.3)生物量波动型,大针茅、西伯利亚羽茅、变蒿和麻花头,介于前两种类型之间.     

放牧及刈割强度对鸭茅密度及能量积累的影响

1　引　　言放牧及刈割对牧草种群的影响 .一直是草地生态学研究的重点 .科学的放牧、刈割管理制度是保证草地畜牧业可持续发展的重要前提 .作为南方人工草地优势植物之一的鸭茅(Ｄａｃｔｙｌｉｓｇｌｏｍｅｒａｔａ) ,是一种经济效益高、生产价值大、在我国具有广泛应用前景的优良牧草 .通过对亚热带高山人工草地进行的梯度放牧及刈割实验 ,本文分析比较了不同放牧及刈割强度对鸭茅种群密度及能量积累的影响 ,旨在为该地区合理刈牧制度的建立提供理论依据 .2　研究地区与研究方法2 1　自然概况研究地点位于湖北长阳火烧坪 ,地理位置在 30…     

内蒙古典型草原羊草种群遗传分化的RAPD分析

运用 RAPD技术对内蒙古典型草原不同生境 8个羊草种群进行分析。采用 2 4个随机引物 (10 nt)在 8个种群中共检测到2 2 4个扩增片断 ,其中多态性片断 173个 ,总的多态位点百分率达 77.2 % ,特异性片断 2 2个 ,占 9.82 % ,平均每个引物扩增的DNA带数为 9.3 3条。利用 Nei指数和 Shannon指数估算了 8个种群的遗传多样性 ,并计算种群相似系数和遗传距离 ,运用UPGMA法进行聚类分析。结果表明 :羊草大部分的遗传变异存在于种群内 ,只有少部分的遗传变异存在于种群间 ,Nei指数和Shannon指数计算结果分别为 85.4%和 66.8% ;羊草不同种群的遗传多样性存在差异 ;8个羊草种群平均遗传距离为 0 .2 3 16,变异范围为 0 .1587～ 0 .2 70 0 ,说明 8个羊草种群间的遗传变异不大 ,即 :在较小地理范围内羊草的遗传分化程度较小 ;8个种群可聚为 3个类群 ,聚类结果显示生境相似的种群能够聚在一起 ,而地理距离最近的种群不一定归为一类 ,说明小范围内羊草种群间的遗传分化与地理距离不存在相关性 ,而与其生境间的相似度相关。影响遗传相似性的不是单一因子而是各种因子的综合作用 ,较小地理范围内羊草种群间的遗传分化主要是由环境的异质性所引起的     

Rhizome Severing Increases Root Lifespan of Leymus chinensis in a Typical Steppe of Inner Mongolia

Background

Root lifespan is an important trait that determines plants'' ability to acquire and conserve soil resources. There have been several studies investigating characteristics of root lifespan of both woody and herbaceous species. However, most of the studies have focused on non-clonal plants, and there have been little data on root lifespan for clonal plants that occur widely in temperate grasslands.

Methodology/Principal Findings

We investigated the effects of rhizome severing on overall root lifespan of Leymus chinensis, a clonal, dominant grass species in the temperate steppe in northern China, in a 2-year field study using modified rhizotron technique. More specifically, we investigated the effects of rhizome severing on root lifespan of roots born in different seasons and distributed at different soil depths. Rhizome severing led to an increase in the overall root lifespan from 81 to 103 days. The increase in root lifespan exhibited spatial and temporal characteristics such that it increased lifespan for roots distributed in the top two soil layers and for roots born in summer and spring, but it had no effect on lifespan of roots in the deep soil layer and born in autumn. We also examined the effect of rhizome severing on carbohydrate and N contents in roots, and found that root carbohydrate and N contents were not affected by rhizome severing. Further, we found that root lifespan of Stipa krylovii and Artemisia frigida, two dominant, non-clonal species in the temperate steppe, was significantly longer (118 d) than that of L. chinensis (81 d), and this value became comparable to that of L. chinensis under rhizome severing (103 d).

Conclusions/Significance

We found that root lifespan in dominant, clonal L. chinensis was shorter than for the dominant, non-clonal species of S. krylovii and A. frigida. There was a substantial increase in the root lifespan of L. chinensis in response to severing their rhizomes, and this increase in root lifespan exhibited temporal and spatial characteristics. These findings suggest that the presence of rhizomes is likely to account for the observed short lifespan of clonal plant species in the temperate steppe.     

内蒙古羊草草原17年刈割演替过程中功能群组成动态及其对群落净初级生产力稳定性的影响

基于17 yr的野外实验数据,研究了内蒙古羊草草原群落刈割演替过程中的功能群组成动态,探索了功能群组成变化与群落净初级生产力(ANPP)之间的关系,分析了结构参数怎样影响功能参数.结果显示:在17 yr的割草演替过程中,群落的结构与功能均发生了变化.随着羊草群落刈割演替的进行,群落的功能群组成发生了显著变化,根茎禾草在群落中的优势地位相继被一、二年生植物、高丛生禾草和矮丛生禾草所取代.到17 yr末,群落变成根茎禾草、矮丛生禾草、高丛生禾草共同建群的群落.在对照群落中ANPP与年降水量显著相关,但在刈割群落中二者则不相关.年降水量解释对照群落ANPP变异的62%,而连年的刈割干扰则是刈割群落中ANPP动态的主要驱动因子.群落净初级生产则显出对刈割干扰的抵抗能力,在刈割干扰的前几年,依靠群落内功能群组成的不断调节,保持相对稳定的水平,当刈割进行5 yr之后,群落结构的变化积累到一定程度,净初级生产迅速下降到一个较低的水平,此后依靠群落结构的不断调节来维持这一功能水平.因此,群落结构是以渐变的方式改变的,而群落功能的下降则是以跃变的形式完成的.群落依赖于结构的不断调整来保持功能的相对稳定,但结构变化到一定程度也会导致功能的衰退.     

内蒙古羊草草原17年刈割演替过程中功能群组成动态及其对群落净初级生产力稳定性的影响(英文)

基于17 yr的野外实验数据,研究了内蒙古羊草草原群落刈割演替过程中的功能群组成动态,探索了功能群组成变化与群落净初级生产力(ANPP)之间的关系,分析了结构参数怎样影响功能参数。结果显示:在17 yr的割草演替过程中,群落的结构与功能均发生了变化。随着羊草群落刈割演替的进行,群落的功能群组成发生了显著变化,根茎禾草在群落中的优势地位相继被一、二年生植物、高丛生禾草和矮丛生禾草所取代。到17 yr末,群落变成根茎禾草、矮丛生禾草、高丛生禾草共同建群的群落。在对照群落中ANPP与年降水量显著相关,但在刈割群落中二者则不相关。年降水量解释对照群落ANPP变异的62％,而连年的刈割干扰则是刈割群落中ANPP动态的主要驱动因子。群落净初级生产则显出对刈割干扰的抵抗能力,在刈割干扰的前几年,依靠群落内功能群组成的不断调节,保持相对稳定的水平,当刈割进行5 yr之后,群落结构的变化积累到一定程度,净初级生产迅速下降到一个较低的水平,此后依靠群落结构的不断调节来维持这一功能水平。因此,群落结构是以渐变的方式改变的,而群落功能的下降则是以跃变的形式完成的。群落依赖于结构的不断调整来保持功能的相对稳定,但结构变化到一定程度也会导致功能的衰退。     

气候变暖对内蒙古羊草草原建群种的影响

通过对锡林郭勒盟锡林河流域羊草草原地区1981～1994年14年的温度观测和植被调查数据的逐年滑动平均处理,分析该地区气候和植被随时间的动态变化特征.结果表明,内蒙古羊草草原地区的气温在研究期内具有高低温变化不对称的特点,表现为全年最低温升高明显,最高温和平均温升高不明显.羊草草原的建群种羊草和大针茅对气温变化有不同的响应,最优建群种羊草的重要值和地上初级生产力随着最低温的升高有明显的下降趋势,次优建群种大针茅的重要值和地上初级生产力由于种间互补作用而略有升高.可以认为,如果这种趋势继续下去,大针茅有可能代替羊草,成为群落的最优建群种,使得群落的结构和功能发生改变.在研究与模拟羊草草原对温度变化的响应时,研究不同温度因子和年温度不同时段的变化特征,以及不同物种之间的竞争关系,有助于认识单个种群和整个生态系统对全球变化响应的机理.     

内蒙古草原羊草物候与气象因子的关系

研究温带草原植物物候与气象因子变化的关系,对于提高草原净初级生产量和碳收支估算的精度,掌握放牧的时宜及其区域差异,具有重要的科学意义和实践价值.该文利用内蒙古草原7个牧业气象试验站1983～2002年的羊草物候观测数据,对返青和黄枯日期与气温和降水量的关系进行了统计分析.结果表明:(1)所有站点的年平均气温均呈显著升高的趋势,多数站点的年降水量呈不显著减少的趋势;同时,各站羊草返青期和黄枯期均以显著提前的趋势占优势,多数站点的生长季节(返青到黄枯的期间)呈缩短的趋势.(2)在区域尺度上,羊草返青日期与返青前一个月均温的负相关最为显著,气温每升高1℃,返青期约提前2.4d;在站点尺度上,森林草原区站点的羊草返青期早晚主要受返青前一个月均温(负相关)的影响,典型草原区站点的羊草返青期早晚主要受前一年10月或11月到返青期累积降水量(负相关)的影响,森林草原区最北部额尔古纳右旗的返青期早晚受返青前一个月均温和前一年10月到返青期累积降水量的共同影响.(3)在区域尺度上,羊草黄枯日期与黄枯前一个月均温的负相关最为显著,气温每升高1℃,黄枯期约提前3.7d;在站点尺度上,羊草黄枯期早晚与前期气温以负相关为主,与前期降水量以正相关为主.     

围栏禁牧对内蒙古典型草原群落特征的影响

采用样方法对内蒙古典型草原区围封26 a(E26)7、a(E7)2、a(E2)和未围封(G)样地的植物多样性、群落高度、盖度、地上与地下生物量进行实地调查分析,以研究围栏禁牧对草原植物群落特征的影响.结果表明:围封26a样地具有最高的丰富度指数和多样性指数,围封相对于放牧在一定程度上可以维持和保护植物多样性和丰富度.围封7 a样地的多样性指数与未围封样地(G)以及围封2 a样地(E2)无显著差异,说明放牧导致了该区植物多样性的降低,但围封并未显示出使其恢复的趋势;从自由放牧样地到围封样地,退化指示植物糙隐子草(Cleistogenessquarrosa)以及一年生植物猪毛菜(Salsola collina)、刺穗藜(Chenopodium aristatum)等的比重和出现频率呈减少的趋势;围封2 a样地的地上现存量显著低于围封7 a样地,而围封26 a样地相对于围封7 a样地又表现出显著减小的结果.说明围封在一定时期内可显著提高草地生产力,但围封时间过长将不利于其维持较高的生产力.     

干旱胁迫降低了内蒙古羊草草原的碳累积

采用涡度相关法, 分析了2004年(平水年)和2005-2006年(干旱年)生长季内蒙古锡林河流域羊草(Leymus chinensis)草原的净生态系统碳交换(net ecosystem exchange, NEE)、总初级生产力(gross primary productivity, GPP)和生态系统呼吸(ecosystem respiration, R_e)的季节和年度变化。结果表明: 平水年羊草草原的日最大GPP和R_e分别为4.89和1.99 g C·m^-2·d^-1, 而干旱年GPP和R_e分别为1.53-3.01和1.38-1.77 g C·m^-2·d^-1。与平水年相比, 干旱年日最大GPP、R_e分别下降了38%-68%和11%-12%。平水年羊草草原累积的GPP、R_e分别为294和180 g C·m^-2, 而在干旱年分别为102-123 g C·m^-2和132-158 g C·m^-2。和平水年相比, 干旱年的GPP、R_e分别下降了58%-65%和12%-27%。用Van’t Hoff模型模拟的8个窄土壤含水量(θ)跨度生态系统呼吸(R_e)对土壤温度(T_s)的敏感程度表明: 曲线斜率在θ = 0.16-0.17 m³·m^-3范围内达到最大, 高于或者低于这个阈值, R_e对T_s的敏感度降低。干旱胁迫降低了生态系统生产力和生态系统呼吸量。与平水年相比, 干旱年的GPP比R_e下降的幅度更大, 干旱胁迫降低了内蒙古羊草草原的碳累积, 使生态系统由碳汇变为碳源。     

Effects of long-term grazing on the morphological and functional traits of Leymus chinensis in the semiarid grassland of Inner Mongolia, China

Livestock grazing represents a major human disturbance to grasslands throughout the world. We evaluated the effects of long-term grazing (>20 years) on a dominant perennial grass species, Leymus chinensis (Trin.) Tzvel., in the semiarid grassland of Inner Mongolia, China, in terms of its morphological and functional responses. L. chinensis, one of the most abundant species in semiarid grassland, had significantly smaller leaf area, fewer vegetative tillers and shorter shoot internodes length, but significantly greater specific leaf area for the individuals in the grazing plot than those in the exclosure (grazing-free) plot. Long-term grazing also altered the relative distribution of biomass to leaves, roots and rhizomes. The biomass, coverage and the number of species were lower in the grazing plot by 50–70% in comparison with those in the grazing-free plot. In addition, the long-term grazing substantively decreased the physiological capacities of this grass species, including significantly lower net photosynthetic rate, apparent quantum efficiency, photochemical efficiency of PSII and water use efficiency. Significantly higher stable oxygen isotope ratios (δ ¹⁸O) of the soil water in the grazing plot than those in the grazing-free plot indicated a much higher soil evaporation in the grazing plot because of less litter coverage. Seasonal patterns in the δ ¹⁸O values of the stem water of L. chinensis and three other common species in the grazing and grazing-free plots indicated that plants in the grazing and grazing-free plots might shift their water sources differently from a dry month (June) to a wet month (August). This study illustrated the importance of using different approaches to study the possible responses of grass species in arid regions to human disturbances, such as long-term grazing.