切根和浅耕翻措施对退化草地生长季土壤性质及植物群落的影响

草地退化是我国主要生态问题之一,研究草地不同改良措施的生态效应对于科学有效地恢复草地生态系统具有重要意义。以切根、浅耕翻两种典型改良措施为对象,在内蒙古锡林郭勒盟毛登草原内蒙古大学生态学研究基地研究了两种改良措施对土壤硝化速率、羊草群落植物生物多样性和生物量的影响。结果表明:与对照相比,浅耕翻措施显著降低了土壤硝化速率(P0.05),切根措施对土壤硝化速率有提高效果,且土壤硝化速率呈现出明显的时间动态,土壤硝化速率6月份显著最高、9月份显著最低;浅耕翻措施显著降低了羊草群落植物多样性和生物量(P0.05),而切根处理则显著提高了羊草群落植物多样性(P0.05),切根处理对植物生物量提高有作用但效果不显著。研究结果表明不同草地恢复措施显著影响了土壤性质和植物群落,在短期内,浅耕翻措施不是草地恢复的有效措施,而切根处理有助于提高退化草地生物多样性。     

High ecosystem multifunctionality under moderate grazing is associated with high plant but low bacterial diversity in a semi-arid steppe grassland

Plant and Soil - Current studies on the relationship between biodiversity and ecosystem functioning have mostly focused on plant communities. Less is known about the individual and combined effects...     

农牧交错区面临的问题及其解决的途径——以内蒙古多伦县为例

对农牧交错区典型地段内蒙古多伦县存在的问题及解决途径进行了研究．结果表明,产业结构不合理。要求多伦必须走压缩一产(主要指规模)提高二产和鼓励发展三产的经济发展道路,并着重提高生产效益．土地利用结构不合理,要求必须减少耕地面积,扩大林地、草地面积．在资源利用上,应着重抓好水资源的合理利用,发挥农牧区资源互补的优势,发展高效益、集约型的农牧业．     

退化羊草草原在浅耕翻处理后植物群落演替动态研究

 在中国科学院生态中心草原站利用统计方法研究了退化羊草（Leymus chinensis）草原浅耕翻后群落演替规律。通过对18年数据的分析,结果表明：由于过度放牧而退化的羊草草原在浅耕翻处理后群落密度恢复较快,尤其是羊草与处理前相比已有很大变化,从而使群落得到了恢复。群落植物种的多样性、均匀性指数在这18年中均呈抛物线状分布。羊草、冰草（Agropyron michnoi）、变蒿（Artemisia commutata）、黄蒿（A．scoparia）、星毛委陵菜（Ｐotentilla　acaulia）的生物量与多样性指数和均匀性指数有显著的相关性。羊草的相对密度在第五年达到最高水平,然后逐渐下降,自第十五年后羊草的相对密度基本趋于平衡,其重要值呈单峰型曲线。退化羊草草原18年恢复过程可划分为4个阶段：第一阶段（1～3年）为根茎禾草+一、二年生杂类草群落,第二阶段（4～9年）为纯羊草群落 ,第三阶段（10～13年）为羊草+冰草+多年生杂类草过度型群落,第四阶段（14～18年）为羊草+冰草+丛生禾草、多年生杂类草群落。经过处理后18年的恢复演替,退化群落仍未恢复到原生群落,演替将继续进行。     

放牧和刈割对内蒙古典型草原大型土壤动物的影响

采用连续3年全季节放牧、3种季节性轮牧、秋季刈割和不利用对照6种处理, 研究了内蒙古典型草原大型土壤动物群落特征.调查在春、夏和秋3个季节进行,共捕获大型土壤动物597只,隶属于2门4纲11目,49个类群.结果表明: 全季节放牧导致土壤动物的个体密度、生物量和多样性降低;而刈割的影响相对较轻,土壤动物的个体密度、生物量和多样性甚至有提高趋势.3种季节性轮牧处理中,夏季和秋季放牧2次处理对土壤动物群落个体密度、生物量和多样性等指标的负面影响较轻.刈割管理对退化典型草原大型土壤动物群落的恢复较为有利;夏季和秋季放牧2次处理对大型土壤动物群落的负面影响较轻,是较理想的草地可持续管理措施.     

草原群落生物量和土壤有机质含量对改良措施的动态响应

基于1983年开始的改良恢复长期观测试验, 研究了在排除干扰的围封保护下, 不同恢复改良措施对内蒙古退化羊草(Leymus chinensis)草原群落地上生物量和土壤有机质含量动态变化过程的影响, 改良恢复措施包括浅耕翻、耙地和自然恢复。结果表明: (1)地上生物量在前期(1983-1991年)的动态变化特征为自然恢复处理显著低于浅耕翻处理, 耙地处理与其余两个处理没有显著差异。中期(1992-2006年)各处理之间无显著差异; 后期(2007-2014年)为自然恢复>耙地>浅耕翻, 且自然恢复与浅耕翻处理之间有显著差异。(2) 0-10 cm土壤有机质含量在前期的动态变化特征为浅耕翻>耙地>自然恢复, 且处理之间有显著差异, 自然恢复、浅耕翻、耙地处理相对1983年土壤有机质分别增加了21%、45%、37%; 中期和后期自然恢复处理显著大于浅耕翻处理, 耙地处理介于两个处理之间且与二者没有显著差异。中期自然恢复、浅耕翻、耙地处理有机质含量相对1983年分别增加了61%、46%、57%, 后期分别增加了67%、51%、62%。(3) 10-30 cm土壤有机质在前期浅耕翻>自然恢复>耙地, 且各处理之间有显著差异; 中期和后期各处理之间无显著差异。总之, 应依据恢复目标的不同, 选择不同的改良措施。在短时间尺度上, 浅耕翻有利于退化羊草草原生产力和土壤有机碳的快速恢复, 而长时间尺度上自然恢复和耙地的效益更明显。     

The shift in the abundance of two Stipa species in response to land use change is associated with their divergent reproductive strategies

Aims The divergent changes of plant species under land use changes are key mechanisms underlying vegetation succession.Stipa grandissteppe andStipa kryloviisteppe are two plant communities widely distributed on the Mongolian Plateau. They have been speculated to be able to succeed into each other under different land use types and intensities based on the observations on their presence and abundance at the sites with different land use history. However, no direct evidence, neither the underlying mechanisms, have been reported for this speculation. Here, we verified this speculation and explored the underlying mechanisms in the typical steppe region of Inner Mongolia.     

割一年休一年割草制度下羊草群落植物多样性动态变化

利用1982—2002年样方观测资料,对典型草原区羊草草原群落割一年休一年刈割处理过程中的植物多样性变化规律及引起这些变化的主要植物种群进行了研究。结果表明:建群种羊草的个体数量先下降然后略有上升,但总体呈下降趋势;偶见种和伴生种增加,但组成有所不同。就群落多样性而言,多样性指数和均匀性指数均呈现一个明显高峰值的单峰曲线,物种分布的均匀度是影响多样性指数变化的主要因子。群落主要植物种群密度、生物量与多样性指数存在显著的相关关系,这与它们在群落中的作用有关。     

季节放牧下内蒙古温带草原羊草根茎叶功能性状的权衡

放牧是草地主要利用方式之一,不同季节放牧通过影响草地功能性状间的权衡从而影响牧后再生及补偿性生长。通过测定内蒙古温带草原优势种羊草(Leymus chinensis)的株高、节间距和分蘖数等软性状及气体交换、抗氧化酶系统和根茎叶渗透调节物质的含量等硬性状,分析了不同季节放牧处理下羊草功能性状的变化及其权衡关系。结果表明,3年短期放牧处理下,类连续放牧(T1)比春季放牧样地(T2)羊草表现出更强的避牧性与耐牧性。类连续放牧与春季放牧样地羊草软性状及光合特性表现出一致性,6月放牧干扰降低了羊草的净光合速率(P_n),8月放牧干扰通过增加电子传递速率(ETR)及光系统Ⅱ(PSⅡ)分配于光化学反应(P)的比值等增大P_n。但春季放牧样地羊草株高较高,且光合产物较多分配于叶片,导致大量有机物质被啃食,不利于牧草再生。而类连续放牧羊草将较多的有机物质分配于根茎,有利于牧草根系吸水及牧后再生。因此,3年短期放牧处理下,类连续放牧更有利于牧草再生及草原的可持续利用。     

适度放牧增加内蒙古典型草原甲烷氧化菌丰度和甲烷吸收

微生物氧化是大气甲烷唯一的生物汇.认识草原甲烷(CH₄)通量对不同利用方式的响应是制定低碳高效草原管理体系的基础.本研究通过测定内蒙古中部典型草原在放牧、割草和围封管理下生态系统的CH₄通量和土壤甲烷氧化菌丰度,旨在确定不同利用方式对内蒙古典型草原生态系统CH₄吸收的影响,验证甲烷氧化菌功能基因(pmoA)丰度调控CH₄通量.测定草原是连续5年实施4种不同利用处理的试验草原,4个处理为全植物生长季(5—9月)放牧(T₁)、春夏5月和7月放牧(T₂)、秋季割草(T₃)和围封禁牧(T₀).在测定植物生物量和土壤理化特征的基础上,采用静态箱置法测定草原植物生长季CH₄通量,采用分子技术测定草原表层土壤甲烷氧化菌pmoA功能基因的丰度.结果表明: 放牧显著促进CH₄吸收,增加甲烷氧化菌丰度(即每克干土pmoA功能基因拷贝数),其在生长季的变化范围是6.9×10⁴~3.9×10⁵.T₁处理下植物生长季的CH₄平均吸收量为(68.21±3.01) μg·m^-2·h^-1,显著高于T₂、T₃和T₀处理22.1%、37.5%和30.9%.草原CH₄吸收与甲烷氧化菌丰度呈极显著正相关,与土壤砂粒占比呈显著正相关,而与土壤粉粒占比、土壤水分含量、土壤铵态氮和硝态氮含量,以及植物地上生物量呈显著负相关.表明不同利用方式下内蒙古典型草原都是CH₄的汇,而适度放牧可增加草原土壤砂粒占比,降低土壤无机氮含量和植被生物量,提高土壤甲烷氧化菌丰度和CH₄吸收.本结果对制定低排放草原管理体系具有重要意义.