放牧对短花针茅荒漠草原建群种与土壤团聚体特征的影响

以内蒙古农业大学苏尼特右旗荒漠草原的放牧调控实验为平台,通过分析荒漠草原建群种种群结构及土壤团聚体特征,揭示放牧调控下荒漠草原短花针茅(Stipa breviflora)与沉积土壤的潜在联系。结果显示:(1)短花针茅幼龄与成年植株密度显著大于幼苗、老龄前期、老龄期密度;各年龄短花针茅种群密度、生物量均呈现重度放牧处理最高、适度放牧次之、重度放牧最低的规律;(2)短花针茅荒漠草原土壤团聚体分布受团聚体粒径及其与放牧强度的交互作用影响(P0.05);同一放牧处理中,100~250μm植物沉积团聚体含量最高,50μm与50~100μm团聚体含量次之、500μm团聚体含量最小;而裸地土壤团聚体以50μm团聚体含量最高;(3)50μm裸地土壤团聚体含量与50μm植物沉积土壤团聚体含量呈正相关(P0.05),而50μm植物沉积土壤团聚体含量与各年龄短花针茅种群密度、生物量呈负相关,各100μm植物沉积土壤团聚体含量与各年龄短花针茅种群密度、生物量呈正相关。研究认为,放牧降低了各年龄短花针茅种群密度和生物量,削弱了荒漠草地抵抗风蚀和沉降风沙的能力,降低了短花针茅改善基部土壤结构的生态功能,这可能是放牧草地退化过程的重要机制之一。     

荒漠草地短花针茅种群年龄对放牧调控的响应机制

种群结构是植物种群生态学研究的内容之一,对阐明草地生态系统种群特征、更新和稳定性具有重要意义。以内蒙古锡林郭勒盟苏尼特右旗荒漠草原的长期放牧控制实验为平台,通过研究荒漠草原建群种短花针茅(Stipa breviflora)种群年龄结构,试图揭示荒漠草地放牧调控下植物响应机制。结果表明:(1)重度放牧处理使各年龄段短花针茅密度与生物量降低,放牧对A4~A9阶段(21 mm基径≤111 mm)短花针茅影响较明显,密度与生物量基本呈不放牧处理最高、适度放牧处理次之、重度放牧最低的规律;A1阶段(基径≤4mm)短花针茅密度与生物量较低,A3阶段(11 mm基径≤21 mm)、A4阶段(21 mm基径≤31 mm)、A5阶段(31 mm基径≤41 mm)阶段数值较高;(2)短花针茅种群密度与生物量表现出不同的回归关系模式,重度放牧处理短花针茅密度与生物量呈正相关关系,不放牧处理为线性关系,适度放牧则为单峰曲线;仅重度放牧各年龄阶段密度与生物量表现为单峰曲线;(3)短花针茅种子第3天开始发芽,第10天各处理种子发芽率达到50%以上,分别于第3~6、9~11天出现发芽高峰,之后发芽趋于平缓;(4)重度放牧处理下短花针茅稳定性最高,适度放牧处理次之,不放牧处理最低。研究认为,短花针茅种群采取提高产种数及缓慢萌发的方式弥补放牧草地幼苗的高损失,并通过调控各年龄段短花针茅数量维持种群稳定性以来完成其生活史。     

短花针茅生长和繁殖策略对载畜率的响应

生长和繁殖是植物的两个最基本的生命过程,二者之间的资源分配是植物生活史策略的核心问题。为了响应家畜放牧的干扰,草原植物需要不断地在营养生长和生殖生长之间进行调节。试验以内蒙古荒漠草原为研究对象,采用4个载畜率水平完全随机区组试验设计,研究荒漠草原建群种短花针茅(Stipa breviflora)生长和繁殖策略对不同载畜率的响应,对揭示短花针茅应对放牧干扰的响应策略有重要的生态学意义,也可为荒漠草原生态系统的保护和放牧利用提供参考。结果表明:(1)短花针茅种群盖度在轻度放牧区显著增大,在重度放牧区显著降低(P0.000 1),其种群和株丛地上生物量、高度均随载畜率的增大而显著降低(P0.000 1),但密度随载畜率的增大而增大(P0.000 1);(2)轻度放牧区短花针茅的分蘖数(P=0.048)和株丛径(P=0.023)显著高于其他处理,且分蘖节深度随着载畜率的增大而显著变浅(P=0.042);(3)轻度放牧显著增加了短花针茅的种子产量,重度放牧使之显著降低(P0.000 1),且种子生物量占植株地上生物量的比例在轻度放牧区最高(P0.000 1);(4)短花针茅总分枝数和生殖枝数在轻度放牧区最多(P0.000 1),随着载畜率的增大而显著减少,重度放牧显著降低了生殖枝所占比例而显著提高了营养枝的比例(P0.000 1)。短花针茅的生长、分蘖(无性繁殖)和有性生殖在轻度放牧区均显著升高,而随着载畜率的增大而显著降低,说明轻度放牧(载畜率为0.91sheep·hm-2·0.5 a-1)是短花针茅种群的最适载畜率,也是其生长和繁殖的载畜率阈值。     

短花针茅荒漠草原植物的群落组织力及其对重牧的响应

组织力是生态系统健康评价的主要指标之一。短花针茅(Stipa breviflora)荒漠草原研究区位于内蒙古自治区四子王旗查王府一队,该地区干旱、少雨、多风且蒸发量大,主导产业是畜牧业,草地类型为短花针茅+冷蒿(Artemisia frigida)+无芒隐子草(Cleistogenes songorica),多年的超载过牧使该地区草地健康受到严重影响,有必要通过组织力参数及其分级来描述无放牧时各种群占据空间与分享资源的能力,并对比分析重度放牧对其的影响。本研究采用2004—2015年无放牧和重度放牧时植物种群的频率、生物量、高度监测数据,计算了无放牧和重度放牧时的群落组织力,对两种情形下的种群组织力参数进行排序和等级划分,并结合物种特性分析了组织力等级变化的原因。结果表明:相比对照区,重牧时24个物种中有21个物种的种群组织力参数下降,组织力等级变化剧烈,反映出超载过牧导致草原生态系统偏离健康阈,发生严重退化,这也验证了组织力参数分级作为草原生态系统健康评价的指标,具有合理性和实用性。无芒隐子草、驼绒藜(Ceratoides latens)、乳白花黄芪(Astragalus galactites)的组织力参数不降反增,与其躲避采食或耐牧性有关。相比对照区,重牧区无芒隐子草组织力参数显著增加、短花针茅无显著差异、冷蒿显著降低,但3个优势物种的组织力参数仍占据前三位,在群落中的最优地位未发生改变。各物种种群组织力参数的数据与等级,可以作为短花针茅荒漠草原各物种对重牧响应研究的参照指标。     

内蒙古荒漠草原短花针茅叶片功能性状对不同草地经营方式的响应

植物叶片功能性状对不同草地经营方式的适应是一种有效地生态对策。短花针茅(Stipa breviflora)是亚洲中部暖温性荒漠草原的主要建群种,通过调查生长良好的不同龄级短花针茅叶性状,试图揭示荒漠草地利用模式与植物生态响应机制。该研究测量自然叶高(LNH,leaf natural height)、叶长(LL,leaf length)、叶鲜质量(LFW,leaf fresh weight)、叶干质量(LDW,leaf dry weight)、自然叶宽(LW,leaf width)、叶缘距(LED,leaf edge distance)、叶直立度(leaf erection index,LEI)、叶卷曲度(leaf rolling index,LRI)和叶干物质含量(leaf dry matter content,LDMC)等叶性状指标。结果表明,(1)短花针茅的LNH、LL、LFW、LDW、LW、LED等叶性状在灌溉草地几乎都显著大于放牧草地和围封草地。(2)LEI、LFW为生境干扰响应的敏感性状;LW、LDMC为生境干扰响应的惰性性状。(3)Pearson相关分析结果可知,放牧对短花针茅叶性状影响最大。研究认为,短花针茅叶片功能性状对不同草地经营方式的的适应对策,是通过对不同性状的权衡,充分利用环境资源来完成的。     

放牧对荒漠草原建群种和优势种生态位的影响

短花针茅荒漠草原建群种为短花针茅（Stipa breviflora）,优势种为无芒隐子草（Cleistogenes songorica）和碱韭（Allium polyrrhizum）,3个种群地上现存量之和可达群落现存量的60%~80%,其数量消长、时空变化及结构的位移均会引起群落的巨大波动。为明确3个植物种群占有空间资源的能力、相互关系及其受放牧影响的变化规律,以内蒙古苏尼特右旗赛汉塔拉镇1999年建立的荒漠草原教学科研基地建群种和优势种为研究对象,于2012年8月在围封区（CK）和自由放牧区（CG）按样带法和样地法进行取样,运用生态位宽度指数、生态位重叠指数及灰色关联度进行数据分析,结果如下。受放牧影响,短花针茅和碱韭主要通过大幅度调节生态位宽度来保证植物种群存活及其在群落中的地位和作用,变化幅度分别为0.429~0.813和0.235~0.828;而无芒隐子草生态位宽度变化不大（为0.556~0.761）,其对放牧影响的耐受性较强。在生态位重叠方面,短花针茅与无芒隐子草受放牧影响后分别与其他两植物种群重叠程度增加,而碱韭植物种群表现相反;生态位重叠程度变化与种对间的竞争能力有关,也与种对间的亲和能力有关,且存在不对称性。     

典型草原群落特征及种群生态位对土壤类型响应研究——以锡林河流域为例

土壤类型对植物群落特征、种群生态位以及对资源的利用状况有着极大的影响,有关于典型草原不同土壤类型对植被生长影响的研究鲜见报道。为明晰锡林河流域不同土壤类型中种群生态位特征、物种的分布和生长状况,以及对有限资源的利用情况。以12种土壤类型下植物群落为研究对象,利用TWINSPAN群落分类法对研究区植被进行群落分类,运用经典生态位理论,探讨其群落组成的数量特征和各群落中的主要种群(各群落中的建群种+优势种)生态位特征。结果表明,研究区内草原主要划分为5个群落类型,依次为大针茅(Stipa grandis)+羊草(Leymus chinensis)+黄囊苔草(Cares korshinskyi)、羊草+大针茅+糙隐子草(Cleistogenes squarrosas)、羊草+黄囊苔草+灰绿藜(Chenopodium glaucums)、羊草+糙隐子草+灰绿藜、糙隐子草+灰绿藜+猪毛菜(Salsola collina)。群落高度、密度、地上以及地下生物量的最大值分别出现在潜育黑土、石灰性黑钙土、石灰性黑土以及淋溶型栗钙土,其值分别为15.003 cm、707.667 plant·m~(-2)、146.217 g·m~(-2)以及15 700.18 g·m~(-3)。不同土壤类型中,植物高度的差异性最小。羊草占有绝对优势,淋溶型栗钙土中种群比较丰富,普通栗钙土中物种个体占比大,群落间共有种较少。其他土壤类型中,群落间共有种较多,物种个体所占比例较小。羊草和大针茅的生态位总宽度较大;灰绿藜的生态位重叠指数较高,双齿葱(Allium bidentatum)的较低。较高生态位宽度物种之间具有较高的生态位重叠,但在个别环境中,较窄生态位物种也会出现较大生态位重叠。     

春季休牧后放牧强度变化对短花针茅荒漠草原主要植物种群空间分布的影响

为揭示春季休牧后放牧强度变化对短花针茅(Stipa breviflora)荒漠草原主要植物种群空间分布形式、生态位变化和种内个体关系的影响,引入多重分形理论进行分析。结果表明,主要植物种群短花针茅、碱韭(Allium polyrhizum)和无芒隐子草(Cleistogenes songorica)在各处理区的空间分布均存在多重分形特征(计盒维数D0信息维数D1关联维数D2)。短花针茅种群空间分布主要受低密度分布区影响(多重分形谱Δf0),碱韭受高密度分布区影响(Δf0),无芒隐子草空间分布的主导因素由低密度区(Δf0)转为高密度区(Δf0)。春季休牧+夏季重牧+秋季适牧(SA2)处理下的主要植物种群空间分布较春季休牧+夏季适牧+秋季重牧(SA1)处理复杂(多重分形谱宽Δα表现为SA2SA1)。春季休牧能够使短花针茅植物种群生态位宽度、个体间竞争强度增加(分形维数均较CK增大),且增加程度SA2SA1;SA1有利于碱韭和无芒隐子草生态位宽度、个体间竞争强度增加(分形维数D0、D2更趋近于2)。     

鄂尔多斯高原本氏针茅与油蒿群落过渡过程中的植被动态

灌木入侵对草原生态系统结构和功能产生了严重影响,了解其植被动态对草地灌丛化的控制和恢复具有重要意义.在鄂尔多斯高原选取本氏针茅向油蒿群落过渡过程中不同演替阶段的代表性群落类型,采用样方法、刈割法和根钻法,对不同群落的盖度、密度、生物量、凋落物、根系以及物种多样性进行调查和分析.结果表明:从本氏针茅向油蒿群落过渡的过程中,(1)演替阶段经历了本氏针茅群落、本氏针茅+糙隐子草群落、本氏针茅+油蒿群落、油蒿+糙隐子草群落、油蒿+达乌里胡枝子群落、油蒿群落6个群落类型.(2)群落盖度呈现先下降后上升,总密度先下降后升高再下降的趋势,地上、地下生物量及总生物量和凋落物干重在演替过程中总体呈上升趋势.(3)本氏针茅的盖度、密度、生物量和重要值逐渐下降,油蒿则相反.(4)随土层深度的增加,群落内植物根系干重总体上呈下降的趋势.根系干重在0-30 cm土层较为集中,整个演替阶段油蒿群落根系干重分布出现先升高后下降趋势,到第VI阶段根系分布深度可达80-90 cm.(5)物种丰富度指数、Simpson优势度指数、Shannon-Winner多样性指数和Pielou均匀度指数均呈现先升高后下降的趋势.因此,鄂尔多斯高原草地灌丛化较为严重,尽管中度灌丛化阶段群落的盖度、生物量和生物多样性较高,但由于灌木入侵后整个演替阶段盖度、密度、物种多样性等明显下降,草原生态系统的可利用性降低,应将灌丛化草地恢复为本氏针茅为主的草地.     

放牧强度对短花针茅荒漠草原植物群落组成及种间关系的影响

探究不同放牧强度对短花针茅荒漠草原群落植物组成以及种间关系的影响,可为短花针茅荒漠草原制定合理科学的放牧制度提供理论依据。将短花针茅荒漠草原作为研究对象,以围封为对照(CK),设置轻度(LG)、中度(MG)及重度放牧(HG)处理进行植物群落调查,对总体关联指数(VR)和种间联结系数进行分析,结果表明:(1)CK、LG、MG和HG样地中物种数分别为39、34、32、25,表明植物物种数随放牧强度增加而减少;(2)CK和LG的VR指数小于1,MG和HG的VR指数大于1,围封和轻度放牧处理下植物群落整体呈负关联,表现为竞争关系,中度放牧和重度放牧处理下群落整体呈正关联,表现为亲和关系;(3)短花针茅(Stipa breviflora)-无芒隐子草(Cleistogenes songorica)、冷蒿(Artemisia frigida)-银灰旋花(Convolvulus ammannii)在CK样地中呈正关联,在MG样地中呈负关联,在LG、HG样地中无关联;无芒隐子草-木地肤(Kochia prostrata)在CK样地中呈负关联,在MG、HG样地中呈正关联,在LG样地中无关联;短花针茅-木地肤、无芒隐子草-银灰旋花在MG样地中呈正关联,在CK、LG及HG样地中无关联,说明中度放牧可以使物种间的关系由负关联转变为正关联,也可使物种间的关系由正关联转变为负关联。该文可为短花针茅荒漠草原种间竞争、群落稳定性以及生态位的研究提供重要参考。     

围栏禁牧对川西北亚高山高寒草甸群落结构的影响

围栏禁牧4a后,与放牧草地相比较:1)围栏草地物种数量有所下降,群落内出现物种27种,而长期放牧草地为33种.2)围栏草地物种平均高度较高,为20.23cm,群落分层现象明显;放牧草地物种平均高度仅为8.14cm,群落无分层现象.3)围栏草地内,杂草类的盖度(98%)大于禾草类的盖度(14%);放牧草地上,杂草类的盖度(53%)小于禾草类的盖度(56%)。4)围栏草地以禾草为主的优良牧草的生产能力(35.24g/m2)低于放牧草地的生产能力(75.47g/m2).5)围栏草地的地上生物量(272.64g/m2)和地下0～30cm生物量(801.61g/m3)都高于放牧草地的地上生物量(184.84g/m2)和地下0～30cm生物量(683.82g/m3).研究结果表明,围栏草地具有比放牧草地更复杂的群落结构,但其物种组成和优良牧草的生产能力,都低于放牧草地.     

载畜率对荒漠草原群落及植物功能群生物量的影响

以内蒙古短花针茅(Stipa breviflora)草原为研究对象,设置4个载畜率水平的随机区组实验,根据生活型和不同光合途径划分植物功能群,探讨载畜率对群落地上地下生物量和不同功能群生物量的影响。结果表明:群落地上生物量随载畜率的增大而显著降低(P0.05),且二者呈负相关关系,回归方程Y=281.54-53.47X;地下生物量呈"T"字型分布,约80%生物量集中分布在0~20 cm土层中,载畜率对地下生物量及分布无显著影响(P0.05);群落根冠比在7~12之间,随载畜率的增大而显著增大(P0.05)。载畜率对C4植物地上生物量无显著影响(P0.05),但其相对生物量随载畜率的增大而增大,C3植物地上生物量与相对生物量均随载畜率的增大而降低(P0.05)。多年生丛生禾草地上生物量相对稳定,受载畜率的影响差异不显著(P0.05);其相对生物量在群落中最高,且均随载畜率的增大而增大(P0.05);灌木、半灌木和小半灌木的地上生物量随载畜率的增大而减小(P0.05),但其相对生物量除重度放牧显著最低(P0.05)外,其他处理之间无显著差异(P0.05);多年生杂类草、多年生根茎禾草和一、二年生植物地上生物量与相对生物量均随载畜率的增大而显著降低(P0.05),多年生根茎禾草在轻度放牧下就几乎消失,而一、二年生植物在重度放牧下消失。     

刈割时间对典型草原建群植物大针茅种群特征的影响

通过测定不同刈割时间处理(不刈割、8月1日刈割、8月16日刈割、8月31日刈割)下锡林郭勒盟典型草原大针茅(Stipa grandis)种群地上生物量和高度、密度、盖度、分枝数、每枝叶片数等5种个体性状以及大针茅种群粗蛋白含量、中性洗涤纤维、酸性洗涤纤维等营养物质含量之间的差异性及各项指标之间的相关性,为探究不同的刈割时间对锡林郭勒盟典型草原建群植物大针茅种群特征的影响提供理论依据,也为草地生态系统的合理利用提供技术支持。结果表明:不同时间刈割对典型草原大针茅种群特征有显著的影响。与不刈割对照相比,8月16日刈割处理大针茅种群的密度和盖度均达到最大值,分别为45.28%和16.64%;8月1日刈割处理大针茅种群的株高、分枝数、每枝叶片数等个体性状,生物量及营养物质含量均达到最大值;大针茅种群的生物量与植株高度、分枝数之间存在极显著的正相关关系(r~2=0.5130、P0.0001;r~2=0.9075、P0.0001),与盖度之间存在显著的正相关关系(r~2=0.3498、P0.05);大针茅的高度、分枝数、密度、盖度之间具有相互影响的内在关联性(P0.05)。     

内蒙古温带荒漠草原地上、地下生物量碳分配格局

草原生物量碳的估算往往基于大规模的空间采样,忽略了草原的群落组成和空间差异,可能影响评价结果的准确性。研究选择内蒙古温带荒漠草原10种不同典型群落类型,测定地上、地下生物量碳密度,探讨不同群落类型地上、地下生物量碳分配特征,最后对草原地上、地下生物量进行评估。主要结论如下:(1)温带荒漠草原以35.18×10~6 hm~2的面积,贡献了120.44 Tg的生物量,其中地上生物量15.67 Tg,地下生物量104.78 Tg;(2)温带荒漠草原的平均生物量碳为406.75 g·m~(-2),其中白刺群落的地下生物量碳最高[(921.58±354.29) g·m~(-2)],不同群落的地上生物量碳差异不显著(P 0.05);(3)温带草原的平均根冠比为4.79,其中荒漠草原根冠比较高,为6.69;(4)地下生物量碳沿不同土层的分布特征可分成指数型和抛物线型2类。多根葱、红砂、霸王、戈壁针茅、沙生针茅、冷蒿、中间锦鸡儿以及小叶锦鸡儿等群落属于指数型,其地下生物量碳集中在0～10 cm土层,拟合曲线为指数函数;白刺和梭梭群落属于抛物线型,其地下生物量碳主要分布在0～10和20～40 cm土层,分布曲线符合二次函数。对草原地上-地下生物量碳开展评估,针对草原不同群落分别作曲线拟合,可以得出更为科学的生物量碳分配数据,为草原生态管理提供有力的理论支持。     

不同放牧制度下短花针茅荒漠草原植物种群作用和种间关系分析

以短花针茅荒漠草原植物种群为研究对象,采用2×2列联表法和灰色关联分析方法,探讨植物种群地位和作用及种间关系在不同放牧制度下的变化。结果表明,放牧会使建群种短花针茅（Stipa breviflora Griseb.）重要值增大,使碱韭(Allium polyrhizum Turcz. ex Regel)的重要值减小;轮牧有利于无芒隐子草(Cleistogenes songorica (Roshev.) Ohwi)在群落中的地位和作用增加,自由放牧则相反。植物群落种间关系正联结强度表现为禁牧区(CK)>划区轮牧区(RG)>自由放牧区(CG),负联结种对数的多少表现为CK相似文献   

黄土高原4种乡土牧草群落的α多样性

以群落最小面积为取样单位，调查了白羊草、达乌里胡枝子、无芒隐子草和冰草4种群落的生态学基本特征，确定α多样性的13个指数．结果表明：Margalef与Menhiniek指数及PieLou与Heip指数之间相关性显著．进一步分析发现，本地区4个群落多样性按照大小排序分两类：一类是Menhiniek、PIE、Heip指数等，由大到小依次为冰草、无芒隐子草、达乌里胡枝子和白羊草群落，与各群落在演替中的顺序相同；另一类是Fisher指数和物种总数，排序在达乌里胡枝子和白羊草群落发生了变化．结合其他生态学特征可以得出以下结论：造成白羊草、达鸟里胡枝子群落生物量大，建群种在群落中优势明显这一现象的原因是其凭借较强的竞争能力优先占有生态化，使伴生种和稀有种的发展受到约束从而生长困难，致使有限的资源可集中利用．表明在生境恶劣的黄土高原，竞争能力决定物种对生态位的占有程度．图3表5参35     

贺兰山蒙古扁桃灌丛根际土壤AM真菌群落多样性特征研究

耐旱灌木和草本植物是贺兰山中低海拔的重要植被类型,揭示其根际土壤丛枝菌根真菌（arbuscular mycorrhizal fungi,AMF）群落多样性及其影响因子,对于贺兰山干旱半干旱地区生态系统功能的稳定,植被的生长发育及健康发展具有重要意义。以贺兰山低海拔区蒙古扁桃-短花针茅群落（G×S-S,G×S-G）为研究对象,设置群落内去除灌木蒙古扁桃（Prunus mongolica）的短花针茅（Stipa breviflora）(G)和去除草本植物的蒙古扁桃（S）两种对照处理,利用高通量测序方法研究其根际土壤AMF群落结构与多样性差异及其与环境因子间的相互关系。结果表明：G×S-G和G×S-S的根际土壤pH、有机质、全氮、速效磷和速效钾含量最大,碱解氮和全磷含量次于G,根际土壤AMF群落α多样性指数最大,除全氮外呈显著性差异（P<0.05）,符合灌丛“沃岛”效应。根际土壤AMF共获得174个操作分类单元（operational taxonomic unit,OTU）,隶属于1门4纲6目10科10属63种,优势属为球囊霉属（Glomus）,平均占比为99.26%,两性球囊霉属（A...     

吉林西部草地生态系统不同退化演替阶段土壤有机碳变化研究

草地盐碱化是吉林西部典型的生态环境问题。针对吉林西部具有＂羊草群落（Leymus chinense）→羊草-虎尾草群落（Carex duiuscula）→羊草-碱茅群落（Puccinellia distans）→碱蓬群落（Suaeda glauca）＂直至退化为盐碱地的逆向演替规律,本文选取大安市姜家甸草场为典型区进行野外样地调查,收集不同演替阶段植物样品30份,土壤剖面样品100份,表土样品40份,监测群落生态特征、土壤理化性质,计算土壤有机碳储量。分析结果表明：随着退化演替的进行,羊草-虎尾草群落的多样性指数、植被生物量、土壤有机质最高,土壤含水率及全N指数逐渐降低,土壤的pH值及土壤容重升高,土壤有机碳含量在0～100cm各土层呈现出先升高再降低的趋势,其中0～40cm内变化显著,50～100cm内相差不大,1m土壤有机碳密度从羊草群落的75.37t·hm-2升高到羊草-虎尾草群落的76.11t·hm-2,至盐碱地减少到52.21t·hm-2,约减少30%。研究结果对吉林省合理放牧、草地固碳量的增加和土壤碳储量的提高都有指导意义。     

极端干旱对荒漠草原群落物种多样性和地上生物量碳氮的影响

极端干旱及其对植物群落物种多样性的影响是气候变化及其影响评估的重要内容之一,而有关干旱荒漠草原区气候变化与植物群落多样性及其功能关系的研究鲜见报道。为明晰极端干旱对荒漠草原物种多样性和地上生物量的影响,利用野外极端干旱处理试验平台,研究了荒漠草原沙生针茅群落物种多样性和地上生物量及其碳、氮密度对极端干旱的响应特征。结果表明,极端干旱改变了荒漠草原沙生针茅(Stipa glareosa)群落的物种组成,进而使物种多样性发生变化。在8月份,生长季5-8月截雨66%和6-7月干旱60 d两种极端干旱处理都降低了群落的Shannon-Wiener指数和物种丰富度指数。两种极端干旱处理使地上现存生物量较对照降低了50%以上(P0.05)。生长季5-8月截雨66%干旱处理使凋落物生物量较对照降低了61%(P0.05),同时使凋落物生物量的碳氮密度显著低于对照。两种极端干旱处理使地上现存生物量的碳氮密度显著低于对照。因此,极端干旱不仅改变了荒漠草原群落的物种组成,而且改变了地上生物量,影响了植被碳氮密度,从而减弱荒漠草原植物群落地上部分的碳氮汇功能。     

短花针茅荒漠草原甲烷通量对增温和施氮的响应

全球变化是多个因子发生变化的过程,土壤CH_4通量对全球变化的响应是多个因子对土壤CH_4通量影响的综合体现。近年来,内蒙古地区大气温度不断升高,大气氮沉降量不断增加,因此,研究增温和氮沉降对草地生态系统土壤CH_4通量的影响对全球碳收支平衡具有重要意义。为了研究增温、氮沉降及其交互作用对短花针茅(Stipa breviflora)荒漠草原土壤CH_4通量的影响,2013─2014年生长季(5─10月)采用静态箱法,对长期(2006年以来)增温和施氮条件下土壤CH_4通量进行测定,同时连续监测了10 cm土壤温度和土壤湿度。结果表明:在增温区,土壤温度和土壤湿度均会显著增加,而在施氮区,土壤湿度则会显著降低(P0.000 1)。生长季短花针茅荒漠草原土壤CH_4的平均吸收量为40.2~50.5μg·m~(-2)·h~(-1),年份会对土壤CH_4的吸收产生显著影响(P=0.009 7),但增温、施氮及其交互作用对土壤CH_4的吸收均无显著影响(P0.05)。在年际间,土壤CH_4的吸收与土壤温度间的关系不同,2013年二者呈显著的线性相关(P=0.029 1),而2014年二者呈显著的二次多项式关系(P=0.039 6);土壤CH_4的吸收与土壤湿度仅在2013年呈显著的二次多项式关系(P=0.012 4),2014年二者之间没有明显关系。土壤温度和土壤湿度或月降水量共同对土壤CH_4吸收变化的解释能力(R~2:0.37~0.76)高于单因子(R~2:0.20~0.34)。该研究表明在生长季短花针茅荒漠草原大气CH_4以汇为主;大气增温和氮沉降对短花针茅荒漠草原土壤CH_4的吸收无影响。