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   

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。     

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。     

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。     

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)。     

短花针茅荒漠草原生态系统净碳交换对载畜率的响应

草地生态系统作为中国最大的陆地生态系统,其碳循环的动态变化在全球碳收支平衡中扮演着重要角色。为探讨短花针茅(Stipa breviflora)荒漠草原净CO_2交换的日变化和季节变化特征,阐明放牧及土壤温度和湿度的季节性变化对生态系统净CO_2交换的影响,采用便携式光合仪LI-6400(LI-COR,USA)和密闭式箱法于2013—2014年生长季(5—10月)测定了对照(CK)、轻牧(LG)、中牧(MG)和重度放牧(HG)4个处理的生态系统净碳交换。结果表明:短花针茅荒漠草原净CO_2交换具有明显的日变化规律。净碳交换的日动态主要受气温影响,昼间净碳吸收随温度升高而降低,甚至出现碳释放;夜间随气温降低,生态系统呼吸减弱。整个生长季,短花针茅荒漠草原表现为碳汇,在植物生长季的高峰期,净碳吸收达到峰值(-2.96mol·m~(-2)·s~(-1))。年际间生态系统净碳交换差异显著(P0.000 1),净碳交换主要受降水调控。净碳吸收与土壤温度在两年间均呈显著的二次多项式关系(P0.01),而与土壤湿度的关系则是2013年为显著的线性关系(P0.000 1),2014年为显著的二次多项式关系(P0.01)。土壤温度对生态系统净CO_2交换变化的解释能力为0.31~0.36,而土壤湿度对生态系统净CO_2交换变化的解释能力为0.26~0.51。HG区净碳吸收速率(-0.66mol·m~(-2)·s~(-1))显著低于CK区(-1.65mol·m~(-2)·s~(-1))。放牧减弱了荒漠草原的固碳潜力。     

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。     

不同放牧强度下川西北高寒草地植物功能群特征变化

放牧是川西北高寒草地最主要的生产方式，过度放牧可能造成草地生态功能的严重退化，但不同强度的放牧如何逐步引起草地植物群落演变与生态功能退化还未得到深入研究.调查当地长期放牧形成的梯度(围栏禁牧：长期围栏，NG；轻牧：1牛/hm²,LG；中牧：2牛/hm²,MG；重牧：3牛/hm²,HG)，研究生长盛期不同放牧强度下植物群落与功能群组成、多样性、生物量及其分配的变化，以理解放牧对草地植物的潜在影响和退化过程，为高寒草地生产实践的适应性管理提供理论基础.结果表明，随着放牧强度增加，群落高度出现显著下降；HG样地群落密度显著小于其他3个处理(P <0.05).群落Margalef指数、Shannon-Wiener指数、Simpson指数、Pielou指数呈单峰变化，LG样地最大，HG样地最小. LG样地植物地上生物量显著大于NG、MG和HG样地(P <0.05);NG样地植物地下生物量显著小于LG样地，但显著大于HG样地(P <0.05)；各处理间总生物量存在显著差异(P <0.05),LG样地总生物量最...     

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。     

根分泌物2,4-二叔丁基苯酚对短花针茅荒漠草原土壤细菌群落的影响

植物根系分泌物对调节根际微生物群落、改善根际微环境以及植物群落中的种间相互关系均具有重要的作用。为探究内蒙古荒漠草原优势植物根分泌物中酚酸类组分2, 4-二叔丁基苯酚(2, 4-BDP)对根际微生物的影响,设置4组不同质量浓度处理研究2, 4-BDP对荒漠草原土壤细菌群落的影响,即CK(0mL·g~(-1))、LG(2.5mL·g~(-1))、MG(7.5mL·g~(-1))和HG(12.5mL·g~(-1)),并于25℃下培养3周后,采用IlluminaMiseq高通量测序技术对土壤中细菌16SrDNA的V3-V4区域进行了测定。结果表明:荒漠草原土壤中优势菌酸杆菌门(Acidobacteria)的丰度随2, 4-BDP浓度增加而显著降低(P0.05),各处理中其丰度表现为CK (45.93%)LG (32.06%)MG (13.62%)HG (4.47%);放线菌门(Actinobacteria)和厚壁菌门(Firmicutes)的丰度随2, 4-BDP浓度增加而显著增加(P0.05),其中,放线菌门的丰度表现为CK (3.14%)LG (5.67%)MG (26.26%)HG(40.11%),厚壁菌门的丰度表现为CK (1.66%)LG (1.85%)MG (15.48%)HG (28.10%);而变形菌门(Proteobacteria)的丰度表现出低促高抑的浓度效应,各处理中其丰度表现为MG (32.87%)LG (30.73%)CK (19.97%)HG (18.05%)。当2, 4-BDP浓度为2.5mL·g~(-1)时,土壤细菌多样性和丰富度无显著变化,优势细菌属Gp4、Gp6、Gp25、Gp7的丰度显著降低,而Pseudomonas、Rhizobium、Sphingomonas和Bacillus等根系促生菌的丰度显著增加,有助于改善土壤中细菌群落结构。当2,4-BDP质量浓度达7.5mL·g~(-1)和12.5mL·g~(-1)时,就会对部分细菌产生抑制作用,土壤中细菌多样性显著降低,不利于土壤健康发展。     

短花针茅(Stipa breviflora)叶片δ~(13)C对载畜率的响应

叶片δ~(13)C值、养分含量等特征体现了植物为获取最大碳收获所采取的生存适应策略,同时δ~(13)C值还可以指示植物的长期水分利用效率,了解荒漠草原短花针植物的水分及资源利用策略有助于人们掌握其生长机制,对分析短花针茅应对干扰的生态对策有重要意义。采用稳定性碳同位素技术,通过测定荒漠草原短花针茅(Stipa breviflora)叶片稳定性同位素值(δ~(13)C),结合植物叶片碳(C)、氮(N)、碳氮比(C/N)、水分含量(LWC)等生理指标,探讨不同载畜率下短花针茅叶片的适应机理。结果表明,短花针茅叶片δ~(13)C值随放牧强度的增大而显著减小(P=0.041),其中对照处理为-26.8‰,轻度放牧处理为-27.2‰,中度和重度放牧处理分别为-27.4‰和-27.5‰,表明随着放牧强度的增大,植物的水分利用效率降低。随着放牧强度的增大,短花针茅叶片N质量分数增大(P=0.003),从对照到重度放牧处理依次为2.1%、2.3%、2.5%和2.7%;C质量分数减小,但不显著(P=0.076),从对照到重度放牧处理依次为46.3%、46.1%、46.1%和45.3%;C/N显著降低(P=0.004),对照到重度放牧处理依次为26.1%、20.7%、19.6%、18.5%,表明随着放牧干扰的增强,植物积累有机物质及资源利用能力下降。相关分析发现短花针茅叶片δ~(13)C值与N质量分数呈显著负相关(r=-0.690,P0.05),与C质量分数、C/N呈显著正相关(r=0.565,r=0.668;P0.01);叶片δ~(13)C值可指示植物有机物质的积累和资源利用能力。     

放牧对内蒙古荒漠草原土壤理化性质和有机碳组分的影响

为了揭示放牧扰动下荒漠草原土壤有机碳组分变化特征,通过野外调查与室内分析相结合的方法,以围封样地为对照(NG),选择轻度(LG)、中度(MG)、重度(HG)放牧退化草地,连续2年开展放牧强度对荒漠草原土壤有机碳组分的影响,为北方草地生态保护和优化管理提供有效的科学支持。结果表明:随着放牧强度的增加,荒漠草原丰富度指数(12.3~18.9)、均匀度指数(1.03~1.68)、多样性指数(0.35~0.79)呈先增加后降低趋势,大致表现为MGLGNGHG,而优势度指数(2.56~4.23)呈相反的变化趋势。随着放牧强度增加,地上生物量(158.2~221.3 g·m~(-2))和地下生物量(126.9~152.3g·m~(-2))均呈递减趋势,土壤容重随放牧强度的增加而增加,而总孔隙度随放牧强度的增加而减小。土壤微生物量碳(MBC)、易氧化有机碳(EOC)、颗粒有机碳(POC)、轻组有机碳(LFOC)和水溶性有机碳(WSOC)明显受放牧强度的的影响,呈现出一致性规律,大致表现为MGLGHGNG。ω(EOC)/ω(SOC)比例和微生物商[ω(MBC)/ω(SOC)]随放牧强度的增加呈先增加后降低趋势,其中MG显著高于NG、LG和HG(P0.05),NG、LG和HG差异不显著(P0.05)。相关分析表明,地下生物量与土壤活性有机碳组分呈显著正相关(P0.05),其相关系数绝对值最大,是影响荒漠草原土壤活性有机碳组分变化的重要影响因素。     

荒漠草原主要植物种群生态化学计量学特征季节变化

以内蒙古高原荒漠草原为研究对象,对其主要植物种群短花针茅(Stipa breviflora)、无芒隐子草(Cleistogenes songorica)、碱韭(Allium polyrhizum)、银灰旋花(Convolvulus ammannii)、栉叶蒿(Neopallasia pectinata)的生态化学计量学特征进行了研究,探讨不同阶段主要植物种群的生态化学计量学特征及变异系数,揭示荒漠草原不同物种、不同发育阶段w(C)、w(N)、w(P)及其计量关系,以期为大尺度、大范围的生态化学计量学研究提供依据。结果表明,荒漠草原主要植物种群w(N)/w(P)均小于14,生长主要受到N素的限制。植物w(C)、w(C)/w(N)的季节变异范围较小,分别为2.58~14.09、14.85~29.92,表现出较强的内稳性;植物P的变异范围为26.39~51.56,植物N的变异范围为18.39~36.51,植物w(C)/w(N)、w(C)/w(P)的变异范围分别为14.85~29.92和26.29~43.38。短花针茅全氮的变异系数最大,为36.51%。无芒隐子草w(C)、w(P)、w(C)/w(P)和w(N)/w(P)的变异系数均为最高,分别为14.09%、51.56%、43.38%和37.19%。w(C)/w(N)的变异系数以短花针茅最高,为29.92%。各物种叶片w(N)、w(P)含量均表现出在生长初期显著大于其他生长时期(P0.05),叶片w(C)表现为生长初期低于生长后期,叶片w(C)/w(N)和w(C)/w(P)随生长季推移逐渐升高。植物叶片w(C)、w(N)及w(C)/w(N)、w(C)/w(P)、w(N)/w(P)主要受植物种类的影响,其次为植物种类与月份之间的交互作用,最后为月份的影响,而植物w(P)含量主要受月份的影响。     

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。     

短花针茅荒漠草原不同组织尺度地上生物量北大核心CSCD

以内蒙古短花针茅荒漠草地生物量为研究对象,比较分析个体、种群、功能群、群落尺度地上生物量的关联与变异.结果显示:(1)个体尺度上,高产草地的兴安胡枝子生物量最大,为(22.96±7.31)g/株,羊草生物量最小,为(0.16±0.69)g/株;种群尺度上,兴安胡枝子生物量较小,羊草的生物量较大;在功能群尺度上,兴安胡枝子生物量在灌木、半灌木该功能群的权重值为0.144,羊草的生物量在多年生禾草的权重值为0.303.(2)种群尺度上短花针茅在低产草地生物量最高(80.33 g/m2±5.15 g/m2),在个体尺度生物量同样最高(6.99 g/株±0.68 g/株);蒙古葱在种群尺度下生物量最低(0.12 g/m2±0.10 g/m2),在个体尺度下也最低(0.01 g/株±0.05 g/株).(3)高产草地的变异系数均值几乎都大于低产草地的变异系数均值,且随个体、种群、功能群、群落尺度的递进呈现下降趋势.本研究表明,从植物不同组织尺度研究短花针茅荒漠草原地上生物量,能够更好地揭示群落生物量置配过程和资源利用,这对于不同地区物种潜在规律的比较以及科学地实施区域生态系统保护具有重要意义.     

增温对荒漠草原植物群落组成及物种多样性的影响

以短花针茅荒漠草原为研究对象,通过采用远红外线辐射器模拟增温的方法,探讨了增温对荒漠草原植物群落结构及生物量和物种多样性的影响。结果表明：由于远红外线辐射器的增温作用,在2012年整个生长季内,增温样地10、20、30 cm土壤平均温度与对照样地相比,平均增加了0.39、0.38、0.31℃;各土层土壤含水量较对照平均减少0.76%、0.73%、0.60%。受温度升高及土壤含水量减少的影响,模拟增温6个生长季后,与对照样地相比,群落的高度整体增加,密度、盖度、频度表现为部分物种增加和部分物种减少的趋势,冷蒿（Artemisia frigida）等物种的重要值下降,阿氏旋花（Convolvulus ammanii）等物种的重要值上升,但是增温没有明显改变植物群落的组成。同时,增温处理使荒漠草原禾草的盖度减少,杂类草的盖度增加,半灌木和一两年生植物分盖度未发生明显变化;增温使地上地下生物量出现了不同程度的减少,在0~30 cm土壤深度地下生物量分配中,增温样地0~10 cm分配比例（81.23%）小于对照（86.07%）,10~20 cm分配比例（11.55%）大于对照（9.16%）;20~30 cm 分配比例（7.22%）大于对照（4.77%）,增温使得地下生物量分配格局向深层转移。增温后,增温样地植物Shnnon-Winener指数降低,Pielou均匀度指数升高,温度升高使荒漠草原植物群落的均匀度增加,但并没有提高草地植物的物种多样性。     

放牧扰动对锡林郭勒典型草原植被特征及土壤养分的影响

为了揭示放牧扰动下典型草原群落植被特征和土壤养分变化特征,以典型草原羊草(Leymus chinensis)群落为研究对象,以围封样地为对照(NG-No grazing),选择轻度(LG-Light grazing)、中度(MG-Middle grazing)、重度(HG-Heavy grazing)放牧退化样地开展放牧强度对典型草原植被特征及土壤养分的影响,为典型草原的退化演替机理研究提供依据。结果表明,随着放牧强度的增加,典型草原丰富度指数、均匀度指数、多样性指数呈先增加后降低趋势,在中度放牧区达到最大值,表现为MGLGNGHG;而优势度指数呈相反的变化趋势。随着放牧强度增加,地上生物量和地下生物量均呈递减趋势,与NG相比,HG、MG和LG植物地上生物量(AGB)和地下生物量(BGB)显著降低,分别降低了28.52%、14.39%、4.71%和19.19%、3.26%、0.52%。土壤容重(BD)随放牧强度的增加而逐渐增加,具体表现为HGMGLGNG;土壤总孔隙度(TP)随放牧强度的增加而逐渐减小(NGLGMGHG),其中LG与NG差异不显著(P0.05)。不同放牧梯度下,土壤有机碳(SOC)、全氮(TN)和全钾(TK)均呈现出一致的变化规律,表现为NGLGMGHG;不同放牧强度下土壤全磷(TP)差异均不显著(P0.05)。冗余分析(RDA)结果显示,沿着RDA的第1排序轴,随着显著性影响因子(土壤养分各指标)的增加,丰富度指数、多样性指数、优势度指数逐渐上升,并且丰富度指数、多样性指数、优势度指数与土壤容重呈负相关,排序轴可反映土壤因子的梯度变化特征。综合分析表明,禁牧可以改变典型草原植被特征,提高土壤养分含量,有利于遏制草原植被和土壤的退化。     

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StbCRY1和StbCRY2基因克隆与表达差异分析

短花针茅（Stipa breviflora）是荒漠草原的优势物种,兼具优秀的饲用价值和稳固水土的重要作用,其生殖生长受外界环境的影响较大。探究野外短花针茅生长发育过程中的CRY1、CRY2蛋白对不同环境条件的响应关系,可以为进一步研究蓝光受体隐花色素在不利环境条件下短花针茅生长发育中的调控机制提供有用的信息。以短花针茅转录组数据为基础,利用RACE技术得到生物钟相关基因StbCRY1和StbCRY2 ORF,其编码区分别为2 695 bp和2 176 bp。二者编码酸性蛋白质,皆是亲水蛋白质。Stb CRY1蛋白具有Phr B结构域和Cry-C结构域,Stb CRY2蛋白具有PhrB结构域。进化树分析表明短花针茅CRY1蛋白与野生二粒小麦（Triticum dicoccoides）和普通小麦（Triticum aestivum）CRY1进化关系较为相近,短花针茅CRY2蛋白与大麦（Hordeum innermongolicum）CRY2蛋白亲缘关系相近。利用生物信息学工具预测蛋白质二级结构,两种蛋白质出现α螺旋、无规线团概率为40%左右,出现β转角、延伸链的概率较小。共聚焦定位分析表明...     

不同放牧强度下荒漠草原土壤氮矿化季节性动态研究

放牧是中国北方主要的草地利用方式。放牧强度通过影响群落结构和土壤的理化性状以及土壤微生物活性对草地生态系统的养分循环产生显著影响。以位于内蒙古四子王旗的荒漠草原长期放牧控制试验平台为研究对象,通过设置四个放牧强度,即对照(CK)、轻度放牧(LG)、中度放牧(MG)和重度放牧(HG),探讨了放牧强度对土壤无机氮库和氮矿化过程季节变化的影响。根据该地区气候特点和植物生长季节,将一年划分为3个时期,分别为生长季初期(5-6月)、生长季盛期(7-9月)和非生长季(10月至次年4月)。结果表明,(1)在生长季初期,放牧抑制了土壤氮矿化作用,土壤温度与土壤无机氮含量呈显著负相关。(2)在生长季盛期,放牧促进了土壤净氮矿化作用,其中LG区的净氮矿化速率和净硝化速率显著高于对照区均较高;土壤净氮矿化和净硝化速率与土壤温度和含水量均呈显著正相关关系。(3)在非生长季,放牧抑制了土壤氮矿化作用,对照区不放牧处理的土壤净氮矿化速率显著高于放牧区;土壤含水量与土壤无机氮含量呈显著正相关,而与净氮矿化速率和净硝化速率均呈显著负相关关系。综上,高强度放牧抑制了土壤氮矿化过程,可能会进一步加剧净初级生产力的氮素限制。同时,放牧对土壤氮素转换过程的影响存在显著的季节性差异。