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。     

衡阳紫色土丘陵坡地植被恢复对植物群落结构及多样性的影响

采用"空间序列代替时间序列"的方法,将植被恢复阶段划分为演替前期、演替中期和演替后期,并测定每一阶段植物群落特征及多样性指标.结果表明:(1)随着演替进行,地上生物总量和中旱生物植物生物量显著增加(P0.05),中生植物生物量的大小顺序为中期后期前期(P0.05),旱生植物生物量的大小顺序为中期前期后期(P0.05);(2)随演替进行,Shannon-wiener多样性指数(H)、Simpson多样性指数(H')、Pielou均匀度指数(E)、Simpson均匀度指数(E')与Simpson优势度指数(D)显著减小(P0.05),物种丰富度指数(S)的大小顺序为中期前期后期(P0.05);(3)随演替进行,群落优势种狗尾草(Setaria viridis)和狗芽根(Cynodon dactylon)的重要值显著增加(P0.05).     

基于Biolog指纹解析黑土滩退化草地土壤微生物群落特征

黑土滩草地退化不仅体现在植被群落特征的退化,同时也体现在土壤微生物群落结构和功能的退化。为明确不同地区黑土滩退化草地土壤微生物群落的空间异质性,探究植被与土壤微生物对黑土滩草地退化的响应规律,利用样方调查法和Biolog-ECO微平板法,分析了青海省海北州野牛沟乡、果洛州大武镇及玉树州巴塘乡3个地区黑土滩退化草地的植被群落特征及土壤微生物群落多样性特征。结果表明,(1)黑土滩退化草地毒杂草化,优良牧草成为群落偶见种。3个地区植被群落组成存在差异:大武地区植物物种丰富度最大,为16.25,野牛沟次之,巴塘最小;植被优势度指数、多样性指数和均匀度指数均为野牛沟大武巴塘;地上生物量和0-10 cm土层地下生物量均为大武地区最大,巴塘次之,野牛沟最小,三者间均存在显著差异(P0.05);大武和巴塘地区10-20 cm土层地下生物量显著大于野牛沟地区(P0.05)。(2)黑土滩退化草地土壤微生物在0-10 cm土层主要利用氨基酸类、酯类和胺类碳源,碳源相对利用率均在19%以上;在10-20 cm土层主要利用氨基酸类和酯类碳源,碳源相对利用率均在22%以上。不同地区黑土滩退化草地土壤微生物对单一碳源的利用存在差异,差异主要来源于酸类、氨基酸类和酯类。(3)土壤微生物AWCD(平均每孔颜色变化率)和H指数(Shannon-Wiener多样性指数)与植物多样性和生物量相关性较高;物种重要值、多样性及生物量对土壤微生物AWCD变化的共同解释率为88.42%。综上,黑土滩退化草地植被物种组成及群落结构存在地域差异,不同地区黑土滩退化草地土壤微生物群落结构不同;黑土滩退化草地利用D-半乳糖酸γ内酯、L-精氨酸、D-半乳糖醛酸、L-天冬酰胺酸、D-甘露醇、L-丝氨酸、N-乙酰基-D-葡萄胺等的功能微生物显著富集,利用i-赤藻糖醇、2-羟苯甲酸、L-苏氨酸、α-丁酮酸、α-D-乳糖等的功能微生物显著分异。     

围封和放牧对科尔沁沙质草地植被和土壤的影响

选择科尔沁沙地自由放牧和围封10年的沙质草地为研究对象,通过野外调查与室内分析相结合,分析了围封和放牧对沙质草地群落土壤和植被的影响,旨在为退化沙地恢复与重建提供科学依据。结果表明,(1)围封和放牧草地盖度、密度、地上生物量、高度存在显著差异(P0.01),围封使群落盖度、密度、地上生物量和高度分别增加了67%、79%、71%和44%。(2)放牧草地物种数为15种,围封草地为21种,放牧草地物种数增加了40%,大果虫实、狗尾草、差巴嘎蒿是放牧草地群落的优势物种,其重要值占71%;达乌里胡枝子、狗尾草、画眉草、猪毛菜和虎尾草是围封草地群落的优势物种,其重要值占60%。放牧草地处于一年生杂类草+差巴嘎蒿的沙地退化演替阶段,围封草地处于达乌里胡枝子+一年生禾草+一年生杂类草的沙地恢复演替阶段。(3)围封草地的Shannon-Wiener指数、Simpson指数、Margalef指数、Pielow均匀度指数均大于放牧草地,说明围封提高了群落的物种多样性。(4)围封和放牧草地群落0~20 cm和20~40 cm的土壤水分、土壤机械存在极显著差异(P0.01),围封使沙质草地群落土壤水分、土壤黏粉粒和细砂粒增加。除速效氮外,围封和放牧草地群落土壤的化学性质差异显著(P0.001)。围封与放牧草地相比,总磷、总氮、速效磷和有机质均呈上升趋势,增幅分别为72%、152%、15%和272%。(5)0~20 cm的土壤理化因子:土壤水分、粗砂粒、细砂粒、粉黏粒、有机质、全氮与植被特征因子显著相关(P0.01),表明群落植被与土壤之间相互影响较强。     

草地沙漠化过程中土壤与地上植被的变化及其相互关系

以科尔沁沙地4种不同退化程度沙地群落为研究对象,采用野外植物样方调查与室内土壤理化分析相结合的方法,系统分析了固定沙地(潜在沙漠化阶段)、半固定沙地(轻度沙漠化阶段)、半流动沙地(中度沙漠化阶段)和流动沙地(严重沙漠化阶段)4个群落的植被、土壤特征的变化以及土壤与植被之间的相互关系,为退化沙质草地群落地恢复与重建提供科学依据。结果表明,(1)草地沙漠化过程中,群落物种组成发生显著变化,物种数不断减少,从20下降到11。不同群落盖度(F=42.569,n=120,P0.001)、密度(F=38.817,n=120,P0.001)和地上生物量(F=29.017,n=120,P0.001)均存在显著差异,且下降趋势明显,下降幅度分别为82%、78%和85%。(2)草地沙漠化过程中,草本植物占据绝对优势,但其比例明显下降,多年生草本植物和灌木的物种数总体呈下降趋势。藜科植物具有广适性,数量相对稳定,重要值呈现上升趋势;禾本科和豆科植物种类和重要值都呈大幅下降趋势。菊科植物相对较少,从半固定沙地到流动沙地,差巴嘎蒿(Artemisia halodendron)在群落中占有重要地位。(3)草地沙漠化过程中,Shannon-Wiener指数、Simpson指数、均匀度指数和Margalef指数均呈下降态势。(4)草地沙漠化过程中,土壤机械组成从固定沙地到流动沙地,粗砂含量增加,细砂粒、黏粉粒含量呈下降态势,土壤水分也不断减少。土壤养分全磷、全氮、速效磷、速效氮和有机质的含量随着沙漠化程度的加剧,表现出不同程度的降低,且差异显著(P0.05)。(5)草地沙漠化过程中,土壤与植被间呈现出显著的相关性(P0.05),说明土壤与植被紧密联系在一起,沙漠化过程实质就是土壤与植被协同退化的结果。     

不同放牧方式下的草场植被群落特征及其与土壤因子的关系——以新巴尔虎左旗为例

探究干旱半干旱草原不同放牧方式对退化草地生态系统恢复的影响,对退化草地植被恢复与重建及生态畜牧业可持续经营管理体系建设具有重要的科学意义。以呼伦贝尔市新巴尔虎左旗"七个一"生态家庭牧场为研究对象,对禁牧、休牧、轮牧和连续放牧4种放牧方式下的植被群落特征及与土壤因子间的关系进行研究。结果表明,(1)植被以多年生旱生、中旱生植物为主,轮牧区(45)和休牧区的物种数(42)大于禁牧区(37)和连续放牧区(34),禁牧区植被盖度(88.07%)和生物量(3 714.37 kg·hm~(-2))最高,连续放牧区植被盖度(61.33%)及生物量(1 029.83 kg·hm~(-2))最低。(2)4种放牧方式区的植被都以莎草科(Cyperaceae)和禾本科(Gramineae)植物为主,以寸草苔(Carex duriuscula)的重要值为最高,其中禁牧区最高(IV=38.30)。(3)休牧区和轮牧区的群落多样性指数较高,禁牧区的群落多样性指数最低(Ma=4.02,H=2.05,C=0.76,J_(sw)=0.72),且禁牧区与其他放牧方式区的物种分布及多样性指数均存在显著差异(P0.05)。(4)物种CCA排序结果显示,土壤容重、含水量和全磷是影响左旗植被分布的主要土壤因子。此外,群落多样性指数变化与容重、速效磷和含水量显著相关(P0.05)。研究认为,轮牧和休牧方式有利于保护草地生物多样性,禁牧对退化草地生态系统恢复有显著促进作用,但长期禁牧会导致群落多样性下降,连续放牧会降低草地生产力。建议减少连续放牧区放牧频率,在长期禁牧的牧场实施休牧、轮牧或适当的割草利用。     

不同干扰方式对呼伦贝尔典型草原生态系统特征的影响

近年来剧烈的人类活动和自然因素变化致使生态系统退化,表现为草地植被退化、生物种类单一、土壤物理性质变差等。为了探讨内蒙古典型草地生态系统的结构和功能变化,以呼伦贝尔典型草原退牧还草工程区为研究对象,采用成对取样方法(围栏内-围栏外)对退牧还草工程区禁牧和休牧两种干扰方式下植被恢复过程中物种多样性、地上生物量、土壤容重和水分等的变化特征进行了研究,以期为草地的合理利用和管理提供理论依据。结果表明:(1)不同干扰方式对草地物种多样性和地上生物量有明显影响,物种的多样性指数和丰富度指数在禁牧区分别为1.73和7.59,在休牧区为1.47和5.70,全部表现为禁牧区休牧区(P0.05)。地上生物量则相反,在禁牧区和休牧区分别为36.34 g?m~(-2)和42.83 g?m~(-2),表现为禁牧区休牧区;(2)不同干扰方式对草地土壤物理性状有明显影响,但不同指标对干扰方式的响应不同。禁牧有利于土壤含水量的积累,放牧导致土壤紧实、容重增加,同一土层深度土壤含水量表现为禁牧区休牧区,例如0~10 cm处土壤含水量在禁牧区和休牧区分别为4.57%和2.80%,禁牧区显著高于休牧区(P0.05);土壤容重则相反,表现为禁牧区休牧区。综上所述,不同的生态工程措施对草原生态系统有明显影响,禁牧有利于维持较高的物种多样性和维持较好的土壤物理性质,休牧可提高草原生产力,退牧还草工程对恢复草原生态功能起到了积极的作用。     

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。     

科尔沁沙地恢复过程中地上定植群落与土壤种子库特征及其关系研究

选择科尔沁沙地固定沙地、半流动沙地和流动沙地样地,研究沙地恢复过程中土壤种子库密度、组成及其与地上植被的关系。结果表明,(1)退化沙地恢复过程中,流动沙地、半流动沙地、固定沙地的土壤种子库平均密度(以单位面积有效种子数量表示,ind·m~(-2))分别为814、3 125和16 294 ind·m~(-2)。土壤种子库物种组成以一年生草本为主,多年生植物和灌木类所占的比例小。(2)地上定植群落与土壤种子库的变化趋势一致,地上定植群落的平均密度分别为68、242和673 plant·m~(-2)。地上定植群落物种组成也以一年生植物为主,但所占比例较土壤种子库有所下降。(3)不管是土壤种子库还是地上定植群落,Shannon-Wiener指数、Simpson指数、均匀度指数和丰富度指数大小顺序均为:固定沙地半固定沙地流动沙地,土壤种子库物种多样性指数均大于地上植被。(4)地上植被与土壤种子库组成上的相似性系数在0.333~0.739之间,相似性系数较高。地上定植群落与土壤种子库密度存在显著的正相关关系。流动沙地、半流动沙地、固定沙地地上植被密度分别有36%、52%、60%的变异可归结为土壤种子库密度的变异。科尔沁沙地土壤种子库是地上植被自然恢复的重要物质基础,土壤种子库中的大量种子,在植被自然恢复中将发挥积极的作用。     

封育措施对半干旱沙地草场植被群落特征及地上生物量的影响

随着干早区草场非平衡态理论的提出和发展，退化草场封育的时间、方式与草场恢复间的关系已成为目前研究的主要课题之一：作者选择完全封育、季节封育和未封育3种措施进行对半干早沙地草场的植被特征及其生物量进行比较研究，结果表明，在封育处理的年份中，不同封育措施（放牧压力）是决定植被差异的主要因子。完全封育区和季节封育区植物以一年生草本为主，在植物种数量、生物多样性上差异并不显著，未封育区植被则以多年生草本为主，且Simpson和Shannon多样性指数与前两者差异均显著；完全封育并未导致一些牲畜喜食植物种的完全消失，但一些饲用价值差的植物如平卧碱蓬等大量出现在完全封育的群落中，同时旱生和强旱生植物的比例明显增加。尽管3种措施地上部分总生物量差异并不显著，但各群落中主要植物种的地上部分生物量则存在这一定的差异，从3种措施植被的饲用价值来看，季节封育区植被的饲用价值较高，表明季节封育可以促进并提高草场的放牧利用价值。     

增温、刈割对高寒草甸地上植被生长的影响

近些年由于气候变化和土地利用方式变化的双重影响,高寒草甸植被逐渐表现出退化现象。探讨高寒草甸植被生长特征在气候变化和人类活动中的动态变化规律,对高海拔地区植被的保护和合理利用,防止草地退化和沙漠化发生具有重要意义。以青藏高原高寒草甸为研究区,利用增温实验模拟气候变暖、刈割实验模拟人类放牧,采用随机区组设计,设置对照、增温、刈割、增温+刈割交互作用四种实验处理,于2012─2013年植被生长季调查高度、盖度和地上生物量,研究高寒草甸地上植被生长特征对增温、刈割的响应,以此探讨青藏高原高寒草甸地上植被在气候变化和人类活动中的变化趋势。结果表明:(1)夏季是高寒草甸植被生长的最佳季节,其中7月是其生长的最佳月份;高寒草甸地上植被生长特征年内生长季和年际间的变化趋势差异较大,表现为植被高度在生长季中期高于初期和末期(P0.05),植被盖度和地上生物量在生长季中期和末期高于初期(P0.05);2012年的植被高度和地上生物量略高于2013年(P0.05),但植被盖度略低于2013年(P0.05)。(2)植被高度、盖度和地上生物量在增温第2年(2012年)的各实验处理间均未出现显著差异(P0.05),而在第3年(2013年)开始出现显著差异(P0.05),其中2年刈割显著降低植被高度和地上生物量(P0.05),3年增温和2年刈割的交互作用显著降低植被盖度和地上生物量(P0.05)。以上结果表明,增温、刈割对高寒草甸地上植被生长的影响在短期和长期尺度上存有差异,初期并不显著,但随着时间推移,影响开始加强。     

农牧交错带草地植被土壤氮磷比季节动态及相关分析

近年来,典型草原面临严重的退化和沙化,草地生产力低下。了解典型草原植被土壤养分季节动态,尤其是植被土壤N:P的季节变化,有助于指示植被缺素状态。因此,以北方农牧交错带典型草原为研究对象,探讨植物-土壤N:P比季节变化,并分析植物土壤N:P比之间的关系,调查草地群落地上生物量的月动态变化,为合理利用与科学管理草原提供理论依据。结果表明,随着生长季温度的升高和降雨量的增加,草地植物群落地上生物量也不断增加,在8月份达到峰值后开始下降。植物N、P质量分数随生长季的推进而显著降低(P0.01),且与月份呈极显著负相关(P0.01),而N:P与月份呈极显著正相关(P0.01)。土壤N、P质量分数和N:P的变化情况与植物相似,表现为土壤总N、P质量分数随生长季的推进而显著降低(P0.01),且与月份呈极显著负相关(P0.01),而总N:P与月份呈极显著正相关(P=0.0008)。就土壤有效N、P质量分数和N:P的动态变化来看,土壤有效N质量分数随生长季的推进显著下降(P0.01),而有效P也具有下降趋势,但差异不显著(P0.05);但有效N、P质量分数及其N:P均与月份呈极显著负相关(P0.01)。植物N:P与土壤总N:P呈显著正相关关系(r~2=0.42,P=0.026),而与土壤有效N:P呈极显著负相关关系(r~2=0.62,P0.01),且与有效N:P的相关性更高。综上所述,土壤总N:P和有效N:P均可反映植物N:P的情况,土壤有效N:P能更好地反映植物的缺素状态。     

青藏高原金露梅灌丛草甸植物群落对退化演替的响应

为了明晰金露梅(Potentillafruticosa)灌丛草甸植物群落对退化演替的响应,以空间代时间的方法,于2018年8月中旬在青藏高原祁连山南麓分别选取原生、中度、重度和极度4种不同演替阶段的金露梅灌丛草甸,对其植被群落进行研究,以探究金露梅灌丛草甸生态功能退化过程中植被群落及土壤养分的演变特征。结果表明,(1)随着退化程度的加剧,地上生物量和地下生物量现存量均呈逐渐减小趋势,且原生金露梅灌丛地上生物量(387.73±25.53)g?m~(-2)和中度退化样地(328.55±36.23) g?m~(-2)显著高于重度退化样地(210±35.04) g?m~(-2)和极度退化样地(182.19±49.99) g?m~(-2)(P0.05),放牧改变了植物群落结构,禾草和莎草地上生物量逐渐减小,而杂类草地上生物量逐渐增加。(2)与地上生物量相似,原生金露梅灌丛(48 46.01±747.10)g?m~(-2)和中度退化样地(4 723.99±505.64)g?m~(-2)地下生物量现存量显著高于重度退化样地(2 590.75±276.45)g?m~(-2)和极度退化样地(1 011.84±163.46) g?m~(-2)(P0.05),且随着退化程度的加剧,表层土壤全碳、全氮和有机质呈增加趋势,地下根系生物量趋于向表层土壤发展。(3)随着退化程度的加剧,群落物种丰富度逐渐下降,且原生金露梅灌丛和中度退化样地物种丰富度显著高于重度退化和极度退化样地(P0.05)。此外,群落物种丰富度与地上生物量呈显著正相关(P0.05)。研究表明,过度放牧会导致植被群落发生分化,物种丰富度下降,最终导致金露梅灌丛草甸退化为杂类草草地,甚至黑土滩次生裸地。研究结果对今后退化金露梅灌丛草甸的放牧管理具有重要的指导意义。     

植被重建对黑土滩草地植被及微生物群落特征的影响

为明确人为干扰对黑土滩草地植被及微生物群落特征的影响,以黑土滩退化草地和未退化嵩草草甸为对照,于2017年对果洛2015年、2012年、2009年、2006年建植的人工草地植被特征,土壤微生物碳、氮、磷含量,土壤微生物群落多样性和功能结构变化规律进行了研究。结果表明,(1)人工草地随建植年限增加地上生物量呈现先减少后持平的变化趋势,地下生物量则相反。(2)各草地土壤微生物碳、氮、磷均表现为0—10 cm显著高于10—20 cm的土层(P0.05),0—20 cm土层中人工草地土壤微生物碳、氮、磷随建植年限呈现先增加后持平的趋势,其中2012年与2015、2009年人工草地差异显著(P0.05)。(3)土壤微生物平均颜色变化率(AWCD)、H指数、D指数表现为0—10 cm显著高于10—20 cm(P0.05)。培养2—5 d(AWCD)增长迅速,5 d后增长速率变缓;培养1 d H和D增长迅速,2 d后趋于平缓。(4)土壤微生物对6大类碳源利用情况显示,在0—10 cm土层中,微生物对脂类和羧酸类碳源的利用在不同草地间差异显著。人工草地随着建植年限的增加,对6类碳源的利用除醇类呈现无规律变化外,其余均呈"N"型变化趋势;在10—20 cm土层中,羧酸类、氨基酸类碳源利用在各草地间差异显著;人工草地随种植年限的增加除氨基酸类和胺类"N"型变化,其他草地均呈无规律的变化;Anosim分析显示,各草地土壤微生物群落功能结构有小差异,不同草地土壤微生物对31种碳源的利用种类及利用率存在差异。综上,建植5年后人工草地植被和土壤微生物趋于二次黑土滩退化,土壤微生物较草地植被能更早地作出指示,应采取持续合理的管护措施以维持人工草地的持久性。     

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...     

衡阳紫色土丘陵坡地退化植被和恢复植被土壤微生物生物量的研究

土壤微生物量常被作为植物所需营养元素的转化因子和资源库,是表明土壤发育状况和生化强度的一项主要指标。为了研究衡阳紫色土丘陵坡地退化植被与恢复植被的土壤微生物生物量特征。以退化植物群落(狗尾草群落)(Ass.Setaria viridis)和恢复植群落(枫香+苦楝-剌槐+牡荆-野菊花+夏枯草群落)(Ass.Liquidamdar formosana+Melia azedarach-Robinia pseudoacacia+Vitex negundo var.cannabifoloa-Chrysanthemum indicum+Prunella vulgaris)作为研究对象,通过调查取样和实验分析相结合的方法,分析2种植物群落的0~10、10~20、20~30、30~40和40~50 cm土层的土壤微生物生物量的变化特征。结果表明:(1)随着土层深度增加,土壤微生物生物量、土壤细菌和丝状微生物生物量均显著降低,其大小顺序为:0~10 cm土层10~20 cm土层20~30 cm土层30~40 cm土层40~50 cm土层(P0.05);(2)恢复植被各土层中的土壤微生物生物量均显著高于退化植被(P0.05);(3)土壤微生物生物量与土壤含水量、土壤容重、土壤有机质和土壤微生物生物量存在显著或极显著的相关关系(P0.05或P0.01)。研究表明:恢复植被有利于土壤微生物生物量的提高和土壤质量的改善。     

植被根系及其土壤理化特征在高寒小嵩草草甸退化演替过程中的变化

以野外样地调查和室内分析法研究了不同退化演替阶段高寒小嵩草草甸的植被根系空间变化和土壤环境因子间的关系。结果表明,不同退化演替阶段高寒小嵩草草甸群落植被根系和蕴育植被根系的土壤量发生了明显的变化。特别是0~10 cm土层的植被根系在重度退化阶段显著高于其它退化演替阶段（P〈0.05）,而蕴育植被根系的＂载体＂量在重度退化阶段显著低于其它退化演替阶段（P〈0.05）,根土比（根和土的重量比）明显高于其它退化演替阶段（P〈0.05）;随着退化演替阶段的进行,高寒小嵩草草甸群落物种数、地上部分、植被根系锐减,群落结构和功能明显发生变化;不同退化演替阶段,植被根系（0~40 cm）的垂直分布、根土比与土壤容重、土壤含水量以及土壤中N、P含量存在一定的相关性;不同退化演替阶段高寒小嵩草草甸土壤理化特性的变化影响草地群落地上部分和植被根系;土壤的稳定性是草地生产稳定和恢复的重要因素,在评价与改良退化草地时,要充分了解土壤的退化程度。在高寒草甸地下根系取样方法难以统一,而且土壤表层根系和土壤很难难以分离,加之根系采样破坏性大、工作量大,根土比可能是指示高寒草甸退化程度相对可靠的量化指标。     

宁夏不同草地类型土壤有机碳组分特征

宁夏草地生态系统对宁夏生态环境、生物多样性保护和区域经济发展具有重要作用。沿宁夏降雨梯度带,从北到南选择荒漠草原、典型草原和草甸草原3个草地类型的地上植物和土壤进行取样,对3个草地类型土壤有机碳组分(易氧化有机碳、颗粒有机碳、微生物碳和惰性碳)分布特征及其与环境变量的相关关系进行研究。结果表明,土壤总有机碳与惰性碳含量表现为山地草甸典型草原荒漠草原;土壤颗粒有机碳和微生物量碳含量表现为荒漠草原山地草甸典型草原;土壤易氧化有机碳表现为典型草原荒漠草原山地草甸。3种草地类型活性有机碳占总有机碳比例均较低,而惰性碳占总有机碳比例在23.03%~86.63%之间。RDA分析表明环境变量对土壤有机碳组分总解释量为99.6%。Pearson相关性分析表明土壤活性有机碳与土壤总有机碳之间相关性均不显著,而土壤惰性碳和总有机碳之间高度正相关(r=0.99,P0.01)。土壤总有机碳与环境变量的相关性分析表明土壤总有机碳与海拔(r=0.81,P0.01)、土壤含水率(r=0.90,P0.01)、土壤全氮(r=0.97,P0.01)、年降雨量(r=0.87,P0.01)、物种丰富度(r=0.88,P0.01)和地上生物量(r=0.86,P0.01)正相关,而与土壤容重(r=-0.90,P0.01)、年均温(r=-0.78,P0.01)负相关。研究区3种草地类型的活性有机碳比例较低,这表明土壤有机碳循环速率不高,有机碳库较为稳定,其中草甸草原的总有机碳和惰性碳含量均高于其他类型,稳定性最高。气候温、湿度特征,地上植被群落结构和生物量以及土壤水分和氮素特征是影响影响宁夏草地土壤有机碳含量重要因素。     

围封和放牧对科尔沁沙地群落物种多样性与地上生物量的影响

以科尔沁沙地自由放牧和围封10年的沙质草地为研究对象,采用野外调查与室内分析的方法,分析了围封和放牧对科尔沁沙地群落物种多样性与地上生物量的影响,旨在为退化沙地恢复与重建提供科学依据。试验选择围封和自由放牧草地的典型地段,分别设置50个面积1m~2的草本样方,调查每个样方的种类组成及其特征值(盖度、高度和密度),采用针刺法测定样方总盖度和每种植物的分盖度;每种植物随机选5株,用直尺测量其伸长高度;对样方中出现的植物进行分类,记录同一种植物出现的个数;采用齐地面刈割法调查其地上生物量。主要结论如下,(1)经过围栏封育后,群落物种数提高了67%。方差分析表明,围封群落的盖度(F=90.536,n=50,P0.001)、高度(F=63.964,n=50,P0.001)、密度(F=10.274,n=50,P=0.001 8)以及地上生物量(F=83.64,n=50,P0.001)显著大于放牧群落,分别提高了178%、100%、67%和201%。围封和放牧群落均以一年生草本占绝对优势,分别为66%和73%,围封使群落多年生草本的优势度增加了52%。(2)围封群落物种丰富度显著高于放牧群落,但多样性指数没有显著性差异,均匀度指数显著低于放牧群落。(3)回归分析表明,放牧群落的物种多样性与地上生物量呈现显著负二次函数关系(P0.05),而围封围封群落物种多样性和地上生物量的关系不显著。     

围封6年对温带典型草原坡地物种多样性及其与地上生物量的关系的影响

以内蒙古太仆寺旗地区典型克氏针茅-羊草草原为研究对象,通过调查围封6年后围栏内外典型草原群落特征,分析围封、放牧处理下典型草原植物群落结构及地上生物量的动态变化,揭示围封放牧对植被群落结构、物种丰富度和地上生物量的影响。结果发现,在围封6年后,各功能群物种丰富度与盖度围栏内外的空间变化趋势基本一致。群落物种丰富度和地上生物量均随坡位下降而显著增加,初步显示了物种多样性与生态系统功能的空间变化的一致性。围栏内物种丰富度显著低于围栏外,而地上生物量却显著大于围栏外。围栏内多年生禾草、一年生植物物种丰富度显著低于围栏外,而半灌木盖度、生物量显著高于围栏外。围栏内外在禁牧和放牧不同处理下,表现出不同的草原退化方式：在禁牧条件下,尽管生物量有所恢复,但灌木和半灌木的增加却代表了草原的退化;放牧、刈割等人类活动增加了耐牧物种和不适口植物生长的可能,表现为草原退化指示物种增加,同样是草原退化的表现。围栏外一年生植物盖度和生物量显著高于围栏内,而一年生植物的频数也远远大于围栏内（围栏内外频数比13：71）,且独行菜、猪毛菜等仅出现于围栏外。同时,地上生物量随着物种丰富度的增加而增加,但只有围栏外的关系达到统计显著程度,说明围封调制了生物多样性与生态系统功能的关系。本研究表明,对于干旱半干旱典型草原的恢复,不能简单地采用长期完全禁牧措施,应当根据区域环境、植被以及社会经济情况,制定季节性放牧或者间歇性禁牧的恢复措施,从而保证草场的可持续性恢复利用。