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。     

围封对荒漠草原土壤微生物数量及其酶活性的影响

以鄂尔多斯高原温性荒漠草原为对象,对比研究了放牧和围封条件对草原植物地下生物量、土壤有机质、土壤微生物数量及酶活性的影响,旨在为干旱区退化草地的恢复与重建提供科学依据。结果表明,(1)与放牧区相比,围封显著增加了表层土壤(0~10 cm)草地植物地下生物量23.81%,极显著增加了次表层土壤(10~20 cm)草地植物地下生物量37.21%,而对土壤有机质含量无显著影响。(2)围封极显著提高了表层土壤真菌种群数量71%,次表层土壤细菌种群数量147%,显著提高了底层土壤(20~40 cm)真菌164%和表层、次表层土壤放线菌种群数量56%和8.9%。(3)围封区的次表层土壤脲酶活性显著增加了31.13%,表层土壤蔗糖酶活性显著降低了24.14%,表层土壤过氧化氢酶和碱性磷酸酶活性分别显著提高了16.59%和11.76%。(4)围封与放牧条件下,各指标相关性表现不尽一致;放牧条件下,放线菌种群数量与各指标相关性均不显著(P0.05),而在围封下,放线菌与真菌种群数量及碱性磷酸酶活性无显著相关性(P0.05),与其他指标均表现出显著(P0.05)或极显著(P0.01)正相关关系,相关系数达68%以上;放牧条件下,真菌种群数量与4种土壤酶活性均呈极显著(P0.01)正相关关系,相关系数在84%以上,而围封条件下,其与4种酶活性均呈显著正相关关系(P0.05)。     

放牧对克氏针茅功能性状的影响

植物功能性状是植物对周围环境的适应及响应,进一步了解植物的功能性状,对于深入了解由放牧导致的草地退化具有重要意义。于内蒙古大学生态学研究基地开展4年(2012-2015年)放牧控制试验,通过研究克氏针茅(Stipa krylovii)在放牧干扰下的个体功能性状,探讨内蒙古典型草地生态系统中克氏针茅对放牧的响应和适应对策。2016年,在克氏针茅种群生物量高峰期(8月)测定了连续4年放牧(2012-2015年)和无牧条件下(对照)的植株高度(PH)、总叶面积(TLA)、茎叶比(SLW)、茎质量(SW)、总质量(AB)、总叶质量(TLQ)、比叶面积(SLA)、叶数(LN)、营养枝数(NNB)、丛幅(WCC)共10个性状指标。结果表明:(1)4年放牧显著降低了植株高度和比叶面积(P0.05),与对照相比,植株高度和比叶面积分别下降了31%和58%;显著增加了克氏针茅的营养枝数和叶数(P0.05);与对照相比,营养枝数与叶数分别增加了50%和63%;(2)其中比叶面积、营养枝数、叶数这3个功能性状为敏感性指标,其余7个为惰性指标;(3)生物量与株高、茎质量、营养枝数、总叶质量、茎叶比、丛幅、叶面积、和叶数存在极显著的正相关关系(P0.01),与比叶面积呈现显著负相关关系;(4)株高、茎质量、总叶质量、总质量、丛幅、叶面积之间存在显著正相关关系。该研究认为,克氏针茅各功能性状对放牧干扰的不同响应,是其对干扰产生的生态对策,进而维持种群的稳定性。     

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。     

不同生育期入侵植物大狼把草的生物量分配格局及异速生长分析

生物量分配格局和异速生长关系与植物生态策略的形成密切相关,对探讨植物对环境的适应性,揭示入侵植物的入侵机制有着重要意义。目前,对于入侵植物不同生育期之间的生物量分配格局和异速生长关系的差异研究较少。以入侵植物大狼把草(Bidens frondosa)为研究对象,采用挖掘法和称重法对大狼把草苗期、营养期和繁殖期的生长特性和生物量分配格局进行研究,并利用标准化主轴估计(standardized major axis estimation,SMA)方法对构件形态特性与生物量间的异速生长关系进行分析。结果表明:株高、植株基径、分枝数和叶片数均随着生育期的推进而增加,根长、总叶面积和平均单叶叶面积均在营养期达到最高。叶生物量分配比在苗期最大(48.88%),茎生物量分配比在生殖期最大(59.89%);苗期和营养期根生物量分配比显著高于生殖期(P0.05),茎生物量分配比随生育期的推进而升高,而叶生物量分配比随生育期的推进而下降,且不同生育期间存在显著差异(P0.05)。大狼把草植株基径与各构件生物量间呈异速生长关系,总叶面积与茎、叶生物量大致呈等速生长关系,但不同生育期间、构件间的异速生长关系存在一定差异。可见,不同生育期大狼把草的生长特性、生物量分配格局及异速生长关系存在差异,显示了其灵活的生长和资源分配策略。     

江苏潮滩湿地不同生境互花米草形态与生物量分配特征

通过对江苏潮滩湿地不同生境互花米草(Spartina alterniflora)种群生境特征、形态与生物量分配特征的分析,研究籽实成熟期互花米草形态与生物量分配特征及其影响因素.结果表明:(1)江苏潮滩湿地自海向陆不同生境间互花米草单株地上生物量、各形态指标、叶生物量比、繁殖分配Ⅰ和繁殖分配Ⅱ差异均显著(P<0.05),且与形态指标及其他生物量分配指标相比,繁殖分配的变异系数最大.(2)互花米草发生地米草生长时间最长,各形态指标(除种子数外)及单株地上生物量均最高;定居时间为1 a的米草各形态指标及单株地上生物量均最低.互花米草单株地上生物量及各形态指标分别与种群定居时间之间均呈正相关关系,其中单株地上生物量、茎长、叶长、叶宽、茎直径和种子数与种群定居时间均在α=0.01或α=0.05水平上呈显著正相关.(3)互花米草各形态指标(除种子数外)与土壤有机质、土壤总氮间均在α=0.01或α=0.05水平上呈显著正相关,土壤有机质与总氮是引起互花米草形态特征差异的重要因素.(4)互花米草各生物量分配指标与种群定居时间及土壤环境因子间在大多数情况下相关不显著,在特定的生境中互花米草特殊的生物量分配特征可能是其适应并成功入侵江苏潮滩湿地不同生境的重要原因之一.     

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。     

金沙江干热河谷山地草地封育过程中土壤种子库时空特征

2006年和2007年,分别选择放牧、封育1年、封育2年和封育3年的退化山地草地,采用土壤种子库萌发法对土壤种子库的时间、空间分布进行测定,旨在揭示金沙江干热河谷退化山地草地在封育过程中,土壤种子库的时间、空间以及时间序列上的空间变化特征.结果表明,(1)随封育年限的推移土壤种子库密度显著增加(F=73.107;P=<0.001).植物种群土壤种子库密度随封育年限的推移,多年生植物种群土壤种子库密度显著增加(P=<0.001),一年生植物种群土壤种子库密度显著现降低(P=<0.01).(2)土壤种子库的空间分布特征为0～5 cm土壤层(含凋落物层)>5～10 cm土壤层>10～15cm土壤层,种子密度呈自上而下减少的趋势.(3)土壤种子库时间序列上的空间分布特征为,0～5 cm土壤层中种子库密度随封育时间的推移呈显著下降趋势(F=43.758;P<0.01),5～10 cm土壤层中种子库密度随封育时间的推移呈显著增加趋势(F=6.435;P<0.05),10～15 cm土壤层中种子库密度随封育时间的推移呈显著增加趋势(F=6.620;P<0.05).     

川西北高寒草甸优势植物生物量分配对策

生物量分配是整个植株净碳获取的重要驱动因子,对植物未来的生长与繁殖具有直接的影响;川西北高寒草甸植物群落结构丰富、物种多样性高,研究高寒草甸不同类型植物的生物量分配格局对理解植物生活史对策有重要意义.对川西北高寒草甸中天然草地、干扰草地和冬季返青草地等3类样地中不同功能型和生活型的植物共72个物种进行调查,采用标准化主轴估计(SMA)和异速生长分析(Allometric scaling analysis)的方法,比较研究不同植物类群的生物量分配对策.结果显示:(1)不同功能型植物各构件生物量百分比差异显著,禾草的茎生物量百分比最高(60.60%±3.07%),莎草的根生物量百分比较高(37.49%±11.86%),杂草类植物(Forb)的叶生物量百分比更高(26.37%±1.64%),各构件生物量之间的异速生长斜率在各功能型间无显著差异且均呈显著的同速生长关系;(2)生活型影响植物各构件生物量百分比大小,一年生植物对茎和繁殖构件投入的生物量比例相对更高,多年生植物则将更多生物量投资到根部;(3)样地类型对杂草类植物各构件的生物量具有显著影响,天然草地植物和返青植物的叶片与繁殖分配比更高,而干扰草地植物的茎生物量分配比更高.本研究表明植物功能型和生活型决定植物各构件生物量分配固有的异速生长关系,而人为干扰则显著影响植物的生物量大小,这对加强草地应对人类干扰和气候变化的响应研究以及高寒草甸生态系统的科学管理都有重要的理论与实践意义.     

山地草地凋落物分解与凋落物水文功能

以云南马龙县退化山地草地为研究对象.在围栏封育条件下,对分解过程中不同分解状态的凋落物分解速率、最大持水率、有效截流率及自然持水率进行了分析.结果表明,随封育时间(分解时间)的推移.草地凋落物分解速率有所降低.在同栏封育条件下,草地凋落物的分解速率显著高于未围栏封育条件(F=7.647;P<0.01).随凋落物分解时间的推移,其最大持水率、有效截流率呈抛物线状.研究发现在凋落物分解过程中,凋落物最大持水率、有效截流率将会出现一个峰值,之后将随凋落物的分解,最大持水率、有效截流率呈下降趋势.在草地凋落物分解过程中,围栏封育条件与未围栏封育条件相比,凋落物最大持水率、有效截流率出现较早,而在240 d的分解试验期内,未围栏封育条件下最大持水率峰值尚未出现.凋落物分解速率与凋落物自然持水率呈正相关,在围栏封育条件下相关性达到显著水平(r=0.94;P<0.05);未围栏封育条件下相关性达到极显著水平(r=0.93;P<0.01).     

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。     

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.     

岷江百合的生物量分配对策及其海拔效应

生物量分配关系是植物生活史对策研究的核心内容,生境梯度对植物各组分生物量分配关系特别是营养与繁殖分配权衡具有重要影响.以集中分布于岷江上游的珍贵野生资源植物岷江百合(Lilium regale)为对象,采用标准化主轴估计(Standardized major axis estimation,SMA)和异速生长分析(Allometric scaling analysis)的方法,研究其各组分在海拔梯度上的分配比例及各组分之间的生物量分配关系.结果表明,岷江百合个体总生物量在数值上以中海拔较高(中海拔为100.45 g,高、低海拔分别为81.48 g,67.94 g),但各组分生物量百分比随着海拔变化呈现出不同的分配格局,总体上营养分配比例随着海拔升高而降低,繁殖分配比例随着海拔升高而升高.植株各组分(除叶外)生物量之间均呈现成比例(同速,共同斜率为0.963-1.127,P为0.416-0.985)生长关系.岷江百合全株、地上和地下部分的营养与繁殖分配均为同速生长关系(共同斜率为0.856-0.891,P为0.403-0.873);在营养分配一定的情况下,高海拔植株的繁殖分配比例较低海拔高.植物叶片生物量与总生物量呈现不成比例的生长关系(斜率大于1,P=0.575),可能原因是叶面积与叶生物量和总生物量分配的"报酬递减效应".因此,与群落尺度上的研究类似,单个物种各组分之间的生物量分配同速生长关系是普遍存在的;生境压力相对较大的高海拔物种的生物量分配对策倾向于繁殖分配高于营养分配.     

空心莲子草在不同生境中氮素迁移和表型可塑性差异

为探究克隆繁殖性入侵植物空心莲子草在不同生境下的生长特性,以更好地了解其整体的生存策略,利用15N同位素标定技术评估空心莲子草在陆生(Ⅰ)、湿生(Ⅱ)、水生(Ⅲ)3种不同生境相互转换中的氮素迁移效率,并对不同生境中的空心莲子草生物量分配和表型可塑性差异进行分析研究。结果表明,在不同生境中,空心莲子草氮素迁移量和各构件的生物量均存在显著差异。氮素迁移量存在显著差异(P0.05),具体生境体现为ⅡⅢⅠ;Ⅱ较Ⅲ平均增长23.32%,较Ⅰ平均增长54.49%。空心莲子草植株总生物量Ⅱ最大,Ⅰ最小。地下生物量投资与生境含水量呈显著负相关,体现为ⅠⅡⅢ,茎生物量投资比叶生物量投资平均高15.57%。在不同生境中,空心莲子草株高和茎节长度均体现为ⅡⅢⅠ,陆生、湿生、水生3种不同生境的母株处理下,Ⅱ株高分别较Ⅲ和Ⅰ增长39%、189%,52%、116%,56%、127%;茎节长度分别增长36%、150%,63%、117%,57%、94%。空心莲子草在不同生境下的氮素迁移量、各构件的生物量以及分配格局表现出的显著差异显示了其在湿生生境下具备更强的氮素迁移利用、表型可塑性和对异质环境的适应能力,揭示了克隆繁殖植物空心莲子草在湿地生境中具有更强的入侵性。该研究可为空心莲子草防控提供理论指导依据。     

围封对内蒙古中东部草原植物群落和土壤线虫群落的影响

2007年8月在中国科学院内蒙古草原生态系统定位研究站的退化样地（对照）、围封5 a样地和围封24 a样地,调查地上部植物群落、土壤性质和地下部土壤线虫群落。结果表明,围封处理能显著提高土壤水分质量分数,土壤深度和围封处理对土壤pH的交互作用显著。随着围封年限的增加,地上植物的多度、生物量和单株生物量都显著增加,而3个样地的多样性和均匀度均为围封24 a样地〉退化样地〉围封5 a年样地;随着围封年限的增加,大针茅（Stipa grandis）、苔草（Carex duriuscula）、羊草（Leymus chinensis）、锦鸡儿（Cleistogenes squarrosa）、双齿葱（Allium bidentatum）的生物量都呈现递增的趋势;围封5 a样地上冰草（Agropyron cristatum）和野韭（Allium ramosum）的生物量最大,围封24 a样地上苔草、羊草、双齿葱的生物量最大。调查样地线虫的密度平均为9.79 g-1（以干土计）,分别隶属于线虫动物门的90个属。植物寄生类线虫和食细菌类线虫分别占到总数的35%和40%,优势类群是丽突属（Acrobeles）和矮化属（Tylenchorhynchus）,二者共占总捕获个体数量的31.4%。围封24 a样地的结构指数显著高于退化样地,其它指标差异不显著。由此可知,围封有助于改善土壤理化性质;从围封角度来看,植物群落比线虫群落的反应明显得多,二者并未出现同步反应。     

红松洼自然保护区土壤螨群落结构对短期围栏封育的响应研究

草原生态系统中土壤螨是最具优势的土壤动物类群之一,具有很高的生物多样性,因此,在进行土壤环境变化的评价和监测时,应充分考虑土壤螨在物种水平上的多样性和群落结构特性。为了解红松洼自然保护区土壤螨群落结构和多样性特征及其对短期围栏封育的响应,筛选出可用于草原生态系统的监测和评价指标特征,设置固定研究样地进行围栏封育,采用样方法对围栏内封育区和围栏外自由放牧区土壤螨群落结构和多样性进行调查。结果表明围栏内土壤螨种数(41种)比围栏外(21种)多近1倍,其中,无气门、前气门、中气门和甲螨分别由围栏内的6、6、7和22种下降为围栏外的3、2、3和13种;围栏内较围栏外的物种数-样点数量关系曲线更好地拟合了"物种数-样点数量双曲线关系方程",围栏内a/b值(44)是围栏外的(12)近4倍;优势种棘下盾螨(Hypoaspis queerlandicus)的表土层密度围栏内比围栏外高2.9倍,围栏内、外表土、中层、底层垂直密度比分别为44:8:1和3:3:1,表聚垂直分布型发生了明显变化;围栏内中气门和棘下盾螨的雄性密度分别比围栏外高25.7%和6.7%。这些结果说明:物种丰富度、物种数-样点数量关系、优势种棘下盾螨密度垂直分布和捕食螨雄性密度指标特征较敏感,可作为草原生态系统土壤质量的监测和评价指标。本研究首次报道了红松洼自然保护区土壤螨的种类名录和组成结构特征,为进一步的研究和方法的建立奠定了基础。     

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)。     

不同恢复措施对若尔盖沙化退化草地恢复过程中土壤微生物生物量碳氮及土壤酶的影响

若尔盖高原是长江、黄河上游重要的水源地之一。近年来由于人类活动及气候变化等原因,其草地出现了严重的沙化退化现象。通常认为在返青季节对沙化退化草地进行补播后,完全围封有助其恢复,但在实践中发现,补播后对其进行放牧,恢复效果更理想。因此,选取若尔盖典型沙化退化草地,对比分析了合理放牧、围封禁牧与自然恢复3种恢复措施对土壤微生物生物量碳氮、土壤酶活(酸性土壤磷酸酶、多酚氧化酶、过氧化物酶、β-1,4-葡萄糖苷酶及β-1,4-N-乙酰葡萄糖苷酶)及土壤碳氮矿化速率的影响。结果显示,恢复6年后:与围封禁牧和自然恢复相比,合理放牧恢复草地土壤微生物生物量碳[C(101.27±22.14)mg·kg~(-1)]、生物量氮[N(67.45±18.02)mg·kg~(-1)]、土壤酸性磷酸酶活[(159.0±36.4)μg·g~(-1)·h-1]、β-1,4-葡萄糖苷酶活[(81.19±16.78)nmol·g~(-1)·h~(-1)]、碳矿化速率[C(25.19±5.79)g·kg~(-1)·d~(-1)]以及氮矿化速率[N(0.476±0.015)mg·kg~(-1)·d~(-1)]显著提高;围封禁牧恢复草地除土壤β-1,4-葡萄糖苷酶活[(29.91±14.39)nmol·g~(-1)·h~(-1)]及氮矿化速率[N(0.172±0.050)mg·kg~(-1)·d~(-1)]外,其余指标与自然恢复无显著差异;在相关性研究中,土壤氮矿化速率与微生物生物量碳氮、酸性磷酸酶活、β-1,4-葡萄糖苷酶活呈极显著相关(P0.01);微生物生物量碳氮与酸性磷酸酶活呈极显著相关(P0.01),与β-1,4-葡萄糖苷酶活呈显著相关(P0.05)。结果表明:在若尔盖沙化草地的恢复过程中,合理放牧是一种科学的沙化草地恢复措施。     

中国北方不同地带沙地封育草场土壤性质和植被特征比较

为了探明不同水热地带沙地封育草场土壤性质和植被特征的差异性,以科尔沁沙地和毛乌素沙地封育草地为研究对象,通过调查2个沙地的土壤理化性质和草本植被特征,比较不同地带沙地土壤性质与植被特征,并分析影响不同地带沙地土壤性质和植被分布的原因,以期为区域退化沙质草地生态系统恢复、保护与管理以及应对气候变化提供依据。结果表明:降雨量较高的科尔沁沙地(397 mm)封育草场土壤含水量(t=7.318,P=0.000)、有机碳含量(t=6.395,P=0.000)、全氮含量(t=4.532,P=0.003)以及土壤C/N(t=2.491,P=0.041)均显著高于偏干旱的毛乌素沙地(292 mm),前者分别是后者的2.5、2.5、2.2、1.2倍,而土壤p H(t=-39.576,P=0.000)、电导率(t=-10.031,P=0.000)和土壤温度(t=-11.559,P=0.000)均表现为科尔沁沙地(年均温6.3℃)显著低于毛乌素沙地(年均温7.7℃),后者分别是前者的1.2、1.8、1.1倍。科尔沁沙地植物个体数(t=-7.774,P=0.000)、优势度指数(t=-4.066,P=0.004)显著低于毛乌素沙地,后者分别是前者的10、2倍,而植物高度(t=7.003,P=0.000)和均匀度指数(t=2.829,P=0.025)表现为科尔沁沙地显著高于毛乌素沙地(P0.001),前者分别是后者的1.7、1.4倍。植物群落Shannon指数和物种丰富度在2个沙地间未呈现出显著差异性(P0.05)。研究表明,沙地水热等气候条件的改变不仅对沙质草地土壤理化性质产生深刻影响,还影响到植物群落组成与结构特征,但对植物多样性的影响有限,可能存在一个水热阈值条件。     

一年生黑麦草的亲缘选择作用

Hamilton的亲缘选择理论认为亲缘个体之间相互合作来提高其适合度.为了验证一年生黑麦草(Lolium multiflorum L.)是否具有亲缘选择及其性状的响应方式,选取来自8个不同母株的该植物子代个体作为研究对象,采用两两配对的竞争设计方式,在植物个体和群组两个水平上分别测度植物表型特征(如株高、叶面积、种子数目等)和生物量特征(如根系生物量和地上各构件生物量)在亲缘处理组和非亲缘处理组的差异.结果显示,在群组水平上,一年生黑麦草植物亲缘组根系生物量显著小于非亲缘组(P=0.007),说明其能够识别亲缘邻居身份,并通过减少根系分配量来减少与亲缘邻居之间的地下竞争.然而植物的地上各构件生物量对亲缘邻居的响应与非亲缘邻居并没有显著差异;在个体水平上,亲缘处理组和非亲缘处理组在株高、叶面积、种子数量等特征和各构件生物量特征方面都没有显著区别.因此,本研究说明一年生黑麦草植物通过降低根系的竞争性分配而提高群组适合度,根系是植物响应亲缘选择的一个重要方式.