克氏针茅(Stipa krylovii)草原土壤与优势植物碳氮含量对放牧强度的响应

为探究不同放牧强度对土壤和植物的影响,本文以内蒙古阿巴嘎旗克氏针茅（Stipa krylovii）草原为研究区,通过野外采样和室内试验分析了禁牧（UG）、轻牧（LG）、中牧（MG）、重牧（HG）下土壤及优势植物克氏针茅、羊草（Leymus chinensis）和糙隐子草（Cleistogenes squarrosa）中有机碳、全氮含量和碳氮比及其相关性。结果表明：轻牧草场土壤有机碳和全氮含量显著高于其他放牧草场（P<0.05）,而各放牧强度对土壤碳氮比均无显著影响;与禁牧相比,放牧降低了克氏针茅和羊草有机碳含量,却增加了它们的全氮含量;糙隐子草的有机碳和全氮含量均显著增加（P<0.05）;土壤与植物的碳氮含量均无显著相关性。因此,从提高土壤与植物碳氮含量方面考虑,轻度放牧是克氏针茅草原适宜的放牧强度,禁牧并非合理的利用方式,但应避免重度放牧。     

天然草地植物叶角质层蜡质的化学组成及其对自由放牧的响应

植物角质层蜡质在保护植物免受极端环境危害方面发挥着重要作用。在内蒙古草甸草原和典型草原,分别选取围栏封育样地和自由放牧退化样地,在植物生长季采集3种植物(羊草、克氏针茅和糙隐子草)的叶片,采用色质谱技术分析了植物叶角质层蜡质总量、组分及碳链分布特点,比较了几种植物叶角质层蜡质特征对过度放牧的响应机制,旨在为合理利用和管理草原提供理论依据。结果表明,几种植物叶角质层蜡质总量存在显著种间差异,整体表现为羊草>克氏针茅>糙隐子草。羊草中,鉴定出7类化合物,分别是脂肪酸、烷烃、次级醇、初级醇、β-谷甾醇、β-二酮和烷基间苯二酚;在克氏针茅中,鉴定出5类化合物,分别是脂肪酸、烷烃、初级醇、α-香树脂醇以及β-谷甾醇;在糙隐子草叶中鉴定出6类化合物,分别是脂肪酸、烷烃、醛类、初级醇、烷基酯和β-香树脂醇。羊草次级醇相对含量最高,糙隐子草初级醇含量最高,而克氏针茅烷烃含量最高。草地类型显著影响了糙隐子草蜡质总量及其烷基酯的相对含量、克氏针茅烷烃相对含量及羊草次级醇和β-二酮相对含量。而草地利用方式显著影响了糙隐子草脂肪酸相对含量、克氏针茅蜡质总量、α-香树脂醇和β-谷甾醇相对含量及羊草蜡质总量和次级醇相对含量。在典型草原,糙隐子草和克氏针茅叶角质层蜡质总量均表现为自由放牧草地>围封草地(P<0.05);而羊草与之相反。在草甸草原,糙隐子草叶角质层蜡质总量样地间差异不显著;克氏针茅表现为放牧草地>围封草地(P<0.05);羊草叶角质层蜡质总量表现为围封草地>放牧草地(P<0.05)。不同植物角质层蜡质表现出的差异性响应模式,说明不同植物在长期进化过程中形成了各自特有的适应机制。综合分析认为,草地植物可以通过调整自身蜡质合成,改变蜡质组分和含量以适应外界环境引起的胁迫。     

放牧干扰下典型草原主要物种光合速率和生物量的变化

以内蒙古典型草原不同放牧梯度上的主要优势物种克氏针茅、狭叶锦鸡儿、糙隐子草为研究对象,通过不同放牧强度对典型草原主要物种光合作用和生物量特征的探索,结果表明:克氏针茅、小叶锦鸡儿、糙隐子草三种共生植物的光合速率变化方向与生物量相同。随放牧压力的增加,表现出克氏针茅对恶劣环境的适应能力较弱,相比而言糙隐子草在中度放牧上表现良好的生长优势。     

锡林郭勒典型草原植物多样性和蝗虫种群的关系

通过对锡林郭勒典型草原4种群落（羊草＋糙隐子草、大针茅＋羊草、克氏针茅＋冷蒿、克氏针茅＋糙隐子草）的物种丰富度指数、物种多样性指数、生态优势度指数和均匀度指数进行比较分析,对各种指数与蝗虫群落关系进行了研究。结果表明：羊草＋糙隐子草和克氏针茅＋糙隐子草群落的丰富度指数和多样性指数低于大针茅＋羊草群落,但高于克氏针茅＋冷蒿群落,优势度指数高于大针茅＋羊草,均匀度指数低于克氏针茅＋冷蒿群落;克氏针茅＋冷蒿群落的物种丰富度指数和物种多样性指数最低,生态优势度指数较高,群落均匀度指数高于其他3种群落;大针茅＋羊草群落的物种丰富度指数、物种多样性指数最高,优势度指数最低。相关分析表明,蝗虫种类数与均匀度指数极显著相关,蝗虫个体数与物种多样性指数显著相关。     

过度放牧对羊草杂类草群落种的构成和现存生物量的影响

主要分析了典型草原区的羊草Leymus chinensis杂类草草甸草原的土壤及植物群落随放牧强度梯度的变化,结果表明,随放牧压力的增大,表层土壤密度显著性增加,而表层土壤水分变化不明显。重度放牧区地上现存生物量高于中度放牧区,低于轻度放牧区。轻度放牧区的现存生物量与中度放牧区和重度放牧区,存在极显著性差异（P＜0.01）。其演替序列为：羊草草原+杂类草→羊草+糙隐子草Cleistogenes squarrosa+寸草苔Carex duriuscula→糙隐子草+大针茅Stipa grandis+米氏冰草Agropyron michhnoi→糙隐子草+星毛委陵菜Potentilla acaulis+冷蒿Artemisia frigida。因此,退化草原的植物组成取决于利用方式和强度,同时受生境条件的制约。其典型草原区的羊草杂类草草甸草原的演替序列介于典型草原与草甸草原两者之间。     

刈割和养分回添对羊草草原植物群落生物量及其构成的影响

基于2011年开始的养分回添控制试验,研究锡林郭勒盟草原羊草+克氏针茅+糙隐子草群落在不同肥料(氮、植物割取部分和有机质)对羊草割草场植物群落地上生物量的影响。结果表明:与不刈割相比,刈割+有机质回添、刈割+植物回添和刈割处理显著降低了植物群落地上生物量,但刈割+N素回添处理生物量并没有显著降低。4种处理均增加杂类草和一、二年生植物的地上生物量。与单纯刈割相比,刈割+植物回添处理可增加根茎禾草生物量;刈割+N素回添处理显著增加丛生型禾草地上生物量。与单纯刈割相比,刈割+植物回添处理增加了羊草(Leymus chinensis)种群地上生物量,刈割+N素回添处理增加克氏针茅(Stipa krylovii)种群地上生物量并显著增加糙隐子草(Cleistogenes squarrosa)生物量。这说明养分回添对植物群落地上生物量的影响,不仅与所施肥料种类和施肥量有关,还与该草原植物群落物种组成有关。     

克氏针茅草原种群特征对放牧强度的响应

于2010年和2011年在内蒙古锡林郭勒盟正镶白旗额力图牧场克氏针茅草原实施控制性放牧试验,采用对比分析的方法测定了主要植物种群特征在不同放牧强度下的变化。结果表明:随着放牧强度增加,群落的优势种克氏针茅、羊草等优良牧草的多度在中度放牧区出现最高值,重要值、高度、盖度均明显降低并逐渐被冷蒿、糙隐子草等耐牧性牧草所取代,草地初级生产力下降。     

华北农牧交错带不同放牧强度绵羊食性研究

为探讨华北农牧交错带放牧绵羊的食性与草原退化的关系,本文以河北省张家口市塞北管理区典型草原为研究对象,于2016年7-8月运用饱和链烷技术研究羊草群落不同放牧强度下绵羊食性变化。结果表明:随牧压的增大,群落中羊草(Leymus chinensis)、花苜蓿(Medicago ruthenica)和野韭(Allium ramosum)的数量减少,克氏针茅(Stipa krylovii)、冷蒿(Artemisia frigida)和马蔺(Iris ensata)的比例增加;绵羊采食的牧草种类和比例各存在一定的差异,但绵羊优先采食羊草、野韭和花苜蓿,其次为糙隐子草(Cleistogenes squarrosa)和冷蒿,绵羊不喜食克氏针茅和阿尔泰狗娃花(Heteropappus altaicus),拒食马蔺。因此,重度放牧改变了羊草群落的植被组成,优质牧草减少,群落演替为冷蒿、克氏针茅和杂类草群落,从而导致了草地的退化。     

不同退化草地植物可溶性碳水化合物对氮素添加的响应

可溶性碳水化合物对草原植物代谢起重要作用,也是草原植物产量的形成基础,对植物生长具有重要意义。本研究以内蒙古锡林郭勒典型草原的未退化和退化的草地为研究地点,进行了氮素梯度控制试验(分别添加NH_4NO_3 0,30,50,80 g/m~2),分析羊草(Leymus chinensis)、米氏冰草(Agropyron michoni)、糙隐子草(Cleistogenes squarrosa)和大针茅(Stipa grandis)在不同退化状况下可溶性碳水化合物对氮素梯度的响应。结果表明,未退化与退化状态下4种植物可溶性碳水化合物含量比较,羊草可溶性碳水化合物显著增加,大针茅、米氏冰草和糙隐子草没有显著差异。不同氮素梯度比较,随着氮素梯度的增加,未退化样地中4种植物可溶性碳水化合物含量呈现出显著降低再缓慢增加的趋势,30 g/m~2处理下羊草、大针茅、米氏冰草和糙隐子可溶性碳水化合物含量均呈现最低值;退化样地中随着氮素梯度的增加4种植物可溶性碳水化合物没有明显规律。4种植物可溶性碳水化合物含量比较,未退化样地中4个氮素梯度下羊草可溶性碳水化合物含量最低,显著低于大针茅,米氏冰草与糙隐子草;在退化样地中羊草可溶性碳水化合物含量显著低于米氏冰草,与大针茅、糙隐子草没有显著差异。     

放牧对荒漠草原优势植物叶片养分含量和化学计量特征的影响

[目的] 阐明荒漠草原优势植物叶片养分含量对不同放牧强度的响应。[方法] 在内蒙古短花针茅荒漠草原的放牧样地上设置4个不同放牧强度的处理：对照（CK）、轻度放牧（LG）、中度放牧（MG）和重度放牧（HG）,载畜率分别为0、0.91、1.82、2.71只羊/hm²。于2020年对荒漠草原优势植物短花针茅（Stipa breviflora）、无芒隐子草（Cleistogenes songorica）、银灰旋花（Convolvulus ammannii）和冷蒿（Artemisia frigida）在不同放牧强度下叶片中的C、N、P浓度进行测定,并对其化学计量特征进行计算。[结果] 与对照区（CK）相比,重度放牧显著（P<0.05）降低了短花针茅和银灰旋花叶片的C浓度;放牧对短花针茅、无芒隐子草、银灰旋花和冷蒿叶片N含量无显著（P>0.05）影响;中度放牧显著（P<0.05）增加了短花针茅和银灰旋花叶片的P浓度,并显著（P<0.05）降低了冷蒿的P浓度;重度放牧显著（P<0.05）降低了银灰旋花的C∶N,短花针茅、银灰旋花和冷蒿的C∶P,以及短花针茅的N∶P。[结论] 放牧改变植物对养分的利用状况,不同植物对相同生境有不同的适应策略。放牧降低荒漠草原优势植物固C能力。长期中度放牧有利于荒漠草原优势植物对N、P的吸收。     

内蒙古典型草原主要草食动物食性及其营养生态位研究——以羊草群落为例

为探讨典型草原主要食草动物(绵羊、达乌尔黄鼠和亚洲小车蝗)的食性及其种间生态位变化与草原退化的关系,以内蒙古典型草原为研究对象,于2003年7-8月运用饱和链烷技术研究羊草群落不同放牧强度下绵羊、达乌尔黄鼠和亚洲小车蝗的食性及其生态位变化。结果表明,随牧压的增大,群落中羊草和克氏针茅的数量减少,星毛委陵菜比例增加;随牧压的增加,绵羊采食黄囊苔草的比例显著增加,在重度放牧区,绵羊没有采食西伯利亚羽茅和米氏冰草,而是增加了对星毛委陵菜的采食;达乌尔黄鼠在围栏内采食羊草的比例显著高于围栏外放牧区;但在围栏内没有采食米氏冰草、黄囊苔草和星毛委陵菜;围栏内无法捕捉亚洲小车蝗,在放牧区亚洲小车蝗对克氏针茅的采食随牧压的增加显著降低,但增加了对米氏冰草和星毛委陵菜的采食。三者同时采食羊草和糙隐子草,且对羊草的选择性指数最高;随牧压的增大,绵羊的生态位宽度变宽,而达乌尔黄鼠和亚洲小车蝗的生态位宽度变窄,三者生态位重叠程度类似。因此,重度放牧改变了羊草群落的植被组成,使其演替为星毛委陵菜群落,从而导致了草地的退化,而鼠类和蝗虫的危害则加剧了草地的退化演替,三者对草地资源的共同掠夺导致草原严重退化。     

呼伦贝尔草甸草原3种禾草碳水化合物季节动态研究

贮藏碳水化合物对牧草生命代谢、再生、返青及逆境的适应性等方面有重要作用。本研究于2015年7月—2016年9月,分析了呼伦贝尔草甸草原中羊草（Leymus chinensis）、无芒雀麦（Bromus inermis）和糙隐子草（Cleistogenes squarrosa）3种植物碳水化合物含量的季节变化规律,探讨牧草生长对气候环境的适应性特点,以期为草地合理利用提供指导。研究结果表明：3种禾草碳水化合物含量随季节变化显著（P<0.05）,可溶性糖含量均在8月最高,羊草与无芒雀麦的还原糖和淀粉含量在6月最高,糙隐子草则在7月最高;糙隐子草的可溶性糖与淀粉含量显著小于羊草和无芒雀麦（P<0.05）,并主要分配在地上部分,羊草茎基部与根部的各碳水化合物含量显著小于无芒雀麦（P<0.05）;碳水化合物含量年际间差异较大,干旱年份草地植物根部碳水化合物贮藏水平偏低,该区域草地宜降低载畜率或提前休牧。     

针茅及羊草对亚洲小车蝗生活力影响的定量分析

亚洲小车蝗是内蒙古草原主要优势种害虫,主要取食针茅、羊草等禾本科植物,植物种类对其生长发育影响可反映蝗虫群落与植物群落的关系。采用室内饲养与野外笼罩的方法,进行了不同生境亚洲小车蝗3个密度处理生活力指标定量分析,结果表明,针茅喂养的亚洲小车蝗雌虫相对生长率高于羊草。植物盖度和虫口密度是影响亚洲小车蝗生活力的主要因素。当针茅盖度<25%时,亚洲小车蝗生活力随盖度增加而缓慢增长,当针茅盖度>25%时, 生活力增长较快。当羊草盖度<25%时,亚洲小车蝗生活力随盖度增加而逐渐减小,当羊草盖度>25%时,生活力随盖度增加而增长,且在针茅样地的生活力高于羊草样地。当亚洲小车蝗密度<18头/m²时,生活力随密度增大而增大。在牧草布局时应合理调整针茅、羊草盖度,监测蝗虫密度,预防蝗虫爆发。以上结果为草场植被的合理布局提供了参考,同时也为减少亚洲小车蝗危害提供了依据。     

氮添加对锡林郭勒灌丛草原羊草(Leymus chinensis)化学计量特征的影响

本研究以内蒙古锡林郭勒小叶锦鸡儿(Caragana microphylla)灌丛草原优势物种羊草(Leymus chinensis)为研究对象,研究氮添加对羊草碳、氮、磷元素含量及其化学计量特征的影响。结果表明氮添加对羊草茎叶N,P含量和叶片C∶N,C∶P影响显著;不同氮添加水平对灌丛下和灌丛间羊草C,N,P含量及其化学计量特征的影响存在分异;随氮添加的增加,灌丛间羊草茎叶C∶N和叶片C∶P呈降低趋势,灌丛下羊草茎叶化学计量特征变化不显著;灌丛下羊草茎叶C,N,P含量及其化学计量特征的变异系数均低于灌丛间羊草;氮添加显著影响灌丛间羊草茎叶N含量,C∶N和C∶P,但是,氮添加对灌丛下羊草茎叶化学计量特征影响不显著。小叶锦鸡儿灌丛化过程可能会削弱氮添加对草本植物叶片C,N,P含量及化学计量特征的影响,本研究结果为草原生态系统管理提供了新的视角和重要的理论依据。     

小叶锦鸡儿灌丛地植被对沙源供给的响应

以阴山北麓东段附近的小叶锦鸡儿灌丛地为研究区,在坡积残积地（内源型供给）、洪积扇下风向和农耕地下风向（外源型供给）3个沙源供给有差异的样地,每个样地布设3个样区,每个样区设置3个样方（3个样地共计27个样方）,调查样方内小叶锦鸡儿沙堆和堆间地的植被,分析沙源量和沙物质差异供给下的小叶锦鸡儿灌丛地植物群落特征。结果表明：1）三类沙源供给的小叶锦鸡儿灌丛沙堆上群丛类型基本相同,均为小叶锦鸡儿-羊草群丛;2）三类沙源地的灌丛沙堆上物种数均高于堆间地,其中沙源量最大的洪积扇下风向物种数最多;样地间的物种相似度以洪积扇和农耕地下风向间的最高（38%~42%）,样地内灌丛沙堆和堆间地上的物种相似度以坡积残积地的最高（80%）;3）在三类沙源供给地的灌丛沙堆和堆间地上均出现的植物有6种,即克氏针茅、羊草、糙隐子草、冷蒿、细叶韭、刺沙蓬;4）顺风向随着沙源供给量的增加（坡积残积地）或减少（洪积扇和农耕地下风向）,三类样地的堆间地上物种数沿风向均呈现先增加后减少的趋势,灌丛沙丘上则是农耕地和洪积扇下风向靠近沙源区的物种数高于坡积残积地,随沙源量减少其物种数逐渐与坡积残积地的相近。综上,沙源供给量及供给方式对小叶锦鸡儿灌丛地的物种多样性影响较大,而群丛类型几乎不受影响。     

短花针茅荒漠草原物种间关系的多度不对称性对载畜率的响应

目前物种的相对多度与种间关系的内部联系如何影响物种共存仍不清楚。为探讨植物群落物种间关系强度的多度不对称性及其对载畜率的响应,本研究以内蒙古短花针茅(Stipa breviflora)荒漠草原植物群落为对象,分析了对照、轻度、中度及重度放牧下群落物种的多度及其频率。结果表明：随载畜率的增大,物种数呈现出降低的趋势。不同载畜率下同分布指数CO均存在明显的多度依赖性;常见种(如短花针茅、无芒隐子草(Cleistogenes songorica)及刺穗藜(Chenopodum aristatum))对其他物种的作用强度普遍较强。不同载畜率下短花针茅对无芒隐子草及刺穗藜的作用强度均高于其二者对短花针茅的强度,表现出种间强度的不对称性。此外,放牧使得短花针茅对无芒隐子草的作用强度呈现出增大的趋势,使得无芒隐子草对短花针茅的作用强度呈现出降低的趋势。因此,物种间存在多度的不对称性,而放牧进一步造成其物种间作用强度的变化。     

放牧对草甸草原土壤水热状况和地上生物量的影响

本文以呼伦贝尔草甸草原为对象,研究了不同放牧强度对草原群落土壤水热状况和地上生物量的影响,旨在揭示二者之间的相互关系。研究结果表明,随着放牧强度的增加,生长季平均土壤温度呈逐渐上升的趋势;放牧对群落3个组份[羊草（Leymus chinensis）、贝加尔针茅（Stipa baicalensis）、杂类草]生物量和相对优势度产生影响。其中,羊草地上生物量和优势度随着放牧强度的增加显著线性降低,而贝加尔针茅和杂类草的生物量与优势度均在中度放牧处理下最高。土壤含水量与羊草生物量显著正相关,与杂类草生物量负相关,而与贝加尔针茅生物量间的关系极弱。本研究为完善放牧优化理论,揭示放牧在草地生态系统功能过程中的梯度效应提供了一个较为重要的研究线索,为草地放牧优化管理制度的确立提供了一定的科学依据。     

降水和氮沉降对内蒙古半干旱草地羊草和大针茅叶片碳交换的影响

本研究对我国北方半干旱草地进行春季增雪、夏季增雨和施氮处理,通过监测羊草（Leymus chinensis）和大针茅（Stipa grandis）的光响应曲线,以期探讨降水和氮沉降对半干旱草地叶片碳交换的影响。结果表明：夏季增雨（100 mm）分别提高了羊草和大针茅最大光合速率,提高了气孔导度和土壤含水量,降低了土壤温度;但春季增雪（25 mm雪水当量）对以上各指标的影响不显著;施氮（10 g· m^-2）显著提高了羊草叶绿素含量,但对以上各指标影响均不显著。本研究表明增水和施氮对关键物种叶片碳交换的作用主要通过影响叶片光合生理特性以及土壤微环境实现。     

呼伦贝尔不同草地类型土壤微生物量及土壤酶活性研究

以呼伦贝尔5种不同草地类型(线叶菊草原、贝加尔针茅草原、羊草草原、大针茅草原、克氏针茅草原)为研究对象,分析了不同草地类型土壤理化性状、土壤微生物数量、土壤微生物量、土壤酶活性的变化特征及其相互关系。研究表明,各类菌群数量分布在5种草地中均为细菌>放线菌>真菌,但不同菌群数量及区系组成在各草地类型间均存在显著差异(P<0.05)。细菌数量在5种草地中依次为:羊草>贝加尔针茅>克氏针茅>线叶菊>大针茅,真菌数量依次为:线叶菊>克氏针茅>羊草>贝加尔针茅>大针茅,放线菌数量依次为:克氏针茅>羊草>线叶菊>贝加尔针茅>大针茅。土壤微生物量碳、氮(SMBC、SMBN)在不同草地类型间差异显著(P<0.05),线叶菊草原土壤微生物量碳、氮均显著高于其他草地类型(P<0.05),其中大针茅草原、羊草草原土壤微生物量碳、氮均较低。研究还表明,各草地类型土壤酶活性的垂直分布均表现为表层土壤(0~10cm)酶活性大于下层土壤(10~20cm)酶活性,不同草地类型间土壤酶活性亦存在显著差异(P<0.05),线叶菊草原土壤过氧化氢酶和转化酶活性均显著高于贝加尔针茅草原和大针茅草原;土壤脲酶活性以克氏针茅草原最高,且与线叶菊草原、贝加尔针茅草原和大针茅草原差异显著;而土壤磷酸酶活性则为羊草草原显著高于其他样地。相关分析结果表明,不同草地类型土壤微生物数量、土壤微生物量、土壤酶活性、土壤理化性状之间均存在相关性,从回归分析得出的2个方程可知,土壤微生物量碳随着土壤含水量、细菌数量的增加而增加,随着土壤磷酸酶活性的增加而降低;土壤微生物量氮则随着土壤过氧化氢酶活性的增加而增加,而随着土壤磷酸酶活性与土壤容重的增加而降低。