科尔沁沙地持续放牧和不同强度放牧后封育草场中生物结皮生物量和土壤因子的变化

通过对科尔沁沙地放牧后封育样地和放牧样地生物结皮生物量的研究,探讨了不同样地生物结皮生物量的变化规律及其与环境因子的相互关系。结果表明,封育样地藓类和藻类植物的生物量显著高于放牧样地;在封育样地内,轻度、中度放牧封育区显著高于重度放牧封育区（P＜0.05）。封育样地生物结皮的土壤微生物量碳、氮含量高于放牧样地,并且各样区藓结皮土壤微生物量碳、氮含量显著高于藻结皮（P＜0.05）。在封育样地内表现为轻度、中度放牧封育区土壤微生物量碳、氮含量较高,重度放牧封育区含量较低,体现出不同强度放牧封育停牧后对土壤微生物量碳、氮影响的滞后效应。藻类植物的生物量与结皮厚度、有机质含量和粉黏粒呈极显著正相关（P＜0.01）,与细沙呈显著正相关（P＜0.05）,与粗沙呈极显著负相关（P＜0.01）。藓类植物的生物量与结皮厚度、有机质含量、粉黏粒呈显著正相关（P＜0.05）,与粗沙呈负相关,但不显著。藻类植物的生物量与土壤因子之间的相关性更为密切。     

不同放牧方式下青海湖和黄河源区湖滨带高寒草原和高寒草甸生态系统呼吸研究

于2012年8月15~20日(植物生长季)和10月26~31日(非植物生长季),在青海湖国家级自然保护区湖滨带的高寒草原和三江源国家公园黄河源区湖滨带的高寒草甸中,分别设置了高寒草原禁牧、轮牧、持续放牧和高寒草甸轮牧、持续放牧采样地,采用Li-8100A自动土壤CO2观测系统,测量高寒草原和高寒草甸生态系统呼吸通量,同时测定了其地上生物量及土壤理化性质。研究结果表明,在8月采样日(植物生长季),轮牧、禁牧和持续放牧下高寒草原、轮牧和持续放牧下高寒草甸的平均生态系统呼吸通量分别为8.72μmol/(m~2·s)、6.42μmol/(m~2·s)、5.45μmol/(m~2·s)、3.10μmol/(m~2·s)和2.19μmol/(m~2·s),其平均温度敏感性分别为3.32、2.72、2.46、4.48和3.30。在不同放牧方式下,湖滨带高寒草原和高寒草甸生态系统呼吸通量和温度敏感性都差异显著(n=6,p0.05)。在轮牧方式下,高寒草原采样地中,0~10 cm、10~20 cm和20~30 cm深度土壤全碳含量分别为4.756 5%、4.435 8%和4.195 1%,全氮质量比分别为4.078 3 g/kg、3.695 0 g/kg和2.946 7 g/kg,显著高于其它放牧方式下的高寒草原和高寒草甸。相对于禁牧和持续放牧方式,轮牧方式能有效保持土壤肥力,并为生态系统呼吸提供基质,具有明显的生态效益。     

围栏封育对不同类型高寒草地植物及土壤养分的影响（英文）

围栏封育是高寒草地最为常见的保育方式,不同类型草地的封育效应可能会存在差异。开展该方面的研究,可以评估围栏封育对草地恢复的效应,为藏北高原不同类型退化草地的恢复措施提供科学依据。本研究以藏北地区的高寒草甸、高寒草原和高寒荒漠3类草地为研究对象,采用单因素方差分析对生物量、叶片–土壤养分含量以及化学计量比进行差异性检验,探讨了围栏封育对这3类高寒草地植物和土壤养分的影响。结果表明,围栏封育能显著提高这3类草地群落的地上生物量,但仅提高了10–20 cm高寒荒漠的地下生物量;围栏封育显著提高了高寒荒漠优势植物叶片的养分含量和10–20 cm土壤中全氮、全钾、有机碳的含量,并显著改变了C、N、P之间的化学计量比;而在高寒草甸和高寒草原围栏封育仅仅显著增加了高寒草原中优势物种叶片的N含量,其他养分指标和化学计量比均没有表现出显著的差异。以上结果表明,从植物和土壤养分来看,围栏封育对高寒荒漠草地的保育作用最为显著。     

高寒杂草类草甸牧压梯度下植被碳密度季节动态及分配特征

比较分析了祁连山北坡高寒杂草类草甸夏季牧场牧压梯度下植被生物量季节动态及净初级生产碳量、现存碳量和地上地下碳量的分配关系。结果表明,牧压梯度下:1.地上生物量有一定的季节变化,但随放牧强度的增加季节变化幅度降低;枯落物量从生长期开始逐渐下降,生长末期有所增加,其中重牧和中牧条件下随时间进程比轻牧和封育措施下的减少量明显;地下生物量有不甚明显的季节变化;半腐殖质层生物量从生长季初期到放牧中期变化平稳,7月下旬开始有所下降,说明良好的水热条件影响下半腐殖质层生物量归还土壤碳的能力增大。2.净初级生产碳量大小依次是轻牧、中牧、重牧和封育,表明适当放牧对植被净初级生产碳量的提高有利,从其地下分配来看,封育所占比例小于80%,轻牧、重牧、中牧在80%以上。9月底测定结果表明,植被现存总碳量随放牧强度的降低而增大,轻牧和封育条件下植被的储碳能力强,利于土壤固碳能力的提高。     

玛曲退牧还草工程生态效果的遥感监测

 为了了解退牧还草工程对玛曲草地生态恢复的效果,利用MODIS卫星遥感资料、地面草地调查资料、退牧还草工程围栏资料和乡行政边界,分别从地面草地监测、不同退牧还草措施的遥感监测对比、玛曲各乡退牧还草效果的遥感监测以及玛曲植被空间变化等方面,对退牧还草工程对玛曲草地恢复的效果进行了研究。结果表明:①退牧还草后的2005年和2006年,工程区内植被盖度较工程区外提高6.8％和5.6％,高度提高69.2％和61.5％,生物量提高30.2％和30.6％。②2005和2006年禁牧区的平均NDVI分别较退牧前提高了3.4%和2.6%,休牧区提高了3.0%和0.9%。③植被的空间分布显示,退牧后2005年和2006年大多数退牧还草围栏内植被指数较2004年高,围栏内NDVI较2004年增加5%~50%,以2005年增加最为显著。④退牧还草工程对玛曲草地生态环境恢复效果均是明显的,其中禁牧的效果较退牧更为显著。     

放牧制度对荒漠草原可萌发土壤种子库的影响

 以内蒙古苏尼特右旗短花针茅荒漠草原为研究对象,通过划区轮牧与自由放牧的比较试验,研究可萌发土壤种子库对不同放牧制度的响应。结果表明:①可萌发种子库物种组成在划区轮牧草地为11种,自由放牧草地为8种,封育禁牧区为9种,划区轮牧较自由放牧和禁牧有利于提高草地群落可萌发土壤种子库的植物种数以及多年生优良牧草;可萌发土壤种子库密度在封育禁牧区为(19 533.33±10 552.83)粒·m-2,划区轮牧区为(3 233.33±524.21)粒·m-2,自由放牧区为(2 553.60±2 152.48)粒·m-2,可萌发土壤种子库密度封育禁牧区显著高于划区轮牧区与自由放牧区,两放牧处理间无显著差异。②不同处理可萌发土壤种子库垂直分布有共同趋势, 有75.06%~83.19%分布在0~5 cm土层内,14.16%~21.68%分布在5~10 cm土层内,2.65%~4.90%分布在10~15 cm土层内,且不同土层可萌发土壤种子库密度均为封育禁牧区显著高于划区轮牧区与自由放牧区,两放牧处理间无显著差异。③划区轮牧区可萌发土壤种子库的丰富度指数和多样性指数高于自由放牧区。划区轮牧区和封育禁牧区可萌发土壤种子库组成的相似性系数最大,为0.857。     

藏北高原高寒草地围栏禁牧和生长季降水对物种丰富度和多样性的影响(英文)

2009和2010年夏天沿藏北高原高寒草地样带调查了高寒草地生态系统(高寒草甸、高寒草原和荒漠草原)在围栏禁牧和自由放牧管理下的物种丰富度和多样性(Shannon-Wiener指数,Simpson优势度指数和Pielou均匀度指数)。研究结果显示:自2006年起藏北高原围栏禁牧在植被类型和区域尺度上没有显著改变物种丰富度和多样性。物种丰富度和多样性主要受生长季降水驱动,超过87%的变异可由生长季降水来解释。物种丰富度和多样性在自由放牧和围栏禁牧2类样地对生长季降水的响应方式一致。物种丰富度随降水呈指数型增长关系,多样性指数则呈现正线性关系。研究结果预示藏北高原地区生长季降水的变化对于物种丰富度和多样性管理至关重要,在未来高寒草地保护研究中应予以重视。     

围栏封育对青海湖地区芨芨草草原生物量的影响

选择青海湖地区的芨芨草草原为研究对象,以围栏内封育和围栏外自由放牧的草地做比较,研究了围栏内外枯枝落叶量、地上生物量的季节动态变化和地下生物量的状况。结果表明:枯落物生物量的季节动态围栏内外均呈现高—低—高的变化趋势,且围栏内枯落物量大于围栏外。群落总地上生物量、禾草类、杂类草和豆类草生物量围栏内外均呈现明显单峰型生长曲线,围栏内地上总生物量和禾草类生物量均大于围栏外,杂类草和豆类草生物量则是围栏外大于围栏内。围栏内外群落的地下生物量垂直分布均呈典型的倒金字塔型,从地表向下地下生物量的空间分布呈递减趋势。地下生物量主要集中分布在0~10 cm,围栏内外分别达1 408.778 g和940.934 g,占总地下生物量比例分别是84.65%和77.12%;而在10~20 cm和20~30 cm两层无论是重量,还是所占的比例,都是围栏外大于围栏内。该地区降雨量和气温呈单峰的增长,且雨热同季,这也和植物的生长规律吻合,土壤含水量达到最高值的时间较降雨量和气温滞后。围栏外地上生物量的季节变化和月均气温、降雨量呈极显著正相关关系,围栏外月均地上生物量的累积量与土壤含水量呈显著负相关关系;地上生物量的月增长率与月均气温和降雨量呈显著正相关关系;围栏内地上生物量的增长率与月均气温呈极显著正相关关系,其他相关关系微弱。     

不同改良措施对退化羊草（Leymus chinensis）草原的影响

 对1983年通过不同改良措施（播种羊草、耙地、围栏封育）处理过的退化羊草草原群落特征进行比较研究,结果表明：虽然经过23 a的恢复,土壤条件仍有差别,经过耙地处理土壤容重最小,含水量最高;三种改良措施的增产效果都很明显,播种羊草、耙地、围栏封育的群落地上生物量比围栏外分别提高了127.30%、146.64%、138.04%;播种羊草和耙地处理的根茎禾草所占比例较高,而围栏外和围栏封育处理的丛生禾草所占的比例较高;三种改良措施中,旱生植物的绝对生物量都低于围栏外;耙地处理后群落多样性最高,而围栏外均匀性指数最高。综上所述：经过耙地改良所产生的效果维持时间最长,而播种羊草和围栏封育改良的后效依然存在。     

微生境尺度上放牧退化草原群落特征与土壤有机质的空间分异性

 格局和过程与异质性有关。以呼伦贝尔克氏针茅草原不同放牧强度下的演替群落为对象,开展群落植被空间分布格局及土壤有机质空间异质性研究。结果显示,不同放牧强度样地群落结构和群落种类组成存在明显差异。轻度放牧样地样方内有8种植物,群落优势种为克氏针茅（Stipa krylovii）;中度放牧样地样方内有12种植物,群落优势种为糙隐子草（Cleistogenes squyarrosa）;而重度放牧样地样方内只有7种植物,群落优势种为多根葱（Allium polyrhizum）。随放牧强度的增强,植被地上生物量及其变异系数逐渐降低;土壤有机质含量表现为轻度放牧>中度放牧>重度放牧,而其变异系数表现为中度放牧>轻度放牧>重度放牧。从植被地上生物量和土壤有机质含量变异函数分析来看,随放牧压力的增大,植被地上生物量空间自相关性增强,空间异质性变大;土壤有机质含量空间分布自相关性先增强,然后减弱,空间变异性先变大,然后变小。在10 cm×10 cm的微尺度上,重牧群落植被地上生物量和土壤有机质含量之间表现出明显的相关性（P<0.05）。     

退化沙质草地土壤种子库和地上植被对封育的响应机理

从植物种和植物功能类群两个水平系统探讨退化沙质草地土壤种子库和地上植被对短期封育管理响应机理的研究尚不多。以内蒙古东部的科尔沁沙地退化沙质草地为研究对象,采取随机样方法对禁牧6 a的封育区及与其相邻的自由放牧草地的土壤种子库和地上植物群落的物种密度进行了比较研究,草本植物群落被区分为一年生禾本科植物、非禾本科一年生植物和多年生植物3个主要功能类群。利用测定数据,分析研究了短期禁牧封育对土壤种子库和地上群落不同植物种和各植物功能类群的生态恢复作用机理。主要研究结果是：①短期封育显著促进了退化沙质草地植被的生态恢复,但发现土壤种子库和地上植被对禁牧的响应模式和机理存在明显差异,短期禁牧使土壤种子库中所有3个植物功能类群的密度均得到显著提高,而仅提高了地上植被一年生禾本科植物和多年生植物两个类群的密度;相反,禁牧显著提高了地上植被所有3个功能类群的物种丰富度和多样性,仅提高了土壤种子库中多年生植物类群的物种多样性。②短期禁牧显著增加了地上植物群落组成中可食和优良牧草的比例,提高了草地的经济利用价值。主要结论是：短期禁牧封育是一种经济有效的提高退化沙质草地植被多样性、生产力及对植物群落物种组成和草地品质进行优化调控和改良的重要草地管理手段。研究建议,今后应重点开展不同禁牧时间下对退化沙质草地土壤种子库和地上植被多样性、生产力及其物种组成变化影响的长期生态学控制实验研究。     

放牧梯度上草原植被土壤系统碳截存特征

放牧强度影响草原植被的固碳能力。本文以呼伦贝尔克鲁伦河流域的半干旱典型草原作为研究区域,开展不同放牧压力下异质性植被-土壤系统中碳截存的特征研究。研究发现:不同放牧梯度下,土壤有机质、地上生物量、地下生物量和土壤微生物生物量碳彼此之间呈一定的相关性。随着放牧强度的加剧及土层深度的加深,土壤碳截存量呈减少趋势。其中,土壤有机质的变化趋势与土壤碳截存量趋势相同;而土壤无机碳含量呈现逐渐增大的特征。过度放牧破坏了土壤的理化性质及土壤质量,加速了土壤有机质的损失。草原群落的根冠比也随着放牧强度的增大而增加。以土壤微生物生物量碳作为土壤固碳能力的指标,不同放牧强度下的草原群落土壤固碳能力为轻牧区>中牧区>重牧区。     

过牧及封育对红砂荒漠植被演替的影响

红砂灌丛植被是我国西北荒漠地区的主要放牧地,并在生态保护中具重要作用。本试验以内蒙古阿拉善盟不同过牧强度下的退化(轻度、中度和重度)红砂(Reaumuria soongorica)+无芒隐子草(Cleistogenes songorica)荒漠草地为对象。首次研究报道了不同过牧梯度和围栏封育对红砂植被演替的影响。经过6a过牧(平均1.8只羊·hm^-2),植被总盖度已由12%降至8%,平均每年盖度绝对值下降0.7%。随草地过牧加重红砂灌丛在逐渐消亡,在中度和重度退化样地的盖度已分别较轻度样地(7.5%)下降了74%和84% (P<0.05);质量差或产量低的草本在增加;无芒隐子草和匍根骆驼蓬(Peganum nigellastrum)的增加可分别作为该类草地中度和重度过牧演替的指示种。短期封育效果十分显著,封育一年的各样地平均较放牧样地比,植被盖度绝对值提高了1.7%,产草量增加2188%,红砂种子产量是放牧样地的371倍。然而,优势种红砂的产草量和盖度在封育期的相对恢复速率皆随样地退化加重而显著降低(P<0.05),重度退化区盖度封育当年的恢复速率为0。所以,封育是保护和恢复我国红砂荒漠植被的有效措施,但封育宜尽早开始,否则,红砂将恢复缓慢或难以复存。     

放牧制度下荒漠草原主要植物生物量及能量分配研究

以内蒙古苏尼特右旗短花针茅荒漠草原为研究对象,通过划区轮牧与自由放牧的比较试验,从植物构件方面研究了3种主要植物种短花针茅、无芒隐子草和碱韭营养枝、生殖枝、分蘖节及其根生物量和能量分配对不同放牧制度的响应。结果表明,禁牧和划区轮牧有利于植物的地上部分生长和有性繁殖,自由放牧区短花针茅和无芒隐子草将把更多的资源和能量用于营养生长,有性生殖严重受阻,以抵御不利的生长环境;划区轮牧提高了碱韭分蘖节的生物量、短花针茅和碱韭构件能量现存量及总能量现存量。短花针茅、无芒隐子草和碱韭根的生物量、能量现存量、生物量分配比例以及根冠比能量现存量、根的能量分配比例划区轮牧区与自由放牧区均高于禁牧对照区;短花针茅、无芒隐子草和碱韭不同构件及植株整体热值划区轮牧区也高于自由放牧区。营养枝与生殖枝的生物量和能量分配没有显著的颉颃关系,但营养枝与分蘖节生物量和能量分配比例间呈显著的颉颃关系。     

广州市湿地植被碳汇功能研究

采用样地调查、模型构建和成果参照等方法,以广州市湿地植被为研究对象,选取样地实测湿地植物地上生物量,并分析湿地植物有机碳含量;选用2013年广州市Landsat 8 OLI遥感影像数据,得到波段反射率和植被指数(NDVI、RVI、DVI和MSAVI)数据,利用ENVI 5.0、SPSS 22和Arc View 3.3等软件,通过差异性检验、相关分析、一元线性回归、曲线回归和模型拟合度检验等步骤,建立湿地植被地上生物量模型,并估算植被地上生物量;选取湿地植物根冠比,估算湿地植被地下生物量,进而估算植被总生物量和碳储量。结果表明,2013年广州市湿地植被总面积为23 557.08 hm2,覆盖率为3.17%;湿地植被平均有机碳质量分数为44.97%;以RVI为自变量的三次曲线模型能较好地拟合湿地植被地上生物量;2013年广州市湿地植被总生物量为786 392.93 t,总碳储量为353 640.9 t碳,碳密度为15.01 t/hm2碳,碳汇量为1 296 683.31 t二氧化碳,碳汇价值为21 071.1×104元。     

沙质草地放牧和封育下物种丰富度和生物量关系的季节变化

研究了科尔沁沙质草地放牧和封育下植被盖度、密度、丰富度与地上生物量关系的季节变化。结果表明:放牧和封育草地4月的植被盖度、丰富度和生物量均低于生长旺季8月,而4月植物密度要高于8月;封育草地生长季盖度高于放牧草地,6月和8月生物量高于放牧草地, 4月和6月植物密度则低于放牧草地。封育草地8月物种丰富度与生物量呈极显著的负线性关系（p<0.01）;放牧草地植物密度与生物量4月表现出极显著的正线性关系（p<0.01）、8月为极显著的负线性关系（p<0.01）。放牧草地优势植物糙隐子草4月的密度和生物量呈极显著的正线性关系（p<0.01）、8月为极显著的负线性关系（p<0.01）;黄蒿和狗尾草8月的密度和生物量均呈极显著的负线性关系（p<0.01）;猪毛菜4月和6月的密度和生物量呈极显著的正线性关系（p<0.01）。封育草地达乌里胡枝子、猪毛菜8月的植物密度和生物量呈极显著的正线性关系（p<0.01）。持续放牧和季节变化及其二者的交互作用对植被盖度、密度和生物量均有重要的影响（p<0.05）;放牧通过影响草地生长季中的优势植物密度变化和生物量积累,引起了草地植物密度和生物量关系的季节变化,也导致生长季物种丰富度和生物量无显著关系;封育草地植物的竞争导致了物种丰富度和生物量关系的季节变化。     

放牧对呼伦贝尔典型草原植物生物量分配及土壤养分含量的影响

在内蒙古呼伦贝尔草原克鲁伦河流域选取轻度、中度和重度3个放牧区研究植物地上和地下生物量、根冠比及土壤有机质、氮、磷等养分含量对放牧强度的响应。结果表明:重度放牧区的地上生物量(89.73 g·m^-2)显著低于轻度(565. 61 g·m^-2)和中度放牧区(488. 92 g·m^-2),地下生物量(1 029. 90 g·m^-2)则显著高于轻度(604.92 g·m^-2)和中度放牧区(418.38 g·m^-2)。重度放牧区的根冠比为11.54,显著高于轻度(1.11)和中度放牧区(0.89)。土壤有机质及各养分含量随着放牧强度的增加先显著降低而后显著增大,中度放牧区的养分含量最低。     

放牧对内蒙古羊草群落土壤呼吸的影响

采用静态暗箱法,比较测定了放牧对内蒙古锡林河流域羊草群落土壤呼吸的影响以及水热等相关环境因子与土壤呼吸的关系。结果表明:放牧没有改变羊草群落土壤呼吸的季节性变化特征,但降低了土壤呼吸速率的年幅度;生长季放牧样地土壤呼吸速率显著低于封育样地,非生长季两样地土壤呼吸强度均处于较低水平,而且出现负通量的现象,放牧使羊草群落土壤呼吸年总量下降了约33.95％;从全年来看,无论是围栏还是放牧样地,封育样地和放牧样地土壤呼吸与温度因子均显著正相关(p<0.01,n=15),其中与10cm处地温相关性最好,但放牧降低了土壤呼吸对温度变化的敏感性;生长季水分影响作用高于温度,围栏封育样地0~10cm土壤含水量的变化可以解释土壤呼吸变异的87.4％,放牧样地10~20cm和20~30cm土壤含水量的变化共同可以解释土壤呼吸变异的74.9％。     

基于PRA方法的农户对干旱区草原生态保护政策的认知分析

自2000年以来,中国草原牧区实施的一系列草原建设和保护工程引起了草地利用方式和农牧民传统生产模式的改变。农牧户作为生产经营活动的直接参与者和草原生态保护政策的实施主体,其认知态度与行为选择将直接影响政策实施效果,对草原生态环境有着直接影响。以黑河上游肃南县干旱区草原为例,选取了自由放牧区、半农半牧区和舍饲养殖区三个不同类型牧区,采用参与式农户评估方法（PRA）,分析了农牧民对草原生态保护政策的认知情况和实施效果及其在当前政策背景下倾向性的草原放牧措施。结果表明：（1）相对宽松的草地资源约束使自由放牧区内农牧民的草原保护政策认知水平较高,58.1%的农牧户对季节性休牧和补贴数额有较高的认同度,但存在超载放牧现象。（2）半农半牧区和舍饲养殖区农牧民对草原保护政策的认知水平偏低,同时,舍饲养殖导致的生产成本上升使该趋势进一步加剧,71.7%的农牧户响应禁牧政策的积极性不高且认为禁牧补贴数额不合理。建议从增加非农就业机会、完善农村金融服务体系、细化草原补奖标准和调整草地资源约束的角度因地制宜采取配套措施,实现保护生态和农牧民增收双目标。     

放牧对克氏针茅(Stipa krylovii)草原土壤物理、化学及微生物性状的影响

以内蒙古呼伦贝尔克氏针茅(Stipa krylovii)草原为对象,设置3个放牧梯度样地,对6—8月土壤理化性质及土壤微生物生物量的时空分异特征进行对比分析。结果表明:土壤容重、pH值、有效磷含量、微生物生物量氮随放牧强度的增大而增大。土壤含水率、有机质含量、全氮含量、微生物生物量碳随放牧强度的增大而减小,土壤全磷含量先增加后减小。在月动态上,土壤容重逐月增大;有机质含量、全磷含量、轻牧区pH、轻牧区和重牧区的土壤微生物碳含量随月变化而减小;轻牧区、重牧区8月和中牧区的6月土壤含水率均大于其他月份,中牧区土壤微生物碳逐月先减小后增加。在放牧影响下,土壤容重、含水率、pH值、微生物生物量碳含量存在着时空交互作用,进而影响土壤综合肥力。