补播对天祝高寒退化草地植被和土壤理化性质的影响

为了探究补播对高寒退化草地植被组成以及土壤理化性质的影响,于2007―2009年在甘肃省天祝县开展了退化草地补播垂穗披碱草(Elymus nutans)+无芒雀麦(Bromus inermis)+中华羊茅(Festuca sinensis)改良治理退化草地的研究。结果表明,补播有效增加了禾草类和莎草类植被,提高了退化草地地上和地下生物量。补播后第3年,土壤表层物理性状、养分以及微生物生物量与不补播相比,具有明显优势。土壤表层0-40cm,土壤容重降低、孔隙度变大、含水量提高,土壤养分和微生物生物量C、N含量升高,退化草地得到了有效治理。     

种子补播恢复退化草地研究进展

过度放牧利用使草地多处于不同退化演替阶段,即当前对草地的利用基本都是在退化草地上进行,草地退化同时也是生物多样性保护和生态功能弱化的关键阶段。极度退化阶段草地失去生态和生产价值,需要建植人工草地。在草地退化到极度退化阶段之前,借助草地自身恢复力进行有效恢复是实现快速恢复的最好时机。过度放牧导致的种子匮乏是草地退化的主要原因之一,种子补播是一种经济有效简单易行的恢复措施,由于草地所处自然环境、植被类型和退化程度的不同,其所需补播物种及补播措施也存在很大差异。本文着重对种子补播恢复退化草地的物种选择、补播时间、补播方式、补播对生态系统的影响等进行了介绍,提出了种子补播应注意的问题,对当前补播恢复退化草地的研究进行了反思和展望,期望能为种子补播恢复退化草地提供借鉴。     

中度退化高寒草甸草地的补播改良研究报告

对中度退化的高寒草甸进行补播改良,其研究的结果表明,人工补播是改良退化草地的一项重要措施。补播的第三年,改良草地产草量比天然草地产草量提高20－30％,草地植被盖度由原来的32．5％提高到56．5％,草群品质改善,草群中可食牧草种类增多,有毒有害植物明显减少。杂草及有毒有害植物为建群种的群落,变为老芒麦－无芒雀麦－披碱草为优势种的群落。由于草地盖度的增加,也减少了土壤冲刷,有效地控制了土壤养分和水分的流失。     

退化人工草地补播改良研究初报

对亚热带中山地区退化工草地补播改良方法进行的初步试验表明，条、穴、撒等三种补播惊讶攻以多年生黑麦草作为补播草种时其地上生物量为对照的１．９－２．３倍，综合效果以穴播最佳，补播改良还具有省时、劣力、节约生产资金等益外。     

退化嵩草型高山草地补播豆科牧草的研究

报道了退化嵩草型高山草地补播为４种优良豆科植物对草地牧草生长、地上生物量及地上净最大营养物质生产力的影响。结果表明,补播红豆草、紫花芷蓿和红三叶能正常生长发育,其生长逻辑斯谛曲线,生长拐点出现在水热最大组合的６－７月。红豆草区地上生物量达到４２４７．３３ｋｇ／ｈｍ＾２,与其他试验区地下生物量有极显著差异。红豆草区地下净最大营养生产力最高,粗蛋白、钙和磷分别达到４８０．３７、４５．４５和５．８２ｋｇ     

退化沙化草地人工补播植被重建研究

本研究选用小叶锦鸡儿、沙打旺、沙蒿和羊柴对内蒙古东乌珠穆沁旗退化沙化草地进行人工补播,设置沙质退化草地补播、裸沙地补播、风蚀坑补播和裸沙地沙障+补播和沙质退化草地未补播(CK)5个试验处理,于2009年、2013年~2016年的7月下旬至8月上旬进行野外观测,并对各处理的群落特征、重要值、多样性、现存量和补播植物越冬率等进行了分析和研究。结果表明,沙质退化草地通过补播可增加草地植物种类组成;沙打旺是最适合在沙质退化草地补播的植物种,风蚀坑补播最适宜的草种为羊柴和沙打旺。裸沙地沙障+补播能够保持较高的地上现存量水平,裸沙地补播维持较高的地上现存量时间较长。补播植物越冬率为小叶锦鸡儿>羊柴>沙篙>沙打旺。     

天山南坡高寒退化草地人工治理技术的初步研究

对天山南坡高寒草地生产力进行了全面研究和分析，存在的主要问题是超载过牧、不合理利用及牧草生产的季节不平衡；在气候因素等综合作用下，草地出现了严重退化，为此近年来开展了天山南坡巴音布鲁克高寒退化草地治理、进行保护草地生态的基础研究，实施灌溉技术、人工补播多年生牧草、休闲等具体治理措施。     

天祝高寒草地退化原因分析与治理策略

天祝高寒草地是甘肃省重要的牧区之一。借鉴国内外相关研究进展,综合认为脆弱的生态环境是天祝高寒草地退化的内因,人类不合理的利用和干扰是高寒草地退化的主要驱动力,气候变暖、变干加速了高寒草地的退化。并认为家畜粪便的流失、植物的化感作用和自毒作用也是导致天祝高寒草地退化的原因。提出了天祝高寒草地的整体治理策略,即以草定畜、提高出栏率,轻度和中度退化草地进行草地改良、围栏,重度退化草地进行栽培草地建植,同时结合草地鼠害综合治理、加强人才建设与加快科技成果推广和转化。     

天山南坡高寒退化草地人工治理技术的初步研究

对天山南坡高寒草地生产力进行了全面研究和分析,存在的主要问题是超载过牧、不合理利用及牧草生产的季节不平衡;在气候因素等综合作用下,草地出现了严重退化,为此近年来开展了天山南坡巴音布鲁克高寒退化草地治理、进行保护草地生态的基础研究,实施灌溉技术、人工补播多年生牧草、休闲等具体治理措施。     

封育后补播“高寒1号”生态草对玛曲退化高寒草甸生产力的影响

为了研究退牧还草项目中围栏封育和种子补播对退化高寒草甸（亚高山草甸和沼泽化草甸）的改良效果,选取“高寒1号”生态组合草种,在青藏高原东部的退化高寒草甸进行了封育和补播试验。对封育和补播后3年的草甸植被高度、盖度和地上生产力进行研究。与对照相比,封育3年的退化亚高山草甸和退化沼泽化草甸的平均植被高度提高49.57%和53.38%,盖度提高24.73%和25.25%,地上生产力提高16.40%和22.17%,物种数没有显著变化。封育后补播“高寒1号”生态组合草种,比封育具有更好的效果。在封育的基础上,补播进一步使两类退化草甸的植被高度分别提高17.64%和15.78%,盖度提高48.38%和50.50%,地上生产力提高3.24%和9.39%,且物种数有一定的增加。围栏封育和草种补播是改良退化高寒草甸的有效途径,封育后补播比只封育更能提高其改良效果。“高寒1号”生态组合草种在退化高寒草甸的补播改良中表现了良好的适应性和显著的效果。     

基于机器学习算法的天祝藏族自治县草地地上生物量反演

使用机器学习算法快速、准确、大范围监测草地地上生物量（AGB）是目前研究热点,但不同机器学习算法因训练样本、超参数设置不同而存在较大差异。基于实测草地AGB和同期遥感数据、气象数据、地形数据,选择与草地AGB相关性较强的13个因子作为深度神经网络 （DNN）、随机森林算法（RF）、梯度提升回归树（GBRT）、支持向量机（SVR）、人工神经网络（ANN）和高斯过程回归（GPR）算法的输入变量,建立草地AGB预测模型并从模型预测精度、稳定性、样本敏感性等方面综合评价6种模型应用潜力,分析2020年天祝藏族自治县生长季（4-9月）内草地AGB时空变化特征及其对气候的响应。结果表明：1）DNN估算草地AGB的综合性能最佳,但稳定性较差,对样本敏感性较高;GPR综合性能次于DNN,稳定性和精度均较好;GBRT、RF模拟精度较高,稳定性差;SVR和ANN精度相对其他模型较差,SVR稳定性较高,ANN稳定性较差。2）天祝藏族自治县草地AGB集中在50~250 g·m^-2,不同月份草地AGB空间异质性较大,整体表现为从西北向东南呈下降趋势。3）山地草甸、高寒草甸和温性草原中的AGB变化与气温表现出较为明显的正相关关系。降水量对高寒草甸、温性草原和山地草甸的影响不明显,但对温性荒漠草原类的影响较大,AGB随降水量减少呈现减少态势。以上研究结果可为监测草地生物量的方法选择和参数设置提供一定技术支持和参考依据。     

氮添加对退化高寒草地土壤微生物量碳氮的影响

若尔盖高寒草地生态系统脆弱,对环境因子的改变响应敏感。本试验以若尔盖高寒退化草地为研究对象,在2015-2016年每年返青期,以尿素作为氮源在野外开展控制试验,4个氮处理分别为CK(0g·m^-2·a^-1)、N5(5g·m^-2·a^-1)、N10(10g·m^-2·a^-1)、N20(20g·m^-2·a^-1),分析了氮添加下4个不同退化程度的高寒草地土壤微生物量碳氮以及土壤理化性质的变化规律,探讨若尔盖高寒草地对氮添加的响应机制,旨在为脆弱生境草地的治理与恢复提供参考。结果表明,不同退化草地的土壤微生物量碳氮对氮添加的敏感性随退化程度加剧而逐渐降低。氮浓度20g·m^-2·a^-1处理下土壤微生物量碳氮含量变化趋势发生显著变化:轻度退化草地>未退化草地>中度草地>重度退化草地。相关分析表明,土壤微生物量碳氮与速效磷、硝态氮、全氮、全磷、有机碳具有显著正相关,可在一定程度上表征土壤养分状况。氮添加下,土壤微生物量碳氮与土壤理化性质的相关关系发生变化,尤其在N20处理下土壤微生物量碳、氮与其他理化因子间无显著相关关系,需要进一步从土壤微生物对土壤养分的吸收利用方面解释其原因。氮浓度变化显著改变土壤微生物C/N:CK重度退化草地的土壤微生物量碳氮比显著高于其他3个退化样地。N5和N10条件下不同退化草地土壤微生物C/N无显著差异,而N20处理下未退化草地土壤微生物C/N与CK比显著提高33.7%,而重度退化草地与CK比下降了62.5%,说明氮添加在一定程度上对土壤微生物的组成和群落结构产生了影响。     

补播对高寒草甸生产力和植物多样性的影响

为了解补播对高寒草甸退化草地恢复过程中群落生产力、功能群结构和物种多样性方面的影响,于2010年5月以位于青藏高原东段的玛曲高寒草甸为研究对象,进行了补播试验。结果表明,补播显著提高地上生物量,同时物种数和丰富度指数Margalef也有显著增加,其中补播处理地上生物量是不补播处理的1.31～1.44倍。补播后莎草类和禾草类地上生物量都呈增长趋势,补播后禾草类地上生物量显著提高,其中最高是不补播的2.7倍,杂类草在群落中所占比例显著降低。适量补播既可以使草地的经济价值得以提高,同时也有利于高寒退化草地的恢复和生态系统的稳定。     

天祝高寒草原草地植物黑粉病调查研究

从2002-2007年调查研究了甘肃天祝高寒草地植物黑粉病,报道了草本植物上6种新的黑粉病,分别是直立黄芪黑粉病、苔草黑穗病、嵩草黑穗病、棘豆黑粉病、乌头黑粉病及白草黑穗病。对每个病害发生的症状、病原形态及分布进行了描述。     

天祝草原主要有毒植物及其药用价值

本文对天祝草原有毒植物的种类、分布、毒性成分、致毒机理及药用价值进行了综述, 天祝草原有毒植物共计18科32属61种, 主要有豆科棘豆属、黄芪属, 禾本科芨芨草属, 瑞香科狼毒属, 毛茛科乌头属、毛茛属、唐松草属, 大戟科大戟属, 龙胆科龙胆属等。分析认为, 部分有毒植物体内的生物碱等化学成分可以用于中药及农药制取, 同时, 可以充分利用有毒植物的抗逆性特征将其应用于水土保持和防风固沙等方面。     

基于Sentinel-2和Landsat 8数据的天祝县草地地上生物量遥感反演

为精确获取区域草地地上生物量(Above-ground biomass,AGB),本研究利用Sentinel-2和Landsat 8数据,计算5种植被指数,与野外实测AGB建立草地AGB遥感估算模型,并用均方根误差、决定系数和平均相对误差等指标综合比较不同估算模型的反演精度.结果表明:5种植被指数与草地AGB均显著相关...     

祁连山高寒草原醉马草防除后优良牧草补播的土草效应

本研究以我国北方天然草地毒草醉马草(Achnatherum inebrians)为研究对象,在甘肃省肃南县大河乡公路两侧对其种群数量较大的区域开展了草甘磷和重耙对比灭杀试验;在此基础上,采用随机区组试验设计,选择补播的优良牧草种类,总结了草地补播改良效果以及技术。结果表明,10%草甘磷防除效果超过98%,推荐使用剂量150~190g·667m~(-2)为宜;重耙灭杀醉马草防除效果超过90%,推荐重耙措施为30cm深度为宜。退化草地补播改良结果表明,浅翻耕条播、浅翻耕撒播、行内松土补播牧草的组合Ⅴ[垂穗披碱草(Elymus nutans)1kg·667m~(-2)+紫羊茅(Festuca rubra)0.5kg·667 m~(-2)+草地早熟禾(Poa pratensis)0.3kg·667 m~(-2)+小冠花(Coronilla varia)0.2kg·667m~(-2)]和组合Ⅵ[垂穗披碱草1kg·667m~(-2)+紫羊茅0.5kg·667m~(-2)+草地早熟禾0.2kg·667m~(-2)+小冠花0.3kg·667m~(-2)]的成活率分别为85%和73%,91%和87%,87%和75%,表现出较强的适应性。退化草地牧草补播的最适宜播种深度为1~4cm,当播种深度为0和4~8cm时,出苗率和成活率均较低。与不动土撒播相比,浅翻耕条播、行内松土补播牧草的组合Ⅴ和Ⅵ可有效改善土壤养分状况,使补播牧草高度、密度及生物量显著增加,可以在天然退化草地的生态恢复中推广应用。