呼伦贝尔草原大针茅和贝加尔针茅的生殖生长规律

采用无样方采样法,对内蒙古呼伦贝尔草原大针茅(Stipa grandis P.Smirn)和贝加尔针茅(Stipa baicalensis Roshev.)生殖分蘖株的生物量分配和生殖生长规律的比较分析,以期揭示2种针茅的生殖生长状况和资源分配策略,提高草地的合理利用。结果表明:大针茅和贝加尔针茅生殖分蘖株穗重随植株总重、植株高度、穗长增加而增加;穗长、生殖生长比率随植株高度增加而增加;每穗籽粒数随小花总量增加而增加;每穗籽粒重随穗重、穗长增加而增加,均呈现y=a+bx线性函数变化规律,达到显著或极显著水平。大针茅生殖器官穗生长速率b值和穗重百分比大于贝加尔针茅,而结实籽粒的生长速率b值,以及茎、鞘、叶重百分比均却小于贝加尔针茅。生殖分蘖株生殖器官穗构件与营养器官生物量分配比例呈负相关。表明在相同生长条件下,2种针茅具有相同的生殖生长和资源分配规律,采取了生存和生殖相权衡的资源分配调节策略,且贝加尔针茅种子生产的能力大于大针茅。     

贝加尔针茅草原生态系统生长季碳通量及其影响因素分析

以贝加尔针茅草原为研究对象,利用涡度相关通量测量系统,测定CO₂通量及其影响因子。结果表明,贝加尔针茅草原CO₂通量存在明显的日、季变化,不同生育阶段CO₂通量日、季变化呈“U”型,其中以7月最为明显,CO₂通量固碳、释放碳最大值均出现在7月,分别为-0.56和0.83 mg/(m²·s)。潜热通量、显热通量、有效光合辐射与CO₂通量显著相关,与土壤温度、土壤含水量相关不显著。     

紫花苜蓿营养生长与生殖生长调控

主要研究了播种行距,灌水量,N、P、K肥施用量,植物生长延缓剂,微肥,干燥剂对甘农3号紫花苜蓿(Medicago sativa L.cv.Gannong No.3)(简称苜蓿)营养生长和生殖生长的影响,及其种群的生长冗余。     

贝加尔针茅光合特征与叶片功能特性对长期氮添加的响应

以贝加尔针茅草甸草原建群种贝加尔针茅为研究对象,通过一个连续6年氮添加野外控制试验,设置5个氮素处理:N₀(0 kg N/hm²)、N₃₀ (30 kg N/hm²)、N₅₀ (50 kg N/hm²)、N₁₀₀ (100 kg N/hm²)、N₁₅₀ (150 kg N/hm²),探讨氮沉降变化对贝加尔针茅种群光合特性与叶片功能特性变化规律及其影响因子。结果表明,氮素添加变化显著影响贝加尔针茅的净光合速率等光合特性,氮素添加处理净光合速率(net photosynthetic rate, P_n)、气孔导度(stomatal conductance, G_s)、蒸腾速率(transpiration rate, T_r)、光合氮利用效率(photosynthetic nitrogen use efficiency, PNUE)和光合能量利用效率(photosynthetic energy use efficiency, PEUE)均低于或显著低于无氮素添加处理。氮素添加处理叶片比叶面积(specific leaf area, SLA)、叶片N含量(leaf N content, N_mass)、建成成本(leaf construction cost, CC_mass)、叶片N∶P均高于或显著高于无氮素添加处理。相关分析表明,5个氮素处理的P_n与G_s、T_r、PNUE、PEUE、叶片P含量(leaf P content, P_mass)、土壤N∶P呈显著正相关,与叶片比叶面积(SLA)、N_mass、CC_mass、土壤含水量、土壤pH值呈极显著负相关;叶片N_mass与SLA、CC_mass、土壤N∶P呈显著正相关,与PNUE、PEUE、P_mass、土壤含水量、土壤pH值呈显著负相关。综合以上研究表明,长期氮添加会降低贝加尔针茅净光合速率、养分利用效率,提高叶片建成成本和叶片N∶P,土壤含水量和土壤pH值是引起这种改变发生的主要因子。     

贝加尔针茅草原围栏封育和自由放牧条件下植物结实数量的研究

在两个不同的降水年份，于内蒙古锡林郭勒草原东部的贝加尔针茅草原上，采用收获单位面积草原群落植物全部种子的办法，对比观察了连续自由放牧或阶段性放牧与围栏封育条件下植物结实量及结实植物种类和出现率的差异，同时观察了围栏内、外贝加尔针茅种子生产数和狼毒单花序成花数的差异。结果表明，植物结实受放牧采食和降水条件的共同影响。同围栏封育相比，连续自由放牧不利于植物结实。而春季放牧夏秋休闲的阶段性放牧可以使植物结实性迅速恢复，这种影响对部分植物来说，甚至超越于降水的影响，说明了放牧管理方式对维持植物良好结实性的重要性。     

松嫩平原贝加尔针茅草甸草原植物组成的结构分析

松嫩平原贝加尔针茅草甸草原是蒙古植物区系、东北植物区系、兴安植物区系和华北植物区系4个植物区系相汇集的区域,在全区所设的27个调查样地中,共有153种植物,隶属于34个科,6个株生长型,5个根生长型,6个生活型,4个水分生态类型,15个分布区型和6个饲用价值类型。其中,菊科种类最多占20.9%,豆科和禾本科分别占11.8%;株生长型结构以分枝型种类最多占32%,丛生型和直立型分别为24%和18%;根生长型结构以刷状根的种类最多占55%,直根型和根茎型分别为18%和16%;生活型结构以地面芽植物最多占40%,地下芽植物次之占29%,地面-地下芽植物占15%;水分生态类型结构以中生型种类最多占51%,中旱生型次之占34%;分布区型结构以蒙古-东北-兴安-华北分布区型的种类最多占29%,蒙古-兴安分布区型次之占13%;经济价值类型结构以中、低等质量的种类最多,所占比重高达52%,而优、良牧草种类只占22%。松嫩平原贝加尔针茅草甸草原具有温带草本群落植株和根系的特点,典型的温带地面芽植物气候特征,中生生境条件,复杂的分布区型结构和多样的饲用价值类型。     

锡林郭勒草原的大针茅病害

在内蒙古锡林郭勒草原的大针茅草场上,发现５种大针茅真菌病害,降茎黑粉病于１９９７年发现并报道外,其余４种是穗黑粉病,叶枯病,茎枯斑病和锈病。这５种病害均属国内新发现的大针茅病害,其中穗黑粉病１９９８年在锡林浩特以北某些大针茅草场上发生较为普遍,其他仅有少量或微量发生。     

养分添加对贝加尔针茅草原6种植物叶片性状的影响

养分添加是促进退化草地恢复常用的管理措施。以贝加尔针茅草原为研究对象,设置CK(对照,不施肥),N(单施氮肥,100 kg/hm²),P(单施磷肥,100 kg/hm²),K(单施钾肥,100 kg/hm²),NP(氮、磷肥混施,均为100 kg/hm²),NK(氮、钾肥混施,均为100 kg/hm²),PK(磷、钾肥混施,均为100 kg/hm²),NPK(氮、磷、钾肥混施,均为100 kg/hm²),研究贝加尔针茅草原包括建群种和优势种在内的6种植物的比叶面积、叶绿素含量和养分含量等叶片性状对养分添加的响应,旨在探讨草原生态系统中,不同物种叶片特性随养分供给条件发生的变异及其与土壤理化特性之间的关系。结果表明,6种植物的比叶面积(specific leaf area, SLA)、叶绿素含量、叶片养分在不同养分添加下都发生了变化,但变化的范围和方向都不尽相同。综合6种植物进行分析,SLA与叶绿素含量、叶片含N量呈极显著正相关(P<0.01),与叶片含P量呈显著正相关(P<0.05);叶绿素含量与叶片含N量、土壤铵态氮含量呈极显著正相关(P<0.01);叶片含N量与土壤pH呈显著正相关(P<0.05);叶片含P量与土壤P、土壤速效P含量和土壤pH值呈极显著正相关(P<0.01)。综合研究表明,贝加尔针茅草原植物叶片含N量较低,植物叶片性状受N素影响显著,但不同物种对N素添加的反应不同,土壤养分供给的差异是叶片结构特性和叶片养分组成发生变化的重要原因。     

放牧条件下大针茅种群的形态变异

以草原生态系统顶级群落羊草样地（1979年围封）为对照，研究了同一生境下长期放牧后围封2年的新羊草样地的大针茅种群生殖器官和营养器官的变异，结果表明，新羊草样地大针茅植株变矮，丛幅显著减小，营养枝和生殖枝减少，且生殖枝减少更为显著，说明大针茅放牧后个体小型化，有性繁殖降低，新枝条形成时间提前，但也提前结束。此外，其种子长变短，芒柱变短，变细，芒针变弱但长度基本没有变异。     

放牧条件下大针茅种群的形态变异

以草原生态系统顶级群落羊草样地(1979年围封)为对照,研究了同一生境下长期放牧后围封2年的新羊草样地的大针茅种群生殖器官和营养器官的变异。结果表明:新羊草样地大针茅植株变矮,丛幅显著减小,营养枝和生殖枝减少,且生殖枝减少更为显著,说明大针茅放牧后个体小型化,有性繁殖降低,新枝条形成时间提前,但也提前结束。此外,其种子长变短,芒柱变短、变细,芒针变弱但长度基本没有变。     

放牧和刈割对呼伦贝尔草甸草原物种多样性的影响

研究了内蒙古呼伦贝尔草甸草原贝加尔针茅（Stipa baicalensis)群落物种多样性对放牧和刈割的响应。结果表明,放牧条件下优势种贝加尔针茅的重要值高于刈割利用的,而样方内的物种数、Margalef指数、Shannon Wiener指数和Pielou指数均低于刈割利用,说明刈割利用较放牧增加了草原贝加尔针茅群落的α多样性。     

贝加尔针茅草原主要植物地上生物量分配对放牧梯度的响应

通过对放牧梯度下贝加尔针茅草原主要植物不同器官(茎、叶、花或果)的生物量分配格局变化进行探索,结果表明:贝加尔针茅草原主要植物的繁殖分配随牧压梯度增加,表现出明显的规律性,中牧条件下,贝加尔针茅草原植物群落的繁殖分配与优势种羊草等较耐牧植物变化趋势一致,均较轻牧下显著增加,而优良禾草、豆科牧草等均显著减少;重牧条件下,植物群落的繁殖分配与优良禾草、豆科牧草等以及退化标志植物变化趋势一致,均较中牧下显著减少,而较耐牧植物羊草等均显著增加。     

大针茅草原群落立枯动态特征研究

采用群落学方法,对围封和放牧大针茅群落立枯的高度、密度、物种多样性、现存量及碳储量进行调查测定,研究大针茅群落立枯动态特征.结果表明:(1)从生长季结束时起,经过秋—冬非生长季到次年夏季,随着季节推移大针茅群落立枯的密度和高度均逐渐降低,且放牧群落立枯的密度和高度显著低于围封群落.(2)随着季节推移,大针茅群落立枯物种多样性呈现降低趋势,导致非生长季大针茅群落物种丰富度降低,且放牧群落立枯的丰富度和物种多样性均低于围封群落.(3)随着季节推移,大针茅群落立枯的现存量明显降低,且放牧群落立枯的现存量显著低于围封群落.(4)生长季结束时,围封和放牧的大针茅群落立枯储碳量分别为0.46 t/hm2和0.07 t/hm2,放牧显著降低大针茅群落立枯碳储量.     

大针茅根系构型对草地退化的响应

本研究对锡林郭勒典型草原区轻度、中度、重度和极度4个退化梯度草地中大针茅(Stipa grandis)根系构型进行研究。结果表明,1）根分叉数、根表面积和总根长3个参数是分析大针茅根系构型在不同退化程度草地中变化的主要指标,其中根分叉数对该变化的解释力最强,3个参数的累积贡献率为90.7%;2）从轻度、重度到极度退化程度的草地系列中,大针茅的根系构型小型化趋势明显;3）中度退化程度的草地中大针茅根系构型小型化特别明显;4）根系构型小型化最终导致整个植物体小型化,因此在群落退化演替进程中大针茅的建群种作用逐渐减弱并最终为其他优势种取代。     

刈割留茬高度对大针茅草原群落组成及种间关系的影响

刈割是大针茅(Stipa grandis)草原的主要利用方式之一,为探究刈割留茬高度对大针茅草原群落组成及种间关系的影响,本试验于2014年在内蒙古锡林郭勒盟毛登牧场大针茅典型草原,设置不同刈割留茬高度(分别为留茬8,5,2 cm),以围封不刈割(CK)为对照,共4个处理,于2020年8月生物量高峰期通过测定群落植物的种类、高度、密度和盖度,并记录群落物种出现的样方数及每个样方内出现的所有物种数,分析刈割留茬高度对大针茅草原群落组成及种间关系的影响。结果表明：群落优势物种在留茬5 cm处理下呈现出显著正联结。对照区明显负关联的物种对占总体的11%,具有明显正关联的物种占总体的12%;留茬8 cm具有明显负关联的物种对占总体的4%,具有明显正关联的物种占总体的4%;留茬5 cm具有明显负关联的物种对占总体的7%,具有明显正关联的物种占总体的5%;留茬2 cm具有明显负关联的物种对占总体的33%,具有明显正关联的物种占总体的17%。留茬5 cm处理时共同出现百分率、Dice系数(DI指数)及Ochiai系数(OI指数)均较对照区降低。     

内蒙古地区大针茅群体遗传多样性RAPD研究

应用RAPD技术检测大针茅植物7个群体的遗传多样性及其分布,探索生态因子与遗传分化的相互联系。在大针茅7个群体中,利用16个有效引物共获得134条谱带,其中多态性谱带120条,占89.55%,说明个体间发生较高的遗传变异。7个大针茅群体遗传变异大部分存在于群体内(58.66%),只有少部分存在于群体之间(41.34%)。7个群体的特异性位点与其地理分布范围相关。     

氮素添加对贝加尔针茅草原土壤团聚体碳、氮和磷生态化学计量学特征的影响

大气氮沉降增加作为全球气候变化的重要现象, 其对草原生态系统的影响成为生态学研究热点之一。掌握氮沉降对草原土壤团聚体碳(C)、氮(N)和磷(P)生态化学计量学特征的影响,可为全面分析和评估氮沉降对草原生态系统的影响提供基础资料。自2010年起,在内蒙古贝加尔针茅草原典型地段设置N₀ (0 kg N·hm^-2·yr^-1)、N₁₅ (15 kg N·hm^-2·yr^-1)、N₃₀ (30 kg N·hm^-2·yr^-1)、N₅₀ (50 kg N·hm^-2·yr^-1)、N₁₀₀ (100 kg N·hm^-2·yr^-1)、N₁₅₀ (150 kg N·hm^-2·yr^-1) 6个氮素添加处理模拟氮沉降野外控制试验。结果表明:氮素添加极显著提高了土壤团聚体的稳定性和>2 mm团聚体比例(P<0.01);各氮素添加处理中0.25~2 mm团聚体有机碳、全氮含量均显著高于其他粒径(P<0.05),全磷含量在各粒径团聚体中差异不显著;与对照相比,氮素添加显著提高了>0.25 mm土壤大团聚体有机碳和全氮含量(P<0.05),对全磷无显著影响;氮素添加导致>0.25 mm土壤大团聚体C/N降低,0.25~2 mm土壤团聚体 C/P、N/P升高(P<0.05)。综合分析,氮添加在一定程度上促进了土壤的固碳潜力,提高了土壤团聚体有机质的矿化速率,随着氮素添加水平的提高,土壤团聚体中P元素成为限制草原植物生长的主要限制因子。