短期禁牧对天山北坡蒿类荒漠群落特征及其稳定性的影响

本研究以天山北坡蒿类荒漠为研究对象,采用野外调查取样的方法,探讨不同区域荒漠围栏内外群落特征和物种多样性对禁牧的响应规律,分析禁牧对生态系统稳定性的影响。结果表明,1)禁牧能改变荒漠植被功能群结构,禁牧后不同生态经济类群群落盖度和生物量分别上升40.2%~57.0%和44.4%~81.0%;2)荒漠群落物种多样性指数对短期禁牧的响应较小,但从区域上看,玛纳斯荒漠放牧区Patrick丰富度指数、Shannon-Wiener多样性指数比博乐和奇台显著高16.7%~20.0%,而禁牧区Simpson优势度指数、Shannon-Wiener多样性指数、Pielou均匀度指数高了8.6%~17.7%;3)短期禁牧有利于荒漠群落稳定性的维持,且稳定性可能与禁牧年限和生态环境的变化均有一定的关系。因此,短期禁牧能显著提高荒漠草地生产力,有利于群落物种多样性和群落稳定性的维持。     

伊犁绢蒿(Seriphidium transiliense)个体功能性状对短期禁牧的可塑性响应

为了探讨禁牧对植物个体功能性状的影响,在新疆呼图壁县、玛纳斯县及昌吉市阿什里乡对短期禁牧下蒿类荒漠草地建群种伊犁绢蒿(Seriphidium transiliense)的个体表型特征、构件生物量及其分配比进行了测定。结果表明:伊犁绢蒿个体功能性状对短期禁牧的响应因禁牧地点的差异而有所不同,呼图壁和玛纳斯样地的大多性状如株高、地上生物量、叶片数、叶生物量均呈显著增加(P 0. 05),而昌吉样地多数功能性状虽为增加,但均不显著。总体分析可知,短期禁牧后伊犁绢蒿的株高、地上生物量、叶片数、茎生物量、叶生物量依次显著增加21. 32%、48. 97%、104. 50%、50. 18%、100. 00%(P 0. 05),根颈直径、一级及三级分枝数出现显著下降,而二级分枝数、生殖生物量、各构件生物量分配比变化不显著。伊犁绢蒿个体表型性状与其构件生物量及分配比间均具有显著的联动效应,且短期禁牧可引起其部分个体功能性状间的相关关系发生显著改变。研究表明,短期禁牧促进伊犁绢蒿个体功能性状的恢复,利于退化蒿类荒漠草地的恢复。     

不同生境条件下醉马草芽库的动态变化特征

【目的】研究醉马草(Achnatherum inebrians)芽库动态变化,分析不同生境中芽库动态变化规律与芽库与植物大小之间的关系,为合理防控及利用醉马草提供科学依据。【方法】以分布在荒漠、草原和草甸生境中的草原毒害草醉马草为对象,采用野外调查取样的方法,分析不同生育期(返青期、开花期、结实期和枯黄期)醉马草变化特征,研究不同生境的芽数量和生物量的动态变化规律。【结果】(1)草原和草甸生境结实期和枯黄期的芽数量和生物量显著高于荒漠生境的芽数量和生物量(P<0.05),同一生境中,开花期和枯黄期的芽数量和生物量显著高于返青期(P<0.05)。(2)荒漠生境芽数量和生物量随着的丛径变大表现增加趋势,而草原和草甸生境丛径大小与芽数量和生物量之间具有不同的变化规律。【结论】良好的生境条件能促进芽库数量和生物量的增加,丛径大小对芽数量和生物量具有一定的影响。     

封育对草地植被功能群多样性及土壤养分特征的影响

为探究不同封育年限下植被功能群、土壤养分及其化学计量学特征的变化规律,对封育0a(En0,对照)、3a(En3)、5a(En5)、8a(En8)的沙质荒漠草地植被功能群多样性、土壤有机碳(Soil organic carbon,SOC)、全碳(Total carbon,TC)、全氮(Total nitrogen,TN)、全磷(Total phosphorus,TP)、全钾(Total kalium,TK)及其化学计量学特征进行测定。结果表明:封育提高了沙质荒漠草地植物功能群Patrick指数(Pa)、Simpson指数(D)和Shannon-Wiener指数(H),对Pielou均匀度指数(Jsw)影响不显著。封育后0~50cm土层TC含量增加,且0~5cm显著增加,而5~30cm土层SOC在En5处显著降低。封育后5~50cm土层的TN显著降低,而TP、TK含量则呈"升-降"趋势,En3达到最高,显著高于En0。与En0比,0~5cm土层En3土壤C∶N值增加显著,而En3处理0~50cm土层N∶P值最低。沙质荒漠草地封育过程中,土壤TP、TN含量对土壤养分的恢复及植被多样性的维持具有重要指示作用。适时封育有利于沙质荒漠植被功能多样性及土壤养分的恢复。     

大尤尔都斯高寒草原退化演替序列的划分

采用系统聚类分析法对巴音布鲁克大尤尔都斯紫花针茅(Stipapurpurea)高寒草原进行退化演替序列的划分,并对不同退化草地的植物群落结构进行比较。结果表明,随着草地退化演替程度的加剧,群落结构与主要植物种的优势地位发生明显变化,顶级植被紫花针茅的高度、盖度、密度及地上生物量均有所下降;退化演替模式为:紫花针茅+艹洽草属(Koeleria)→赖草属(Leymus)+委陵菜属(Potentilla)→苔草属(Carex)+马先蒿属(Pedicularis)→艹洽草属+委陵菜属;紫花针茅的重要值可作为划分巴音布鲁克大尤尔都斯高寒草地退化的重要指标;相同等级内各样地间相似性大,不同等级间样地相似性小。系统聚类的结果与各样地相似性比较的结果一致。     

短期封育对博乐绢蒿荒漠群落特征和碳密度的影响

【目的】研究封育对荒漠草地群落特征和物种多样性影响,分析生态系统碳库对草地封育的响应规律,为退化荒漠草地的修复和科学管理提供科学依据。【方法】以新疆博乐绢蒿荒漠为研究对象,采用野外调查和室内分析相结合的方法,对封育4 a的荒漠草地群落数量特征、物种多样性和生态系统碳库(生物量碳库,凋落物碳库和土壤碳库)测定分析。【结果】(1)与自由放牧区(FG)相比,封育4 a后博乐绢蒿荒漠草地的植被高度、盖度、密度、多样性指数、均匀度指数和丰富度指数降低了6.2%~48.4%(P>0.05)。(2)封育不利于生物量的积累,茎、枯落物和地下(0~100 cm根系)生物量封育后显著下降了18.6%~31.1%(P<0.05),但根冠比没有显著变化。(3)封育降低了博乐绢蒿荒漠草地地上生物量碳密度、表层土壤有机碳含量,且土壤上层(0~50 cm)有机碳密度降低幅度为53.5~233.6 g/m²。【结论】短期封育不利于博乐绢蒿荒漠草地生物多样性的维持和生态系统碳库的积累,在封育措施的基础上配合施肥、补播等其他恢复措施。     

坡向对新疆天山北坡山地草原植被 多样性的影响

【目的】 研究草地植被多样性对坡向的响应规律,并分析其月动态变化规律。【方法】 以新疆天山北坡山地草原为研究对象,采用野外调查取样的方法,测定不同坡向(东坡、坡顶和西坡)、不同月份(6~9月)的草地植被多样性指数。【结果】 (1)坡向对Patrick丰富度指数、Simpson优势度指数、Shannon-Wiener多样性指数的影响较小(P>0.05),而6月和9月西坡比东坡的Pielou均匀度指数分别显著增加了7.4%和10.9%(P<0.05)(2)不同坡向的Patrick丰富度指数以及坡顶和西坡的Simpson优势度指数、Shannon-Wiener指数在6和8月均高于7和9月,且基本呈先降后升再降的变化趋势,而Pielou均匀度指数对月份的响应不明显。【结论】 植被多样性对坡向(东坡、坡顶、西坡)的响应较小,但其月动态变化显著。     

刈割对山地草甸草原群落特征及多样性的影响

[目的]结合独立样本t检验和Spearman秩相关分析,研究刈割对草原群落特征及多样性的影响.[方法]设置刈割和不刈割2个处理,用目测法估测盖度,用测量法量取高度,密度为样方中的物种数目,分种齐地面剪割测定植被地上生物量.[结果]刈割对草地群落特征和物种多样性的影响仅在地上生物量上表现为差异显著(P＜0.05);刈割后,植被高度均高于不刈割,禾草和杂类草的地上生物量减少,相反,豆科和莎草科增加;刈割处理中,Margalef指数和Shannon-Wiener指数与地上生物量呈显著负相关,而不刈割处理中,前者没有相关性,后者表现出极弱的负相关性;刈割后的Simpson指数和Pielou指数与地上生物量表现为无相关性,但在不刈割处理中,二者均呈极弱的负相关性.[结论]刈割对植被地上生物量的影响效果显著;不同生活型的植物刈割后在高度、地上生物量和组成比例上均发生了变化;刈割对地上生物量和多样性的相关性影响有三种结果.     

封育年限对伊犁绢蒿荒漠土壤有机氮组分的影响

为探究荒漠土壤有机氮组分对封育年限的响应规律,研究了不同封育年限(封育时间为0、1、4和11a)对中度退化伊犁绢蒿(Seriphidium transiliense)荒漠草地土壤全氮(total nitrogen,TN)、轻组氮(light fraction organic nitrogen,LFON)、颗粒氮(particulate organic nitrogen,PON)、微生物量氮(soil microbial biomass nitrogen,SMBN)及其分配比例的影响。结果表明,与封育0a相比,其它封育年限5-10、10-20、30-50cm土层的TN含量均显著降低(P0.05),且0-50cm土层TN含量随封育年限延长呈"降-升"趋势;封育11a,0-5cm土层PON含量达到最高,而封育4a,5-10和20-30cm土层PON分配比例显著增加;0-20cm土层LFON含量增加显著,且0-5cm土层含量最高。0-50cm土层SMBN随封育年限增加呈"降-升"趋势,而封育4a,5-10和20-30cm土层SMBN分配比例显著高于封育0a和封育1a(P0.05);0-10cm土层LFON和0-50cm土层LFONR与封育年限呈显著正相关。总之,短期封育(1~11a)下,中度退化伊犁绢蒿荒漠土壤全氮含量仍未得到恢复,但促进了LFON、PON、SMBN及其分配比例的增加。     

模拟氮沉降对北疆盐生荒漠群落特征的影响

[目的]研究大气氮沉降对北疆盐生荒漠群落特征的影响.[方法]采用人工添加外源氮素的方法进行野外原位试验,设置4个(0,1,5,10 g/m2)添加氮素水平,研究不同添加氮素对群落植被平均高度、总盖度、密度、生物量、重要值以及植被群落多样性的影响.[结果](1)凋落物量、地上生物量和地上总生物量(前二者之和)随着添加氮素水平的增加均呈增加的趋势,且地上生物量在低(1 g/m2)、中(5g/m2)、高(10 g/m2)添加氮素水平时都与对照(0g/m2)差异显著(P＜0.05);(2)随着添加氮素水平的增加,优势种芦苇的重要值呈先升后降的波动变化,其他伴生种则表现出不同的变化趋势;(3) Shannon-Wiener多样性指数和Margahf物种丰富度指数均随着添加氮素水平的增加显著降低,二者在低、中、高3个不同处理水平下分别比对照下降了12.2;、43.1;、43.5;和12.6;、44.5;、57.2;.[结论]添加氮素在短期内能够影响群落特征,促进优势种的生长,提高物种生产力,使植被多样性降低.