草地培育的内涵和方法

草地培育在草业科学理论指导下,通过一系列草地管理措施,解决草-畜供需季节性不平衡这一根本性矛盾,提高和完善草业系统的结构与功能。根据草地培育的作用目标或其尺度与属性、实施主体有5种划分方法。主要包括封育、休牧、划破、补播、施肥、灌溉、火烧、放牧、人工增雨、研学旅游、智慧管理、政策法规等,这些方法通过改变草业系统或其组分而融入草畜反馈机制。草地培育遵循产业化、慎重改造、综合性和尺度对应等原则,集成技术之间协同或叠加,效果达到超饱和或盈饱和,关键是确定生态系统对培育措施的适应期、响应期和饱和期3组阈值。草地培育建立以放牧为基础的边牧边育的模式,重视“有害”生物作为生态系统不可替代的组分及其资源属性,建设以草地健康水平为基础的标准化的草地培育流程,推动智能化、机械化、规模化作业,提高培育效率和效益。

基于大食物观的草地农业发展趋势及关键科学问题

大食物观下,国家食物安全的重点是饲料粮安全。草地农业是全球最重要的食物生产系统之一,既直接生产草畜产品,又间接地为食物生产提供生态保障,满足国家对食物安全、生态安全和边疆稳定不断增长的刚性需求。目前,草地农业保障国家食物安全的水平亟待提高,支撑国家高质量发展的能力亟待加强。种子是草地农业的物质基础,天然草原和栽培草地(也称“人工草地”)是草地农业生产食物的主要基地,草地保护为草地农业开展食物生产“保驾护航”,草地农业系统耦合促进食物生产的效益放大。草地农业是基础性战略产业,保障国家食物安全的水平依靠基础研究的创新。为此,本文分析了草类种质资源挖掘利用与种子生产控制、牧草优质高产栽培与转化、草原生态生产力维持与修复、草地有害生物管理、草地农业系统耦合与管理等5个方面的研究进展,并提出对应的关键科学问题。

高寒草甸功能群组成及营养品质对不同放牧强度的响应

为了探究高寒草甸对牦牛长期放牧活动的响应,选择青藏高原高寒草甸为对象,调查不同放牧强度对高寒草甸植物群落生物量、功能群组成变化和牧草品质的影响,探讨植被功能群组成变化及牧草品质之间的互作关系。结果表明:1)禁牧处理下的植物群落生物量最高,但植物群落生物量在有放牧的样地随放牧强度的增加呈下降趋势;2)物种丰富度和多样性随放牧强度的增加基本呈单峰变化,中度放牧下群落多样性指数、物种丰富度和均匀度指数均高于轻牧和重牧;3)植物粗蛋白与粗灰分含量随放牧强度增加而上升;4)放牧强度增加,豆科、毛茛科和杂类草比例无显著变化(P>0.05),禾本科占比降低,禾本科与莎草科呈此消彼长的关系;5)功能群组成变化与牧草营养之间有显著相关关系,其中粗蛋白含量随禾本科比例下降而下降,但与豆科、毛茛科及菊科占比呈负相关关系,莎草科占比与中性洗涤纤维呈显著正相关关系。综上所述,不同放牧强度下植物群落特征及营养品质发生不同程度的变化,对比禁牧,轻度放牧对地上和地下生物量有最优的促进作用,中度放牧有助于群落物种多样性的增加。适度放牧可以保持草地植物群落稳定,促进草地生态系统可持续发展。

植物物候研究进展

植物物候是指植物受周围环境影响而呈现周期性变化的自然现象。为总结植物物候研究进展,展望植物物候研究的未来发展,本文总结了主要环境因素(如气候、土壤等)及其变化对植物物候的影响,分析比较了研究植物物候不同方法的优缺点,揭示了植物物候研究中存在的问题及潜在的解决方案。综述植物物候研究进展能够为理解环境变化条件下植物物候动态、物种共存以及生态系统结构稳定提供参考。

放牧家畜的践踏作用研究评述

放牧家畜的践踏作用是家畜作用于草地的 3个途径之一 ,相对于采食和排泄物的作用具有作用时间长、直接作用的草地组分多和效果持久的特点。家畜践踏损伤牧草、埋实种子、促进萌发 ,减少凋落物的现存量 ,增加土壤的紧实度、容重 ,降低土壤孔隙度、水稳性团聚体、透水性和透气性 ,导致雨后水涝和植物根区缺氧 ,引发水土流失。国内外使用的 4种践踏强度指标分别存在不确定性大、忽视践踏强度的时间依赖性和畜种间差异、没有考虑放牧行为及其时间分配模式等问题 ,分析认为践踏强度应为家畜放牧行为、不同行为的持续时间、家畜体重、放牧地面积和坡度的函数。家畜的践踏作用因草地的健康状况差异而与之存在正或负的反馈机制以及践踏强度阈值 ,可能在草地退化和健康维护中起主导作用。今后需建立严格的研究方法和科学的践踏强度指标 ,重视草地植被对践踏的耐受阈限、践踏对牧草更新的调控机理及其对凋落物产生和分解的影响 ,以及土壤水分与践踏作用的关系 ,确定放牧系统的践踏强度阈值。

田间增加紫外线(UV)辐射对大豆幼苗生长和光合作用的影响

两个增加的ＵＶ（ＵＶ－ＡＢ，２８０～４００ｎｍ）辐射强度分别相当于大气臭氧减少３．６％和５．１％时增加的ＵＶ－Ｂ辐射。ＵＶ辐射增强明显降低大豆的株高、叶面积、干重、水分含量和叶绿素含量，大豆生长受抑程度随人工ＵＶ光源照射时间和强度增加而增强，是增加ＵＶ辐射剂量的累积效应，叶绿素ｂ的降幅大于叶绿素ａ，表明ＵＶ辐射对大豆幼苗捕光色素的破坏较严重。同时，增加ＵＶ辐射还使大豆幼苗的表观光合速率、蒸腾速率、水分利用效率、气孔导度下降，作用效果与辐射强度正相关。与生长等比较，ＵＶ辐射条件下，冠／根比值减少幅度不大。分析认为，大豆幼苗生长和光合能力的下降可以使植物避免或减轻ＵＶ辐射的进一步伤害，对植物适应ＵＶ辐射有利。

阿拉善草地健康评价的CVOR指数

依据草原发生学原理,确定了阿拉善草地生态系统健康评价的参照系统,用当地水热因子重建参照系统的初级生产力和植被组成等主要特征,作为评价现有草地健康的参照指标。根据多维生态位理论以及地境要素之间的定量关系,用土壤有机碳作为评价草地基况的重要指标。在地境—牧草界面,围绕生产力形成及其分布格局这一关键生态过程,建立草地健康评价的CVOR综合指数和测算模型,并应用于阿拉善草地的健康评价。结果表明,CVOR能够定量放牧压力和封育对草地健康的作用,避免各单项指标容易造成的误差,揭示VOR不能完全反映的草地健康信息。认为,生态系统健康更多地依赖于管理水平,CVOR具有综合、简单、准确、适用的特点。

重牧退化草地的植被、土壤及其耦合特征

重牧退化的肃南高山草原和环县典型草原 ,群落的α多样性、Cody指数描述的 β多样性、营养功能群多样性和生活型功能群多样性随牧压下降呈上升趋势 ,固N功能群多样性和高山草原Bray Curtis指数描述的 β多样性呈相反变化趋势 .2种草地 0～ 4 0cm土壤全N、速效N、有机质含量和高山草原土壤速效P含量与牧压呈负相关 ,高山草原土壤全P含量与牧压呈正相关 .典型草原土壤全N、速效N和速效P含量以及速效P/全P和C/N比值低于高山草原 ,但速效N/全N比值和全P含量高于后者 .重牧草地土壤要素与群落活根生物量的垂直分布格局之间的灰色关联系数与牧压呈正相关 ,土壤要素与毒杂草和劣质牧草的关系密切 .草地退化不仅是植被与土壤的衰退 ,也是 2个子系统耦合关系的丧失和系统相悖的发展 ,可用耦合度与相悖度定量 .综合分析 。

放牧对黑麦和蓝茎冰草牧草产量和品质的影响

放牧是世界栽培草地重要的管理方式。为此,依托一年生经济作物与一年生牧草作物轮作和多年生栽培草地为基础的作物-肉牛综合生产系统,研究多种放牧管理方式对一年生和多年生牧草作物产量和品质的影响。结果表明:放牧显著提高黑麦(Secale cereale L.)的粗灰分含量、非结构性碳水化合物含量和蓝茎冰草(Bothriochloa bladhii(Retz)S.T.Blake)的相对饲喂价值(P<0.05),降低黑麦和蓝茎冰草中性洗涤纤维、酸性洗涤纤维含量;休牧显著提高黑麦产草量(P<0.05),对黑麦的牧草品质影响不显著。本研究可为作物-家畜综合生产系统确定适宜的一年生牧草作物和多年生牧草作物比例及其放牧管理提供理论依据。

基于文献计量学可视化放牧对植物种群影响的研究历程

草地在维持生物多样性,保护生态环境等方面具有重要意义,但不合理的放牧活动伴随气候因子的扰动可能对草地系统产生不可逆的消极影响。植物种群是构成群落并形成生产力的基本要素,系统地认识放牧对植物种群影响的研究脉络对进一步发挥草地生态系统的生态意义和经济效益具有重要作用。因此,本文基于文献计量学,通过CiteSpace软件对国内外有关放牧对植物种群影响的相关文献进行统计,就发文趋势及分布,研究主题及演变方向,研究特点与不足,未来创新与突破进行探讨。结果表明:1999~2022年国内外发文量随时间均呈逐渐增加趋势。在WOS数据库,我国发文量在全球国家中排名第4,中国科学院在全球机构排名第2;我国学者发文量以王德利、侯扶江等较高,且均为近些年(2020~2022年)发表;有关放牧对植物种群影响研究主要发表在Journal of Applied Ecology,Journal of Ecology等生态学领域的期刊。CNKI数据库中,主要发文机构具有地域性,其中内蒙古自治区内的机构在国内占一定优势;相关研究多在《中国草地学报》《草地学报》发表。国际上主要关注植物种群的动态、保护、生长、响应等种群特征指标,而国内聚焦多样性、生态系统、高寒草甸等大范围、系统性的指标。总体而言,我国有关放牧对植物种群影响的发文量较美国总体偏低,虽然近年(2019~2022年)发文量逐渐增加,但发文机构单一,发文期刊分散,研究范围具有局限性。因此,加强地区合作,深化研究层次,形成突破点可能是提升我国在该领域影响力的有效途径。

黄土高原退耕地的生态恢复

在刈割干扰下 ,黄土高原退耕地恢复进程中植被从沙蓬 (Agriophyllumarenarium)单优群落向以达乌里胡枝子 (Lespedezadavurica)为优势种的群落演替 .物种增加速度初期快 ,后期慢 .退耕后恢复初期的新增物种主要是沙蓬和白草 (Pennisetum flaccidum ) ;中前期主要是茵陈蒿 (Artemisiacapillaris) ,可成为群落的次优势种 ;中后期新增物种主要是多年生豆科植物 ,只是群落的伴生种 .群落中 1年生和多年生植物地上生物量分别以 8.8%的年平均速率减少或增加 ,豆科植物地上生物量及所占比例上升 .在退耕地恢复过程中 ,上层土壤中植物地下生物量比例与变化幅度增加 ,表现出浅层化趋势 .沙蓬种群和达乌里胡枝子种群株高、冠幅直径、分枝数和生殖枝数随恢复时间呈相反的变化趋势 .退耕地恢复演替 1～ 7年 ,土壤粘粒和粉粒减少 ,砂粒增加 ,7年后变化趋势相反 .退耕地 0～ 10 0cm土壤含水量在恢复期间呈逐渐上升趋势 ,中期增幅显著 .全N和速效N在恢复前期减少 ,后期增加 .在刈割利用下 ,退耕地恢复过程中土壤全P、速效P和有机C持续衰竭 .退耕地恢复到当前稳定的群落所需时间分别为优势种群 8～ 9年、群落 9～ 11年和土壤 11～

作物-家畜综合生产系统

作物与家畜是农业系统的核心组分,相互作用推动农业系统不断进化。作物-家畜综合生产系统中,作物生产与家畜生产之间构成较为完整和通畅的物流与能流网络,它经历了6个演化阶段:原始的食物收集系统(OHF)→原始的作物-家畜综合系统(OICL)→粗放的专门化生产系统(ES,ESC和ESL)→粗放的作物-家畜综合系统(EICL)→集约化的专门生产系统(IS,ISC和ISL)→集约化的作物-家畜综合系统(IICL),经过2次专门化和3次整合,表现为螺旋式上升的趋势。主要综合系统类型包括传统的作物-家畜综合生产系统(C-ICL)、作物/天然草地-家畜综合生产系统(ICL-R)、草田轮作-家畜综合生产系统(ICL-CF)、栽培草地-家畜综合生产系统(ICL-SP)、农林牧复合系统(ICL-W)和作物-家畜/基塘综合生产系统(ICL-P),相互之间沿着一定的环境梯度演替。集约化系统主要存在于发达国家和地区,粗放型在发展中国家和落后地区较为普遍,两者在系统结构、作物与家畜的互作模式、外部投入与生产力水平、生产目的等方面明显不同。作物-家畜互作对农业系统中土壤、植物、微生物、家畜、营养物质循环、能量平衡和经济效益有显著作用。国内外对作物-家畜综合生产系统的内涵、发展阶段、结构与功能的研究有诸多异同,但是尚存在研究对象不全面,尺度单一,方法不可靠,主要针对的是作物系统,及能流分析与物流分析脱节等问题。

浅析植物对太阳紫外线-B辐射的适应

浅析植物对太阳紫外线－Ｂ辐射的适应＊侯扶江（甘肃草原生态研究所，兰州７３００２０）贲桂英韩发师生波魏捷（中国科学院西北高原生物研究所，西宁８１０００１）ＰｒｅｌｉｍｉｎａｒｙＡｎａｌｙｓｉｓｏｆＰｌａｎｔＡｄａｐｔａｔｉｏｎｔｏＳｏｌａｒＵｌｔｒａｖ...

放牧对草地的作用

从牧草生长、种群、群落、土壤和生态系统5个方面分析了放牧的作用、机理与途径。放牧改变牧草的物质与能量分配格局,多途径地诱导牧草的补偿性生长,取决于放牧制度等因素。放牧还改变种间竞争格局、调控种群更新,以及群落结构和功能。介绍了草地健康管理的阈限双因子法,讨论了稳定态-过渡态假说和草地灌丛化。家畜对土壤有直接和间接两种作用途径,作用效果与放牧强度、季节、地形有密切关系,重点分析了放牧对土壤C贮量的作用机制。阐述了提高放牧系统生产力的系统耦合机制,以及放牧对生态系统物质循环的影响。根据放牧生态学的发展趋势和我国放牧管理现状,提出7项值得深入研究的问题。

肃南鹿场甘肃马鹿生产性能研究

1999-2001年调查了肃南鹿场甘肃马鹿的基本情况。甘肃马鹿的鲜茸产量随鹿龄增长分为,产茸量快速增加阶段(1～6岁)、产茸量缓慢增加阶段(6～11岁)和产茸量下降阶段(11岁以后)。总体上呈凸抛物线变化,11岁达到产茸高峰,鲜茸产量与体重,饲养群数量与鹿茸总产量极显著正相关(P<0.01)。甘肃马鹿体型在我国8个马鹿亚种中属中等偏下,幼鹿的体长指数和头长指数低于成年鹿,肢长指数和管围指数高于成年鹿,幼公鹿的胸围指数和体躯指数高于成年公鹿,但幼母鹿则低于成年母鹿,成年鹿体尺指数的性别差异大于幼鹿。1999和2000年适龄母鹿的繁殖率和繁殖成活率平均分别为61.5%和55.6%,母鹿繁殖率在3～5岁间逐渐增加,5岁马鹿最高,此后随着年龄的增加总体上呈下降趋势,但6～9岁之间下降幅度较小,意外伤害和疾病是影响繁殖成活率的两大因素。甘肃马鹿饲养群结构基本呈正金字塔型,不合理出售是甘肃马鹿饲养群性比和年龄结构失调的主要因素。甘肃马鹿的性比结构与鹿茸价格有正相关联系,性比的变化周期在8年左右,可以用作鹿茸市场预测。公鹿在6岁以前体重随年龄呈指数增加,1岁公鹿的体重可达60kg左右,屠宰后产出/投入为4.26,具有发展成为肉用型家畜的潜力。肃南鹿场高山草原-甘肃马鹿生产系统通过完善生产层次,经济效益提高3.

增强的UV-B辐射对黄瓜(Cucumis sativus)不同叶位叶片生长、光合作用和呼吸作用的影响

在植物生长室中 ,黄瓜植株第 1片真叶出现后 ,用人工UV B光源照射 6 0d ,测定植物各叶位叶片的生长和生理活动 .结果表明 ,UV B辐射条件下 ,植物出叶时间被延迟 ;叶面积和叶干重下降 ,降幅与叶位高低正相关 ;叶片含水量降低 ,老龄叶片 (第 1叶 ,下位叶 )和幼龄叶片 (第 5叶 ,上位叶 )的水分降幅均高于成年叶片 (第 3叶 ,中位叶 ) ;叶片的伸展速度、叶片数目以及单叶面积减少 ,致使黄瓜总叶面积下降 ;植株节间长度缩短 ,是植株矮化的重要原因 ;根、茎、叶等器官之间的相关生长变化不大 ,叶片生长在其中起重要的协调作用 .UV B降低Pn和EAQE,对光合作用的抑制程度随叶位升高而增加 .UV B辐射后 ,黄瓜叶片的光呼吸显著提高 ,增幅与叶片发育阶段有关 .UV B对黄瓜第 1叶的暗呼吸没有影响 ,第 2、3叶略微下降 ,第 4叶显著升高 .分析认为 ,植株矮化和叶面积减少有利于植物适应UV B辐射 ;水分含量和光合作用减少、呼吸作用增强是黄瓜生长受抑制的生理基础 .图 2表 2参

我国草原生产力

分析我国草原植物生产和动物生产，比较国内外草原生产力。结果表明，在过去的30余年中，我国一部分草原产草量下降，局部变化不显著。世界草原对畜产品生产的贡献率为40．08％；中等收入国家为67.35％。全球24．1％的牛肉和31．9％的羊肉来自草原，低收入国家草原载畜量分别高出高收入国家和中等收入国家87．4％和66．4％，畜产品生产分别只有两者的37-3％和71．9％。适宜的放牧利用，可使我国的草原生产能力达到6．35-10^9畜产品单位（APU）；全国草原单纯依靠放牧每年可产肉2．959×10^6t，占全国肉类总产量的3．5％，占全国牛羊肉总产量的27．4％。通过草原畜牧业的现代化转型可接近高收入国家水平，增产潜力约为50％～200％。

草原放牧系统的类型与生产力

根据草原综合顺序分类法(Comprehensive and Sequential Classification System,CSCS)划分了高寒、荒漠、半荒漠、亚热带森林灌丛、典型草原、草甸草原、温带森林灌丛、热带森林灌丛8个类型的放牧系统。放牧系统经历了原始游牧、粗放游牧、过度放牧和现代化放牧4个演替阶段,根据3个类型放牧系统生产力长期动态,我国主体仍为过度放牧系统,但开始向现代化放牧系统转变。我国放牧系统生产力平均18.04APU·hm^(-2),总计63.50亿APU,每年可产肉295.9万t。我国放牧系统存在结构性超载,即整体超载,但是部分区域、部分季节存在放牧利用不足。目前,我国草原增产潜力为0.5~2倍,关键途径是实现草原放牧系统的现代化转型。

甘肃马鹿冬季放牧践踏作用及其对土壤理化性质影响的评价

确定了草地上路径的密度、宽度、深度和土壤容重等 5项放牧家畜践踏作用的观测指标 ,用该 5个指标构建了 2个践踏综合指数 ,定量了甘肃马鹿冬季放牧的相对践踏强度 ,其可信度和可行性较高。定义了放牧践踏强度 ,根据冬季牧场载畜量和践踏综合指数确定了甘肃马鹿的绝对践踏强度和放牧强度。草地生长季土壤水分随践踏增强而减少 ,对放牧践踏的敏感性随着生长季推移逐渐降低。 0～ 40 cm土层全氮和速效氮含量 ,以及 0～ 2 0 cm土层速效磷、全盐和有机质含量 ,随践踏强度增加而减少 ,0～ 2 0 cm土层全磷呈逐渐增多趋势。 0～ 40 cm土层水分和速效氮含量对践踏的敏感性随土层加深而上升 ,0～ 30 cm土层全氮含量对家畜践踏的敏感性高于 0～ 1 0 cm土层 ,0～ 1 0 cm土层速效磷含量对践踏的敏感性高于 1 0～ 2 0 cm土层。土壤子系统对放牧践踏作用的耐受性表现为土壤理化性状之间相互关系的稳定性。冬季牧场践踏强度梯度上 ,土壤质量综合指数的的变化存在拐点 ,对应着草地从稍形过牧到明显过牧和短花针茅在群落中的次优势种地位。

放牧草地健康管理的生理指标

依据草地对放牧的生理响应 ,用牧草生理低限 (PLL)、生理上限 (PUL)和再生长期 (R期 )长度 /放牧期 (G期 )长度的比值 (R/G)等指标 ,构建了放牧草地健康评价的生理阈限双因子法 ,并以光合作用及其相关参数分析了多年生黑麦草轮牧草地的健康指标 .维持草地适宜的双因子生理阈限和R/G比值 ,旨在放牧后草地功能与健康的完全恢复 。