补播与围封对不同退化程度荒漠草地植被的恢复效果

为了比较围封补播(补播)和围封两种措施对不同程度退化程度荒漠草地植被的恢复作用,以宁夏荒漠草地为研究对象,对中度退化和重度退化草地分别进行补播和围封处理,并以重度退化的放牧地为对照,研究了两种恢复措施下的草地植被群落特征及地上多功能性的变化。结果显示,与对照相比,对于重度退化草地,补播可以显著增加草地植物的物种数、盖度、地上生物量以及禾本科和豆科牧草的重要值(P<0.05),而围封虽然也提高了草地植物的物种数、盖度和地上生物量,但降低了草地的均匀度、多样性、优势度和丰富度指数;对于中度退化草地,补播和围封均可以显著增加草地植物物种数、草地盖度和地上生物量,以及提高禾本科及豆科牧草的重要值。对地上的生态系统多功能性(EMF)研究结果显示,与对照相比(−0.629),围封对重度退化荒漠草地地上多功能性影响不显著(−0.970;P>0.05),但补播显著提高了重度退化荒漠草地地上多功能性(0.365;P<0.05),而补播和围封同时显著提高了中度退化荒漠草地的地上多功能性(分别为0.471和0.851;P<0.05),且以围封措施对中度退化荒漠草地的地上多功能性提升效果更佳。因此,本研究结果表明,补播较围封更利于重度退化荒漠草地植被的恢复,而围封较补播更利于中度退化荒漠草地植被的恢复。

荒漠草原植物在氮磷添加下叶功能性状特征及其可塑性

探究荒漠草原植物在N、P添加下叶功能性状特征及其变异,对揭示植被对环境的响应机制至关重要。以宁夏盐池县荒漠草原植物群落为研究对象,分析了N、P添加对植物群落叶片形态和化学性状的影响。结果表明:植物群落叶片氮磷比<14,表明研究区植物生长受到N限制,P添加对植物群落叶片功能性状无显著影响,N+P共同添加显著增加了叶片碳磷比,N添加下植物群落叶面积、比叶面积、叶组织密度和叶片氮含量显著上升,反映了植物在环境的变化下采取了较快的养分循环策略;根据可塑性指数排序结果可知,植物群落叶面积、比叶面积、叶片干物质含量、叶组织密度、叶片碳含量和叶片氮含量为响应N、P添加的敏感性状(PI>0.5),其中变异性较大的性状为叶面积、比叶面积和叶组织密度,表明植物群落主要通过改变自身形态来应对环境的变化;相关性分析结果表明,植物群落叶片性状之间存在显著的相关性,并且表现出应对养分环境变化的协同作用。本研究为预测植物和生态系统对全球变化因素的反应提供了理论依据,对探讨区域植被分布、恢复进程至关重要。

草业科学的发展历程、学科体系及新时期的使命任务

草业科学,是研究草类植物与草地属性、功能及其合理利用的学科。草业科学是一门年轻的学科,整合了国际上草原学、饲草学、草地农业科学的学科特点,在任继周草地农业生态系统理论的基础上发展起来的。我国已经建立了具有中国特色的草业科学学科体系,根据学科的内涵和发展,目前设置了草原学、饲草学、草坪学、草地保护学和草业经营学5个二级学科。本文在简要总结草业科学发展历程的基础上,结合本世纪在草地农业生态系统多功能性、多服务性、以及多功能管理方面的新进展,建议增列草地农业系统学二级学科。新时期草业面临重大的国家需求:确保饲草安全,才能实现粮食安全;树立大食物观,大力发展草地农业,在多元化食物供给体系中发挥作用;立足国家生态屏障建设,在草地保护和修复事业中发挥支撑作用。本文进一步总结了这些需求背后的科技难题。国家的重大需求,对草业科学和草业人,既是机遇,也是挑战,更是使命。

退耕年限对压砂地植物群落及土壤化学计量特征的影响

宁夏压砂地由于长年连作,土壤质量降低,植被类型单一、稀疏,生态破坏严重,生境破碎。本研究以宁夏中部干旱带不同退耕年限压砂地为研究对象,通过分析退耕恢复过程中植物群落结构及土壤生态化学计量特征,阐明退耕年限对植物群落及土壤生态化学计量特征的影响。结果表明,植物群落特征在不同退耕年限之间差异显著(P<0.05),Shannon-Wiener多样性指数、Pielou均匀度指数呈逐步增加趋势,Margalef丰富度指数呈逐渐减少趋势;不同退耕年限下土壤化学计量特征具有显著性差异(P<0.05),有机碳含量在退耕20 a时最高,退耕10 a时最低,全氮、全磷含量呈波动增加的趋势;不同退耕年限、植物群落特征、土壤养分含量三者之间具有显著的相关关系(P<0.05)。因此,建议对不同退耕恢复年限的压砂地适当增施肥料,以加快促进植物群落结构重建与生物多样性恢复。

宁夏东部杨柴生态修复区短期水氮添加对草本植物群落的影响

为研究短期水氮添加对杨柴生态修复区草本植物群落数量特征及其多样性的影响,在宁夏白芨滩国家级自然保护区杨柴生态修复区进行水氮添加试验,采用随机区组设计试验,每个区组设置4个水添加梯度(W0:未添加水分;W1:添加多年平均降水量的33%;W2:添加多年平均降水量的66%;W3:添加多年平均降水量的100%)和4个氮添加梯度(氮添加量分别为N0:未添加氮素;N1:5 g·m^(-2)·a^(-1);N2:10 g·m^(-2)·a^(-1);N3:20 g·m^(-2)·a^(-1))两两随机组合的16个水氮添加处理,共4个区组。结果表明:(1)不同水氮添加使植物群落结构发生了显著变化,与对照(W0N0)相比,草本层优势种狗尾草的重要值在中氮不施水(W0N2)、低水耦合高氮(W1N3)、中水不施氮(W2N0)、中水耦合中氮(W2N2)几种处理下达到最大值,其峰值为0.46,狗尾草集群分布明显,表明在中度水平的单一水、氮或中度水平的水氮耦合措施下群落聚集效应明显。(2)在不同水氮添加处理下,从不施氮(N0)到高氮水平(N3),草本植物群落物种丰富度、Shannon-Wiener多样性指数、Simpson优势度指数以及Pielou均匀度指数均随着氮水平的增加呈先增大后减小的趋势,且都在中水耦合低氮(W2N1)处理下有最大值。(3)氮添加对于生态修复区植物的物种丰富度、Simpson优势度指数以及Shannon-Wiener多样性指数均有显著影响(P<0.05)。综上,适量的水和氮添加更有利于生态修复区植被恢复,W2N1处理能够最好地改善杨柴生态修复区草本层植物群落物种多样性,从而有效地促进了沙漠化逆转进程。

宁夏彭阳县白岔村生态农业建设实践与探索

农业生产活动是自然再生产过程与经济再生产过程的有机结合。自然再生产过程是农业生态经济系统整体运行的物质基础。因此,农业生产的发展与生态环境有着密切的联系。黄土高原严重的水土流失,以及由此带来的低产贫困,从根本来说,是对土地资源的不合理利用,植被遭到严重破坏,生态平衡严重失调所导致的。据此。

突出特色,大力发展地方草业科学高等教育

简要介绍宁夏草业科学高等教育发展历程的基础上,就地方高等农业院校草业科学教育如何突出特色,紧密结合生产实践,在"产、学、研"三结合过程中谋求学科发展等问题进行了探讨。指出地方农业院校中的应用学科,只有坚持为农业、农村、农民服务,全面开展综合业务素质教育,不断加强学科建设,才能获得长足发展。

干旱半干旱农牧交错区优化草地生态农业体系建设研究

针对宁夏干旱、半干旱农牧交错区独特的自然生态条件及农牧业生产特征 ,提出了“土地资源保护—植物生产—动物生产—社会产品”四位一体的草地农业生态系统模式 ,并就干旱、半干旱农牧交错区水资源高效利用、井灌农业复合种植模式。

宁夏南部黄土丘陵沟壑区生态农业建设实践与研究

The theory and practice of classification, adaptability evaluation and optimizing collocation of land resource in ecological and economical agricultural system in the semi-arid hilly area of Loess Plateau were studied. Following the discipline of interaction of land resource and human and applying principles and methods of system engineering , the agricultural production system was optimized. Moreover, the relationship of ecological agricultural construction and territorial management was discussed.

宁夏东部农牧交错区可持续发展草地生态农业体系建设研究

Based on the characteristic of natural ecological condition and agro-pastoral production system of farming-pastoral transitional area in arid and semi-arid region, this paper put forward the integrated model of agro-grassland ecological system(sustainable utilization of land resource-plant production-animal production-social products). Some questions, such as efficient utilization of water resources, compound planting model of irrigated field, biological paling of natural grassland and rotation grazing system were studied and discussed.

宁夏南部黄土丘陵区生态农业模式研究

以宁夏南部半干旱黄土丘陵侵蚀退化区生态系统内部土地资源适宜性评价及合理配置与系统优化研究为核心,探讨了研究地区生态恢复与生态农业体系建设的基本途径。研究将系统土地资源总体划分为4个一级类、10个二级类和10个三级类。根据土地对作物生长限制生态因子的多少和程度,综合评价土地的适宜性,并将其划分为8个顺序等级。遵循人-地制约关系的基本原则,应用系统工程学的理论和方法对系统进行优化设计和建模,并在生产中实施,取得了良好的综合效益。同时就该地区生态恢复与生态农业体系构建,区域化生态环境治理及农业产业化过程的关系进行了探讨。

干旱区草地退化过程中群落物种多样性研究

本文对宁夏东部退化草原生态系统主要群落植物多样性特征及草原植被沙化过程植物多样性变化情况进行分析。结果表明 :原生地带性群落以及演替早期类群多样性程度高 ,受干扰严重的退化群落多样性程度低 ;群落植物多样性与种群生物量的变化及种群在群落中的消长有密切联系 ;

生物多样性的生态学意义及其基本测度方法

本文着重探讨了生物多样性对生态系统功能的作用及其生态学意义，并就其测度方法进行了较为系统的论述。生物多样性的生态学意义可体现在：①生物量和生产力的形成；②土壤结构、养分代谢和分解过程；③系统中水分的分布、循环和平衡；④景观结构与性质；⑤系统中物种的相互作用与关系。综合考察，物种丰富度指数（S）、Shannon—Wiener指数（H＇）、Simpson指数（D）、物种均匀度指数及对数级数分布参数（α）是应用较为广泛和值得推荐的几种群落多样性测度指标。

长城以南宁陇干旱半干旱黄土丘陵区草地生态农业模式研究

长城以南宁陇干旱半干旱黄土丘陵区无论其自然生态环境,还是农业生产体系均具有典型农牧交错、农牧结合的特征。本文在对该区自然生态和社会经济状况深入调查研究的基础上,结合作者近年所取得的研究结果,将研究地区划分为四个生态区、七个生态经济亚区。并就不同生态经济单元的综合特征和农业可持续发展途径进行了探讨。提出了土地- 植物- 动物“三位一体”草地生态农业不同的发展模式。

吴忠市新灌区生态经济类型

本文应用主分量分析法,对吴忠新灌区生态经济类型进行了初步划分与研究。分析结果表明,该区可划分为五个明显不同的生态经济类型区,各区的生态条件、经济、环境均存在较大差异,故此,在制定其发展方向及开发措施时,应区别对待。

不同种植年限紫花苜蓿人工草地土壤有机碳及土壤酶活性垂直分布特征

通过测定土壤容重、土壤有机碳含量和土壤酶活性,探讨了不同种植年限(1,3,4,5和8年)紫花苜蓿人工草地剖面土壤有机碳含量、土壤碳密度及土壤酶活性的垂直分布差异。结果表明,1)1～8年0～100cm土壤平均SOC含量分别为4.519,4.865,5.120,5.348和3.334g/kg,各土壤剖面SOC含量主要集中在0～40cm深度内,分别占0～100cm土壤有机碳含量的69.7%,65.8%,73.8%,70.0%和67.2%,SOC含量自40cm以下急剧下降。2)1～8年0～100cm土壤平均SOC密度分别为1.148,1.217,1.231,1.398和0.840kg/m2,表层0～40cm约占54.8%～61.8%;0～100cm SOC含量及其密度均以种植5年苜蓿地最高,依次为8年(19.9g/kg和5.04kg/m2)<1年(27.7g/kg和6.77kg/m2)<3年(29.7g/kg和7.26kg/m2)<4年(30.4g/kg和7.38kg/m2)<5年(32.2g/kg和8.53kg/m2)。3)3种土壤酶活性都随着土层加深和种植年限的增加而降低,土壤表层(0～10cm)及次表层(10～20cm)酶活性显著降低,土壤酶活性主要集中在0～20cm深度内,表现出表聚性。

宁夏生态足迹影响因子的偏最小二乘回归分析

生态足迹分析方法是一种度量区域生态可持续程度的有效方法,偏最小二乘回归法(PLS)能有效解决多元回归分析中变量的多重相关性问题,具有容易操作,相关分析精度高等特点。以宁夏为研究区域,在计算了宁夏2001—2010年人均生态足迹的基础上,应用偏最小二乘回归分析法,对影响宁夏生态足迹的各因子的重要程度进行了分析。通过变量投影重要性分析、特异点分析和预测分析,证明所得偏最小二乘回归模型具有较好的精度。研究结果为:2001—2010年,宁夏人均生态足迹由1.818103793 hm2上升至2.894958909 hm2,生态赤字由1.28352051 hm2上升至2.42316627 hm2,生态承载力由0.53458328 hm2下降至0.47179264 hm2;全区GDP、城镇居民人均生活消费支出、第二产业产值和第一产业产值是影响宁夏生态足迹的显著因子。

毛乌素沙地南缘沙漠化临界区域土壤水分和植被空间格局

应用地统计学和经典统计学方法,对毛乌素沙地南缘沙漠化临界区域土壤水分和植被特征的空间分布格局及其相互关系进行研究,结果表明:0—5 cm和5—10 cm土壤水分符合指数模型,10—15 cm土壤水分和植物群落物种数、植被盖度、植被密度都符合球状模型;0—5 cm土壤水分、植物群落物种数和植被盖度都具有强空间自相关性,5—10 cm、10—15 cm土壤水分和植被密度都具有中等程度的空间自相关性;从牛枝子群落到黑沙蒿群落,各层土壤水分与植物群落物种数之间具有相似的空间格局,都呈先升高后降低的变化趋势,而植被盖度和植被密度呈逐渐减小的变化趋势;0—5 cm土壤水分与植物群落物种数之间具有显著的正相关,是制约植被物种空间分布的关键因素。

毛乌素沙地南缘沙漠化临界区域土壤养分的空间异质性

毛乌素沙地南缘沙漠化临界区域是沙地-草地景观界面的关键部位,研究该区域土壤养分的空间格局和生态学过程,对于土地沙漠化的机理研究具有重要的意义。采用经典统计与地统计学相结合的方法,通过半变异函数及其模型、克里格局部插值估计、空间分布图等研究了毛乌素沙地南缘沙漠化临界区域土壤养分的空间异质性特征。结果表明:研究区土壤速效钾含量符合球状模型,全氮和速效磷含量符合指数模型;速效钾含量具有强空间自相关性,其结构方差比为0.882,而全氮和速效磷含量表现为中等程度的空间自相关性,其结构方差比分别为0.501和0.514;3种土壤养分空间自相关距离存在差异,其中全氮和速效钾的变程均为511m,而速效磷的变程为143m;3种土壤养分的分布格局呈现明显的空间规律性,从牛枝子群落到黑沙蒿群落,速效钾和速效磷含量先降低后升高,与研究区的界面变化过程一致,而全氮含量逐渐降低,与研究区的植被覆盖度变化一致;3种土壤养分的标准差都较小,Kriging插值结果比较可靠。

不同种植年限人工苜蓿草地植物和土壤化学计量特征

通过测定并分析不同种植年限(种植1,3,4,5及8年)人工苜蓿草地苜蓿叶片、茎秆及0~20cm土壤中C、N、P含量及其化学计量比,研究了种植年限对人工苜蓿草地土壤及植物养分含量及其化学计量比的影响。结果表明,1)0~20cm土壤C、N含量随种植年限的增加,呈先增后减的趋势,P含量与之相反,各年限间有显著差异(P<0.05)。2)随种植年限的增加,苜蓿叶片C含量总体呈下降趋势,P含量先升后降。茎中各养分的变化规律与土壤养分变化规律相似,变化幅度小于叶片养分。3)苜蓿叶片N∶P及C∶P与叶片P含量显著负相关,与叶片N含量无显著相关性,土壤P与茎的C、N、P及化学计量比均有一定相关性。