不同草原防火政策下内蒙古草原火灾发生风险及其驱动因素的研究

草原火灾是草原生态系统中重要的干扰因子之一,不同时期的草原防火政策可能会导致草原火灾发生概率及驱动因素发生变化。本研究基于内蒙古1981~2020年草原火灾数据,以新旧《草原防火条例》实施时间(旧《草原防火条例》1993年10月5日颁布并实施,新《草原防火条例》2008年11月19日颁布并于2009年1月1日起实施)为界线,通过随机森林模型分4个时期(1981~2020年、1981~1993年、1994~2008年、2009~2020年)对内蒙古草原火灾发生概率与驱动因素进行比较与分析,并绘制草原火灾风险等级区划图。结果表明:(1)4个时期建模的全样本AUC在0.930~0.940之间,精度优异。(2)在不同时期,气象因素(日平均相对湿度、气温日较差等)始终是影响草原火灾的主导因素,海拔、距火点最近公路距离等因素也是内蒙古草原火灾发生的重要驱动因素;(3)1981~1993年和1981~2020年草原火灾风险区基本相似,中、高、极高草原火灾风险区主要集中在呼伦贝尔市大部分地区和兴安盟北部,1994~2008年中、高、极高草原火灾风险区主要集中在呼伦贝尔市,而2009~2020年中、高、极高草原火灾风险区主要集中在呼伦贝尔市西部、锡林郭勒盟北部、阿拉善盟东南部、乌海市和鄂尔多斯市东部。

黄河源区高寒退化草地空间分布特征

为了解黄河源地区“黑土滩”退化草地的空间分布规律和分布的关键地形特征,利用2019年黄河源区玛沁县、河南县、泽库县遥感影像解译数据,结合实地调查,分析高寒“黑土滩”型退化草地空间分布特征。结果表明:黄河源区“黑土滩”型退化草地海拔为3500~4000m,且在海拔3700~3800m时退化最严重;从坡向分析来看,“黑土滩”型退化草地主要发生于阳坡、半阳坡,从坡度分析来看,“黑土滩”型退化草地主要发生于缓坡地和滩地。聚类分析发现研究区草地类型为阳坡极度退化草地、半阳坡重度退化草地、阳坡-滩地轻度退化草地、半阳坡轻度退化草地、湿地轻度退化草地、阴坡未退化草地等6类。随着退化程度的加剧,植被盖度、地上生物量减少;同一土层的全氮、全磷、碱解氮、速效磷、有机质含量在湿地轻度退化草地和阴坡轻度退化草地中最高,阳坡极度退化草地最低,且差异显著(P<0.05);丰富度指数、多样性指数、均匀度指数以及土壤速效钾含量在重度、轻度退化草地较高,湿地轻度退化草地显著最低。阳坡极度退化草地全钾含量、鼠害破坏率和鼠洞数最高,湿地轻度退化草地全钾含量最低,与阳坡极度退化草地差异显著(P<0.05);湿地轻度退化草地和阴坡轻度退化草地均无鼠类活动。

基于稳定同位素技术的高寒草甸高原鼢鼠营养生态位特征

【目的】分析啮齿动物营养生态位特征,了解动物所占据的营养层,揭示啮齿动物在不同时间尺度上的食物资源利用变化。【方法】以祁连山东段高寒草甸栖息的高原鼢鼠(Eospalax baileyi)为研究对象,采用贝叶斯碳氮稳定同位素质量平衡混合模型,分析高原鼢鼠不同组织的食性信息及其营养生态位特征。【结果】高原鼢鼠不同组织中同化的食物种类基本一致,但在食谱中的贡献率各有差异。地上部分蒲公英(Taraxacum mongolicum)在血液(24.33%)、肌肉(19.63%)和毛发(14.00%)组织中的贡献率均最高;地下部分鹅绒委陵菜(Potentilla anserina)在不同组织中的贡献率均最高,分别为66.01%,17.79%和10.72%。不同组织中同化食物种类和营养生态位宽度变化一致,在植物地上部分表现为血液(8种,1.742)<肌肉(10种,2.049)<毛发(13种,2.227)组织,植物地下部分为血液(5种,1.100)<肌肉(14种,2.370)<毛发(15种,2.469)组织,且地上和地下植物在高原鼢鼠血液组织(1.100)中的生态位重叠度远低于肌肉(0.447)和毛发(0.566)组织。【结论】高原鼢鼠各组织代表的不同时间尺度的食性信息中,短期食性(血液组织)中同化物种数较少,生态位宽度较小。而在长期食谱(肌肉和毛发组织)中食物种类广泛,生态位宽度变大。且地上和地下植物在高原鼢鼠短期食性中生态位重叠度远低于长期食性。鉴于高原鼢鼠的采食习性,建议在高原鼢鼠危害严重区域,可以通过补播禾本科等优良牧草,降低高原鼢鼠优质食物在其栖息地植物群落中的比例,达到防治高原鼢鼠危害的目的。

宁夏干旱风沙区荒漠草原不同退化阶段植被土壤变化特征及其相关性

为深入了解荒漠草原不同退化阶段植被与土壤变化,探究荒漠草原不同退化阶段土壤性质与植被特征的关系,本研究以宁夏干旱风沙区荒漠草原为对象,比较了未退化、轻度退化、中度退化和重度退化4个退化阶段下草地植被和土壤性状,分析了草地退化过程中植被与土壤的关系。结果表明:随草地退化程度增加,草地优势种由多年生豆科、禾本科逐渐转变为一年生杂类草;不同草地植物功能群盖度、高度和地上生物量随着退化加剧变化并不相同(P<0.05);Shannon-Wiener多样性指数、Simpson优势度指数和Pielou均匀度指数呈下降趋势;土壤有机质、全碳、全氮、速效氮、速效磷和黏粒含量显著降低,但容重显著增加。冗余分析发现,荒漠草原植被特征与土壤因子密切相关,不同退化阶段影响草地植被特征的土壤性质不同。未退化阶段,草地的植被特征受全碳含量极显著影响,中度退化阶段,草地的植被特征受容重含量极显著影响,重度退化阶段,草地的植被特征受速效氮含量极显著影响(P<0.01)。通过改善植被进而影响土壤或者补充土壤养分可能是一个有效的草地恢复策略。

高原牧区不同害鼠胃肠内容物对D型肉毒神经毒素的破坏强度分析

为探明高原牧区不同害鼠胃肠内容物对D型肉毒毒素的破坏强度与害鼠对毒素的敏感性之间的关系,采用霍恩氏法测定了D型肉毒毒素对高原鼠兔(Ochotona curzoniae)、高原鼢鼠(Eospalax baileyi)及青海松田鼠(Neodon fuscus)的灌胃半数致死剂量(LD50),并测定3种害鼠胃肠内容物及其上清液与D型肉毒毒素作用后的毒素残留量。结果表明:D型肉毒毒素对高原鼠兔、高原鼢鼠及青海松田鼠的LD50分别为5110、5840、50100 MLD/kg。害鼠胃肠内容物对毒素的破坏强度由高到低依次是青海松田鼠、高原鼢鼠、高原鼠兔。3种害鼠胃肠内容物对D型肉毒毒素的破坏作用存在差异,且LD50与毒素残留量之间呈正相关性。胃肠道环境差异是导致不同害鼠对D型肉毒毒素产生敏感性差异的原因之一,研究结果对今后选育高效、特异性D型肉毒毒素生物灭鼠剂具有指导意义。

抓住机遇,发掘草业新质生产力

草原是我国面积最大的陆地生态系统,是维护国家生态安全、民族团结和促进区域经济社会发展的基石。新时代我国草原生态保护和草业绿色高质量发展迎来新的机遇和挑战,本文围绕草原科技创新、国土“三调”数据应用和草原管理、乡土草种繁育基地建设和西部本土国家级高端人才培养等方面深入探讨,旨在为新形势下发掘草业新质生产力,推进草业高质量转型发展提供参考。

宁夏草原生态保护面临的问题及对策建议

草原资源作为宁夏面积最大的土地类型和主要的可更新资源,不仅是草原畜牧业发展的物质基础,而且在维持和保护生物多样性、提供饲草、碳固存、养分循环、防风固沙等方面发挥着重要功能。根据宁夏草原生态保护和建设现状,系统总结了宁夏草原生态保护取得的成效,分析了目前宁夏草原生态保护存在的问题并提出相应的对策建议,旨在为宁夏草原生态保护和可持续发展提供参考。

土地利用方式对低山丘陵区土壤理化性质及微生物群落的影响

为探究土地利用方式对辽西北低山丘陵区土壤性质的影响,以喀左县为研究样点,采集毗邻草地、林地和农田的土壤,测定其理化性质和微生物群落结构。结果表明:草地土壤的全磷、速效磷和硝态氮含量最低,农田土壤全氮、铵态氮和全碳含量最低。细菌群落中,林地土壤根瘤菌目的相对丰度最高,农田土壤鞘脂单胞菌目的相对丰度最高;真菌群落中,农田土壤粪壳菌目的相对丰度最高,林地格孢腔菌目的相对丰度最高。农田土壤细菌和真菌的Chao1指数和观测物种数显著地低于林地(P<0.05)。农田土壤微生物的乙醛酸循环和碳水化合物降解等途径丰度较高,但磷酸戊糖途径和碳水化合物合成等途径的丰度较低。综上,与草地和林地相比,农田土壤氮素流失严重,土壤微生物多样性下降,微生物群落趋向于增强土壤氮挥发和碳分解,不利于氮积累和碳固存。

若尔盖高寒退化草地高原鼠兔防控生态经济阈值初探

【目的】探讨高寒草甸草地鼠害监测与防控中的生态经济阈值,为草原鼠害益害转化临界值与科学防控提供参考。【方法】基于若尔盖县麦溪乡高原鼠兔的夏季防控模式,利用鼠密度与牧草损失量建立回归模型,遴选三次曲线方程(y=a+bx+cx2+dx3)为最优模型,当防控成本与防控收益等价时的鼠密度为经济损害水平,得到鼠害防控的经济阈值;并在经济阈值的基础上考虑防控因素造成的生态代价,对药剂生态风险指数进行估算,得到生态经济阈值。【结果】得到若尔盖县高原鼠兔经济阈值为115个/hm^(2),生态经济阈值为127个/hm^(2)。【结论】在若尔盖县鼠害密度达到127个/hm^(2)时进行综合防控,能够保证高经济效益的同时达到草地的可持续利用。

草甸草原春季不同生境东北鼢鼠(Myospalax psilurus)的食性特征及差异研究

研究东北鼢鼠(Myospalax psilurus)在牧草返青期不同生境的食性,不仅可以明确东北鼢鼠的食性选择及主要危害对象,还可为草地鼠害精准防控提供科学依据。本文采用DNA宏条形码技术,对呼伦贝尔陈巴尔虎旗(样地1)、新巴尔虎左旗(样地2)、海拉尔(样地3)、鄂温克族自治旗(样地4)、牙克石(样地5)、额尔古纳(样地6)以及兴安盟科尔沁右翼前旗(样地7)的草原区进行东北鼢鼠种群的食性特征及差异研究。结果显示,东北鼢鼠取食植物共包含34科150属203种,取食药用植物主要包括地榆(Sanguisorba officinalis)、川芎(Ligusticum scapiforme)、叉分蓼(Koenigia davisiae)、披碱草(Elymus dahuricus)和旋果蚊子草(Filipendula ulmaria)。不同生境的东北鼢鼠种群食物结构存在显著差异(P<0.05)。新巴尔虎左旗的食物多样性显著低于其他生境,而丰富度显著高于其他生境(P<0.05)。植物的空间分布差异影响不同生境东北鼢鼠种群的食物组成。

高原鼠兔种群密度与生境因子作用关系

高原鼠兔(Ochotona curzoniae)是青藏高原上的小型哺乳动物,一定数量内的高原鼠兔可以提高高寒草地的生物多样性,改善土壤结构,有利于维持生态系统的稳定性。但当其种群密度过大时,可能会导致草地退化。探究高原鼠兔种群密度的影响因素能够为科学防控高原鼠兔提供理论依据。本研究从气象、土壤、植被、地形及人类活动多角度探究16个生境因子对高原鼠兔种群密度的影响,通过主成分分析及Pearson相关性分析从16个生境因子中筛选出年均温、植被高度、海拔及土壤硬度为主要建模因子,并采用广义加性模型(GAM)分析高原鼠兔种群密度与4个建模因子之间的作用关系,构建高原鼠兔种群密度预测模型。结果显示:本研究构建的GAM模型拟合度较高(R^(2)=0.946),可以较好地评估青藏高原地区高原鼠兔的潜在致灾风险;土壤硬度与高原鼠兔种群密度之间存在显著负相关;海拔、植被高度和年均温度均与高原鼠兔种群密度之间存在非线性关系,并且海拔为3800~4000 m、植被高度为6~8 cm、年均温度为-2~0℃时高原鼠兔种群密度达到最大。

长期降水变化和氮添加对青藏高原高寒草原物种多样性和生产力的影响

在全球气候变化背景下,降水变化和氮添加草地物种多样性和生产力,但高寒草原研究较少,尤其是长期水氮控制试验。为此,本试验于青海省三角城种羊场紫花针茅高寒草原开展降水变化和氮(N)添加野外控制试验,从植被盖度、物种多样性指数及地上生物量进行测定,研究高寒草原长期降水变化和N添加对其物种多样性及生产力的影响。降水增加处理使群落盖度显著增加,而降水减少使群落盖度显著降低;N添加使高寒草原物种多样性指数均显著降低;N添加与降水增加处理对地上生物量有显著的促进作用,但降水减少对地上生物量的影响则相反;地上生物量与物种多样性指数呈极显著的负相关关系(P<0.01)。本研究将为我国草原生态系统的保护及草原管理提供科学依据,同时也为后续的生态模型的建立和科学的预测提供理论依据。

新疆生产建设兵团第十师草原毒害草多样性研究

本研究以新疆生产建设兵团第十师草原毒害草为研究对象,为查明其草原毒害草种类、分布及危害程度等,系统的评估毒害草发生及危害现状,为毒害草的防治与草原的可持续发展提供科学的理论依据。本研究采用踏查、样地调查等方法进行调查,并进行重要值及多样性分析。结果表明:第十师毒害草共有63种,分属23科53属,其中菊科毒害草种类占比最多为19%;毒害草种群Shannon-Wiener多样性指数为3.56,Simpson多样性指数为0.96,Pielou均匀度指数为0.86;毒害草空间分布格局整体趋向于均匀分布;优势毒害草为苦豆子、工布乌头、兔儿条、狭叶锦鸡儿、骆驼刺、麻叶荨麻、白刺、梭梭和蓝刺头,主要分布在181团、182团、185团。第十师草原毒害草种类较多,分布较广、危害严重,因此对其进行调查,摸清其种类、分布等对毒害草的防治具有重要意义。

宁夏草原蝗虫优势种和指示种及其对植被群落的响应

为探究宁夏草原蝗虫群落优势种、指示种及其对植被不同类群的响应关系,2019—2020年在宁夏温性草甸草原、温性草原、温性荒漠草原和温性草原化荒漠选取典型调查样地,对不同草原类蝗虫优势种、指示种及其对不同植被群落的响应关系进行了分析研究。结果显示:白纹雏蝗(Chorthippus albonemus)作为宁夏四类草原共同优势种,与禾本科和菊科盖度、高度、生物量之间呈显著正相关(P<0.05);短星翅蝗(Calliptamus abbreviatus),亚洲小车蝗(Oedaleus asiaticus)和赤翅皱膝蝗(Angaracris rhodopa)作为温性草原指示种蝗虫,与禾本科植被盖度、频度和生物量呈显著正相关(P<0.05);红缘短鼻蝗(Filchnerella rubimargina)和黑腿星翅蝗(Calliptamus barbarus)作为温性草原化荒漠的优势种,与其他科植被盖度和生物量呈显著负相关关系(P<0.05)。因此,科学监测禾本科与菊科植被分布较广的草原类型将有助于蝗虫有效监测和及时防控,进一步为草原管理和蝗虫可持续治理提供支撑。

放牧强度对优势种群与植物群落地上现存量关系的影响

为探究优势种对植物群落结构和功能的影响,本研究以内蒙古短花针茅草原为研究对象,整理不同降水年份(2014—2016年)和4个放牧试验区(对照,Control,CK;轻度放牧,Light grazing,LG;中度放牧,Moderate grazing,MG;重度放牧,Heavy grazing,HG)下优势种群和植物群落地上现存量数据,采用对比分析和数据包络(CCR模型)分析,发现伴随放牧强度和降水量的变化,不同优势种群地上现存量的响应存在差异。LG区下的短花针茅和无芒隐子草的地上现存量高于CK、MG和HG区。冷蒿的地上现存量对放牧响应的敏感性高于短花针茅和无芒隐子草。受放牧强度影响,植物群落地上现存量由短花针茅、无芒隐子草和冷蒿这三种优势种的调控转为主要以短花针茅调控。重牧和极端干旱年份导致优势种与植物群落地上现存量的双向协调作用丧失。

接种丛枝菌根真菌对不同生育期牧草生长的影响

为探究接种丛枝菌根真菌(Arbuscular mycorrhizal fungi,AMF)对不同生育期牧草生长的影响,本研究选取无芒雀麦(Bromus inermis)、冰草(Agropyron cristatum)、羊草(Leymus chinensis)和草地早熟禾(Poa pratensis)4种牧草进行盆栽试验,分别在苗期、拔节期和刈割后拔节期进行取样,测定植物生物量、菌根侵染率和菌丝密度等指标。结果表明:与不接种AMF相比,接种AMF显著提高了无芒雀麦和羊草的地上与地下生物量,但对刈割后拔节期冰草和草地早熟禾的地上和地下生物量无显著影响;4种牧草在不同生育期下菌根响应均为正效应,但是刈割后拔节期冰草、羊草和早熟禾菌根生长响应显著降低;4种牧草根系的菌根侵染率随生育期均呈增加趋势;刈割后拔节期土壤菌丝密度达到最高。因此,AMF与植物的共生关系具有物种特异性,共生作用随着生育期发生改变,随着生育期根内和根外AMF丰度增加,但菌根生长响应下降,说明AMF对植物幼苗有更强的促生作用,而这种促生作用与AMF丰度无关。

高原鼢鼠和高原鼠兔CYP3A25基因的分子表征及功能分析

【目的】探究高原鼢鼠(Eospalax baileyi)和高原鼠兔(Ochotona curzoniae)CYP3A25基因的分子结构及蛋白质的三维构象差异。【方法】检测高原鼢鼠和高原鼠兔CYP3A25基因外显子的核苷酸序列情况,并结合其他7种啮齿动物分析其氨基酸序列和蛋白质空间构象差异。【结果】在PCR结果检测中成功获得高原鼢鼠和高原鼠兔CYP3A25基因CDS区,长度均为1307 bp,并检测出基因序列差异及蛋白质空间构象差异。系统发育树构建发现高原鼢鼠与色列盲鼹鼠(Nannospalax galili)属于同一分支,高原鼠兔更趋同于智人(Homo sapiens)。对CYP3A25基因序列差异介导蛋白质空间构象改变分析后,发现高原鼢鼠和高原鼠兔相较小家鼠都有3个氨基酸序列差异导致的蛋白质空间构象改变。【结论】研究表明不同物种CYP3A25基因存在较大的序列差异,并且这种序列差异影响了蛋白质的空间构象。说明不同物种在CYP3A25基因的分子表征和潜在的解毒代谢能力上存在较大差异。研究为理解不同物种的解毒代谢基因差异提供了理论依据。

基于Meta分析的围栏封育和人工植被建设对北方风沙区植物-土壤碳氮磷化学计量的影响

围栏封育和人工植被建设作为两种有效的退化草地生态系统恢复措施,在中国北方风沙区的草地管理中被广泛应用。为明确中国北方风沙区内生态恢复措施对植物-土壤碳(C)、氮(N)、磷(P)化学计量特征的影响,本文选取了52篇相关文献进行Meta分析,通过亚组分析探讨退化草地采取两种恢复措施(围栏封育和人工植被建设)不同年限(≤5年、5~15年、>15年)后植物-土壤C、N、P化学计量的变化。结果表明:1)围封与人工植被建设均可显著增加土壤有机C、全N和全P含量(P<0.05),各元素含量的增加幅度随着土层加深而降低;围封恢复后植物群落叶片和根系全C含量分别显著增加3.26%和4.72%(P<0.05),叶片全N和全P含量分别显著降低18.41%和44.54%(P<0.05);2)两种措施相比,3种恢复年限尤其是恢复年限>15年时,人工植被建设后土壤有机C含量、全N含量增加幅度更大,说明人工植被建设对土壤的恢复效果更好;3)长期围封(>15年)下C꞉N显著增大38.97%(P<0.05),说明围封措施可能引起土壤中N元素缺乏加剧;人工植被建设后期表层土壤C꞉P和N꞉P分别显著增大116.78%和89.04%(P<0.05),说明人工植被建设可能引起土壤中P元素缺乏。两种恢复措施均能提高土壤质量,但土壤恢复前初始有机C含量低,C元素增长率高于N、P元素增长率,在长期围封与人工植被建设后期分别出现土壤中的N、P元素缺乏,需要向土壤中补充N、P元素,进一步促进退化草地的恢复。

青海省果洛州高原鼠兔宜生区分布及其对气候变化的响应

研究高原鼠兔的地理分布及其对气候变化的响应,对进一步了解高原鼠兔在生态系统中作用意义重大。本研究利用青海省果洛州高原鼠兔存在点和环境因子数据,采用物种分布模型预测在3种排放背景下,当前与未来高原鼠兔宜生分布区。结果表明:极度梯度提升树(eXtreme Gradient Boosting, XGBoost)的ROC和TSS值最高,模型表现最佳;最湿季降水量对高原鼠兔分布的影响最大,其次为气温年较差和最湿月降水量,且高原鼠兔当前生境适宜度随海拔和降水量的增加而降低,而随气温的增加呈先增加后降低的趋势;当前气候条件下高原鼠兔主要分布在果洛州西北部,未来气候影响下高原鼠兔适宜生境面积逐渐减少,且适宜生境集中在玛多县西北部;在3种排放情景下,高原鼠兔适宜度随海拔和降雨量的增加而降低,而随着气温的升高,低排放背景下高原鼠兔适宜度增加,高排放背景下其适宜度降低。

放牧对荒漠草原蝗虫种群动态及多样性的影响

基于2004年短花针茅(Stipa breviflora)荒漠草原建立的长期放牧试验平台,放牧牲畜为绵羊(Ovis aries),调查了放牧期不同放牧强度下蝗虫的种群动态及多度。该试验设置4个放牧梯度:不放牧(CK)、轻度放牧(LG)、中度放牧(MG)和重度放牧(HG),放牧强度分别为0、0.91、1.82和2.71羊单位/hm^(2)。结果表明:CK区优势种蝗虫为宽须蚁蝗(Myrmeleotettix palpalis)、短星翅蝗(Calliptamus abbreviatus)和毛足棒角蝗(Dasyhippus barbipes),在放牧影响下短星翅蝗的优势程度逐渐被亚洲小车蝗(Oedaleus asiaticus)取代。在4种优势种蝗虫发生的高峰期,MG和HG显著增加了宽须蚁蝗、毛足棒角蝗和亚洲小车蝗的多度,而短星翅蝗的多度则在放牧作用下显著降低(P<0.05)。蝗虫的多样性随放牧强度的增大逐渐降低,且与植物的多样性呈显著正相关(P<0.05)。研究表明荒漠草原优势种蝗虫多度对不同放牧强度响应并不一致,高放牧强度会降低蝗虫的多样性,改变蝗虫的优势种。