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。

半干旱区退化草地开垦为苜蓿地对土壤无机碳的影响

为分析半干旱区退化草地开垦后土壤无机碳储量的变化,探讨开垦对土壤无机碳的影响机制,以半干旱区开垦农田(苜蓿地)为研究对象,以邻近的退化草地(荒漠草原)作为对照,借助碳稳定同位素技术,测定并计算0~300 cm土壤深度土壤无机碳(SIC)、次生碳酸盐(PIC)和原生碳酸盐(LIC)的储量。结果表明,与退化草地相比,苜蓿地0~300 cm处的SIC总储量显著增加了88.42 Mg·hm^(-2),PIC总储量显著增加了105.71 Mg·hm^(-2),LIC总储量显著减少了17.29 Mg·hm^(-2)。退化草地开垦促进了PIC在深层土壤的积累,进而促进了SIC的增加,表明开垦能够增强半干旱地区土壤的固碳能力,且PIC的增加导致了SIC的净累积。

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。

青海高原黑土滩退化草地土壤微生物群落空间分异特征

黑土滩退化草地作为青海高原典型的生态脆弱地带,植被退化、养分流失严重以及空间异质性高,了解不同区域尺度下黑土滩退化草地土壤微生物群落特征差异及影响因子,有助于制定草地恢复措施策略。通过分析青海省海北(YNG)、玉树(BT)和果洛藏族自治州(DW)黑土滩退化草地植被、土壤因子和微生物群落组成及构建过程,研究不同立地条件下环境因子对微生物群落的影响。结果表明:1)较未退化草地,黑土滩土壤中的致病菌如被孢霉门(Mortierellomycota)和浮游霉菌门(Planctomycetes)含量显著增加,共生菌如担子菌门(Basidiomycota)含量显著降低;2)BT区域的真菌物种数和多样性显著高于其他区域,表现为BT>DW>YNG;3)随机性过程主导了DW和BT区域黑土滩土壤细菌和真菌的群落构建,而YNG区域黑土滩土壤细菌和真菌由确定性过程主导;4)全钾和地下生物量主要影响了DW区域黑土滩土壤细菌的群落组成,pH是YNG区域细菌和真菌群落组成的主要影响因子,而BT区域细菌群落主要受硝态氮、含水量和全磷的影响。研究表明影响不同区域黑土滩土壤微生物群落组成和结构的土壤环境因子均有差异,在恢复和调整黑土滩土壤微生物多样性时,需因地制宜,根据相应的环境驱动因子制定恢复策略。

施肥对退化草地植被生产力和群落结构特征的影响

草地退化可降低土壤肥力,减少牧草产量,从而影响草地的生态系统服务功能。本研究对羊草(Leymus chinensis)+大针茅(Stipa grandis)中度退化草地进行7种肥料种类(尿素、微生物菌剂、蚯蚓叶面肥、富硒叶面肥、羊粪发酵有机肥、富硒有机肥、腐殖酸有机肥)和4种施肥水平(对照、低浓度、中浓度、高浓度)的施肥研究,系统评价了施肥对退化草地植被生产力和群落结构的影响,发现有机肥和叶面肥均可以显著改善草地的地上和地下生物量(P<0.05),对群落的物种多样性无显著影响。施用尿素虽然可以显著提高草地生物量(P<0.05),但降低了物种多样性(P<0.05)。基于主成分分析的综合评价表明,富硒叶面肥对中度退化草地的改良效果最好,最佳施肥浓度为中等浓度水平。本研究为中度退化草地施肥恢复提供了一定的理论依据。

宁夏退化草地恢复过程中植被与土壤变化及互馈关系

退化草地恢复是维护生态系统功能、防止土地沙漠化和水土流失、保护生物多样性、促进区域可持续发展的关键举措,深入理解植被与土壤的互馈关系对于指导宁夏退化草地的恢复工作具有重要意义。以宁夏13个典型围封的天然草地群落样地为研究对象,通过土壤样品采集和植被群落调查,开展宁夏退化草地恢复过程中植被与土壤变化及互馈关系研究。结果表明:①在退化草地恢复过程中,围栏内的植被生长状态和土壤质量优于围栏外,但0~10cm、10~20cm土壤理化性质间无显著差异;过长的围封年限不利于退化草地恢复,围栏内、外的最适宜草地恢复年限存在差异。②结构方程模型研究表明,植被盖度和土壤总氮含量直接影响植被地上生物量的变化。同时,地理纬度通过对土壤含水量和土壤pH值的间接影响对植被地上生物量起到调节作用。

基于超分辨率重建和Transformer的退化草地空斑定位方法

无人机补播是草地修复的有效手段之一。针对无人机作业过程中,空斑定位精度不高导致的效率低下、工作量大等问题,该研究提出一种基于无人机图像超分辨率重建和Transformer的退化草地空斑定位方法YOLOFG(YOLO for Gap)。首先基于YOLOv5s网络框架,在模型颈部设计联级特征纹理选择模块,强化模型特征纹理细节聚焦力,解决无人机空斑影像尺度变化大、纹理模糊问题;其次,以ShuffleNetV2构建主干网络,嵌入信息交互Transformer自注意力结构,提取像素间更多差异化特征,以提升模型对空斑边缘像素的精确捕获能力;最后,基于空斑锚框信息建立无人机位姿信息和空间平面的成像模型,实现目标空斑的精准定位。试验结果表明,YOLOFG模型平均精度均值为96.57%,相较于原始YOLOv5s模型提升3.84个百分点;参数量约为6.24 M,比原始模型降低约11.2%。与YOLOv4、YOLOv7、YOLOv8模型相比,检测精度分别提高11.86、9.65、6.82个百分点。空斑定位的平均误差为0.4404 m,满足无人机作业对草地空斑精准定位的需求,可为开展退化草地植被恢复与重建工作提供技术支持。

不同修复措施对退化草地恢复效果的研究

[目的]探讨不同修复措施对退化草地的恢复效果。[方法]以内蒙古通辽市扎鲁特旗境内的中、重度退化草地为研究对象,采用围封(TW)、围封+补播(TB)、围封+补播+施肥(TBS)3项措施进行修复。以外围放牧样地作为对照(CK),于2016—2019年连续监测并比较不同修复措施下退化草地的植被高度、盖度、地上生物量。[结果]2016—2019年,TW、TB、TBS处理的植被高度、盖度、地上生物量均显著(P<0.05)高于放牧(CK)处理;修复当年(2016年),TB和TBS处理的植被高度、盖度、地上生物量均显著(P<0.05)高于TW处理,并且TBS处理的植被高度、盖度显著(P<0.05)高于TB处理;2017年,TBS处理的植被高度和地上生物量显著(P<0.05)高于TW和TB处理,TB和TBS处理的植被盖度显著(P<0.05)高于TW处理;2018年,TB和TBS处理的植被地上生物量显著(P<0.05)高于TW处理,TBS处理的植被地上生物量显著(P<0.05)高于TB处理;2019年,TB和TBS处理的植被盖度和地上生物量显著(P<0.05)高于TW处理。[结论]围封、围封+补播、围封+补播+施肥3项措施对中、重度退化草地都表现出较好的修复效果,以围封+补播+施肥的修复效果最佳。

竹菌共生体系在重度退化草地的作用效应

草地退化对当地生态、经济发展产生了严重的影响,为缓解退化草地对植被生长影响、改善退化草地土壤环境,采用高吸水竹纤维与竹纤维共生菌组成的竹菌共生体系对重度退化草地(总覆盖度减少率>30%,总产草量下降>50%)的作用效果表明:(1)与对照组相比,试验组土壤湿度月均高24.74%,温度月平均低3.4%,7—11月土壤含水量均显著高于对照组;(2)试验组细菌,真菌、放线菌数量均高于对照组,分别高27.48%、107.76%和187.76%;(3)土壤铵态氮、有效磷、有机质含量显著高于对照组,分别高出60.06%,41.05%,10.47%;(4)土壤微生物数量与土壤养分含量呈正相关,真菌与有效磷呈显著正相关,放线菌与有效磷呈极显著正相关;(5)试验组菊苣-将军叶长、宽、全磷、全钾含量显著高于对照组。

山西省关帝山国有林管理局原平川林场退化草地修复效果研究

笔者于2021年7月和2022年9月,对山西省关帝山国有林管理局原平川林场退化草地综合修复前后的植物和土壤进行调查,分析了草地修复效果。研究结果表明,原平川林场退化草地修复后植物群落的Simpson优势度指数、Shannon-Wiener多样性指数、Pielou均匀度指数均略高于修复前,种群密度、Margalef丰富度指数显著高于修复前,表明修复措施增加了退化草地物种丰富度,且修复后退化草地的鲜草产量和地上生物量显著高于修复前。原平川林场退化草地修复后土壤的最大持水量、毛管持水量、速效钾含量略高于修复前,土壤的非毛管孔隙度、毛管孔隙度、速效氮含量、速效磷含量显著高于修复前。

退化草地混播群落种间竞争关系研究

以豆科的沙打旺、百脉根、小冠花和禾本科的无芒雀麦、披碱草为试验材料,设置10个混播组合和5个单播对照,采用Jonathan的方法分析退化草地混播群落种间竞争关系。结果表明,混播处理3(沙打旺+百脉根+无芒雀麦)的各组分株高和干草产量均高于其单播处理和其他混播处理,表明该组合最适宜在试验地退化草原修复改良中推广应用。不同混播组合的相对总产量均大于1,说明所有组合都表现为共存关系。在豆科和禾本科的混播试验中,豆科植物更多地表现为种内竞争大于种间竞争,而禾本科植物更多地表现为种间竞争大于种内竞争。

好地方林场大西沟退化草地修复技术

对好地方林场大西沟草地进行了自然恢复与人工促进修复试验。轻中度退化草地产草提高56%25.80%;中重度盖度提高38%产草量提高2.43倍;重度草地盖度提高56%,产草量提高4.0倍。

华北驼绒藜修复退化草地的案例

草原生态系统在陆地生态系统中占有举足轻重的地位,特别是在水土保持、发挥固碳潜力、保持生态稳定等方面起到了积极作用。近年来,人为活动加剧导致的草地生态环境破坏等问题凸显,各地区意识到该问题后也在积极采取措施进行草原生态修复与治理工作,目前也取得了一些可观的成绩,但仍然存在一些不足之处,需要进一步改善和优化。草原生态修复与治理工作的开展,要结合实际情况采取针对性的修复技术手段。在草原生态修复中应因地制宜,不同地区、草原类型需要采取不同的修复措施。该文分析了内蒙古锡林郭勒盟镶黄旗的草原退化原因,并且提出了合理的修复方式。“锡林郭勒型”华北驼绒藜因具有抗旱、抗寒等特点,在该地区修复过程中具有显著成效,可在该地区广泛推广。

山西芦芽山国家级自然保护区退化草地生态修复技术

芦芽山保护区草地面积大,但由于自然和人为等因素干扰,草地生态系统正逐步退化。介绍了该保护区草地生态系统概况,分析了草地生态系统特点,提出了不同退化草地生态修复技术。

植被与土壤特征对青藏高原不同程度退化草地的响应

高寒草地作为青藏高原高寒生态系统的重要组分之一,其退化已严重影响到高原的可持续发展和草地恢复重建。搜集了2004—2022年间关于青藏高原高寒草地退化的64篇研究结果,包含土壤有机碳、生物量和多样性指数等16个指标的1403组数据,运用meta分析解析了草地退化对土壤理化性质、植被生产力和物种多样性的影响,并对重度退化草地的土壤理化性质和植物生物量进行线性回归分析。结果表明:随着草地退化的加剧,土壤有机碳、全氮、全磷、有效氮、有效磷、有效钾、土壤含水量、地上生物量、地下生物量和植被高度显著下降;土壤容重显著上升;土壤pH、全钾在各个退化阶段没有明显差异;Shannon多样性指数、Pielou均匀度指数和Margalef丰富度指数整体呈下降趋势。土壤有机碳、全氮、全磷、有效氮、有效磷、有效钾和土壤含水量与地上生物量、地下生物量存在显著的正相关;土壤容重与地上生物量、地下生物量呈显著的负相关;土壤pH与地上生物量、地下生物量呈负相关。因此,青藏高原高寒草地退化通过改变土壤理化性质而改变地上群落多样性和生物量,为阐明植被与土壤特征对草地退化的响应机制以及高寒退化草地的恢复提供了科学依据。

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 。

退化草地暗沃寒冻雏形土CO_2释放的日变化和季节动态

采用CI-301PS红外CO2分析仪，测定了退化草地暗沃寒冻雏形土CO2排放速率。研究结果表明：（1）CO2排放速率具有明显的日变化，日最大排放速率在12：00～14：00时出现，最低值出现于凌晨4：00～8：00。白天大于夜晚。（2）植物生长季，CO2释放速率有明显的季节变化和物候变化，日平均释放速率为（320.86±130.49）mg/m2·h，CO2释放速率的物候变异为草盛期＞草枯黄期＞草返青期。（3）CO2释放速率的日变化进程主要受气温和地表温度制约，而季节动态与气温及0～30cm地温均呈极显著正相关关系。（4）退化草地上CO2释放速率较低。

江河源区高寒草甸退化草地恢复与重建技术研究

通过对江河源区高寒草甸退化草地现状的调查研究 ,将这一地区的退化草地分为轻度、中度、重度和极度退化 4类 ,对不同退化演替阶段的草地采取不同治理措施进行试验研究。最后提出了通过禁牧封育、毒杂草防除和草地施肥的措施进行轻度和中度退化草地的恢复改良。通过建植人工草地和半人工草地的手段恢复与重建重度和“黑土型”退化草地的技术方案。

“黑土型”退化草地优良牧草筛选试验

在青海省玛沁县乳品厂"黑土型"退化草地,引入13属30个草种,经4年淘汰,筛选出9属17个草种。其中,干草产量最高的是垂穗披碱草(Elymus nutans),达14585 kg/hm2;能完成生育期的有12个草种,短芒老芒麦(Elymus breviaristatum)种子产量最高(1832 kg/hm2);不能完成生育期的有5种,但产草量都比较高,叶量丰富,适应性强,尤其是无芒雀麦(Bromus inermus)和赖草(Leymus secalinus)根茎繁殖力强,形成草皮快。试验表明,筛选出的17个草种在"黑土型"退化草地上有很好的适应性和推广价值。该研究为进一步选育牧用价值高,恢复退化草地能力强的优良牧草品种奠定了基础。

三江源区黑土滩退化草地分类分级体系及分类恢复研究

通过对三江源区120个野外调查样区野外调查数据的分析,依据地形条件以及工程治理的需要,将黑土滩退化草地划分为三种类型,即Ⅰ滩地（坡度在0～7°之间）、Ⅱ缓坡地（坡度在7～25°之间）和Ⅲ陡坡地（坡度≥25°）;通过聚类分析和主成分分析,优选出秃斑地比例和可食牧草比例作为黑土滩退化草地分级的主要指标,将其分为轻度、中度和重度3个等级;在野外调查结合遥感技术的基础上,确定了该地区不同类型和等级下黑土滩退化草地的面积及其分布区域,分析了黑土滩退化草地的发展趋势,即20年间轻、中度退化草地演变为重度退化草地的趋势是非常明显的;针对黑土滩的类型和植被恢复后的利用目标,提出不同类型黑土滩人工草地的定义、适宜草种组合及相应的农艺措施,总结出黑土滩退化草地综合治理的3种模式和与之相关的治理措施。