不同丛枝菌根真菌接种对3种草地植物生长特性的影响

为筛选出适用于农牧交错带沙荒地的植物和丛枝菌根真菌(Arbuscular mycorrhizal fungi,AMF)的优势组合,本研究选取沙荒地常见的3种植物,紫花苜蓿(Medicago satuva L.)、无芒雀麦(Bromus inermis Leyss)和苇状羊茅(Festuca arundinacea Schreb.)作为试验材料,设置接种幼套球囊霉(Glomus etunicatum,GE)、摩西球囊霉(Glomus mosseae,GM)、根内球囊霉(Glomusntraradices,GI)和不接种(CK)处理。结果表明:根内球囊霉(GI)接种紫花苜蓿、无芒雀麦和苇状羊茅接种的侵染率最高,其次是摩西球囊霉(GM),幼套球囊霉(GE)。相关分析也表明,AMF侵染率与植物株高、生物量和分蘖(枝)数呈极显著正相关。综上,接种AMF能显著提高3种草地植物的株高、生物量和分蘖(枝)数,促进植物的生长。GI接种无芒雀麦的组合适用于农牧交错带荒滩地,为探索利用微生物高效快速的进行沙荒地植被恢复提供技术参考。

华北退化荒地建植豆类和禾本植物人工草地对土壤真菌群落结构和功能的影响

阐明植被恢复过程中土壤真菌群落的变化及其生态功能,对于制定科学有效的退化生态系统管理措施有重要参考价值。利用扩增子高通量测序技术和生物信息学分析解析了华北退化荒地自然恢复(对照组,CK)和建植豆科植物和禾本植物人工草地(分别为LG和GG处理)过程中土壤真菌群落结构和功能群特征差异。结果表明:(1)退化荒地土壤表层样品中共获取6315个真菌OTU,隶属于17门60纲145目347科896属,优势菌门为Ascomycetes、Mortierellomycota和Basidiomycetes,LG处理相较于CK的Basidiomycetes相对丰度明显升高,GG处理相较于CK的Mortierellomycota相对丰度明显提高。(2)土壤真菌功能群类型以腐生真菌为主,共生真菌次之,病原真菌占比最少。建植人工草地对腐生真菌和共生真菌相较于病原真菌的功能群组成影响更明显,并导致腐生真菌相对丰度升高,共生真菌相对丰度降低。(3)土壤真菌群落结构受植物物种丰富度、根系生物量等植被参数变化的显著(P<0.05)影响,且与土壤有机碳、总氮、速效氮、总磷等土壤养分水平显著(P<0.05)相关。本研究的结果有助于深入理解建植人工草地对土壤真菌群落结构和功能的影响,并为华北退化荒地植被恢复策略提供理论依据。

高原鼢鼠对若尔盖高原湿地草原植物群落的扰动效应

高寒草甸是若尔盖高原湿地最主要的牧场资源,高原鼢鼠是当地最主要的鼠类之一,其扰动行为(采食、储食和掘洞)会破坏植物,扰动土壤,形成异质性微生境,从而影响植物群落.于2016年夏季采用植物样方调查法收集该地区高原鼢鼠扰动区域与无扰动对照区域的植物群落特征数据,结果表明:扰动区域共采集到植物24科80种,无扰动区域采集到16科60种,高原鼢鼠扰动后植物群落Shannon-Wiener指数和丰富度指数(R)均有所上升,而Simpson指数和Pielou均匀度指数无明显变化.同时,相对于无扰动区域而言,扰动区域优质牧草比例下降6.75%,杂草类比例上升6.25%.量化研究高原鼢鼠对若尔盖高原湿地草原植物群落动态的扰动效应,可为该地区草地退化治理、可持续利用提供理论依据.

生物结皮对高寒退化草地植物群落的影响

生物结皮在各类生态系统中扮演着重要的角色,具有调控土壤水分,养分含量与侵蚀敏感性等作用,并可直接或间接地影响地上植物群落,但对植物群落发展存在促进还是抑制作用尚不清楚。本研究于2017年在青海贵南县森多镇高寒草原,设置大样方,对生物结皮种类和分布格局进行调查。结果表明:在青藏高原高寒退化草地生态系统中,生物结皮的存在显著影响了植物的群落结构,降低了杂草的比例;苔藓生物结皮的盖度与草本植物盖度在初级发育阶段的生物结皮(地衣和苔藓共存)的样方中呈显著正相关关系(P<0.05),在高级发育阶段的生物结皮(仅有苔藓结皮存在)的样方中正相关关系极显著(P<0.01)。由此可见,生物结皮是高寒草地生态系统的重要组成部分,有调节高寒退化植物群落的结构和功能的作用。

黄土高原放牧型豆禾混播草地系统生产力

分别在阳坡和阴坡建植了紫花苜蓿(Medicago sativa)+鸭茅(Dactylis glomerata)、紫花苜蓿+高羊茅(Festuca arundinacea)和紫花苜蓿+无芒雀麦(Bromus inermis) 3种混播草地,于建植第2年开展肉牛轮牧试验,分别测定以上3种混播草地的植被组分、牧草营养品质、牧草产量和家畜增重,旨在探究黄土高原阳坡和阴坡退耕地上不同类型豆禾混播草地的草畜系统生产力,以期为该区域放牧型豆禾混播草地的建植与利用提供技术支持。结果表明:各混播组合中混播草种在植被中的干重比例维持在80%以上,可提供牧草增重净能和粗蛋白含量分别介于1.6~3.0MJ·kg^(-1)和12.7%~17.6%;紫花苜蓿+鸭茅组合在各坡向的牧草产量均显著(P <0.05)高于其余两个混播组合,阳坡的牧草产量显著(P <0.05)高于阴坡。家畜单位个体增重在混播组合间差异不显著(P> 0.05),阳坡3种豆禾混播草地均可持续满足体重450 kg肉牛日增重1.2 kg以上的营养需要;阴坡家畜单位个体增重显著(P <0.05)低于阳坡,这可能与该坡向放牧家畜在出牧和归牧过程中较高的能量消耗有关;阳坡家畜单位公顷增重取决于牧草产量,紫花苜蓿+鸭茅组合家畜单位公顷增重较其余两个混播组合分别提高11.4%和18.4%。综上,紫花苜蓿+鸭茅组合牧草产量和家畜单位公顷增重最高,可作为该区域建植放牧型栽培草地的首选组合;阳坡牧草产量高于阴坡,更适合在阳坡建植放牧型豆禾混播草地以获得更高的草畜系统生产效益。

保护播种对呼伦贝尔混播草地建植初期杂草抑制和牧草生长的影响

本研究旨在探究使用燕麦(Avena sativa)作为保护草种,在呼伦贝尔地区建植人工草地时,不同保护播种方式(间行播种、交叉播种)对紫花苜蓿(Medicago sativa)+无芒雀麦(Bromus inermis)人工草地杂草抑制和牧草生长的影响,以期筛选出豆禾混播草地高效生产的技术模式,为该地区豆禾混播草地的推广和应用提供理论依据和技术支持。试验结果表明,与无保护播种的对照相比,2种播种方式能够显著降低混播草地杂草株高、密度及生物量,并在兼顾混播草种产量的前提下,显著提高混播草种植株总密度。其中,保护行与混播行交叉播种时,植株总密度增加了53.76%,与混播行间行播种时,植株总密度增加了50.69%。2种播种方式均显著提高了混播草地全年牧草产量,但两种播种方式之间差异不显著。综合考虑播种方式的可操作性,建议在呼伦贝尔地区豆禾混播草地的建植中,使用燕麦作为保护草种,与混播行交叉播种,能够较好的抑制杂草入侵,获得最佳的生产性能。

生物土壤结皮演替对高寒草原植被结构和土壤养分的影响

生物土壤结皮(生物结皮)是退化高寒草原常见的地表覆盖物,具有调控土壤养分循环和影响植物群落结构和特征的作用。以青藏高原地区典型的高寒草原生态系统为研究对象,采用野外样方调查和室内分析相结合的方法,根据样方内生物结皮的发育程度将所有样方分为4个类型,并分析了青藏高原典型高寒草原生物结皮的发育演替对草本植物群落的结构、特征以及0-10 cm土壤理化性质的影响。结果表明,(1)在生物结皮由藻结皮向苔藓结皮发育的过程中,草本植物群落结构发生了变化,其中禾本科植物占比上升,莎草科植物和杂类草占比下降,而豆科植物占比无显著变化。(2)在草本植物群落中,禾本科和莎草科植物的重要值最高,溚草(Koeleria Pers.)、异针茅(Stipa aliena Keng)、高山嵩草(Kobresia pygmaea)、矮嵩草(Kobresia humilis)和矮火绒(Leontopodium nanum)是主要的优势物种。(3)生物结皮盖度与植被盖度呈极显著的负相关关系(P<0.01)。(4)生物结皮的发育演替增加了禾本科植物比例,减少了杂类草比例,增加了植物群落的多样性、高度和生物量。(5)无结皮、地衣结皮和苔藓结皮覆盖下0-10 cm土壤的全氮含量差异显著(P<0.05),而土壤全磷、有机碳含量、碳氮比和氮磷比无显著变化。由此可见,高寒草原生态系统下,生物结皮对植被和土壤的影响具有一定的复杂性和特殊性,需进一步探明其生态作用,以发挥其在退化草原治理中的重要作用。

生物结皮对高寒草地植物群落和土壤化学性质的影响

生物土壤结皮(生物结皮)是退化高寒草地重要的地表覆盖物,它具有调控土壤养分循环和影响植物群落结构和特征的作用。本研究以不同盖度生物结皮、草本植物群落和土壤化学性质为研究对象,于2018年7月份在青海省贵南县高寒草地展开试验调查和取样。结果表明:生物结皮盖度的变化显著影响了草本植物群落的结构,降低了禾本科植物的比例和植物群落的平均高度(P<0.05);生物结皮盖度与土壤酸碱度呈极显著的负相关关系(P<0.01),与土壤全氮含量呈极显著的正相关关系(P<0.01),与土壤有机碳含量呈显著的正相关关系(P<0.05)。可见,生物结皮的存在和盖度变化会显著影响高寒草地草本植物群落和土壤养分循环,在高寒草地退化问题的治理中可能扮演着重要的角色。

典型高寒植物有性繁殖对长期增温的响应

近年来,全球气候变化影响植物群落已经成为研究热点,植物有性繁殖对环境条件微小变化的响应十分敏感。为探究高寒植物采取何种生长繁殖策略以适应全球气候变暖,从而预测高寒植被群落变化趋势,本研究利用开顶式生长室(Open-Top Chambers,OTCs)装置模拟增温,探究增温对高寒植物中常见的矮生嵩草(Kobresia humilis)、青藏苔草(Carex moorcroftii),和垂穗披碱草(Elymus nutans)有性繁殖特征的影响。结果表明:1)增温下矮嵩草繁殖枝数量、有性繁殖效力极显著降低(P<0.01),青藏苔草小穗长度显著增加(P<0.05),垂穗披碱草小穗长度在增温下极显著增加(P<0.01);2)增温导致矮嵩草和垂穗披碱草种子生产能力显著降低(P<0.05),青藏苔草种子产量变化不明显(P<0.05);3)3种植物发芽势在增温下呈现显著降低的趋势(P<0.05),但发芽率无显著变化(P<0.05);4)经热图(heatmap)分析,高寒植物有性繁殖对增温响应不一致,且增温严重抑制矮嵩草有性繁殖。综上,在气候变暖下,不同植物可能表现出不同的适应策略,矮嵩草有性繁殖受到增温的抑制,且最为敏感。

生物结皮演替对高寒草原土壤微生物群落的影响

生物土壤结皮(生物结皮)是高寒草原重要的地表覆盖物,具有调控土壤养分循环和微生物群落结构的作用。本研究采用磷脂脂肪酸(Phospholipid fatty acid,PLFA)法分析典型高寒草原生物结皮的产生和发育演替对表层土壤(0~10 cm)微生物群落结构的影响。结果表明:在所有供试土壤样品中共有22种PLFA,可表征7种微生物类群,其中常见细菌和真菌是主导微生物。各类群微生物生物量与生物结皮的产生和演替不具有显著的相关性(P>0.05)。冗余(Redundancy analysis,RDA)分析结果显示土壤因子与微生物生物量极显著相关(P<0.01),土壤真菌生物量与全氮含量显著正相关(P<0.05),放线菌生物量与全磷含量显著正相关(P<0.05)。可见,在高寒草原生态系统中,生物结皮、土壤养分和微生物群落之间存在着较为复杂的相关性。