人工建植混播草地技术研究

结合四川省等长江流域地区建立人工草地的试验研究结果和生产实践经验,总结出选择优良的牧草种(品种)、草种组合,以及适宜的混播比例是建植人工混播草地的关键。施肥、刈割、采食、灌溉等管理措施对混播人工草地的产量和混播牧草植物种间竞争都有不同程度影响。

多年冻土区“黑土滩”土壤团聚体对人工建植的响应

为研究人工恢复“黑土滩”(“Black soil land”,BSL)后土壤团聚体粒级组成和稳定性特征,以青藏高原东北缘祁连山西段疏勒河源多年冻土区BSL和4龄人工建植草地(Artificially planted grassland,APG)为研究对象,基于干筛和湿筛法分析0~20 cm层其变化特征。结果表明:BSL和APG干团聚体均以>3 mm粒级为主,湿筛以微团聚体(<0.25 mm)占比最高。建植后大团聚体(>0.25 mm)含量增加,微团聚体显著减少,且团聚体几何平均直径、重量平均直径和抗蚀性因子更高,破坏率更低,表明人工建植能显著提高团聚体稳定性。随土壤深度增加,APG和BSL干团聚体稳定性增加,而湿筛稳定性降低,说明0~10 cm团聚体受机械破碎强烈,10~20 cm遇水易破碎。逐步回归表明砂粒降低、氧化还原电位和有机质增加是团聚体稳定性增加的主要因素。因此,多年冻土区人工建植能改善退化草地浅层土壤结构并提高其稳定性。

土壤微生物群落结构及碳循环功能对高寒草甸退化和人工建植的响应

为了解土壤微生物群落及其碳循环功能对草地退化和人工建植的响应及驱动因素,本研究以青藏高原退化高寒草甸及人工建植草地为对象,借助宏基因组技术,分析退化和建植过程中微生物结构及碳循环功能基因的变化特征,并进一步探索微生物碳循环功能基因变化的驱动因素。结果表明:高寒草甸退化及人工建植过程显著改变了土壤和植被因子;在退化及建植过程中,土壤微生物丰富度及多样性的上升及优势种相对丰度的下降表明微生物群落趋于均质化分布;土壤碳循环功能基因多样性表现为显著上升-稳定-上升的趋势;微生物群落相对丰度前15的优势种对碳循环功能基因的贡献超过40%,但随退化和建植明显下降;单独的土壤或植被因子对土壤微生物群落结构的影响高于微生物碳循环功能基因的影响,但土壤和植被的互作对后者的影响要强于前者;土壤营养元素有效态(铵氮和硝氮)及植被因子(盖度、生物量及多样性)与碳循环功能基因多样性和丰度关系密切。研究结果有助于增强理解高寒草甸退化及人工建植过程中碳循环过程的微生物机制。

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。

合理管理多年生人工建植草地有助于中国青藏高原三江源土壤微生物群落的正向演替

草地重建是缓解青藏高原三江源“黑土滩”的一种主要方法,同时了解如何管理建植草地也至关重要。而哪种人工管理模式更能有效地恢复“黑土滩”退化草地?为恢复“黑土滩”提供科学依据,我们研究了不同管理模式下人工草地植被特性、土壤理化性质和土壤微生物群落结构的变化,并探讨了不同管理模式对人工草地群落的影响。在本研究中,植被特性和土壤理化性质分别通过实地调查和实验室分析等方法得出,并且运用高通量测序技术测定了土壤微生物群落组成。研究结果表明,在不同管理模式下的人工建植草地植被特性、土壤理化性质和土壤微生物群落结构存在明显差异,而且植被植物多样性、地上生物量、土壤有机碳显著控制着放线菌门和担子菌门。当建植一次时Shannon-Wiener指数、地上生物量和土壤有机碳达到峰值,此时放线菌门和担子菌门所被注释的ASVs的相对丰度显著富集。此外,该管理模式下土壤的细菌多样性最高,真菌多样性最低,土壤逐渐成为“细菌型”土壤。由此得出,建植一次的人工草地植被特性和土壤环境更有利于整体群落的正向演替,是恢复“黑土滩”最合理的管理模式。

混播优良牧草对人工建植草地与改良天然草场效果的比较

用豆科与禾本科牧草混播,建植人工牧草地333.3 hm^2和改良天然草场33.3 hm^2。结果表明,混播优良牧草产量高,草场品质好,牧草覆盖率大,杂草少。在生产特性方面,人工草场比改良草场产草量高,但投入成本较高。黑麦草耐旱性能差于紫花苜蓿,夏季易休眠甚至死亡。在本试验中,混播人工草场年产鲜草量可达4 368.81 kg/667 m^2(亩),豆科和禾本科混播比例为1:3。

柴达木干旱地区人工草地建植

根据柴达木地区自然特点,认为人工草地建设必须同灌溉、生态建设、农业产业结构调整、戈壁旅游开发相结合,正确把握牧草品种选配、建设季节、品种组合、建设管理重点环节,做到因地制宜,科学规划。

人工草地建设对甘南草原土壤理化特性和微生物数量特征的影响

研究甘南草原高寒草甸退化草地人工种草后土壤理化性质和微生物数量特征,为退化草地的修复与利用提供参考。于2017年5,7,10月分别采集播种燕麦、黑麦及其未播种的草地土壤,测定其理化特性及微生物数量特征。结果表明:人工种植的黑麦草地土壤水分均大于燕麦人工草地,5,7月人工草地土壤含水量均显著大于对照草地,但10月差异不显著(P>0.05);pH在各月份不同播种方式下差异均不显著(P>0.05);土壤全氮、全磷在不同月份间差异亦不显著(P>0.05),但黑麦人工草地5月10—20cm层的有机碳、10月40—50cm层的全氮含量均显著大于燕麦人工草地及对照样地(P<0.05),7月20—30cm层燕麦人工草地的有机碳含量显著大于黑麦人工草地及对照草地;5月0—30cm层燕麦人工草地和黑麦人工草地的细菌数量显著高于对照草地的细菌数量(P<0.05),7月0—10cm层人工草地细菌数量显著高于对照草地(P<0.05),10月黑麦人工草地0—30cm层细菌数量均显著高于对照草地(P<0.05);5,10月真菌数量在0—10cm层人工草地显著高于对照草地(P<0.05),7月10—30cm层人工草地的真菌数量、0—10cm层的放线菌数量均显著高于对照草地(P<0.05);冗余分析发现,土壤细菌和真菌的变化具有联动性,且与土壤有机质、全氮、全磷等养分呈正相关。综上,人工种草后土壤养分的变化导致了土壤微生物数量的差异,这需要在草地管理中予以重视。

黄土高原苔藓结皮建植技术研究

黄土高原是世界上水土流失面积较大的地区之一,苔藓结皮是该地区生物结皮生态功能发挥的主要贡献者,其发育广泛,具有提高土壤肥力、促进植被演替、防止水土流失和改善区域生态环境的作用,可作为黄土高原自然系统中优良的地表水土保持活体覆盖地被物。建议在黄土高原地区,通过人工调质优化厌氧发酵剩余物,复配成相对稳定的优良有机无土栽培基质,培植苔藓结皮,减少水土流失,促进植被恢复。

草原保护建设技术及推广应用

草原保护建设是生态文明建设的重要环节,是近年来环境保护的主要内容之一。由于保护意识较差、监管能力较弱、草原保护政策不完善,导致草原生态修复进程缓慢。需提高相关部门与农牧民对草原保护的重视程度,采取参与、示范、培训等推广模式,积极推广应用人工草地建植技术、天然草原改良技术、土壤改良技术、草地信息技术、虫鼠病害防治技术等,同时完善草原管理体制和法律法规,促进草原生态环境和草原经济良性发展。

高寒矿区排土场不同坡向植被和土壤特征研究

针对高寒矿区排土场人工植被恢复问题,选取青海江仓矿区南北2个排土场的4个坡面(南坡、北坡、东南坡与东坡)为研究对象,进行了不同坡向立地条件下植被与土壤的调查分析。结果显示:除幼苗高度外,不同坡向植被高度、盖度、地上生物量、生殖枝数量具有显著差异(P<0.05),东南坡与南坡(阳坡)长势较好。土壤全氮、有效磷含量及pH在不同坡向差异不显著(P>0.05),土壤全磷、碱解氮、速效钾、有机质、含水量在不同坡向具有显著差异(P<0.05)。北坡土壤有机质含量比其他3个坡面平均高出127.95 g/kg(P<0.05),土壤含水量在北坡与东坡(阴坡)显著高于南坡与东南坡(P<0.05)。土壤细菌与放线菌数量在东南坡显著高于其他3个坡面(P<0.05)。利用随机森林方法得出,土壤细菌数量、含水量、碱解氮含量、全磷含量、有机质含量及植被高度是影响露天煤矿排土场不同坡向立地条件下植被与土壤特性的主要因子。因此,为减小矿区排土场复绿过程中坡向不同带来的影响,在人工建植初期应加大东坡与北坡(阴坡)的种子播量,适时追施氮肥,并选择加厚无纺布(>50 g/m^2)覆盖。

单播和混播禾草对土壤理化性质和微生物生物量的影响

为探究不同播种方式对退化高寒草地的影响,本试验研究了垂穗披碱草(Elymus nutans)单播,垂穗披碱草与草地早熟禾(Poa pratensis)混播,以及垂穗披碱草、草地早熟禾、多叶老芒麦(Elymus sibircus)混播下高寒草地的恢复效果。结果显示,垂穗披碱草+草地早熟禾人工草地的植物生物量、土壤速效养分含量和含水率最高;垂穗披碱草+草地早熟禾+多叶老芒麦人工草地的土壤有机碳、全氮和全磷含量最高,且土壤pH值为6.91,有利于植物生长,在该混播人工草地中,微生物生物量碳氮磷含量最高;相关分析和冗余分析表明,微生物生物量与土壤含水率和全钾含量呈负相关关系,与其他土壤理化性质呈正相关关系。综上,本研究认为在退化高寒草地进行禾草混播时,垂穗披碱草+草地早熟禾+多叶老芒麦的混播方式可能是最佳选择。然而,为了得出更准确的结论需要进行更长时间的观测和研究。

离子型稀土矿堆浸场地不同恢复年限植被多样性

生物群落多样性是判断生态系统稳定的重要指标,为了解人工建植对稀土矿废弃地生态系统的影响,以福建省长汀县离子型稀土矿堆浸废弃地为研究对象,利用植被恢复固定监测点,选取植被恢复5、8、11 a废弃地为样点,调查不同恢复年限样地物种种类和数量,分析稀土矿废弃地物种多样性随恢复时间的变化规律。结果表明:随植被恢复年限的增加,前期人工种植的植物逐渐被本土野生植物取代,增加物种以禾本科和菊科植物为主。乔木层、草本层植物种类和数量随恢复年限的增加而增加;随着植被恢复年限的增加,稀土矿废弃地乔木层物种丰富度(Gleason指数、Margalef指数)、Shannon指数逐渐增加,而乔木层、草本层Pielou均匀度指数则呈先增加后下降趋势;植被恢复8与11 a植被相似度最高,其次是植被恢复5与8 a,其中植被恢复11 a与对照样地植被相似度最低;Margalef指数、Simpson指数与Shannon指数呈显著相关。因此,随着植被恢复年限的增加,稀土矿生态退化区植被恢复前期人工干涉效应在逐渐降低,后期演变为自然演替,物种群落结构和种类发生变化,但与当地本土植物群落仍存在一定差异,表明生态退化区植被演替仍处于动态变化阶段。

重盐碱次生裸地植被恢复技术研究

研究我国重盐碱裸地如何恢复牧草草原的技术,试验总结了我国以往研究的限于小样方式的技术成果,证明通过大幅度的技术研究可以实现大规模的草原恢复;人工建植(或群落复生)成本也较低,能够获得经济效益。

昭通市退化草地修复技术研究

昭通市草地以山地草甸为主,草地生态系统脆弱,管理水平和建设能力不高,退化草地修复难度大。昭通市现有草地面积116079.33 hm^(2),其中退化草地面积6992.10 hm^(2),占全市草地总面积的6.02%。退化草地主要以轻度退化为主,面积4221.00 hm^(2)。草地退化的原因包括人为因素、有害生物侵入、生态环境脆弱和气候因素。文章给出近自然修复、人工促进修复、人工草地建植和综合修复等退化草地修复措施,并提出加快草种基地建设、规范草地管理、生态优先、因地制宜等草地修复策略。

膜下滴灌技术在人工草地建植中的应用

我国正在积极落实可持续发展战略,很多城市在进行人工草地建设,增加城市的绿化面积,改善城市环境。但是,人工草地在实际建植过程中受到了不利因素的影响,其中最为严峻的问题就是水资源短缺,膜下滴灌技术因此应运而生。这种先进的灌溉技术在我国很多区域都有着较为广泛的应用,并且取得了非常可观的成效,不仅提升了水资源的利用率,还加强了对我国淡水资源的保护。基于此,介绍膜下滴灌技术在人工草地建植中的应用。

青藏高原三江源区不同恢复期高寒草甸土壤线虫群落演变

青藏高原三江源地区的高寒草甸面临着严峻的退化问题,人工建植是三江源地区退化草地的重要修复方式。为探究地下生物对草地人工恢复措施的响应,本研究比较了三江源地区高寒草甸不同恢复期人工草地(建植1、5和10 a)的土壤线虫群落变化。结果显示:与原生植被样地相比,所有恢复期样地的植物地下生物量降低,土壤容重、pH、全磷、全钾和硝态氮含量升高,表明人工草地系统的初级生产力和土壤特性尚未恢复到原生草地状态。不同恢复期样地中土壤线虫的均匀度和多样性指数均显著高于原生植被样地。此外,不同恢复期样地的线虫多度、代谢足迹以及成熟度指数均随恢复年限的增加而增加。相关性分析结果表明,土壤线虫多度与植物地下生物量、土壤有机质、全氮、全磷、矿质氮和速效氮含量显著正相关(P<0.05),与土壤pH、全钾和容重显著负相关(P<0.05)。尽管三江源区退化草地的人工恢复措施尚未完全恢复牧草生产力至原生植被状态,但土壤生物结构及功能具有改善的趋势,显示该地区退化草地生态系统具有较强的恢复潜力。

草坪草种选择及其栽培技术

由人工建植或人工养护管理的草坪，是绿化、美化生态环境的不可或缺的部分。不管是城市或是乡村，几乎都与草坪有着直接或间接的关系。而草坪草种的选择及其栽培技术是草坪建设中的主体。如何选择草坪草种和掌握栽培技术，对建坪成功与否至关重要。

黄花苜蓿抗逆性研究进展

黄花苜蓿是豆科苜蓿属多年生优质牧草,具有抗寒、抗旱、耐盐碱等特性,是高寒牧区人工草地建植和天然草地改良的理想牧草。黄花苜蓿适口性好,营养价值很高,与紫花苜蓿相当,产量和再生性虽逊色于紫花苜蓿,但其抗逆性却非紫花苜蓿能比,是苜蓿抗性育种不可缺少的种质资源,具有重要的饲用价值、生态价值和遗传育种价值。

中国退化草地生态修复措施综述与展望

草地是面积最大的陆地生态系统,具有极其重要的生产和生态功能,但长期的过度利用和气候变化导致草地生态系统在全球范围内出现不同程度的退化。退化草地的自然恢复需要相当长的时间,人为的修复措施是加快草地恢复必不可少的手段。中国草地生态修复的研究已经进行了几十年,但一直以来对生态功能的重视程度不够,导致先退化—后治理—再退化—再治理的现象普遍,草地退化状况仍未得到全面改善。近年来,在强调生态优先、绿色发展的大背景下,中国对草地保护和生态修复的重视程度不断提高,退化草地生态修复是中国当前亟待解决的重大难题和艰巨任务。通过综述草地生态修复的研究进展以及主要的技术和政策措施,分析了国内外草地生态修复主要技术措施(免耕补播、合理放牧、人工草地建植、围栏封育、耕翻和施肥)的恢复效果、限制因素和存在的不足,旨在为退化草地生态修复提供理论参考。论文在以上分析的基础上提出中国草地生态系统修复未来的研究方向和发展建议:(1)建立健全现代草牧业体系和管理模式,从根本上解决草畜矛盾,是解决草地退化和生态修复问题的根本途径;(2)完善草地退化分类分级体系,进一步为生态修复提供理论依据;(3)加强乡土种质资源和土壤微生物的挖掘利用,为生态修复提供物质保障;(4)突破毒草化草地恢复的理论与技术瓶颈;(5)建立分区—分类—分级的生态修复理论技术体系和评价体系。草地生态修复是一项复杂的跨学科的系统工程,加强多领域协作是解决问题的关键。