不同海拔下高寒草甸土壤养分分异趋势及其与地上植物量间的相关性研究

以青海省称多地区高寒草甸6个海拔梯度(4056,4221,4263,4293,4332,4427m)样地为对象,通过测定土壤养分质量分数,研究了土壤养分随海拔梯度的变化规律及其与地上植物量的相关关系。结果表明:土壤有机质、全氮(N)、速效N、速效磷(P)、速效钾(K)的质量分数随海拔均呈"U"型分异趋势;土壤全P质量分数随海拔梯度的变化相对稳定;土壤全K、全N、速效N、速效K、速效P、土壤有机质的质量分数与地上植物量呈相似的变化趋势,其中,土壤全N、速效K与地上植物量成显著正相关(P<0.05)。土壤全N、土壤有机质、速效N、速效P和速效K是影响地上植物量的第1主成分,土壤全P和全K是第2主成分,累计贡献率为78.77%。

围栏封育对昭苏马场春秋草地地上植物量的影响

通过对昭苏马场春秋草地不同围栏封育年限草地地上植物量的研究,结果表明:草地地上植物量随着围栏封育年限的延长呈增加趋势,围栏封育5和6年草地地上植物量随季节的变化呈"S"型增长曲线,未围栏封育草地地上植物量累积变化呈双峰曲线;围栏封育5和6年与围栏封育1年和未围栏封育草地的禾草类和豆科草类间差异极显著(P<0.01),随着围栏封育年限的延长,杂类草所占比例下降,而优良禾草类比例明显升高,在群落中占据优势地位,不同围栏封育年限草地地上植物量的绝对生长率和相对生长率的季节变化相似,在植物营养生长初期率都较大,此后都呈下降趋势。

荒漠草原物种多样性与植物群落地上现存量的关系

探究不同放牧强度下物种多样性与植物群落地上现存量的关系可以反映出植物群落稳定性的变化,进一步反映出放牧管理的合理性。为此本研究以短花针茅(Stipa breviflora)荒漠草原为研究对象,结合放牧强度和年际间降雨量变化,探讨物种多样性与植物群落地上现存量的关系,得到的初步结论如下:伴随放牧强度增大和年度降水量减少,植物群落地上现存量、物种丰富度指数下降,优势度指数上升。在物种多样性与植物群落地上现存量的关系中,CK(对照)与LG(轻度放牧)存在类似的影响过程,MG(中度放牧)与HG(重度放牧)存在类似的影响过程,且在LG和MG区之间存在阈值效应。在不同物种多样性指数和植物群落地上现存量的关系中,首先会受到丰富度指数的影响,其次是多样性指数、均匀性指数和优势度指数。

元江流域干热河谷灌草丛土壤种子库与地上植物群落的物种组成比较

土壤种子库与地上植被之间的关系和相似性是长期争议的群落生态学问题之一。本研究旨在通过比较元江流域干热河谷典型灌草丛群落与其土壤种子库的物种组成,探讨土壤种子库与地上植物群落存在怎样的相似性关系。在元江干热河谷上、中、下游选取典型灌草丛群落,采用典型样地调查法进行植物群落调查,同时在样方内采集0–5 cm、5–10 cm、10–15 cm三层土壤样品,采用萌发实验研究土壤种子库的种子数量和物种组成,并与地上植物群落进行比较。结果表明:(1)全部调查样方的地上植被中共包含种子植物76种,隶属于25科64属,主要集中在豆科、禾本科、菊科、大戟科,群落物种组成以多年生草本为主、灌木为辅;(2)土壤种子库中共发现33种植物,隶属于14科32属,以旱生型禾本科、豆科、菊科物种为主;(3)土壤种子库中的植物种子密度在表层土壤中最高,随着土层的加深而递减;(4)各样方的土壤种子库与地上群落共有物种数较少,相似性较低;土壤种子库密度与地上群落的种群密度没有显著的相关性。总体而言,本研究发现元江流域干热河谷典型灌草丛群落其土壤种子库与地上群落之间没有显著的相关性,并且地上群落和土壤种子库都有外来入侵种类。

植物地上部分氮素的挥发损失

采用水培、土培、^(16)N标记试验,在尽量杜绝土壤和空气有关气体干扰的生长室中,捕获和测定了植物生长过程中地上部分释放的N_2,N_2O和NH_3。试验结果表明,植物不挥发N_2,但能释放N_2O和NH_3。释放的N_2O数量甚微,而释放的NH_3数量较大,是挥发损失的主要形态。挥发损失主要发生在作物生长后期。但是植物挥发损失的NH_3量难以与地上部分氮素的减少量相比似。要彻底阐明作物生长后期地上部分减少的氮素的归宿,需要拓宽视野,从多方面进行探索。

适合地上匍匐茎水生植物的浮床设计及其对富营养化水体脱氮除磷的实效研究

采用分株繁殖获取空心莲子草、大聚藻、蕹菜幼苗,以根据地上匍匐茎植物独有的特点设计的新型网式浮床为载体,以400L大型水箱为容器,将这3种地上匍匐茎水生植物应用其中,探究地上匍匐茎水生植物在漂浮条件下对富营养化水体氮磷的真实净化能力,并与传统浮床的同类研究进行对比。结果表明,3种地上匍匐茎水生植物在网式浮床中生长状况良好,空心莲子草对氮的净化能力为0.643 0-1.563 3mg/（g·d）,对磷的净化能力为0.012 7-0.142 0mg/（g·d）;大聚藻对氮的净化能力为1.475 0-4.318 5mg/（g·d）,对磷的净化能力为0.070 3-0.250 0mg/（g·d）;蕹菜对氮的净化能力为3.114 5-4.505 0mg/（g·d）,对磷的净化能力为0.179 0-0.372 5mg/（g·d）;3种植物在网式浮床中对富营养化水体的净化能力均明显高于传统浮床同类研究结果。网式浮床能发掘地上匍匐茎水生植物对富营养化水体的净化潜力,比传统浮床更适用于地上匍匐茎水生植物。

云雾山草地植物地上部分和枯落物的碳、氮、磷生态化学计量特征

碳（C）、氮（N）、磷（P）生态化学计量比是生态系统过程和功能的重要特征。为探究云雾山天然草地30年恢复演替过程中不同封育年限植物和枯落物的全碳、全氮和全磷含量及其生态化学计量特征变化规律,以云雾山封育1、12、20、30年的天然草地为研究对象,通过典型样方调査研究了黄土高原不同封育年限植物和枯落物养分变异特征。结果表明：不同封育年限间,植物地上部分C∶N、C∶P、N∶P比变化范围分别为24.91～37.37、380.1～562.1、12.14～15.86,均值分别为32.51、473.6和14.64;枯落物C∶N、C∶P、N∶P比变化范围分别为37.18～47.11、755.5～885.9、16.41～22.31,均值分别为40.71、819.9、20.30。植物地上部分C、N、P含量间呈极显著相关（p〈0.01）;植物地上部分P含量与C∶N、C∶P、N∶P呈极显著负相关（p〈0.01）,与枯落物C、P、C∶P、N∶P呈极显著相关（p〈0.01）。云雾山植物N∶P比介于14～16之间,植物生长受氮磷共同限制,建议增加草地氮、磷肥的使用量。该研究结果有助于进一步了解云雾山草地C、N、P在不同组分间的相互作用规律与机制。

退化梯度上滇西北高寒草甸植物地上形态及生物量变化特征

受气候暖干化和旅游干扰等因素影响,滇西北高寒草甸出现了明显的退化趋势。为探究滇西北高寒草甸退化过程中植物地上形态和生产力的变化规律,在香格里拉市依据游径宽度确定了3个草甸退化梯度:一级退化(R1),二级退化(R2)和对照(CK),并于2018年7月进行野外调查,获取禾本科、莎草科和杂类草3个功能群植物的株高、开展度、叶长、叶宽、叶片长宽比等地上形态指标及植株地上生物量数据,构建各功能群植物生存状态指数(Vegetation living state,VLS)。结果表明:1)禾本科植物的植株高度、植株开展度、叶片长度和叶片长宽比随退化程度增加而减小。莎草科植物的植株高度、叶片长度和叶片长宽比随退化程度增加而减小。杂类草植物的所有的地上形态指标均随退化程度增加而减小;2)随退化程度增加,3个功能群植物的地上生物量均显著下降(P<0.05);3)随退化程度增加,禾本科、莎草科和杂类草植物的VLS均减小。退化梯度上3个功能群植物的VLS排序也发生了变化:CK样地中植物VLS的排序为杂类草>莎草科>禾本科;R1和R2样地中,莎草科植物的VLS显著高于禾本科和杂类草,但禾本科和杂类草植物之间的VLS没有显著差异;4)草甸植物VLS与植物地上生物量之间的线性回归关系随退化程度增加而减弱。研究表明不同功能群植物地上形态的差异性变化可能增加滇西北退化高寒草甸植物生产力预测的不确定性。

贝加尔针茅草原植物多样性与地上生物量及其关系对刈割的响应

本研究以呼伦贝尔贝加尔针茅割草地为研究对象,探讨刈割干扰对植物群落多样性和地上生物量及其关系的影响。结果表明:刈割时间对植物的优势度和均匀度指数有显著影响,留茬高度对植物多样性影响不显著。随着留茬高度的增加,地上生物量显著下降;刈割时间对群落地上生物量影响不明显。植物多样性和地上生物量呈显著正相关关系。

几种草坪草在兰州地区的植物量及动态研究

对来自丹麦、荷兰、美国 Pickseed和 Jacklin公司的 8个草坪草品种在兰州地区进行了植物量观测 ,结果表明 :多年生黑麦草 4个品种的植物量排序为 Barcredo>Cutter>Figaro>J6 1KR2 76 ;草地早熟禾 4个品种为 Baron>America>Panduro>J6 1KB2 75。来自荷兰及美国 Pickseed公司的 4个品种 ,在兰州地区的适应性均高于丹麦和美国 Jacklin公司的 4个品种 。

格姆滩黑土滩人工草地植物量及营养季节动态研究

对地处三江源区"黑土型"退化草地上建植的垂穗披碱草7龄人工草地,从8月到翌年的4月进行了地上植物量及营养成分季节动态的研究。结果表明:在人工调控管理下,人工草地的群落组成仍然以垂穗披碱草为优势建群种。从8月到10月、10月到翌年的4月、8月到翌年的4月封育草地地上植物量分别损失了6.7%、32.8%、37.3%,植被盖度分别下降了5.6%、11.8%、16.7%,放牧草地地上植物量分别损失了6.7%、83.5%、84.6%,植被盖度分别下降了5.6%、35.3%3、8.9%。草地的实际利用率为47.4%。从8月到翌年的4月粗蛋白、粗脂肪、磷均呈下降趋势,粗灰分、粗纤维、无氮浸出物均呈上升趋势,营养物质总量损失了3.51%。在夏季该草地属碳氮营养型(CN),冬季属碳营养型(C)。

卧龙巴郎山川滇高山栎群落植物生活型海拔梯度特征

川滇高山栎林隶属于亚高山硬叶栎林类型,是一种广泛分布在横断山地区的特殊植被类型,研究同一群落生活型谱的海拔梯度特征,可以阐明控制群落的重要气候特征以及群落对其气候生境的反映,揭示川滇高山栎种群对空间的利用、群落内部种群间可能产生的竞争及其发展趋势。用环境梯度法,研究卧龙自然保护区巴朗山川滇高山栎群落植物生活型特性随海拔梯度(15个海拔梯度,海拔2200—3600 m)的变化。卧龙巴朗山川滇高山栎群落植物生活型以高位芽植物为主,占36.01%;地面芽和地下芽植物相当,分别为25.92%和29.36%,地上芽植物最少,占0.92%。高位芽生活型物种在各个海拔梯度都占重要地位,占巴朗山全部生活型物种的21.74%—50.00%,随海拔的升高逐渐下降;地面芽植物(H)具有随海拔升高先升高后降低的趋势;地下芽植物(G)生活型随海拔的升高而升高;一年生植物(Th)在整个海拔梯度内占10.00%以下,随海拔的升高波动不大,即在5.67%—8.94%之间。高位芽生活型植物主要以常绿高位芽植物为主,随海拔升高而下降,常绿高位芽植物丰富度呈现随海拔升高逐渐降低的趋势,而且其物种丰富度小于落叶高位芽植物丰富度;在卧龙巴郎山阳坡海拔3300 m以上范围内,大、中高位芽植物仅占3.09%—4.26%,说明森林植被特征在逐渐弱化。比较分析了不同类型植物群落植物生活型特征,阐明了川滇高山栎林是区别于其他常绿阔叶林的特殊类型。

沙漠人工植被地上部分生长动态

对腾格里沙漠东南缘2种人工植被柠条和油蒿在4种配置方式下地上部分的生长动态进行了研究,结果表明:不同配置方式下它们的密度、高度、冠幅和生物量基本不变或略微呈下降趋势;油蒿新梢的年生长动态呈S型曲线,柠条新梢春季生长速度较快,7月份以后生长速度缓慢或基本停止生长;柠条、油蒿地上生物量和叶面积指数的年变化均表现为双峰型,4种配置方式下共有8种1年生植物入侵,并具有较高的植被盖度;同其它3个样地相比,纯油蒿样地1年生植物的密度、盖度和生物量明显偏低.

青海草地早熟禾植物量生长动态研究

以青海草地早熟禾（Poa pratensis L.cv.Qinghai）栽培草地为研究对象,分析了不同生长年限草地的地上、地下植物量的动态变化。结果表明,青海草地早熟禾栽培草地地上总植物量在生长第二年达到最高（633.95g/m2）,随生长年限的延长总体呈下降趋势。优势种青海草地早熟禾的植物量也呈下降的趋势,生长2年的青海草地早熟禾植物量显著高于其他各生长年限的草地（P〈0.05）,生长到第10年,青海草地早熟禾植物量的变化趋于稳定。生长2年和4年的草地其他禾草的植物量差异不显著（P〉0.05）;到第5年,其他禾草的植物量为232.63g/m2,与生长2年、4年和10年草地的差异显著（P〈0.05）,与生长9年草地差异不显著（P〉0.05）。杂类草随着生长年限的延长呈增加的趋势。不同生长年限青海草地早熟禾栽培草地的大部分地下植物量分布在地表0~10cm处,除40~50cm土层外,生长2年草地的地下植物量均大于其他生长年限的栽培草地;不同生长年限的青海草地早熟禾栽培草地地下植物量的分布随着土层深度的增加呈递减趋势;地下/地上植物量比值呈高-低-高的变化趋势。

荒漠草原生物量空间异质性对长期不同放牧强度的响应

研究植物群落空间异质性及其动态是认识生物多样性和生态系统稳定性维持机制的基础。本研究以拥有20年放牧历史的内蒙古荒漠草原放牧试验样地中的植物群落地上生物量为研究对象,基于地统计学分析不同放牧强度下植物群落地上生物量空间异质性。结果表明:(1)放牧显著降低了植物群落地上生物量,对变异系数未发生显著影响;(2)通过半方差函数进行拟合发现,CK,MG和HG处理植物群落地上生物量空间格局均符合指数模型,LG处理符合高斯模型,且结构比大小随放牧强度降低;(3)通过分形维数发现,随着放牧强度增大,空间分布呈现了较明显的均质化趋势;(4)结合2D和3D空间分布图看出,CK和LG处理中植物群落地上生物量为斑块化分布,MG和HG地上生物量则为梯度分布,趋于均质化。由此可见,随着放牧强度增大,植物群落地上生物量空间异质性逐渐降低。

不同氮肥水平对高寒草甸植物生长的影响

以高寒草甸嵩草草甸为对象,分析了不同氮肥水平对高寒草甸植物生长的影响。结果表明,在尿素施用量为250kg/hm^2时,高寒草甸牧草地上植物量鲜重、干重和植物全氮分别为594g/m^2、261.87g/m^2和5.65%,较对照处理分别显著增加了1.79倍、2.06倍和32.32%(P<0.05)。相关性分析表明,尿素用量与高寒草甸牧草地上植物量呈显著正相关(P<0.05)。以上结果反映出,施用尿素能促进高寒草甸植物生长。尿素施用量250kg/hm2为最佳。

短期增温对长江源区高寒沼泽草甸植物-土壤C,N化学计量及季节变化特征的影响

为了探讨植物-土壤C,N化学计量及其季节变化特征对气候变暖的响应特征和调控机制,本研究以风火山地区高寒沼泽草甸优势种藏嵩草(Kobresia tibetica)为研究对象,采用开顶式增温室(OTC)模拟气候变暖,对2种增温幅度条件下(T1:增温1.5~2.5℃;T2:增温3~5℃)植物-土壤碳(C)、氮(N)化学计量及其季节变化展开研究。结果表明:植物在不同增温幅度下对C、N的利用率不同;该研究区土壤处于氮限制状态,增温加剧了这种限制,植物通过提高养分重吸收率来应对自然胁迫;植物C,N含量与土壤C,N含量呈显著相关(P<0.05)或极显著相关(P<0.01)。研究认为:温度变化影响了沼泽草甸植被生长及其C,N含量,但不同季节对其影响并不一致;在养分供应上,整个生长季内增温和对照处理下植物生长均受N素限制。

植物功能性状对土壤保持的影响研究述评

植被对土壤保持具有重要的影响,但是从植物功能性状的角度总结评述植被对土壤保持影响的研究并不多见。总结评述了植物地上功能性状、地下功能性状对土壤保持功能的影响以及植物地上、地下功能性状的关系,认为:(1)植被地上部分功能性状对土壤保持的作用主要体现在对溅蚀、面蚀的影响及间接改变土壤理化性质等方面,其功能性状指标主要包括叶面积、叶长、叶宽、枝数、植被高度等;(2)植被地下部分功能性状对土壤保持的作用主要体现在固持土壤、提高土壤抗剪切强度、提高土壤抗侵蚀能力、增强土壤渗透性,植物根系固持土壤与根系抗拉能力密切相关,植物根系土壤的物理和水文性质,与细根比例、根长密度、根表面积等性状密切相关;(3)可以通过植物地上部分功能性状间接反映地下部分功能性状,但是现有研究多为定性认识;(4)在植物功能性状对土壤保持的研究中亟待加强植被地上地下功能性状的长期定位监测,深化植被功能性状尤其是根系特征与土壤保持的作用机理,加强植被地上部分、地下部分功能性状的定量表达,建立植被功能性状与土壤保持功能的定量关系,实现植被功能性状与土壤保持功能特征的动态链接。

氮肥对大通河上游退化草地的影响

为提高祁连县高寒草地草场牧草产量、有效恢复轻度退化草地,采用随机区组试验,以尿素作为氮源,探讨不同氮肥水平对祁连地区轻度退化草地群落结构、地上植物量以及土壤养分的影响。结果表明:不同施氮水平处理的高寒草地植物群落物种丰富度、多样性指数均减少,植被盖度、高度显著增加(P<0.05),地上植物量与禾草地上植物量显著提高(P<0.05)。随着施氮量增加全磷含量、速效氮含量、有机质含量呈逐渐增加趋势,而速效磷呈先增加后减小趋势,pH值呈逐渐减小趋势。结论:施氮对高寒草地土壤养分有改善作用,150kg·hm-2为最适施肥量。

大通河上游16种多年生禾草引种试验研究

为筛选出适宜在青海祁连山大通河上游地区种植的多年生牧草,以丰富人工草地的建植、快速恢复黑土滩退化草地,于2012年引进了适于青藏高原栽培的16种禾本科牧草,采用随机区组试验,对不同品种在该地区的适应性、生产性能及营养价值进行了研究与综合评价。3年的研究结果表明:虉草不能越冬,其余15个牧草品种能安全越冬;青牧1号老芒麦、同德老芒麦、川草2号老芒麦无法完成生育期,其余12个牧草品种能完成生育期。2013-2014年青牧1号老芒麦地上植物量最高,为479.13g/m^2,阿坝披碱草次之。阿坝披碱草种子产量最高,为98.30g/m^2。梭罗草营养价值显著高于其他牧草品种。将高度、地上植物量、地下植物量、草籽产量、粗蛋白含量用模糊数学隶属函数综合评价,结果为:阿坝披碱草、垂穗披碱草、青海扁茎早熟禾、青海草地早熟禾、青海中华羊茅、同德短芒披碱草综合价值高,适宜在青海祁连山区推广种植。