小叶章草地生态系统结构与功能的研究Ⅰ植物群落与环境的基本特征

本文报道了小叶章草地生态系统植物群落、气候和土壤的基本特征。据３４块样地资料统计。小叶章草甸由２４种植物组成，其中小叶章的综合优势比（ＳＤＲ）为６４．０３％，居第一位；修氏苔草为１５．１１％，居第二位。土壤为潜育白浆土，土壤过湿或地表有短期积水，白浆层的渗透速度为０．０１Ｔｎｍ／ｍｉｎ渗透系数为０．００５ｍｍ／ｍｉｎ，成为隔水层，严重地影响了土壤水分的升降．

小叶章草地枯落物的季节动态

本项研究于1988年4月至1989年10月在黑龙江省宝清原种场(N46°19′,E132°11′)进行。观测样地的概况笔者已作过报道。观测过程中,立枯物测定采用收获法;凋落量的测定采用网罗法;凋落物分解的测定采用网袋法。

中国东北林区小叶章草地地上生物量季节动态的研究

本文对中国东北林区草地的两个主要类型——小叶章沼泽草甸及小叶章+修氏苔草草甸沼泽的地上生物量季节动态规律进行了探讨,利用IBM PC/XT微型电子计算机对此二类型的地上生物量季节动态进行模拟。模拟模型为:小叶章沼泽革甸B_1=115.5035-18.5653t+0.8012t^2;小叶章+修氏苔草草甸沼泽B_2=166.5727-25.5288t+0.9531t^2;最后,求出了地上生物量的绝对增长速率和相对增长速率。

小叶章草地补播野豌豆试验

小叶章草地的植被特点是以湿中生根茎型禾草,苔草为主,种类单纯,营养价值较低,豆科植物贫乏。对于这样类型的草地,选择适宜的豆科补播材料是十分困难的。作者从本地区林缘灌丛草地中生长的野豌豆作为补播材料进行了尝试,旨在提高草地生产能力和饲草品质,增加饲草蛋白质含量和适口性,探索小叶章草地的改良措施和方法。

小叶章草地灌水施肥试验研究

随着三江平原的开发利用及草地畜牧业的迅速发展,小叶章(Deyeuxia angustifolia)的饲用价值逐渐被人们认识,小叶章草地作为牧业用地的面积逐年扩大。但对低湿草地资源管理及合理开发利用的研究较少,低湿草地灌水、施肥的研究也仅有少数人报道,为此,我们于1989—1990年对低湿草地进行了灌水施肥的试验研究。

小叶章草地枯落物动态的季节性模式

本文从立枯物、凋落量及凋落物分解等方面对小叶章草地枯落物的季节动态过程进行了探讨,并构建了相应过程的动态模型,为小叶章草地生态系统功能的认识提供了资料。

放牧强度对小叶章草甸始牧期种群特征和营养成分的影响

在小叶章草甸,以本地黄牛为试验动物,连续五年进行重度、中度和轻度放牧试验,以不放牧为对照。观测不同放牧强度对始牧期(5月15日)小叶章种群特征及营养成分的影响,并分析其变化规律。结果表明:随放牧强度增加,小叶章的高度、盖度和干草产量显著降低(P<0.05);与对照相比,重牧、中牧和轻牧的小叶章高度四年平均分别降低了22.95%、16.03%和7.54%,盖度分别降低了20.38%、12.25%和5.53%;干草产量分别降低47.35%、44.29%和35.81%;而小叶章密度在重牧区增加了3.02%,中牧和轻牧分别降低30.53%和36.34%。放牧年限对小叶章的株高和干草产量的影响不明显,但盖度和密度随放牧年限增加呈下降趋势。随着放牧年限的增加,小叶章的粗灰分、中性洗涤纤维和酸性洗涤纤维含量呈上升的趋势,粗蛋白和粗脂肪的含量呈下降的趋势。

放牧对三江平原小叶章草甸初级生产力及营养动态的影响

在黑龙江省三江平原小叶章(Deyeuxia angustifolia)草甸进行的第1年放牧,通过在放牧季(6月中旬-9月中旬)采用移动围笼法观测不同放牧强度(对照:零放牧,轻度:0.87头牛.hm-2,中度:1.42头牛.hm-2和重度:1.94头牛.hm-2)对其植被初级生产力及营养动态变化的影响,以期为该地区小叶章草甸资源的可持续利用提供理论依据。结果表明:群落净初级生产力随着放牧强度的增加而降低,轻度放牧与对照差异不显著,中度和重度放牧分别比对照降低45.16%和52.82%(P<0.05)。在整个放牧季内,轻度、中度和重度放牧下群落地上现存量最大值都出现在7月中旬,其次为8月中旬,9月中旬最低。随着放牧的进行,群落植物粗蛋白质和酸性洗涤纤维含量下降,粗脂肪含量上升;群落植物钙含量在各月份间差异不显著,轻度和中度放牧下群落植物钙含量高于对照区和重度放牧区。放牧初期(6-7月),磷含量变化规律性较强,随着放牧的进行,各放牧强度下不同月份间磷含量变化均表现出先增加后下降的趋势,且最大值出现在8月的中度放牧区为0.67%,分别比6月和9月高48.89%和55.81%(P<0.05)。

放牧强度对小叶章草甸植物生长和地上生物量的影响

在东北三江平原小叶章草甸,研究了不同放牧强度下小叶章、苣荬菜、小蓟、垂梗繁缕、蒲公英五个主要植物种群的生长以及地上生物量的季节动态。结果表明:小叶章、苣荬菜、小蓟随放牧强度增大生长速度减缓,中度放牧更能刺激垂梗繁缕的生长,放牧对蒲公英生长影响较小。地上总生物量高峰值在7月,最低值在9月,轻度放牧、中度放牧、重度放牧与不放牧比较,总生物量分别减少了26.85%、28.37%和44.64%。放牧对不同植物种群地上生物量的影响不一致。

放牧强度对小叶章草甸土壤理化性状的影响

在不同放牧强度下,对东北三江平原小叶章草甸的土壤理化性状变化进行了对比研究,结果表明:(1)随着放牧强度增加,土壤水分含量减少,容重增加,变化主要体现在0～10cm的土壤表层。(2)随着放牧强度的增加,0～10cm表土层的有机质、全氮、全磷、全钾、碱解氮和速效磷含量减少,速效钾含量增加;10～20cm土层的有机质、碱解氮和速效钾含量减少,但全氮、全磷、全钾和速效磷的含量变化趋势不明显;20～30cm土层的有机质、全氮、全钾和碱解氮的含量减少,全磷含量增加,速效磷和速效钾含量的变化无明显规律。(3)不同放牧强度对土壤pH值的影响主要表现在0～10cm土层,但无规律性变化。

休牧对三江平原小叶章草甸植被特征及生产力的影响

为了研究休牧对三江平原小叶章草甸的影响,在2010年对不同放牧强度的草地植被盖度、高度、密度、生物量等进行了测定。结果表明:除个别数值外,夏季、秋季休牧对草地植物群落和主要植物种盖度、密度、高度、重要值基本无显著影响(P>0.05)。夏季休牧可以显著提高中度、重度放牧区草地植物群落生物量,同时也可以显著降低植物种丰富度(P<0.05);秋季休牧仅在轻度放牧区可以显著降低草地植物种丰富度(P<0.05);而对草地植物群落生物量的影响不显著(P>0.05)。

放牧强度对草甸植物小叶章及土壤化学计量比的影响

本试验在不同放牧强度下，通过分析东北三江平原小叶章草甸的优势植物和土壤的碳氮磷养分及化学计量比，探讨放牧对生态系统化学计量学特征和养分循环速率的影响机制。试验结果表明，１）随着放牧强度的增加，小叶章活体与立枯物的全氮、全磷含量也随之增加，放牧使小叶章叶的全氮含量明显增加，而茎的变化不显著；０～１０ｃｍ土层根系的全碳、全氮、全磷变化比１０～２０ｃｍ的更敏感；放牧降低了土壤全碳的含量，土壤表层的全氮含量随放牧强度的增加呈先增加后降低的趋势，且以重牧区为最小。２）在６－８月份小叶章全株及叶的Ｃ／Ｎ值随着放牧强度的增加先降低后升高，且在中牧区降为最小值，茎的Ｃ／Ｎ值受放牧的影响变化规律不明显，只有在８月份中牧区表现为最小值；３）放牧主要影响土壤表层的理化性状以及所含根系的元素含量，７－９月份随着放牧强度的增加，０～１０ｃｍ土壤的Ｃ／Ｎ值降低；７，８月份０～１０ｃｍ土层根系的的Ｃ／Ｎ值随着放牧强度的增加先降低后升高，且在中牧区为最小值，而Ｎ／Ｐ值却在中牧区为最大值。

不同放牧率对小叶章形态特征和各组分生物量的影响

将试验区设置为3个放牧强度,即轻牧区（0.99AU/hm2·month,LG）、中牧区（1.65AU/hm2·month,MG）、重牧区（2.30AU/hm2·month,HG）和对照区（0AU/hm2·month,CK）,测定不同放牧强度下小叶章的形态特征和各组分生物量的变化.结果表明：放牧使小叶章垂直高度和节间数减少,叶片数增加;中度、重度放牧下叶片数和节间数变化明显,轻度放牧影响不大.在放牧初期（6月份）,重牧区的茎叶比显著高于其他小区（P＜0.05）,7～8月份茎叶比以中牧区为最高,对照区最低.放牧主要影响土壤表层0～10cm根系,并使其不同程度减少,以重度放牧下根系生物量减少最多,轻度放牧有利于保持较高的活根率.

小叶章青干草对乳牛产奶量的影响

为探讨小叶章青干草对乳牛产奶量的影响效果,选择胎次,泌乳月、日平均产奶量近似的7对黑白花泌乳牛,采取单因子配对法分为试验组和对照组,进行小叶章青干草(试验组)与玉米秸和大豆荚皮合用(对照组)饲喂奶牛的对比试验。结果小叶章青干草较玉米秸和大豆荚皮合用营养价值高,适口性好,增产效果明显。试验组牛日平均产乳量和标准乳量较对照组分别提高5.22和4.36公斤。

放牧强度对土壤物理性状和速效养分的影响

在东北三江平原放牧季6月中旬～9月中旬,设置3个放牧强度即轻度(0.87头牛/hm2),中度(1.42头牛/hm2)和重度(1.94头牛/hm2),以不放牧作为对照,观测不同放牧强度对小叶章草地土壤物理性状和速效养分变化的影响。2010年放牧结果表明:放牧对土壤浅层物理性状产生影响,对土壤深层性状影响微弱。重度放牧强度下土壤含水量0～10cm最低,为42.84%,并与其他放牧处理产生差异(P<0.05);放牧对土壤容重的影响主要体现在0～5cm的土层,与对照相比放牧处理对土壤容重略有增加趋势,放牧对土壤深层容重不能产生显著影响(P>0.05);家畜对土壤有夯实作用,土壤孔隙度随放牧强度增加而降低,重度放牧土壤孔隙度最低,与对照相比降10.8%并与其产生显著差异(P<0.05)。放牧对土壤速效养分的影响表现在,重度放牧降低0～10cm的土层速效氮含量,其他放牧强度对小叶章草地土壤速效氮的影响微弱,各放牧处理间差异不显著(P>0.05);不同放牧强度与对照相比对速效磷含量影响微弱;土壤速效钾含量随放牧强度增加而降低,轻度、中度、重度分别较对照下降1.72%,3.8%和8.2%,但差异不显著(P>0.05),表明放牧对小叶章草地土壤速效养分含量影响微弱。

植物对沼泽湿地生态系统N_2O排放的影响

利用静态暗箱/气相色谱法连续3个生长季(2003—2005年)对三江平原小叶章草甸和毛果苔草沼泽N2O排放通量进行野外对比观测试验。结果表明,植物不同生长阶段对湿地生态系统N2O排放通量的影响不尽相同。植物的参与促进了湿地生态系统N2O的排放,2003—2005年生长季小叶章草甸土壤-植物系统N2O排放通量分别是土壤表观N2O排放通量的1.58倍、2.09倍和2.34倍,同期毛果苔草沼泽土壤-植物系统N2O排放通量分别是土壤表观N2O排放通量的1.86倍、1.50倍和1.33倍。3个生长季小叶章草甸N2O排放通量均大于毛果苔草沼泽,这主要是由土壤理化性质的空间变异性以及水文情况的差异造成的。

三江平原小叶章草甸N_2O通量日变化特征研究

利用静态暗箱/气相色谱法对三江平原小叶章草甸进行N2O排放通量的日变化观测实验。结果表明:小叶章草甸土壤-植物系统和土壤的N2O通量均具有明显的日变化规律,小叶章草甸土壤-植物系统和土壤的N2O通量最大值均出现在16:00,最小值均出现在6:00,其变化趋势与气温、地表温度、5cm、10cm、15cm和20cm地温均呈正相关关系。小叶章植株的存在促进了土壤-植物系统N2O的排放,土壤-植物系统N2O日平均通量是土壤的1.81倍。小叶章草甸土壤-植物系统N2O通量日变化的变异系数大于土壤。

沼泽湿地草甸N2O排放通量日变化规律研究

利用静态暗箱／气相色谱法对三江平原小叶章（Calamagrostis angustifolia）草甸进行N2O排放通量的日变化观测实验。结果表明，小叶章草甸土壤一植物系统和土壤的N20通量均具有明显的日变化规律，小叶章草甸土壤-植物系统和土壤的N20通量最大值均出现在16：00，最小值均出现在6：00，其变化趋势与气温、地表温度和5、10、15、20cm地温均呈正相关关系。小叶章植株的存在，促进了土壤-植物系统N2O的排放，土壤-植物系统N2O日平均通量是土壤的1．61倍。小叶章草甸土壤-植物系统N2O通量日变化的变异系数大于土壤。

沼泽湿地生态系统CO_2、CH_4和N_2O排放通量的相互关系研究

利用静态暗箱/气相色谱法连续两个生长季(2003-2004年)对三江平原小叶章草甸和毛果苔草沼泽CO2、CH4和N2O的排放通量进行野外原位观测。结果表明:两种类型湿地的生长季均为温室气体的排放源,三种温室气体排放通量之间的关系是,CO2和CH4、CO2和N2O、CH4和N2O排放通量之间均为正相关,但显著性水平视不同湿地类型以及不同年份而异。表明它们之间的相互关系受湿地类型以及环境因素的影响,本研究结果进一步证明了植物在沼泽湿地温室气体排放中的关键性作用。