基于AHP的呼伦贝尔草原野生花卉综合评价

目的:为丰富呼伦贝尔地区园林植物多样性,筛选出观赏价值高、具有地域特色的乡土花卉种类。方法:采用AHP法对呼伦贝尔草原230种野生花卉进行综合评价。选取花果观赏价值、茎叶观赏价值和开发价值3个方面共13个评价指标,建立呼伦贝尔草原野生花卉综合评价模型,利用层次分析软件在构建判断矩阵的基础上,计算各评价指标总权重,并通过野外观测结果对评价指标进行赋分,最后计算每种植物的综合得分,并进行分级。结果:①各约束层对目标层的权重大小排序为花果观赏价值>开发价值>茎叶观赏价值。②13个标准层评价因素中,花果色、花径、抗逆性、花果量和株型对野生花卉的观赏性影响最大。结论:根据评价结果,呼伦贝尔草原野生花卉被评为Ⅰ级的花卉如苦马豆、掌叶白头翁、大花剪秋萝、多叶棘豆、斑花杓兰、细叶百合、尖萼耧斗菜、大花杓兰等具有很高的观赏价值,可以大面积驯化栽培供园林观赏。被评为Ⅱ级的野生花卉如野鸢尾、短瓣金莲花、大花银莲花、柳兰、高山紫菀、野火球、达乌里黄芪、返顾马先蒿、紫斑风铃草、紫花野菊、美花风毛菊、红轮狗舌草和山萝花等具有较高观赏价值,可以适度地栽培利用。

呼伦贝尔草原不同利用方式下土壤盐分分布特征

研究不同利用方式下草原表层土壤盐分分布特征,可为分析和评价不同利用方式对草地生态系统的影响、合理利用草地资源提供基础科学支撑。本研究以呼伦贝尔草原围封、刈割、放牧3种利用方式下的草地为研究对象,采用野外、室内相结合的方法,探究不同利用方式下研究区土壤盐分分布特征。结果表明:随着草地利用强度的增加,土壤盐分含量上升,主要表现为Ca^(2+)占比逐渐增多,主要阴离子由SO_(4)^(2-)过渡为HCO_(3)^(-);土壤盐分含量受利用方式影响显著(P<0.05);围封下土壤盐分含量低于其他利用方式;土壤盐分在放牧和围封时均呈表聚特征。总体来看,围封能够有效抑制土壤盐分增加,改善土壤盐渍化。本研究分析了草原表层土壤盐分含量对不同利用方式的响应,研究结果可为优化温性草甸草原管理和利用提供科学支撑。

影响呼伦贝尔草原土壤有机碳空间变异的主导因素

【背景】土壤有机碳(SOC)是草地生态系统全球碳循环中的关键组成部分。在气候变化和草地土壤退化的背景下,草地碳循环的研究引起了广泛的关注,特别是对草地SOC在不同时间和空间尺度上的动态和驱动因素的深入分析。然而,对草地SOC长期动态变化的估计和空间变异驱动因子分析目前主要基于遥感建模方法和模拟预测,而非直接测量。【目的】评估呼伦贝尔草原不同时期SOC空间变异因子的相对重要性及其变化特征。【方法】基于1980年全国第二次土壤调查数据,在2022年重复了呼伦贝尔草原第二次土壤调查的31个样点的土壤剖面,并通过建立多元线性模型和广义相加模型对这两个时期SOC变化及其驱动因子进行量化分析。【结果】1980—2022年,40年间呼伦贝尔草原SOC由17.25 g·kg^(-1)增加到17.62 g·kg^(-1),增加了0.37 g·kg^(-1)。气候因子的相对重要性从1980年的22.1%增加到2022年的72.9%。相比之下,地形和利用强度因子的相对重要性下降,分别从1980年的38.8%和39.2%下降到2022年的13.5%和13.5%。【结论】气候因子、地形和利用强度共同主导了呼伦贝尔草原土壤有机碳的空间变异。在过去的40多年里,影响草地SOC变化的气候因子已由次要贡献因素演变为主要控制因素。

Frontier Grassland Degradation and Its Countermeasures

Firstly, the status quo of Hulunbuir Grassland degradation was introduced, and then the main reasons for the degradation were discussed, such as overgrazing, excessively mining mineral resources and so forth. Finally some targeted countermeasures, like improving grassland legislation and policy as well as grassland ecological compensation system, actively implementing ecological animal husbandry and reasonably exploiting mineral resources, were put forward to restore the ecological environment of Hulunbuir Grassland.

1990—2021年内蒙古遥感生态环境质量变化及趋势分析——以呼伦贝尔市陈巴尔虎旗为例

基于长时间序列遥感数据,提取能够反映生态环境质量的4个关键指标,利用主成分分析方法构建了遥感生态指数(Remote Sensing Ecological Index,RSEI),结合Mann-Kendall趋势显著性检验分析内蒙古呼伦贝尔草原1990—2021年生态环境质量变化情况及变化趋势。结果表明:(1)RSEI能够全面反应内蒙古草原生态环境质量。30 a间草原生态环境质量以改善为主,整体呈现每年0.0037的上升趋势(P<0.01),线性回归R2达0.39。通过M-K趋势显著性检验,RSEI在2012—2021年间呈现显著上升趋势,遥感生态环境质量得到明显改善。(2)总体而言,研究区内RSEI的植被绿度对第一主成分的贡献最大,因此二者结果存在较高相似度;但生态环境质量的构成包括绿度、干度、湿度和热度等多要素,单一绿度难以完全表征区域生态质量情况。(3)RSEI呈现出由西向东逐渐变好的空间分布状况。研究区西部牧业草原地区生态质量状况差于东部森林、农耕地区,RSEI空间呈现趋势与植被覆盖度相同。本研究丰富了内蒙古草原生态环境质量评估方法,可为内蒙古草甸草原的生态保护、生态修复、开发利用和持续发展提供重要参考。

基于CLM5.0的内蒙古呼伦贝尔草地生产力模拟参数优化

草地净初级生产力(net primary productivity,NPP)作为评估生态系统结构和功能以及植被质量的重要指标,其精准估算对于草地生态系统保护有着重要作用。陆面过程模型可对大范围NPP进行时序模拟,但受限于对植被生理生化特性的认知,应用于目标区域时,模型参数的默认设定会引起模拟偏差。为了使模型适用于呼伦贝尔草地生产力模拟,该研究基于CESM(community earth system model)框架下的最新陆面过程模型CLM5.0(the community land model 5.0)开展模型参数敏感性分析,并采用DREAM(differential evolution adaptive metropolis)算法对最敏感的10个参数进行优化调整,最后将参数优化后的模型应用于呼伦贝尔草地NPP模拟。结果表明:1)对草地NPP模拟最敏感的是呼吸作用类参数,如冠层叶顶维持呼吸基率的截距参数、凋落池到土壤有机质池转移的呼吸分数,其次是碳循环类参数,如叶片碳氮比、细根碳氮比。2)叶片碳氮比与气孔导度参数优化后的后验概率分布为高斯分布,表明该优化为良性约束,反映了碳氮关联参数与呼吸作用参数对于优化模型模拟的有效性。3)参数针对性优化有效提升了CLM5.0对呼伦贝尔草地生产力的模拟性能,NPP年总量相对误差由33.82%降低至10.97%,且应用于在不同类型草地NPP模拟时,其相对误差分别降低了5.62%、8.06%、9.03%。该研究结果可为CLM5.0应用于呼伦贝尔地区的草地生产力模拟提供参考,对合理评估草地生态系统碳循环研究具有积极作用。

呼伦贝尔草原牲畜异地“转场越冬”的探索与实践

呼伦贝尔草原是我国重要牧区之一,近年来由于草原“三化”严重,加之气候连年干旱,牲畜越冬春饲草料匮乏。为破解传统牧区冬季饲草料短缺难题,针对近年来呼伦贝尔牧区牧民自发组织牲畜异地“转场越冬”饲养模式,通过广泛搜集和整理,对异地“转场越冬”方式展开研究,得出如下结论:异地“转场越冬”可以减少养殖成本;通过“秸秆养畜”“过腹还田”,改良土壤,直接转化为乳肉,资源得到有效循环利用,促进了农牧民增产增收。同时,针对异地“转场越冬”存在的问题,提出了合理性建议。

呼伦贝尔草原植物资源现状调查研究

通过文献查阅与实地调查,对呼伦贝尔草原植物种类、科属、生活型、区系分布、功能群分类等进行统计分析,对群落特征进行时间变化分析。研究发现:调查区域共有植物117种,27科,81属,以多年生杂类草和禾本科植物为主,植物区系构成以达乌尔-蒙古成分为主;有21个植物群落,其中10个典型草原类型,11个草甸草原类型;植物功能群中,水分生态型以旱生和中旱生为主,休眠型以地面芽、隐芽植物为主,生活型以多年生草本为主,其中药用植物和饲用植物类型占多数;相比30年前,呼伦贝尔草原植物群落的地上生物量、物种数、高度及盖度均有不同程度的降低。研究结果表明:呼伦贝尔草原植物资源丰富,但近30年来草原发生大幅度的退化,建议加强呼伦贝尔草原植物资源的调查与保护。

呼伦贝尔草原六种牧草青贮特性研究

以呼伦贝尔草原贝加尔针茅、野豌豆、圆柱披碱草、黄花草木樨、黄花苜蓿、羊草为研究对象,测定原料草及青贮干物质、粗蛋白质、可溶性碳水化合物、中性洗涤纤维及酸性洗涤纤维含量等的变化,同时测定了原料草的缓冲能和青贮的发酵品质(包括微生物数量、有机酸含量和氨态氮占总氮比例等指标)。结果表明:羊草、贝加尔针茅和圆柱披碱草原料草缓冲能值均显著低于野豌豆、黄花草木樨和黄花苜蓿(P<0.05);不同牧草种间,原料草和青贮化学成分指标均存在显著差异(P<0.05);禾本科牧草贝加尔针茅、圆柱披碱草和羊草的干物质、可溶性碳水化合物和中性洗涤纤维含量均显著高于豆科牧草野豌豆、黄花草木樨和黄花苜蓿,粗蛋白质含量则相反(P<0.05)。与原料草相比,青贮后各材料干物质、可溶性碳水化合物和中性洗涤纤维含量均呈明显降低趋势,而CP和ADF含量的变化较小。羊草、贝加尔针茅和黄花苜蓿青贮的乳酸含量较高,无丁酸生成,pH值较低,氨态氮含量较低,青贮质量为优;野豌豆和圆柱披碱草青贮质量为良好;黄花草木樨青贮乳酸含量较低,有丁酸生成,pH值较高,氨态氮含量较高,青贮质量为一般。

呼伦贝尔草原不同退化梯度土壤细菌多样性季节变化

为了研究草地退化程度与土壤微生物多样性的关系,在呼伦贝尔草地上选取羊草草甸草原和贝加尔针茅草甸草原两个典型放牧点,按照轻度、中度和重度划分取样点,分别于6、8月份和10月份3个不同季节采集土壤样品。应用变性梯度凝胶电泳技术(PCR-DGGE)研究两个放牧地点不同退化程度、不同季节草地的细菌群落结构变化。结果表明,呼伦贝尔草地不同退化梯度的草地土壤中细菌种类较为丰富。从丰富度和Shannon-Winner指数的变化看,两个放牧点8月份丰富度和Shannon-Winner指数最高,8月份的丰富度平均为32.4,比6月和10月份分别高11%和7.4%;8月份Shannon-Winner指数平均为4.15,比6月和10月份分别高7.7%和5.4%。DGGE图谱聚类分析结果显示,随着季节变化和草地退化程度由轻至重的变化,土壤中的细菌优势种群没有受到明显的影响。回收DGGE图谱中10个条带进行测序分析,结果显示,所有序列与GenBank数据库中的相似度在87%100%之间。基于98%的相似度,可将其中的7个鉴定为Proteobacteria(变形菌门),将其中的1个鉴定为Actinobacteria(放线菌门)。另外2个同已知序列相似性较低,可能是未知的细菌。结果表明,Proteobacteria(变形菌门)为呼伦贝尔草原土壤中的优势细菌类群,尽管所选取样点草地植被有不同程度的退化,但土壤微生物优势种群并没有发生变化。

呼伦贝尔草原土壤和植物矿物元素分布特征

为了解呼伦贝尔草原土壤和植物中矿物元素的分布特点,指导草原畜牧业健康发展,对呼伦贝尔草原不同地区草地进行了调查取样和分析。结果表明,呼伦贝尔草原土壤中矿物元素含量由多到少分别为Fe、Na、Ca、K、Mg、Mn、P、Zn、V、Cr、B、Ni、Cu、Co和Sn,其中Ca的变异性最强,K的变异性最弱;植物中矿物元素含量由多到少分别为Ca、K、Mg、P、Fe、Na、Sn、Mn、Cr、B、Zn、Ni、Cu、V和Co,其中Na的变异性最强,Ni的变异性最弱。植物中Co的含量能满足家畜的营养需要,Mg、P、K、Mn和Cu的含量只能满足或部分满足家畜基本生长发育的需要,Na和Zn的含量无法满足家畜的需要,而植物中Fe的含量对家畜可能是过量的。放牧和割草利用对草地土壤中矿物元素的含量没有显著影响(P>0.05),但放牧显著提高了植物中P、Fe、Na、V、Co、Mn、Cu、Zn和Cr的浓度(P<0.05)。在呼伦贝尔草原上常见的20种植物中,Ca在蓬子菜(Galium verum)中含量最高,在芨芨草(Achnatherum splendens)中含量最低;Mg在披针叶黄华(Thermopsis lanceolate)中含量最高,在针茅(Stipa capillata)中含量最低;Mn在二裂委陵菜(Potentilla bifurca)中含量最高,在马蔺(Iris ensata)中含量最低;Zn在针茅中含量最高,在披针叶黄华中含量最低。针对家畜营养需求,采用适宜的草地利用方式、牧草品种和矿物元素补饲措施,有利于维持呼伦贝尔草原畜牧业可持续发展。

呼伦贝尔草原风蚀坑及下风侧积沙区植被小群落特征

采用传统样方法,调查了呼伦贝尔草原固定风蚀坑、半裸露风蚀坑和裸露风蚀坑及其积沙区的植被小群落,并对野外数据进行了统计学分析.结果表明:3种风蚀坑及积沙区植被小群落盖度都小于原生植被大针茅群系盖度,并随着固定风蚀坑、半裸露风蚀坑、裸露风蚀坑的顺序依次下降.固定风蚀坑小群落由无茎委陵菜和糙隐子草占优势,分盖度为5%.半裸露风蚀坑中未被风蚀区小群落以无茎委陵菜和苔草占优势,分盖度为2%;积沙区小群落以无茎委陵菜、冰草、糙隐子草和百里香占优势,分盖度为4%.裸露风蚀坑无植被或仅西南坡出现沙蓬占优势的小群落.裸露风蚀坑积沙区中部以沙蓬占优势,分盖度为4.7%;在其边缘沿顺风向依次以冰草(2.7%)、苔草(2.6%)和百里香(1.7%)占优势.物种重要值平均值在固定风蚀坑、半裸露风蚀坑和裸露风蚀坑分别为12.64%、13.38%和20.08%,在半裸露风蚀坑积沙区、裸露风蚀坑积沙区中部和边缘分别为12.55%、40.48%和11.15%.

呼伦贝尔草原载畜量及草畜平衡调控研究

利用遥感数据、实际牲畜量等资料和已有的研究结果,计算了2000-2012年呼伦贝尔草原区各植被亚区产草量、载畜量及超欠载率,并结合降水数据分析影响各植被亚区草畜平衡的主要驱动因素,结果表明：2000-2012年呼伦贝尔草原各植被亚区草畜平衡状况差异较大,产草量的差异是驱动各植被亚区草畜平衡呈现不同状况的主要原因;在典型草原地区,降水量是草地草畜平衡的主要驱动因素,单纯以控制牲畜数量的方式很难实现长期的草地草畜平衡。基于时空异质性综合考虑不同驱动因素影响下的草原区域的特点,并采取相应调控方式,更有利于保证不同草原区的草畜平衡。

呼伦贝尔沙质草原风蚀坑研究(Ⅳ):人类活动的影响

对呼伦贝尔沙质草原187个现代风蚀坑野外调查获得的形态指标、发展阶段、诱发原因、现代放牧压力进行了对比分析。发现87%的风蚀坑由人类活动引起。其中翻耕、道路、人类定居活动诱发的风蚀坑分别占35.8%、34.8%和16%。人类定居活动诱发的风蚀坑分布范围最广。翻耕诱发的风蚀坑有97%处于活动状态。翻耕造成的土壤损失对生态地质环境破坏严重且影响深远。放牧既能促使固定风蚀坑活化并助长风沙活动,也能促进风蚀坑加速消亡。合理确定放牧压力很重要。翻耕造成的面状土层破坏诱发大量风蚀裸地和规模巨大的短轴型风蚀坑。道路切割土层诱发受道路延伸方向控制串状分布的长轴型风蚀坑。呼伦贝尔沙质草原正面临新一轮沙漠化的严重威胁。保护沙质草原区植被和地表土层不受破坏是防止风蚀坑发生发展的关键。促进土层以及草原植被的形成与恢复是风蚀坑控制的根本途径。

草原生态补偿与可持续发展研究——以呼伦贝尔草原的实践为例

草原生态补偿是促进农牧民增收和草原地区经济发展的重要措施,该机制的建立,从制度上可以保证农牧民的生计,从行为上可以引导农牧民调整草原畜牧业生产方式,实现草原生态环境协调可持续发展。草原生态补偿应落实好草原承包制度,要充分考虑到合理载畜量,在补偿方面以草畜平衡、管护、燃料替代等方面为重点,逐步建立和完善草原生态补偿制度体系。草原生态补偿体系在完善过程中要重点抓好落实草原保护制度,加强后期保护工作力度;积极推行草畜平衡制度,严格控制载畜量,限制超载放牧,规范草地利用制度,保护草原天然植被;加大草原地区投资力度,保障草原地区生态经济可持续发展;建立健全草原监理机构,依法行政保护草原资源;强化牧民的草原环保意识及其文化教育和技能培训。

生长旺盛期呼伦贝尔草甸草原生态系统呼吸与CH_4吸收通量的日变化研究

利用静态箱法于2011年结实期和2012年开花期与结实期分别对不同人类活动(自由放牧和刈割)影响下的呼伦贝尔草甸草原及相应的封育草原的CH4通量和植物土壤系统呼吸作用排放的CO2通量进行野外定位观测研究。结果表明:呼伦贝尔草甸草原(放牧和刈割及其对应的封育样地)均表现为CH4的汇,3个观测时期汇强的变化范围为:-23.98±6.40^-95.96±28.57μg Cm-2 h-1。呼伦贝尔草甸草原CH4通量的日变化对温度的响应较为复杂。不同时期呼伦贝尔草甸草原的植物土壤系统呼吸速率的日变化存在差异,水分和温度的共同影响造成2012年结实期日均CO2排放量低于2011年结实期。放牧对呼伦贝尔草甸草原CH4吸收通量的日变化模式的影响较小,但在2011年结实期和2012年开花期促进了CH4日均通量(促进幅度12.05%~93.35%),2012年结实期放牧降低了CH4日均通量(降低幅度23.32%~30.43%);刈割降低CH4吸收日均通量11.55%~60.62%。呼伦贝尔草甸草原日均累计碳排放量中CH4所占比例为0.35%~2.62%,而放牧和刈割行为对呼伦贝尔草甸草原的日均累计碳排放的影响结果在不同物候期以及不同植被群落类型均有不同。

露天煤矿开采对呼伦贝尔草原地类变化研究

基于2000年、2005年和2010年的三期Landsat4/5TM遥感影像,运用ArcGIS软件,制作2000年、2005年和2010年呼伦贝尔草原地类分布图,定量分析露天煤矿开采对整个呼伦贝尔草原的影响:(1)整个呼伦贝尔草原地类变化剧烈程度减缓,整体规模趋于平衡,主要集中在草地转为建设用地和未利用土地,草地减少比重为0.38%;(2)露天煤炭开采加大草地减少面积,草地减少比重为3.09%,地类变化剧烈;(3)露天煤炭开采区耕地、林地、湿地、水域变化相对稳定,建设用地和未利用土地不断增加,主要来源于草地面积的减少。

呼伦贝尔草原已闭坑露天矿生态恢复研究

为了给草原地区的生态恢复提供参考,针对露天矿生产对呼伦贝尔草原造成的生态结构及功能破坏,选取已闭坑的扎来诺尔露天矿为研究对象,系统分析了矿区的土壤结构和植被类型,提出了合理的土壤改良和植被播种方法,并采用分区治理的方法,较好的解决了该地区矿山开采与生态恢复的矛盾。

呼伦贝尔草原风蚀坑土壤水分异质效应研究

风蚀坑是沙质草原常见的一种风蚀地貌,是草地沙化的一种重要表现形式,其对草原植被破坏性强。本文选择呼伦贝尔草原处于活跃发展阶段的风蚀坑为研究对象,并以周边草地为对照,对风蚀坑内外不同位置、不同深度的土壤含水量进行研究。结果表明:(1)风蚀坑造成草原土壤水分的“破口”效应,导致其周边近20 m范围草地土壤含水量显著降低,且在沙坑边缘0~3 m范围内形成了一条“干燥带”,其土壤含水量比对照低45.15%;(2)沙坑内土壤含水量较对照降低44.44%,但沙坑下风向积沙区土壤含水量与对照无显著差异;(3)风蚀坑的沙坑及积沙区不同深度的土壤含水量异质性较大,变异系数C_(V)可达到50%以上,且随着土层深度的增加,土壤含水量呈现先增大后减小的趋势;(4)经过雨季,风蚀坑的积沙区有一定的“储水”作用,而沙坑及边缘区却呈现出严重的“失水”效应,土壤处于极度干燥状态,为沙坑的风蚀扩张提供了条件。

呼伦贝尔典型草原不同群落类型植被碳密度研究

在对呼伦贝尔典型草原植被调查的基础上,选取了羊草、大针茅＋糙隐子草、冷蒿＋糙隐子草、多根葱＋大针茅、冰草＋羊草、差巴嘎蒿＋糙隐子草、柴巴嘎蒿＋羊草、糙隐子草＋大针茅、克氏针茅＋糙隐子草、羊草＋寸草苔、旱苗蓼＋杂草、寸草苔＋大针茅等12种典型植物群落,采用收获法对它们的生物量进行了研究,以估算该地区草地植被的碳密度.主要结果如下：研究区内12种类型植被地上部分碳密度为63.40-203.19g.c/m^2,地下部分碳密度为141.30-616.72g.c/m^2,植被总碳密度为204.70-772.61g.c/m^2.在碳密度分配中,植被活体层、地表凋落物层和地下部分分别占总量的9.71%-26.38%、3.21%-12.13%和63.03%-83.66%,地下部分碳密度随土壤深度增加而减少,0-10cm明显高于其他几层,平均占总量的60.56%.总体上讲,草地植被的碳密度主要集中在地下部分;地下部分较高的碳密度是形成巨大而稳定地下碳库的基础.