草原生态保护修复和利用技术需求优先序研究

为了解和把握当前我国草原生态保护修复建设和利用中的主要技术需求,在内蒙古自治区、青海省、新疆维吾尔自治区、西藏自治区、四川省和甘肃省采用手机APP问卷调查方法,对多元需求主体进行调查,以遴选全国草原领域关键技术并进行优先序分析。研究表明:各省区对草原保护修复利用亟需技术的需求有所不同,主要体现在普遍亟需技术和个性亟需技术的优先序列差异上;从全国主要草原省区层面来看,对具综合性和实用性的退化草地精准诊断技术需求紧迫,对局域适用技术还未能得到需求共识。据此,提出几点对策:建立和完善草原保护建设技术体系,加强草原生态监测与评价预警能力建设,提高退化草原生态修复治理技术水平和综合治理力度,加快牧草种子扩繁技术的研发和应用以增强优异牧草种子在生态修复和畜牧业生产中的保障能力,加大科技投入并推进草原领域关键技术的成果转化,加速推进草原领域关键技术的标准化体系建设等。

草原生态补奖政策下牧户草畜平衡调控行为研究

以内蒙古锡林郭勒盟东乌珠穆沁旗、锡林浩特市和苏尼特右旗三个旗(市)为例,分析了补奖政策实施前(2009年)、后(2014年)草畜平衡区牧户的生产决策行为,揭示牧户的草畜关系调控途径,解析不同牧户对草畜关系的调控策略,分析草畜平衡率变化以及补奖政策实前后牧户收入变化情况。结果表明:牧户通过调控牲畜数量、经营草地面积和饲草料购买量三个主要途径调增了载畜率,超载程度有所增重;牧户家庭收入有所增加,除了补奖资金对收入增加的直接作用外,牧户仍将过度利用草地的经营决策行为作为维持和提高其收入的主要手段。最后,剖析了生态补奖政策存在的问题,并有针对性地提出建议。

重度放牧对欧亚温带草原东缘生态样带土壤氮矿化及其温度敏感性的影响

以欧亚温带草原东缘生态样带为平台,以样带上未放牧和重度放牧配对样地为研究对象,开展重度放牧对欧亚温带典型草原土壤氮矿化及其温度敏感性的影响研究。结果表明:(1)在室内培养条件下,土壤氮积累量和土壤净氮矿化速率呈现出干燥度指数较大的样点显著大于干燥度指数最低的样点(P<0.05)。在相对湿润的样点,土壤氮素矿化周转速率较快;(2)重度放牧对不同样点土壤氮积累量和土壤氮矿化速率的影响是不同的。在干燥度指数较高样点,重度放牧样地土壤铵态氮减少量和速率较未放牧样地低(P<0.05),重度放牧显著降低了土壤硝态氮积累量、无机氮积累量、硝化速率、净氮矿化速率(P<0.05);在干燥度指数较低样点,重度放牧样地土壤铵态氮减少量和速率较未放牧样地高(P<0.05),重度放牧对土壤硝态氮积累量、无机氮积累量、硝化速率、净氮矿化速率影响不大(P>0.05);(3)土壤氮矿化作用温度敏感性(Q10)变化范围在1.61-2.06,重度放牧对Q10无显著影响。随着纬度的升高,Q10呈升高趋势。Q10与基质质量指数以及表观活化能与基质质量指数均呈显著的负相关关系(P<0.05);(4)土壤硝态氮积累量、无机氮积累量、硝化速率、净氮矿化速率对重度放牧的响应比与干燥度指数呈极显著负相关(P<0.01),重度放牧对欧亚温带典型草原土壤氮矿化的影响受气候条件(温度和降水)的调控。

中国草原管理的发展过程与趋势

[目的]在回顾中国草原管理发展历程的基础上,分析其状态及存在的问题,基于最新研究进展,探索和预测未来中国草原管理的发展趋势,为加强中国草原管理理论、方法和实践提供依据。[方法]运用文献资料分析法。[结果]中国草原管理已经历了游牧时期、粗放型管理时期、草畜平衡刚性管理时期。游牧时期,人—草—畜三者关系基本上处于一种自然动态平衡的状态之下;粗放型管理时期,人对畜的需求持续增加致使草—畜关系长期处于一种失衡状态,进而导致草原的大面积退化;草畜平衡刚性管理时期,相应的政策和管理计划方案陆续出台使得草—畜关系失衡状态得到了一定缓解,但仍然没彻底解决人—草—畜三者的矛盾关系问题。[结论]草畜平衡弹性精准管理是当前中国草原管理的主要发展方向,其能够更好地应对草地生态系统时间与空间异质性,确保草地生态系统的良性循环,兼顾市场动态以及政府和牧民需求,实现高效的草地生产力输出。草地生态系统管理以全面实现草地生态系统服务功能为目的是中国草原管理发展的最优选择。

植物-土壤微生物反馈在草地演替过程中的作用机制

植物-土壤反馈影响生态系统结构、功能及过程,推动植物群落组成的变化,对解释植物群落的演替进程和方向、维持植物群落多样性和稳定性有着重要意义,已成为近年生物学和生态学研究热点。植物-土壤微生物反馈是植物-土壤反馈的重要组成部分。重点综述植物-土壤微生物反馈在植物群落演替过程中的作用机制,简要指出目前研究中存在的不足,并对未来研究中值得重点关注的科学问题进行了探讨与展望。

典型草原群落及功能群物种多样性对放牧因素分解的响应

本研究采用模拟采食、践踏、粪尿返还3个实验处理,通过连续3年(2017~2019年)动态监测,分析放牧因素和年际降水量对物种多样性(物种丰富度指数、物种优势度指数、物种多样性指数)及其功能群(多年生植物、一年生植物)的影响。结果表明:群落物种多样性受年际降水量和放牧因素及其交互作用的影响,在3个放牧因素中,模拟采食对群落物种多样性的影响最大,主要通过影响群落中的一年生植物功能群,提高群落的物种丰富度与多样性指数;在模拟践踏作用下,一年生植物功能群的丰富度指数和优势度指数有所提高;物种丰富度指数年际间的稳定性趋势为整体群落>多年生植物功能群>一年生植物功能群,由于放牧因素影响下一年生植物的种间补偿作用,群落物种多样性在年际间趋于稳定。

牧户生计风险应对策略对生计资本的响应研究——以内蒙古为例

为了辨明牧户面临的主要生计风险,探索限制牧户风险应对的深层次因素,并进一步寻找提高牧户风险应对能力的对策,基于内蒙古中东部三个草原类型区的入户调研数据,参照英国国际发展部的可持续生计分析框架,对比分析了不同草原类型区牧户面临的主要生计风险及采取的应对措施,并运用二元Logistic回归模型对牧户风险应对策略的影响因素进行了计量分析。结果表明:(1)市场风险、金融风险和自然风险为当前牧户最担心的三种生计风险;草甸草原区牧户最担心的是金融风险,典型草原区和荒漠草原区牧户最担心的则是市场风险。(2)牧户选择最多的四种风险应对策略分别为出售家畜、寻求政策支持、银行借贷以及改进生产技术。(3)自然资本是影响牧户风险应对策略选择的最关键因素,人力资本、物质资本、社会资本、金融资本次之,信息资本是影响最弱的因素。

母体放牧历史对羊草后代功能性状的影响

放牧是我国草原历史最悠久、应用最广泛的利用方式,放牧干扰下草原植物功能性状会产生适应性变化并可能形成遗留效应。为验证这一科学假设,以温性典型草原主要优势植物羊草为研究对象,采用室内同质化盆栽试验,对放牧样地和围封样地的羊草无性系后代的表型功能性状进行测定。结果表明:放牧羊草无性系后代与围封羊草无性系后代相比,叶片数、叶长、叶面积、比叶面积、茎长分别显著降低了13.79%、29.71%、18.74%、6.98%和31.06%(P<0.01或P<0.05),而分蘖子株数极显著增加了93.26%(P<0.01);放牧和围封来源下的羊草无性系后代单株地上总生物量、单株茎生物量及单株叶生物量具有极显著差异(P<0.01);表明放牧干扰对羊草无性系后代功能性状有显著影响,进而对植物生产力造成遗留效应。

冰草(Agropyron cristatum)地上-地下性状对放牧强度的非对称性响应

在内蒙古典型草原设置5个放牧强度,即对照(CK)、轻度放牧(GI170)、中度放牧(GI340)、重度放牧(GI510)和极重度放牧(GI680),测定冰草(Agropyron cristatum)全株及根茎叶性状,研究典型草原冰草地上-地下性状对放牧强度的响应规律,解析冰草功能性状响应放牧干扰的适应策略及权衡机制。结果表明:(1)地上-地下性状响应放牧强度的幅度不同。从CK到GI680,降幅最大的是株高和生物量,其次是根长和根表面积,降幅最小的是叶片数、叶长、叶宽。(2)根性状响应放牧强度具有相对的保守性和稳定性。GI340处理下叶片开始变小、变轻(P<0.05),GI510处理下叶片数减少、植株变矮(P<0.05),GI680处理下根生物量和根表面积显著降低(P<0.05);株高和茎叶生物量可塑性指数随放牧强度增加而增加4.65倍,根性状仅增加0.85倍。(3)围封处理下,植株根长的生长速度大于株高。GI510处理下,株高降低速度大于根长。叶长与叶宽间为等速生长关系,且与放牧强度无关。适度放牧有利于冰草生物量的适应策略向地下(相比于地上)和茎(相比于叶片)分配。综上,冰草地上-地下性状对放牧强度的响应具有非对称性,其中根性状响应具有相对的保守性和稳定性。以上结论为制定科学的放牧管理制度提供理论基础。

克氏针茅功能性状对放牧强度的响应及其异速生长分析

以典型草原优势种克氏针茅为研究对象,通过对比地上、地下功能性状和各构件生物量,解析茎、叶、根对长期不同放牧强度的响应。结果表明:(1)在放牧强度GI510下克氏针茅植株茎、叶功能性状变化显著,具体表现为株高变矮、叶片数变少、分蘖数变少、叶片变短变窄,植株基部茎粗与叶片厚度显著减小;(2)克氏针茅根系形态参数随放牧强度增加先增大后减小,在中度放牧GI340下克氏针茅的根系长度、表面积和体积均最大;(3)克氏针茅叶、茎、根系各个生物量及总生物量在重度放牧GI510下最低,比根长和茎叶比最高;(4)在不同放牧强度下克氏针茅株高-根长之间具有显著的异速生长关系,叶-茎生物量、地上-地下生物量之间在中度放牧GI340下表现为异速生长关系。

不同放牧强度对糙隐子草功能性状的影响

以典型草原退化群落优势种糙隐子草为研究对象,探究其植株茎秆、叶片、根系等形态特征及生物量等功能性状指标对不同放牧强度的响应,结果表明:(1)轻度放牧和适度放牧对糙隐子草茎叶功能性状指标均无显著影响,重度放牧和极重度放牧使糙隐子草的株高较对照显著降低20.24%和21.09%,使糙隐子草的叶长较对照显著降低23.50%和23.24%,而重度放牧使糙隐子草的茎粗较对照显著增加35.00%。(2)糙隐子草根系总根长、表面积、体积等性状指标均随放牧强度的增加呈现先减小后增大的趋势,在重度放牧处理下最低,极重牧处理下有所升高。(3)糙隐子草茎秆和根系生物量性状指标随着放牧强度的增加呈现先减小后增大的趋势,叶片生物量性状指标随着放牧强度的增加呈现先增大后减小再增大的趋势,其值均在重牧处理最低。(4)Pearson相关分析发现糙隐子草的株高、叶长、分蘖数与地上生物量均呈显著相关关系;根系生物量与总根长、表面积、体积、根尖数均呈极显著相关关系;地上生物量与根系物量之间呈极显著相关关系。研究表明,糙隐子草是通过改变茎秆、叶片、根系功能性状,调整其生存策略适应放牧环境变化,以保证在典型草原放牧生态系统中的存在比率。

不同放牧制度下典型草原生产效益与生态效应

以内蒙古锡林郭勒典型草原为试验区,比较研究了禁牧(CK)、连续适度放牧(G1,每年放牧强度为340SSU·d·hm^(-2)·a^(-1))、重度放牧+禁牧(G2,前4年放牧强度为510SSU·d·hm^(-2)·a^(-1),后2年禁牧)、极重度放牧+禁牧(G3,前3年放牧强度为680SSU·d·hm^(-2)·a^(-1),后3年禁牧)3种放牧制度下草原畜产品生产效益及土壤与植被的生态效应。结果表明,适度放牧强度和科学的放牧制度较禁牧不仅能够获得较高的牲畜产品,还能够促进草原土壤的碳氮固持和群落生产能力的显著提高,并维持生物多样性。另外,研究指出:对于短期重度放牧造成的植被破坏,如果土壤仍处在健康状况良好的情况下,禁牧自然修复是低本高效的可行方法,否则,需要适度人工辅助以加快土壤和植被修复。

外源水杨酸对盐碱胁迫下燕麦抗氧化酶活性的影响

为探究外源水杨酸对盐碱胁迫下燕麦抗氧化酶活性的影响,施加中性盐溶液和碱性盐溶液产生胁迫,并施加2种浓度外源水杨酸。结果表明:碱胁迫较盐胁迫显著抑制抗氧化酶活性;盐碱胁迫下抗性品种蒙燕一号抗氧化酶活性显著提高,丙二醛含量较品种太阳神少;施加外源水杨酸能显著提高抗氧化酶活性,对碱胁迫改善效果较好,0.05 mmol/L浓度较0.10 mmol/L浓度效果良好。

典型草原枯落物分解及其养分释放对放牧强度的响应

为了认识放牧对内蒙古典型草原枯落物分解的影响,基于中国农业科学院草原研究所锡林浩特放牧实验平台,采用分解袋法研究了轻度、中度、重度放牧强度以及围封条件下大针茅、羊草群落混合枯落物分解及养分释放动态。结果表明:(1)放牧对枯落物分解具有促进作用,不同放牧强度下枯落物分解速率显著高于围封条件;(2)分解过程中,枯落物C、N元素表现为释放,P元素表现为释放-富集-释放;(3)放牧对枯落物分解过程中C、N元素的释放具有明显促进作用,且中等放牧下枯落物C、N损失率最大,说明适度放牧有利于枯落物分解及养分释放。

典型草原不同放牧强度下羊草种群点格局分析

为探讨不同放牧强度如何影响羊草种群空间格局,通过设置围封不放牧(CK)、轻度放牧(LG)、中度放牧(MG)、重度放牧(HG)和极重度放牧(EHG)5种放牧强度,使用点格局结合完全空间随机模型、异质泊松模型和泊松聚块模型分析羊草种群的空间格局。研究结果表明:(1)不同放牧强度下,羊草种群空间格局在一定尺度上均表现为聚集分布,但中度放牧条件下种群聚集尺度最大;(2)羊草种群的聚集尺度在较大尺度上受生境异质性影响;(3)种群聚集分布的格局在精细尺度上中度放牧与其它放牧强度存在明显差异。这些结果表明羊草种群在中度放牧条件下最有利于种群的繁殖,研究结果符合中度干扰假说。