内蒙古典型草原群落内部植物和土壤空间异质性

植物群落空间异质性及其动态是认识生态系统生物多样性和稳定性维持机制的基础,而目前对蒙古高原典型草原植物群落空间异质性及其维持机制尚没有专门的研究。本研究在内蒙古温带典型草原区选定针茅(Stipa grandis)和羊草(Leymus chinensis)为优势种的典型草原群落,测定了216个样点(在面积为13.5hm2的草地上规则排列12行×18列,样点间距25m)的植物群落和土壤性质,探讨植物群落的斑块结构及其与土壤性质的关系。结果表明,草原群落具有明显的斑块结构,不同斑块间植物组成的差异促进了群落的生物多样性;草原群落不同斑块之间没有观测到明显的微地形差异且土壤含水量差异不显著(P>0.05),但土壤容重和养分与不同斑块间植物养分含量的变化具有对应性;草原放牧会降低土壤的养分,增大土壤紧实度和容重,可以推论草原植物群落斑块尺度上的空间异质性可能与放牧影响的空间异质性相关;多年生丛生禾草针茅为优势的群落斑块具有聚集养分的作用,土壤有机碳和氮、磷元素相对丰富,而猪毛菜(Salsola collina)为优势的群落土壤养分低,限制了原生草原优势植物的生长及其对群落伴生植物的抑制,为一年生植物夏雨后快速生长提供了条件。本研究加深了对草原空间异质性的认识,有益于草原生物多样性保护和可持续管理。

利用文献计量学分析草原退化对草地生态系统的影响

全球草地面积为33.95亿hm^(2),约占全球总土地面积的26%。丰富的草地资源在防风固沙、保持水土、生物多样性维持等方面起到了重要作用。然而,在全球气候变化和不合理的人类活动影响下,草地正面临着严重的退化风险。我国是草地资源大国,大部分草地发生不同程度退化,给草地生态系统带来了严重的影响,威胁到我国北方生态安全屏障的建设。本文利用文献计量分析的方法,围绕草原退化对生态系统的影响,回顾了1998-2021年间相关研究进展,包括草原退化研究的关键词、主题以及重点研究内容等。并在文献计量分析的基础上,从物种组成、物种多样性、生物量及土壤碳氮循环4个方面综述了退化对草地生态系统的影响。通过系统的总结发现在草原退化过程中,物种组成和结构均发生了改变,生物多样性出现显著差异,地上及地下生物量受到影响,土壤中碳氮循环过程出现失衡等。此外,研究认为未来草原退化相关研究应更多关注不同类型草原退化的表现。本文全面和系统梳理了草原退化的生态效应,其将对草地生态系统的科学管理利用和退化草地修复治理提供重要参考。

不同方法破除黄花苜蓿新品系种子硬实的效果研究

为获得破除黄花苜蓿新品系种子硬实特性的最佳方法,采用低温,液氮,热水浸种,高温干燥,砂纸打磨,激素(赤霉素GA),酸(HCl、H2SO4)、碱(NaOH)、盐(KMnO4、KNO3、NaCl)和双氧水(H2O2)13种处理方法,对破除黄花苜蓿新品系种子硬实的效果开展研究。结果表明:适度砂纸打磨处理效果最好,能完全破除黄花苜蓿的种子硬实,发芽率可达98%;其次是98%浓硫酸处理种子25~60min,硬实率可下降到16%以下,即发芽率可达84%以上;再次是100℃热水处理,能使发芽率提高到62%,硬实率降至38%。3~15min的液氮处理,也能使发芽率达62%~64%,但幼苗在后期生长过程中死亡率高达20%~26%,不宜采用。其它处理,如70℃高温干燥0.5~3h处理,-18℃7 d的处理等,与对照相比效果显著(p<0.05),但处理后的种子硬实率依然在45%以上,在生产中的实际应用价值较小。KNO3的所有处理对破除参试黄花苜蓿种子硬实的效果均不显著。

荒漠植物四合木(Tetraena mongolica Maxim.)EST-SSR标记的识别与开发

四合木(Tetraena mongolica Maxim.)是内蒙古东阿拉善-西鄂尔多斯地区的特有珍稀植物,为古地中海孑遗物种。自然环境恶化和人类活动干扰,使其生境发生了严重的破碎化,甚至消失。有限的分子标记限制了对该植物种质遗传多样性和生存现状的认识。本研究通过转录组测序,构建了含有119603条Unigenes的四合木表达序列文库,系统识别了表达序列标签简单重复序列(EST-SSR,expressed sequence tag-simple sequence repeat),进行了SSR位点的特性分析和标记开发。结果显示,在21065条Unigenes中共检测出25721个SSR位点;SSRs在四合木转录组中的出现频率为21.51%,单、二和三核苷酸重复最丰富的类型为A/T、AG/CT和ATC/ATG;在选取的39个SSR中,32个具有多态性,在48个个体中共鉴定出140个条带,Ho和He的变化范围分别为0.167~0.792和0.252~0.789,均值分别为0.462和0.579,PIC值变化范围为0.218~0.746,均值为0.518。本研究所开发SSR标记可进一步应用于四合木遗传结构和适应进化机制的研究中,能推动该种质资源的保护、开发与利用。

典型草原绵羊牧食行为对放牧强度的响应

草地家畜的牧食行为受放牧草地供给资源量的影响,而放牧强度通过调控植物群落结构间接影响草地的植物资源供给。然而,放牧强度、牧食行为以及植物群落结构之间的相互关系和影响路径并没有得到很好的验证。本研究基于内蒙古锡林郭勒典型草原区放牧(轻度放牧、中度放牧和重度放牧)控制实验,采用人工全天追踪观察,并结合缩时拍和GPS定位,监测不同放牧强度下绵羊个体采食、反刍、站立、卧息以及游走等行为特征,探究绵羊牧食行为对不同放牧强度的响应模式。结果表明:(1)随放牧强度增加,群落总生物量降低,绵羊厌食的大针茅生物量增加,喜食的羊草和冰草等根茎型禾草以及知母等杂类草在减少。(2)随放牧强度增大,绵羊卧息和站立等保养时间显著减少,重度放牧延长了绵羊采食时间,而中度放牧降低了反刍速率;随季节推移,反刍时间减少,游走里程和采食时间大体上都经历了先减少后增加的过程。重度放牧导致草原群落物种组成的变化,地上生物量减少,优良牧草比例减少,于是绵羊会通过增加采食时间,降低卧息和站立等保养时间来确保其生存所需食物的获取。因此,在退化草地的家畜牧食行为研究中要重视群落结构的重要性,厘清这些关系有利于实施精准化的放牧管理和退化草地的快速恢复。