日本那须地区人工草地牧草生物量随时间变化的解析——Ⅰ 地上生物量

为了揭示草地生态系统的现存生物量随时间的变化规律与气候条件和人为干扰(放牧压,施肥量等)之间的关系,从1974年开始至1994年,每年的4月至11月,在位于日本中部那须地区的国立草地研究所内的人造围栏放牧草场进行了放牧试验.结果表明,在1974至1994年的21年间,在不同放牧处理(放牧压分别为轻度和重度/施肥分少量和大量)的条件下,地上现存生物量的季节变化非常明显,其变化范围为150～380 g DW m-2.用4次方多项式检验表明牧草成长模式呈双峰曲线,每一年中不同放牧条件下地上现存生物量的最大值都出现在6月份左右,第二个峰值出现在9,10月份.复合回归分析的结果得出了体现现存生物量和气温,放牧压(或施肥量)之间的定量关系的多项回归方程式.协方差分析结果表明放牧压力,施肥量以及季节和年度的变化,以及他们之间的相互作用对现存生物量有着显著影响 (P<0.05) 或极显著影响(P<0.01).本研究表明在现存放牧强度下不会对地上生物量造成毁灭性的影响,而是在其承受范围之内.     

日本那须地区人工草地牧草生物量随时间变化的解析--I 地上生物量

为了揭示草地生态系统的现存生物量随时间的变化规律与气候条件和人为干扰(放牧压,施肥量等)之间的关系,从1974年开始至1994年,每年的4月至11月,在位于日本中部那须地区的国立草地研究所内的人造围栏放牧草场进行了放牧试验.结果表明,在1974至1994年的21年间,在不同放牧处理(放牧压分别为轻度和重度/施肥分少量和大量)的条件下,地上现存生物量的季节变化非常明显,其变化范围为:150～380 g DW m-2.用4次方多项式检验表明牧草成长模式呈双峰曲线,每一年中不同放牧条件下地上现存生物量的最大值都出现在6月份左右,第二个峰值出现在9,10月份.复合回归分析的结果得出了体现现存生物量和气温,放牧压(或施肥量)之间的定量关系的多项回归方程式.协方差分析结果表明放牧压力,施肥量以及季节和年度的变化,以及他们之间的相互作用对现存生物量有着显著影响 (P<0.05) 或极显著影响(P<0.01).本研究表明在现存放牧强度下不会对地上生物量造成毁灭性的影响,而是在其承受范围之内.     

日本那须地区人工草地牧草生物量随时间变化的解析——Ⅰ地上生物量(英文)

为了揭示草地生态系统的现存生物量随时间的变化规律与气候条件和人为干扰(放牧压,施肥量等)之间的关系,从1974年开始至1994年,每年的4月至11月,在位于日本中部那须地区的国立草地研究所内的人造围栏放牧草场进行了放牧试验.结果表明,在1974至1994年的21年间,在不同放牧处理(放牧压分别为轻度和重度/施肥分少量和大量)的条件下,地上现存生物量的季节变化非常明显,其变化范围为:150～380gDWm-2.用4次方多项式检验表明牧草成长模式呈双峰曲线,每一年中不同放牧条件下地上现存生物量的最大值都出现在6月份左右,第二个峰值出现在9,10月份.复合回归分析的结果得出了体现现存生物量和气温,放牧压(或施肥量)之间的定量关系的多项回归方程式.协方差分析结果表明放牧压力,施肥量以及季节和年度的变化,以及他们之间的相互作用对现存生物量有着显著影响(P<0.05)或极显著影响(P<0.01).本研究表明在现存放牧强度下不会对地上生物量造成毁灭性的影响,而是在其承受范围之内.     

不同放牧方式对松嫩草地地下、地上生物量及其分配比例的影响

通过野外样地实验研究了放牧方式对松嫩草地植物群落地下、地上生物量及生物量向地下分配比例的影响.实验共设置了4种放牧方式:禁牧、牛单牧、羊单牧、混合放牧.结果表明:不同放牧方式对植物地下、地上生物量的影响随降水量的不同而产生年际差异.2012年降水充足,混合放牧方式下植物地下生物量最高,并显著高于禁牧、牛单牧和羊单牧,分别高出38％,118％ 和40％(P<0.01);而在2013年,由于干旱胁迫,不同放牧方式对植物地下、地上生物量的影响均不显著.生物量向地下分配的比例主要受放牧方式的影响,受降水影响较小.在两年的实验中,混合放牧方式下植物向地下分配的生物量比例均为最高,达到了57％,说明混合放牧有利于植物地下部分生物量的积累;而牛单牧和羊单牧方式下植物向地下的生物量分配比例均低于50％.从植物地下生物量及其分配比例两方面考虑,在我国北方半干旱草原应该减少牲畜单独放牧,转而推行混合放牧较为合理.     

养分添加对内蒙古不同草地生态系统生物量的影响

为了比较不同气候条件下草地生态系统对养分添加的响应,在内蒙古的草甸草原、典型草原和荒漠草原区分别建立长期养分添加试验。在三年试验数据的基础上,分析不同养分(N和P)添加、不同梯度(N:10,5和2.5 g/m2;P:10 g/m2)对这3种代表性草地群落生物量及其分配的影响。结果表明,施氮导致内蒙古温带草原地上生物量增加27%~53.3%,平均增加37.8%,并且施氮浓度越高,地上生物量增加越多。地下生物量对施肥的响应比地上生物量小,整体上,高浓度的氮添加使内蒙古草原的群落总生物量平均增加10.2%。较干旱的荒漠草原对氮限制的响应比典型草原和草甸草原更明显。磷肥对群落地上、地下生物量的影响不明显。施氮肥促进草甸草原和荒漠草原的根冠比(R/S)降低,典型草原的根冠比则轻度增加。施肥对内蒙古温带草原根系的垂直分布没有显著影响。位于不同环境条件下的草地生态系统对施肥的响应存在时间和空间差异,意味着在碳循环模型预算和草地管理中需要考虑不同草地生态系统对养分添加的响应。草地地上生物量对施肥的响应高于地下部分,如果不考虑地下部分,可能会高估整个生态系统对施肥的响应。     

不同放牧强度下天然沙质草场植物群落分异特征及沙…

本文通过在科尔沁沙地沙质天然草场进行连续牧压梯度试验，主要得出如下结论：随着放牧强度的增加，植被盖度，地下生物量迅速下降，连续强度牧压下沙漠化在短期内（３￣７个月）强烈发展；随着牧压的增加，地下生物量与地上生物量的比值呈上升趋势，土壤含水量也上升；放牧造成的沙漠化在初期阶段相对容易治理。     

滇西北亚高山草地的地下生物量及净初级生产力研究

以滇西北香格里拉县达拉藏族村寨为研究对象,研究了自由放牧草地、围栏刈草草地、人工种植草地等3种利用方式草地的地下生物量的变化规律,并估算不同草地的地下净初级生产力.发现3种利用草地地下生物量在1 a内随时间推移呈现“双峰型”变化,即有2个峰值.各层生物量垂直分布呈“T”型递减趋势.地下净初级生产力围栏刈草草地>人工种植草地>自由放牧草地.认为在滇西北亚高山草地,放牧使地下生物量减少且有更加浅层化的趋势,生产力也较低;翻耕使地下生物量明显减少,但是加快了根系转换率,对生产力有所提高;传统围栏刈草的管理方式较好地维持了地下生物量和生产力,有利于草地复苏.     

不同放牧强度下天然沙质草场植物群落分异特征及沙漠化发生机理试验研究

本文通过在科尔沁沙地沙质天然草场进行连续牧压梯度试验，主要得出如下结论：随着放牧强度的增加，植被盖度，地下生物量迅速下降，连续强度牧压下沙漠化在短期内（３～７个月）强烈发展；随着牧压的增加，地下生物量与地上生物量的比值呈上升趋势，土壤含水量也上升；放牧造成的沙漠化在初期阶段相对容易治理。     

放牧对贝加尔针茅草原植物个体和群落生物量分配的影响

通过对贝加尔针茅草原的调查研究,分析了严重放牧样地、中度放牧样地、天然草地以及放牧后围封样地的群落水平与个体水平根冠比的差异,以及各构件生物量分配比例,得出以下结论：1）严重放牧样地地上、地下生物量显著小于天然草地,过度放牧后植物的根冠比显著高于天然草地;2）中度放牧样地的地下生物量与天然草地相差不大,群落水平的地下生物量最高;3）放牧样地受到破坏后围封,个体植株较天然草地小,但生物量略高于天然草地.     

草地植被结构对奶牛放牧强度的反应特征

通过对黑麦草-三叶草人工草地进行受控放牧实验,定量研究了草地植被结构对不同放牧强度（放牧率）条件下的反应特征变化。结果表明：（1）黑麦草-三叶草人工草地的禾草生物量季节动态,在不同放牧强度下基本上均呈明显的“双峰型”变化,而且随放牧强度的增大,峰值逐渐降低;（2）草群中禾草的留茬高度（相同放牧时间）,随放牧强度减小而升高,诚意脏乱牧强度的降低有利于草地植被的后期再生;（3）草地禾草的叶面积指数（LAI）在放牧条件下呈“三峰型”变化,低放牧强度下,禾草的叶面积指数较大;（4）放牧有利于草地禾草的分蘖,使草群植物密度提高,7至8月份各小区的植物密度达到最高,从草地植被结构的综合性参数-相对生长速率（γRGR)与叶面积增量（LAIincrement)对放牧强度的响应分析还表明,梯度放牧实验中存在一个最适放牧强度（或放牧率）范围,可由此提供确定草地最适放牧率的植被结构基础。     

放牧和刈割对草原地下净生产力和根系周转的影响

放牧作为一种人类活动的干扰因子,主要通过动物的采食、践踏及其排泄物的输入对草原生态系统产生影响.放牧直接作用于草原生态系统的地上部分和土壤,从而改变草原生态系统的物质生产和碳分配,进而影响到地下净生产力和根系周转.本文综述了放牧及刈割对地下生物量、地下净生产力、碳分配和根系周转的影响,得到如下结论:北方干旱、半干旱草原在重度放牧下,地下净生产力、地下生物量会显著下降,地下碳分配减少.放牧也通常会加快根系周转.研究不同放牧方式(羊单牧、牛单牧、牛羊混牧和无牧)对根系周转的影响,发现牛单牧条件下细根的年周转率最高.文章也对今后根系生态学的研究方向提出建议和展望.     

基于MODIS植被指数的甘南草地生物量

利用2006-2008年MODIS植被指数和同期野外调查数据,建立草地地上部分干物质产量遥感监测模型.根据七种草地类型多年平均根冠比对2006-2008年甘南草地生物量(地上+地下部分)进行了估算,比较了不同时间尺度下的模拟效果,绘制了甘南草地生物量空间分布图,分析了不同地区、海拔高度和草地类型的草地生物量特征,探讨了甘南地区草地生物量的年际变化.结果表明:2006-2008年甘南草地生物量分别为3.784×1013,3.527×1013,3.26×1013g,其空间分布具有白西向东逐渐减少的趋势;在没有消除噪音的情况下,用月作为时间尺度的模拟效果较好;甘南草地生物量在3000～4000m处的产量最高,占草地总产量的84.69%;2006-2008年甘南草地生物量呈减少趋势,年均减少速率为97.91 g/(m2·a).     

藏东南高寒地区人工草地建植初期生物量研究

针对藏东南山区过度放牧和植被破坏的问题,以芒康地区人工草地为研究对象,依据当地的水热条件,从2014年4月到2015年9月选用4种牧草进行两两混播和单播的试验,研究一年多来牧草的产量变化、生物量的分配以及不同牧草之间的混播效果.结果表明:1)在生物量上,单播的垂穗披碱草和老芒麦总生物量最大,分别为(228.80±26.61)和(225.47±62.85)g/m~2;混播组合中,紫花苜蓿+老芒麦的总生物量最大,为(217.47±54.48)g/m~2.2)10种牧草组合的人工草地地下生物量在垂直方面上均呈倒金字塔特征,即上层根系生物量较大,越往下层生物量越少,0~15 cm的生物量占地下总生物量的比例介于63.21%~88.17%,其中燕麦+垂穗披碱草组合的人工草地在0~15 cm的生物量所占的比重最大,为88.17%.3)10种牧草组合的人工草地的地上生物量与地下生物量呈高度线性相关(R=0.83,P0.05).4)从根冠比上看,在单播草地中,根冠比从大到小依次为紫花苜蓿、老芒麦、燕麦和垂穗披碱草,根冠比差异不明显;在混播草地中,垂穗披碱草+老芒麦、燕麦+紫花苜蓿以及紫花苜蓿+老芒麦组合的草地根冠比较大,介于2.40~2.60,其中紫花苜蓿+垂穗披碱草根冠比最小,仅为0.82,显著低于除燕麦+老芒麦以外的其他混播组合草地.     

高寒草甸植物多样性与营养的关系

以青藏高原典型高寒草甸为例，研究了施肥对植物群落生产力和物种多样性的影响。本文报道了这个实验的初步结果，就施肥对草地生产力和物种多样性的影响进行了分析，结果如下：(1)施肥提高生产力．施肥第1年和第2年，植物群落生产力显著增加；施肥第3年，生产力是施肥前的2倍多；(2)施肥使物种多样性降低，施肥第1年物种丰富度变化不显著；第2年施肥梯度上物种多样性差异显著；第3年最高施肥水平物种丰富度为对照的1／4；(3)施肥使草地质量提高．因为草地质量和生物量以及优良牧草比例直接相关，施肥使地上生物量明显增加，毒杂草比例降低，禾草比例增加，所以草地质量提高，说明施肥对改良草地有显著作用；(4)群落结构发生了明显的变化，施肥水平高时群落结构接近于生态位优先占领假说．随着施肥水平增加，各个物种重要值的最大值从0．107，0．183，0．585一直增加到0．775．不施肥时有10个物种地上生物量超过最大单种生物量的一半，最高施肥时只有一个。(5)对6个优势种进行的分析表明，只有垂穗鹅观草的生物量随着施肥水平的增加持续增加，其它物种都是减少的趋势，说明垂穗鹅观草的急剧增加可能是导致物种丰富度降低的原因。     

载畜率对短花针茅荒漠草原土壤物理特性的影响

放牧对土壤物理特性的影响至关重要.为了研究放牧对土壤物理特性的影响,在内蒙古荒漠草原上开展了不同绵羊载畜率放牧试验.试验采取完全随机区组设计,设置4个不同载畜率处理,3次重复.4个处理分别是对照(CK)、轻度放牧(LG)、中度放牧(MG)和重度放牧(HG),相应的载畜率分别是0,0.15,0.30和0.45只羊/(公顷·月).放牧时间为每年6月-11月.从2004年到2006年的放牧期间,每月测定一次土壤含水量和土壤容重,土壤紧实度和机械组成每年秋季测定一次.通过对测定数据的分析表明,土壤表层(0-10cm)的含水量从对照到轻度放牧显著(p＜0.05)增加,然后随着载畜率的增大明显(p＜0.05)降低.土壤容重在不同载畜率条件下没有明显变化(p＞0.05),但土壤紧实度随载畜率的增加显著(p＜0.05)增大.中度和重度放牧显著降低了土壤黏粒的含量(p＜0.05).重度放牧加快了草地土壤水分的损失,进而增加了土壤的紧实度,使草地土壤发生退化.载畜率和土壤水分是影响荒漠草原可持续管理的关键因子,轻度载畜率是实现草地的可持续发展的最适宜载畜率.     

放牧条件下人工草地植物高度的异质性变化

通过对人工草地进行受控放牧实验，定量研究了草地主要植物的高度异质性受奶牛放牧率的影响，以及高度异质性的季节动态特征变化。研究结果表明：1）在以黑麦草等禾草占优势的人工草地上，每次放牧前后草地植物的高度都有不同程度的降低，而从草地植被总体看，放牧使草地植物高度的异质性提高；2）草地植物的高度异质性特征与家畜的放牧率密切相关，高放牧率条件下，由于奶牛对植物的采食选择性的降低，黑麦草与白三叶的高度异质性较低，相反在低放牧率条件下，它们的高度异质性较高；3）草地植物高度的异质性存在着季节动态变化规律。对任何一种植物，高度异质性在生长季中期达到最高，生长初期全都大于生长后期。本实验有关植物高度异质性的分析对于草地与放牧管理具有实用价值，即通过控制或调整草地高度异质性易变区对应的放牧率，可能实现对草地的均衡与最大利用。     

短花针茅荒漠草原土壤呼吸对载畜率的响应(英文)

土壤碳通量是陆地生态系统中碳循环的重要组成部分.为了揭示放牧对荒漠草原土壤呼吸速率的影响,我们采取完全随机区组设计比较研究了不同载畜率下草地土壤的呼吸速率.试验包括4个处理,3次重复.4个处理分别是对照(CK)、轻度放牧(LG)、中度放牧(MG)和重度放牧(HG),相应的载畜率分别为0,0.91,1.82 和2.71只羊*hm-2*半年-1.在2004年和2006年8月,采用LI-6400-09土壤呼吸室与LI-6400连接对每个样地的土壤呼吸速率进行了测定,在测定过程中,同时获取了土壤温度及土壤呼吸室中的相对湿度等相关指标.通过对测定数据的分析表明,内蒙古荒漠草原土壤呼吸速率介于0.80 μmol·m-2·s-1与5.00 μmol·m-2·s-1之间.随着载畜率的增加,土壤呼吸速率明显增加(P<0.05).另外,土壤呼吸速率也随着土壤呼吸室中相对湿度的增加而增大,但是二者的相关关系不太明显(P>0.05).经过2年放牧后,重度放牧条件下的土壤呼吸速率明显低于对照区和轻度放牧区,不同载畜率下土壤呼吸速率随时间的变化并没有明显的差异.高载畜率下土壤呼吸速率明显降低可能与该条件下土壤水分和草地生物量的明显降低有关,土壤水分对土壤和大气之间CO2的交换起着非常重要的作用.     

青藏高原围封刈割草地植物群落及土壤养分对施肥的响应

施肥作为改良草地的措施之一,近年来开始在天然草地被广泛应用.本研究通过对青藏高原围封刈割天然草地添加氮、磷、钾肥及氮磷复合肥,研究了不同施肥处理对高寒草地群落结构以及土壤速效养分的影响.结果表明,施肥当年草地群落高度、密度和地上生物量不同程度增加,地上生物量禾本科分配增加,毒草分配降低,施肥改良了草地生长状况.施肥次年禾本科草类所占草地总生物量比例降低,毒草和杂类草所占比例增加,高寒围封刈割草地在冬季不适宜进行常规放牧.15.3 g/m2钾肥、7.5 g/m2复合肥和3.0 g/m2氮肥梯度为该地区围封刈割草地最佳的施肥水平.磷并不是该地区高寒围封刈割草地的养分限制性因子;施钾肥有效的增加了草地生物量及表层土壤速效钾含量,对草地植物群落结构有重要的影响.     

不同放牧梯度上草原群落根系特征的数量分析

放牧作为最主要的生物干扰因子之一,影响着草原生态系统植被和土壤的生态进程[1-2],研究不同放牧强度对根系生物量的影响,将有助于了解草原生态系统碳汇潜力的变化,以期为退化草地的生态调控提供科学依据。1调查方法2009年7月21日至8月3日,于内蒙古呼伦贝尔草原东部的克氏针茅群落,选取轻、中、重放牧区,各样地设置50 cm×50 cm样方,齐地面刈割,用壕沟法分为3层(0～10 cm、10～20 cm、20～30 cm),获取地下根系量,过筛冲洗后烘干,除     

小针茅荒漠草原地下生物量季节动态及其影响因素

 地下生物量实测数据的缺乏严重影响草地地下碳库的精确估计,本文以苏尼特右旗小针茅荒漠草原为研究对象,通过野外实地调查,选取6个样地,采集2160份根系样品,进行室内试验分析,获得小针茅荒漠草原生长季5—9月地下生物量数据,分析了小针茅草原植被地下生物量的季节动态.结果表明：(1)小针茅草原植被地下生物量季节动态表现为“N”型变化规律,最高值出现在7月下旬,最低值出现在8月下旬,狭叶锦鸡儿-小针茅+无芒隐子草草地各月的地下生物量均高于小针茅+无芒隐子草草地类型.(2)小针茅草原不同层次地下部分生物量的季节变化不同,0~10cm的地下生物量表现出很大的波动性,与总地下生物量的变化趋势基本一致;10cm以下的变化曲线逐渐平缓.(3)5—9月生长季小针茅草原0~60cm土层地下生物量与土壤有机碳含量无显著相关性,0~10cm土层地下生物量与土壤有机碳呈显著正相关.(4)小针茅草原每月地下生物量和月降水量与月平均气温的相关性都不明显.(5)小针茅草原不同深度土壤含水量与地下生物量存在显著正相关,总地下生物量受0~10cm土壤含水量影响较大.