放牧制度下荒漠草原主要植物生物量及能量分配研究

以内蒙古苏尼特右旗短花针茅荒漠草原为研究对象,通过划区轮牧与自由放牧的比较试验,从植物构件方面研究了3种主要植物种短花针茅、无芒隐子草和碱韭营养枝、生殖枝、分蘖节及其根生物量和能量分配对不同放牧制度的响应。结果表明,禁牧和划区轮牧有利于植物的地上部分生长和有性繁殖,自由放牧区短花针茅和无芒隐子草将把更多的资源和能量用于营养生长,有性生殖严重受阻,以抵御不利的生长环境;划区轮牧提高了碱韭分蘖节的生物量、短花针茅和碱韭构件能量现存量及总能量现存量。短花针茅、无芒隐子草和碱韭根的生物量、能量现存量、生物量分配比例以及根冠比能量现存量、根的能量分配比例划区轮牧区与自由放牧区均高于禁牧对照区;短花针茅、无芒隐子草和碱韭不同构件及植株整体热值划区轮牧区也高于自由放牧区。营养枝与生殖枝的生物量和能量分配没有显著的颉颃关系,但营养枝与分蘖节生物量和能量分配比例间呈显著的颉颃关系。     

内蒙古乌半察布荒漠草原生物量动态与降水量的关系

1984－1987年间，作者对内蒙古乌兰察布短花针茅荒漠草原的地上、地下生物量的动态进行了测定。结果表明，短花针茅荒漠草原不同年份间生产力变化很大，多雨年度地上部分可以达到116．90g/m^2，降水量平年时为67．92g/m^2，而少雨年份仅31．93g/m^2，相差84．97g/m^2，前者是后者的3．7倍。其中不同年份多根葱相差10％左右，蓖齿蒿相差10倍以上，说明不同年份蓖齿蒿生物量变化剧烈，而多根葱相对稳定的特点。地下部分不同年份间化不像地上部分变化剧烈,最高是最低的1．4倍左右。短花针茅荒漠草原生产力年际间变化，主要受降水量支配。地上生物量与年度降水量关系最为密切。表现出很好的线性关系（r＝0．99），与地下生物量（10－20cm）亦呈很好线性关系（r＝0．97）。故我们可以根据年度降水量预测地上与地下生物量。     

塔里木沙漠公路防护林土壤环境因子的根际效应

选取塔里木沙漠公路防护林不同定植年限下3种灌木的根际和非根际土,比较研究了土壤物理、化学、生物因子的根际效应。结果表明：（1）除全氮和全磷外,20种土壤因子在3灌木根际土间差异极显著;（2）根际土的容重、全盐含量、有机质含量、全氮含量、速效氮磷钾含量、微生物代谢活性、脂肪酸含量和DNA片段多样性、微生物生物量碳氮磷和6种酶活性在不同年限林地间的差异极显著;（3）全氮含量、速效氮磷钾含量、微生物代谢活性、DNA片段多样性、微生物量碳和磷、纤维素酶和磷酸酶活性在不同树种与年限的交互效应上差异极显著;（4）微生物生物量碳氮磷的根际效应大小为柽柳 > 沙拐枣 > 梭梭,而不同树种各土壤养分因子和酶活性的根际效应大小并不一致。可见,几种荒漠灌木的定植促进了土壤养分转化,加速了沙漠防护林土壤的发育进程。     

蒙古冰草(Agropyron mongolicum var.mongolicum)构件生物量分配特征对土壤类型的响应北大核心CSCD

植物通过调节各器官的生物量分配来适应环境变化,生物量分配特征表征了各构件之间的功能权衡和植物的生长策略。本研究通过对比分析不同类型土壤中蒙古冰草(Agropyron mongolicum var.mongolicum)各构件生物量、构件分配格局及其相关关系,探讨蒙古冰草的生存策略。结果表明:在灰钙土、黑垆土和风沙土中,蒙古冰草各构件生物量分配均表现为茎>根>叶>穗,构件生物量分配模式均表现为贮藏分配>营养分配>繁殖分配,构件生物量分配模式本身与土壤类型无关。蒙古冰草对不同类型土壤的生长适应机制不同,风沙土中营养分配显著低于灰钙土和黑垆土,而贮藏分配则显著高于后两者,风沙土和黑垆土中繁殖分配比例则显著高于灰钙土。土壤pH和电导率是影响蒙古冰草根冠比、贮藏构件/营养构件、繁殖构件/营养构件和繁殖构件/贮藏构件生物量比例的主要因素;速效钾含量、pH和电导率是影响蒙古冰草叶/茎、叶/根、叶/穗、根/穗、根/茎和茎/穗生物量比例的主要因素。各构件生物量间以及构件生物量与株高间主要表现为异速生长关系,异速生长关系在不同土壤类型间存在差异。     

围栏封育对不同类型高寒草地植物及土壤养分的影响（英文）

围栏封育是高寒草地最为常见的保育方式,不同类型草地的封育效应可能会存在差异。开展该方面的研究,可以评估围栏封育对草地恢复的效应,为藏北高原不同类型退化草地的恢复措施提供科学依据。本研究以藏北地区的高寒草甸、高寒草原和高寒荒漠3类草地为研究对象,采用单因素方差分析对生物量、叶片–土壤养分含量以及化学计量比进行差异性检验,探讨了围栏封育对这3类高寒草地植物和土壤养分的影响。结果表明,围栏封育能显著提高这3类草地群落的地上生物量,但仅提高了10–20 cm高寒荒漠的地下生物量;围栏封育显著提高了高寒荒漠优势植物叶片的养分含量和10–20 cm土壤中全氮、全钾、有机碳的含量,并显著改变了C、N、P之间的化学计量比;而在高寒草甸和高寒草原围栏封育仅仅显著增加了高寒草原中优势物种叶片的N含量,其他养分指标和化学计量比均没有表现出显著的差异。以上结果表明,从植物和土壤养分来看,围栏封育对高寒荒漠草地的保育作用最为显著。     

荒漠草原不同退化阶段土壤微生物、土壤养分及酶活性的研究

 对我国荒漠草原生态系统不同退化阶段土壤微生物数量、微生物生物量、土壤养分及土壤酶活性进行研究。结果表明,随着草原退化程度加剧,土壤微生物数量、微生物生物量、土壤养分及土壤酶活性均表现出不同程度的变化。其中,土壤微生物数量、生物量和土壤酶活性随退化程度的加剧而有递减的趋势,各项值在总体上呈现出轻度退化>中度退化>重度退化;土壤养分中除了土壤钾含量无明显的规律性变化外, 其他含量表现出轻度退化>中度退化>重度退化的趋势;研究认为,荒漠草原的退化明显影响到土壤微生物的数量、生物量、土壤养分及土壤酶活性,土壤微生物对草原退化有响应。同时,相关性研究表明,土壤微生物数量、土壤养分和土壤生物活性之间呈较好的相关关系,这些指标可作为评价土壤肥力的有效指标。     

内蒙古乌兰察布荒漠草原生物量动态与降水量的关系

1984年～1987年间,作者对内蒙古乌兰察布短花针茅荒漠草原的地上、地下生物量的动态进行了测定。结果表明,短花针茅荒漠草原不同年份间生产力变化很大。多雨年度地上部分可以达到116.90g/m~2,降水量平年时为67.92g/m~2,而少雨年份仅31.93g/m~2,相差84.97g/m~2,前者是后者的3.7倍.其中不同年份多根葱相差10%左右,蓖齿蒿相差10倍以上。说明不同年份蓖齿蒿生物量变化剧烈,而多根葱相对稳定的特点。地下部分不同年份间变化不像地上部分变化剧烈,最高是最低的1.4倍左右. 短花针茅荒漠草原生产力年际间的变化,主要受降水量支配。地上生物量与年度降水量关系最为密切。表现出很好的线性关系(r=0.99),与地下生物量(10～20cm)亦呈很好线性关系(r=0.97).故我们可以根据年度降水量预测地上与地下生物量。     

煤矸石山不同植被恢复模式对土壤养分的影响——以山西省河东矿区1号煤矸石山为例

对2009-2011 年山西省河东矿区不同植被恢复模式下土壤养分进行了检测分析,并对其环境影响因子进行了研究.结果显示：(1) 随着矸石山植被恢复年限的增加,煤矸石山地温显著降低,植物多样性增加,盖度和生物量不同程度提高.(2) 经过3 年植被恢复的矸石山土壤速效磷和速效钾的改良效果达到全国土壤普查3 级水平;恢复土壤碱解氮和有机质含量为11.94 mg·kg^-1和7.69 g·kg^-1,改良效果不显著.紫穗槐模式对土壤速效磷的改良效果较好;紫穗槐-高羊茅-紫花苜蓿模式有利于碱解氮的积累;高羊茅-紫花苜蓿模式对速效钾和有机质的改良效果最佳.(3) 矸石山坡度和地温与土壤养分呈显著负相关;紫花苜蓿盖度与碱解氮、速效钾和有机质含量呈显著正相关;植被平均生物量和高羊茅盖度的提高有助于土壤养分的改良效果.煤矸石山植被恢复宜采取以草开路,在生态环境条件有所改善基础上,走草、灌、乔相结合的构建模式.     

古尔班通古特沙漠6种荒漠草本植物的生物量分配与相关生长关系

选取古尔班通古特沙漠6种优势草本（2种短命植物,2种类短命植物,2种一年生长营养期植物）,对比分析了生物量分配及相关生长关系的异同。结果表明：（1）粗柄独尾草（Eremurus inderiensis）和细叶鸦葱（Scorzonera pusilla）的地下生物量较高,根冠比分别为1.412、2.751;小花荆芥（Nepeta micrantha）、琉苞菊（Hyalea pulchella）和雾冰藜（Eremurus inderiensis）、角果藜（Scorzonera pusilla）的地下生物量均较小,根冠比无显著差异,分别为0.150,0.184,0.144,0.101;2种类短命植物具有相似的叶片生物量分配比例,但其余4种植物的叶片生物量分配比例均存在显著差异。（2）6种植物的根冠比随个体增大均呈异速减小,而叶片生物量分配比例与植株大小的关系不一致,表现为异速减少（如细叶鸦葱）或保持恒定（如粗柄独尾草）的趋势。（3）小花荆芥和琉苞菊的地下与地上生物量间为等速生长关系,而粗柄独尾草、细叶鸦葱、角果藜以及雾冰藜则呈现出个体越大地下生物量分配比例越少的格局（异速生长）;6种植物的地下与叶片生物量间均为等速生长关系,且具有共同的相关生长指数（1.035）。6种植物的根冠比和叶片生物量分配比例的差异不仅与物种自身的遗传特性有关,还受个体大小的影响;地下与地上生物量分配存在等速和异速生长的差异;叶片与地下生物量间具有相同的生物量分配速率,表现出对干旱荒漠环境的趋同适应。     

降水量对荒漠草原骆驼蓬（Peganum harmala）地上生物量的影响

了解降水变化对荒漠草原植物生长发育的影响对于预测荒漠草原植物对气候变化的响应和适应具有重要意义。本文研究了3年的降水量增减（±50%）对乌拉特荒漠草原优势植物骆驼蓬（Peganum harmala）的数量特征（分枝数、果实数和植株密度）、地上生物量（AGB）和功能性状的影响。利用相关分析研究各指标与AGB的相关性,并建立结构方程模型（SEM）来探究降水变化、骆驼蓬的数量特征及功能性状对AGB的影响机制。结果表明：（1）增加50%降水量处理下,骆驼蓬的分枝数、果实数和株高显著提高（P<0.05）;减少50%降水量下,AGB、比叶面积（SLA）和株高显著降低（P<0.05）,但叶干物质含量（LDMC）显著增加（P<0.05）。（2）生长季前期降水量（EGSP）增多有利于对骆驼蓬分枝和果实的发育,也缓解了年降水量减半对其SLA、LDMC和株高的胁迫。（3）骆驼蓬AGB与分枝数、果实数、植株密度和株高显著正相关（P<0.05）,与LDMC和叶片碳含量显著负相关（P<0.05）。（4）SEM表明,增加的年降水量通过增加株高、果实数和植株密度来间接增加AGB,EGSP...     

塔里木河下游几种荒漠植物根际土壤微生物及其活性

研究了塔里木河下游7种典型的优势荒漠植物的根际微生物数量、群落组成及其活性。结果表明:荒漠植物根际微生物数量、组成与根外有较大差异,具有不同的根际效应。黑果枸杞、刚毛柽柳、花花柴、盐穗木具有显著的根际正效应,其根际细菌的R/S为1.26～150.42,以黑果枸杞根际效应最为突出。骆驼刺、罗布麻和河西苣则产生负根际效应。生理群微生物氨化细菌和纤维素分解菌均表现出强烈的正根际效应,而硝化细菌未检出。荒漠植物的生长对根际土壤脲酶、碱性磷酸酶具有较强的促进作用,活性大于非根际土壤,但不同荒漠植物根际对土壤呼吸作用强度,过氧化氢酶活性的影响表现出较大差异。总体而言,荒漠植物增加了根际微生物的数量及活性,促进了土壤养分的积累和转化,对于维持荒漠生态系统的功能具有重要的作用。灌木的根际效能优于草本植物,可作为新疆受损荒漠生态系统植被恢复与重建优先考虑的物种。     

呼伦贝尔沙地北部沙带植物群落分布格局与土壤特性的关系

研究呼伦贝尔沙地植物群落与土壤特征相互关系有助于促进中国北方的生态恢复与重建工作。分析了呼伦贝尔沙地北部沙带58个样地174个样方的植物和土壤的调查数据,调查到94种植物,分属于26科64属,其中菊科（Compositae）、禾本科（Gramineae）、豆科（Leguminosae）和蔷薇科（Rosaceae）为前四大科,占总物种数55.33%。采用Ward系统分类法,将所调查植被分为4类。寸草薹-二裂委陵菜群落（Carex duriuscula-Potentilla bifurca） Tsallis多样性最高,冰草-星毛委陵菜-糙隐子草群落（Agropyron cristatum-Potentilla acaulis-Cleistogenes squarrosa） Tsallis多样性最低。不同植物群落间土壤物理特性有显著差异,化学特征差异不显著。随着土层深度的增加,各群落土壤全氮、全磷、有机质含量逐渐降低,表聚现象明显,脚薹草-贝加尔针茅群落（Carex pediformis-Stipa baicalensis）和冰草-星毛委陵菜-糙隐子草群落养分层次特征显著,羊草群落（Leymus chinensis）和寸草薹-二裂委陵菜群落养分层次特征不明显。CCA排序结果表明影响植被群落物种分布的土壤因子有全氮、全磷、有机质、pH和土壤水分,其中深层土壤全氮、全磷、有机质（20~40 cm土层）的作用最显著。呼伦贝尔沙地北部沙带植物群落分布存在较显著差异,呈现出斑块状分布规律,而土壤养分对植被群落格局具有重要影响。     

微生境尺度上放牧退化草原群落特征与土壤有机质的空间分异性

 格局和过程与异质性有关。以呼伦贝尔克氏针茅草原不同放牧强度下的演替群落为对象,开展群落植被空间分布格局及土壤有机质空间异质性研究。结果显示,不同放牧强度样地群落结构和群落种类组成存在明显差异。轻度放牧样地样方内有8种植物,群落优势种为克氏针茅（Stipa krylovii）;中度放牧样地样方内有12种植物,群落优势种为糙隐子草（Cleistogenes squyarrosa）;而重度放牧样地样方内只有7种植物,群落优势种为多根葱（Allium polyrhizum）。随放牧强度的增强,植被地上生物量及其变异系数逐渐降低;土壤有机质含量表现为轻度放牧>中度放牧>重度放牧,而其变异系数表现为中度放牧>轻度放牧>重度放牧。从植被地上生物量和土壤有机质含量变异函数分析来看,随放牧压力的增大,植被地上生物量空间自相关性增强,空间异质性变大;土壤有机质含量空间分布自相关性先增强,然后减弱,空间变异性先变大,然后变小。在10 cm×10 cm的微尺度上,重牧群落植被地上生物量和土壤有机质含量之间表现出明显的相关性（P<0.05）。     

干旱区植物根际土壤养分状况的对比研究

利用根袋模拟实验方法,研究了古尔班通古特沙漠南缘5种常见植物梭梭(Haloxylon ammodendron)、白梭梭(Haloxylon persicum)、刺沙蓬(Salsola ruathenica)、骆驼蓬(Peganum harmala)和骆驼刺(Alhagi sparsifolia)的根际和非根际土壤的pH...     

荒漠植被草本层片植物对火因子的响应

火因子是生态系统中重要的干扰因素,对生态系统格局与过程有着深远的影响。采用人为放火的方法研究了草原化荒漠草本层片植物物种丰富度、地上部生物量、植物多度以及高度等群落学特征对火因子的响应。结果表明,火烧后两年（2008—2009年）,火烧样地单位面积中草本层片植物物种丰富度有所降低;植物多度多于对照样地,但无显著性差异（P>0.05）。火烧后当年,火烧样地中草本植物地上部生物量显著高于对照样地（P<0.05）,第2年地上部生物量无显著性差异（P>0.05）,说明火烧后当年有利于提高荒漠生态系统生物生产力,而第2年该效应消除。火烧后当年,研究区3种主要草本植物多根葱、无芒隐子草和茵陈蒿的高度受到了抑制,第2年其高度较对照样地又有所增长,但另一主要植物刺蓬则与其他3种植物反应相反,这可能与荒漠草本植物种不同生长特性有关。     

沙埋对河西走廊荒漠绿洲过渡带一年生草本植物的影响

一年生草本植物是荒漠绿洲过渡带人工固沙植物群落草本层的优势植物类群,由于风沙活动剧烈,风蚀和沙埋成为一年生草本植物生存的关键选择动力因素。以河西走廊荒漠绿洲过渡带典型一年生草本植物狗尾草（Setaria viridis）、虎尾草（Chloris virgata）、白茎盐生草（Halogeton arachnoideus）和雾冰藜（Bassia dasyphylla）为研究对象,通过0（对照）、1、2、3、5、10、15 cm深度沙埋试验,探寻沙埋对一年生草本植物的影响。结果表明：（1）4种一年生草本植物在0—1 cm埋深出苗率最高,狗尾草最大出苗深度为10 cm,虎尾草和雾冰藜为5 cm,白茎盐生草为3 cm;（2）不同沙埋深度下,4种一年生草本植物的生长（株高和总生物量）和繁殖（种子数量和百粒重）高值区位于2—3 cm埋深,3 cm往下虎尾草和雾冰藜存活率显著下降,而狗尾草仍保持较高存活率;（3）不同沙埋深度下,4种一年生草本植物的渗透调节物质（可溶性糖、可溶性蛋白和游离脯氨酸）含量在2—3 cm埋深达到最高,丙二醛（MDA）含量高值主要位于3—5 cm埋深,叶绿素含量在1—2 cm埋深最高,2 cm往下开始降低;（4）一年生草本植物的生长存活与游离脯氨酸和叶绿素含量呈极显著相关关系,表明二者对保持植物叶片水分平衡和保证光合作用、维持植物正常生长起着更关键的作用。研究可为荒漠绿洲过渡带一年生草本植物恢复提供科学依据。     

古尔班通古特沙漠5种植物凋落物分解特征

为明确养分受限环境中凋落物的分解特征及调控因素,以古尔班通古特沙漠5种不同生活型植物粗柄独尾草(Eremurus inderiensis)、尖喙牻牛儿苗(Erodium oxyrrhynchum)、芦苇(Phragmites communis)、花花柴(Karelinia caspia)和小果白刺(Nitraria sibirica)为对象,利用分解网袋法,研究了典型植物各器官(叶、茎、根)凋落物的分解过程。结果表明:(1)不同生活型植物各器官凋落物的质量损失过程可以用负指数衰减模型较好地拟合(R²>0.70),经过629 d的分解,物种间及同一植物各器官间凋落物的分解速率存在显著差异,粗柄独尾草和尖喙牻牛儿苗的分解快于芦苇、花花柴和小果白刺,5种植物叶、根凋落物的分解快于茎,而叶和根分解的快慢具有明显的种间差异;(2)凋落物分解过程中N、P养分动态因物种、器官类型而异,5种植物茎凋落物呈现不同程度的养分固持,而粗柄独尾草和尖喙牻牛儿苗的叶、根表现为N、P养分的净释放;(3)初始化学组成对根、茎凋落物分解的影响比叶重要,其中,初始养分含量和难降解成分是限制根分解的主要因子。凋落物初始化学组成是预测温带荒漠凋落物分解的重要因素,而其重要性受植物生活型和器官类型的影响,因此,未来气候变化下,植物物种或植物生物量分配的变化所引起的凋落物质量改变,可能会对荒漠生态系统碳和养分循环产生较大影响。     

乌拉特荒漠草原小针茅(Stipa klemenzii)群落土壤细菌多样性及垂直分布特征

测定了乌拉特荒漠草原典型植被类型——小针茅(Stipa klemenzii)群落土壤细菌多样性及垂直分布特征。结果表明:乌拉特荒漠草原小针茅群落土壤细菌多样性的垂直分布表现出0~5cm10~20cm5~10cm,其中表层(0~5cm)土壤细菌多样性显著高于下层(5~10cm和10~20cm),5~10cm和10~20cm层之间差异不显著。土壤细菌在不同深度之间的群落相似度60%~70%。小针茅群落中土壤细菌分别归属于放线菌门(Actinobacteria)、芽单胞菌门(Gemmatimonadetes)、蓝细菌门(Cyanobacteria)、厚壁菌门(Firmicutes)、变形菌门(Proteobacteria)和酸杆菌门(Proteobacteria)。其中,Halospirulinasp.、Bacillus circulans和Lactobacillus pentosus是优势细菌(占总细菌的44.05%)。在荒漠草原小针茅群落中,土壤养分、机械组成和酸碱度共同影响着土壤细菌群落组成和分布格局,其中土壤pH值、全氮和黏粉粒含量(贡献率分别是24.28%、15.81%和10.60%)是影响细菌群落垂直分布的主要环境因子。     

内蒙古荒漠草原沙生针茅(Stipa glareosa)、碱韭(Allium polyrhizum)和骆驼蓬(Peganum harmala)叶形态性状对土壤水氮耦合的响应

研究降水和氮沉降对荒漠草原植物叶形态性状的影响,对于预测未来全球变化下荒漠草原植物的生态适应具有重要意义.对增减雨(±50％)和氮添加(10 g·m-2.a-1)及其交互作用对乌拉特荒漠草原区优势植物叶形态性状的影响研究结果表明:(1)沙生针茅(Stipa glareosa)、碱韭(Allium polyrhizum)...     

盐生植物对重盐渍土脱盐效果

以新疆克拉玛依农业综合开发区新垦重盐渍土为研究对象,在滴灌条件下开展了盐生植物盐角草(Salicornia europaea)、盐地碱蓬(Suaeda salsa)和裸地（对照）处理的试验,通过测定植物地上生物量及植株和土壤中K+、Na+、Ca2+、Mg2+、Cl- 和 SO2-4含量及土壤总盐含量,评估种植盐生植物对重盐渍土盐分的影响。结果表明:灌溉条件下,盐角草和盐地碱蓬地上生物量分别为11 044.37 kg·hm-2和19 119.26 kg·hm-2,刈割后地上部分灰分盐分别为4 709.98 kg·hm-2和5 184.96 kg·hm-2;与种植期前相比,种植期后盐角草、盐地碱蓬和对照处理0～30 cm土层总盐分别下降了55.62%、32.98%和20.79%,盐角草和盐地碱蓬处理下降幅度均高于对照,30～60 cm土层盐角草和盐地碱蓬处理土壤总盐分别下降了21.82%和29.16%,而对照却上升了18.31%;盐角草和盐地碱蓬均对Na+、Cl-和SO2-4具有较强的摄取能力,尤其是对Cl-表现出更强的选择吸收倾向;盐角草和盐地碱蓬SO2-4含量基本相当,但盐角草Na+和Cl-含量分别是盐地碱蓬的2.33倍和2.22倍,盐角草对于Na+和Cl-的强积聚特征使其更适于对氯化物盐渍土的改良。在盐渍荒漠新垦地种植盐生植物,土壤脱盐效果明显。