不同放牧压草原休牧后土壤养分和植物群落变化的研究

不同放牧压草原休牧后土壤养分和植物群落变化的研究

刘忠宽[1]2004年在《不同放牧压草原休牧后土壤养分和植物群落变化的研究》文中进行了进一步梳理内蒙古草原是欧亚大草原的重要组成部分,具有广阔的生态地理代表性,蕴藏着丰富的生物资源,不仅是区域经济发展的基础,且位于西北荒漠区的东缘,也是草原区和其东南农区的重要生态屏障。本文在详细分析国内外草原退化及其恢复演替研究的背景下,以土壤养分与植物群落的相关关系为基础,研究退化草原生态系统恢复过程中土壤养分和植物群落特征及其相关关系。主要研究结果如下: 不同放牧率草地休牧过程中土壤养分的空间异质性呈增大趋势,但土壤养分总空间异质性形成中的结构性因素所占比例不同程度的下降。植物群落的生物量和群落盖度在休牧过程中均呈不同程度的增加趋势。另外,群落不同植物种的相对生物量和群落的α多样性也存在不同程度的变异。植物群落特征与土壤养分的空间分布存在较好的相关关系。 不同演替系列植物种的凋落物干物质分解与养分释放存在显着性差异。其中以建群种羊草的凋落物干物质分解与养分释放速率最高,重度退化指示种星毛委陵菜最低。植物凋落物干物质分解与养分释放速率与木质素含量、C:N比、木质素:N和木质素:P呈显着的负相关关系,其中凋落物C:N是影响凋落物干物质分解与养分释放速率最关键的内在因素。 地衣对放牧践踏非常敏感,在休牧后第4年,原各放牧率下地衣生物量差异不显着(P>0.05)。在四个放牧率下除0羊/hm~2区地衣生物量与植物群落地上生物量相关显着外(P<0.05),其他处理地衣生物量与植物群落物种多样性、群落盖度、群落地上生物量相关均不显着(P>0.05)。地衣生物量与禾草植物功能群、百合科植物功能群和豆科植物功能群生物量在四个放牧梯度上均存在着一致的负相关趋势,但只有与禾草植物功能群相关显着(P<0.05)。地衣生物量分布与土壤有机碳、全氮和无机氮均呈正相关关系,但只有与土壤有机碳和土壤无机氮相关显着(P<0.05)。土壤容重与地衣生物量分布均呈负相关关系,但只有重牧区(6.67羊/hm~2)相关显着(P<0.05)。 在内蒙古典型草原,由于受植物种多种特性的综合作用,羊草、冷蒿、星毛委陵菜、木地肤和小叶锦鸡几种群斑块土壤pH、有机碳、微生物量氮、土壤全氮和无机氮以及氮矿化速率存在不同程度的分异。各植物种群斑块土壤氮矿化速率与土壤pH和C:N分别呈正相关和负相关关系,且相关显着(P<0.05)。 尿斑形成初期土壤pH值显着升高,但随着硝化作用的进行和植物对NH_4~+的吸收尿斑土壤pH值开始下降,70天后并降低到低于对照的水平。羊尿的添加显着提高了土壤可溶性有机氮、可溶性有机碳含量和土壤微生物量氮。施尿后,土壤NH_4~+-N含量显着增加,但7d后土壤NO_3~--N含量才开始明显升高。由于受羊尿灼烧的缘故,施尿区牧草生物量和氮含量表现一定的初期降低现象,但从整个生长期来看,羊尿的施加显着提高了牧草的生物量和氮素含量。

刘忠宽, 汪诗平, 陈佐忠, 王艳芬, 韩建国[2]2006年在《不同放牧强度草原休牧后土壤养分和植物群落变化特征》文中指出在内蒙古典型草原,对不同放牧率草地休牧3a后的土壤养分空间异质性和植物群落的数量变化特征进行了研究,结果表明:不同放牧率草地休牧3a后,由于维持土壤养分或植被空间格局的匀质化条件消失,土壤养分的空间异质性呈不同程度的增大趋势,随机性因素所占比例增加,其中土壤有机碳、全氮、无机氮、有效磷和有效硫的空间异质性均以0.00羊/hm2区最大,4.00羊/hm2区(中牧区)最小,其它样地不同土壤养分指标表现不同的变化特征;群落生物量和群落盖度均表现增加趋势,但群落盖度增加不显着(p>0.05),与1998年相比,群落生物量除对照区外均达到了显着性差异(p<0.05),与1.33羊/hm2、4.00羊/hm2和6.67羊/hm2相比,0.00羊/hm2优势植物出现多样化特征;群落的灌丛化与牧压和恢复演替的时间序列高度相关,牧压越小,恢复演替的时间序列越大,群落灌丛化的趋势越明显;1年生植物、羊草、克氏针茅、木地肤、冷蒿(除6.67羊/hm2)和扁蓿豆(除0.00羊/hm2)均表现增加趋势,星毛委陵菜则均表现降低趋势;植物群落的生物量、群落高度、群落盖度和群落物种多样性与土壤养分分布均表现一致的正相关关系,但只有植物群落生物量和群落高度与土壤有机碳、全氮、无机氮、土壤有效磷和有效硫相关显着(p<0.05)。

肖子恒[3]2013年在《休牧对小叶章草甸群落特征和土壤理化性质的影响》文中研究表明叁江平原小叶章草甸是我国重要的湿地资源,也是重要的放牧草场,对于涵养水源、畜牧业发展都有重要的作用。但是近年来不合理放牧等人为利用方式使草场发生严重退化,集中表现为草地产量下降、牧草质量降低、物种多样性降低等后果。如何实现在小叶章草场资源可持续利用的前提下,最大限度提高经济效益已成为关键问题。本研究以肉牛为实验动物,设置不同放牧强度来探讨季节性休牧过程中草地植物群落特征以及土壤理化特征的动态变化,用以评价不同放牧制度对草地健康状况的影响。从而为叁江平原草地植物资源的合理利用,维持草、土、畜叁者的平衡,促进畜牧业可持续发展提供理论依据。通过对季节性休牧后植物群落特征的调查和土壤理化性状的分析实验结果如下:12012年放牧结束后,各休牧季节的群落物种数都高于禁牧地区,低于相应的放牧对照地区,随着放牧强度的增加,春季休牧地区持续增加而秋季休牧地区维持不变。各季节休牧均会使多年生禾草所占功能群比例下降。2主要建群种小叶章种群密度在中度放牧强度下的春季休牧地区达到最高,而在重度放牧强度下的春季休牧达到盖度最大。各季节休牧相对于放牧对照植物种群高度都会增加。休牧会降低小叶章的重要值,使植物群落区域均一化。3休牧可以显着提高植物群落的均匀度,降低丰富度。在轻度放牧强度的春季休牧地区多样性最高。在重度放牧强度下的夏季休牧群落优势度指数最高。4群落的地上生物量在重度放牧春季休牧达到最高2948.1kg/hm2,而在重度放牧的夏季休牧草地地上生物量最低。5休牧对20cm以下的土层影响不显着,对表层土壤的含水量、孔隙度有规律性影响。在重度放牧的春季休牧地区土壤容重最大、有机质含量最高、碱解氮含量最高。

萨仁高娃[4]2011年在《不同放牧强度对典型草原植被、土壤及家畜增重的影响》文中研究指明本研究于2010年7-9月,在锡林郭勒盟正镶白旗额里图牧场,以克氏针茅典型草原放牧西门塔尔牛(2岁)为研究对象,研究了不同放牧强度(对照、轻度、中度、重度)对草地植物群落、土壤及家畜生产性能的影响,探讨典型草原适宜载畜率,为减少草地退化、提高经济效益提供参考依据。主要研究结果如下(显着水平均为P<0.05):1植被:各处理草群总盖度、高度、地上总生物量总趋势为对照区>轻度>中度>重度,且其量上的偏离程度随着放牧强度的增加而加大,休牧后其恢复增长弹性大小均为重度>中度>轻度;主要优势植物地上生物量随着冷蒿相对生物量的增加而增加;0-30cm处地下生物量大小排序为对照>重度>轻度>中度;重度放牧使0-5cm处地下生物量表层化显着;在垂直分布上,各处理地上生物量均随着土层深度的增加而减少。2土壤(0-10cm)物理性质:不同放牧强度下土壤含水量大小排序为对照>轻度>中度>重度;容重变化则相反。各处理下土壤含水量均有显着季节差异;重度下容重季节差异显着。3土壤(0-30cm)化学性质:土壤pH值和有机碳(20-30cm)随着放牧强度的增加而增加,有机碳(0-20cm)和速效P变化则相反;放牧强度的影响随着土层深度的增加而减弱;轻度显着降低全N和速效N。轻度和中度无显着影响有机碳。重度显着降低有机碳、速效N和速效K;放牧强度对全P、速效P和全K的影响不显着;各处理在垂直分布上,除了pH值和全N分别呈现10-20cm>20-30cm>0-10cm和10-20cm>0-10cm>20-30cm以外,其余均随着土层深度的增加而减少。无牧、中度、重度下有机碳(0-20cm)和pH值(0-30cm)季节差异显着;无牧、轻度、中度下全N和速效K在0-20cm处季节差异显着;无牧下速效N(0-10cm)、全K(20-30cm)季节差异显着;速效P(20-30cm)和全P(10-20cm)分别在轻度和重度下具有显着季节差异。4家畜个体日增重随着放牧强度的增加而减少,且公顷增重为:中度>重度>轻度。

海兰[5]2012年在《不同放牧强度下季节性休牧与放牧家畜牧食行为的研究》文中研究表明本研究于2011年7-9月,在锡林郭勒盟正镶白旗克氏针茅(Stipa krylovii Roshev)典型草原,以2岁西门塔尔牛为研究对象,对不同放牧强度下季节性休牧对草地植物群落、土壤理化性质的影响以及不同放牧强度下西门塔尔牛的牧食行为进行了研究。探讨典型草原适宜的放牧强度,对天然草地放牧管理有一定的理论价值和草原畜牧业生产有较好的指导意义。(显着水平均为P<0.05):1.不同放牧强度下季节性休牧后各处理区群落盖度恢复程度的大小为中牧区>轻牧区>重牧区,中牧区的恢复程度与放牧区有显着差异;群落高度在各处理区休牧后都大于放牧区,与放牧区无显着差异,各月份群落高度恢复程度大小为轻牧区>中牧区>重牧区;不同放牧强度下休牧过程中群落现存量均增加,增加幅度依次排序为轻牧区>中牧区>重牧区。2.在叁种放牧处理下休牧区土壤表层(0-10cm)含水量都高于放牧区,而且休牧区含水量随放牧强度的增加而减少,而休牧区土壤表层容重随着放牧强度的增加而增加;有机质的含量在叁种放牧处理下休牧区的在0-10cm、10-20cm土层随着放牧强度的增加而增大,20-30cm土层有机质随放牧强度的变化无规律性变化;全氮、速效氮含量在叁种放牧处理下休牧区均高于放牧区,而且随着土层深度的增加而减少;土壤全磷、速效磷含量在0-10cm土层轻度放牧时休牧区显着高于放牧区,10-20cm、20-30cm土层休牧区与放牧区之间都无显着差异;土壤全钾、速效钾含量在0-10cm、10-20cm土层休牧区显着高于放牧区,20-30cm土层无显着差异,叁种放牧处理下休牧区的全钾含量随着土层深度的增加而减少。3.不同放牧强度对西门塔尔牛采食行为、反刍行为有明显影响,放牧强度低时能明显降低采食时间,延长反刍时间,随着放牧强度的增加牛的站立时间减少,而对卧息、游走和排泄行为影响不大。

金花[6]2008年在《基于3S技术支持的草地营养与载畜量评价研究》文中认为论文基于2005~2006年对锡林郭勒盟西乌珠穆沁旗主要草地类型最高月生物量、营养含量、草地牧草消化率、理论产量载畜量、营养载畜量及草地土壤特性进行了系统研究。主要研究结论如下:(1)论文较为系统地研究和探索了天然草地营养评价体系以及评价方法,并对其评价指标、评价程序等进行了研究阐述,并将草地营养评价与3S技术相结合研究,搭建相关模型(Y=54.0773+161.0464X R2=0.9054,P<0.05),建立了总可消化养分与植被指数间的联系,探索天然草地营养监测途径并构建其理论体系。(2)对比产量载畜量与营养载畜量,前者均大于后者(草甸:0.3633>0.2913羊/公顷;典型0.3666>0.2164羊/公顷),说明以产量计算的草地载畜量,虽然满足家畜的饲草需求量,但远不能满足家畜的营养需求量,因此冷季牲畜往往需要大量补饲营养含量较高的饲草及精饲料。从另一个角度来讲,载畜量的确定应引入对草地营养的评价。结合两种载畜量计算方法来评定草地载畜量,有助于更合理的确定草地适宜载畜量,有效防治草地退化,保护天然草地资源。(3)仅依据草地的产草量反映草地载畜量或草地生产潜能已表现出很大的局限性。利用卫星遥感技术结合草地营养物质产量评价法,估算草地载畜量,将产量载畜量和营养载畜量有机结合,进行草地资源监测具有现实意义。(4)将空中、地面、地下相结合形成立体研究整体,对草地—家畜—土壤生态系统的营养流程进行研究,结果显示,牧草养分与土壤养分含量密不可分,土壤养分是牧草养分的根本来源,但并非所有土层土壤养分均对牧草养分吸收积累有显着影响,只有牧草根系分布较集中的10~30cm土层内的营养是有效的营养物质来源。也就是说,草地营养状况虽受多方面因素影响,但土壤营养含量的影响很大,草地永续利用,必须保持草—畜—土的生态系统稳定,通过研究其养分循环规律为草地进行补给,是天然草地合理利用与保护的重要思路。

李林栖[7]2018年在《返青期休牧对大通河上游高寒草地植被群落的影响》文中指出大通河上游地区的祁连山山脉广布着高寒草地,该区域不仅牧草种类丰富,而且是重要的水源涵养区。由于长期季节性过牧,该地区高寒草地生态系统退化严重,使得农牧生产和生态安全面临极大挑战,祁连山大通河上游地区退化草地的改良与恢复问题迫在眉睫。返青期休牧措施可改善植被群落,迅速提高草地生产力,降低放牧压力。因此,对该地区退化草地实行返青期休牧措施,可为草地植被恢复及合理利用提供理论依据,有助于推动大通河上游草地生态环境的保护和经济的持续发展。该研究于2015年起在青海省祁连县默勒镇瓦日尕村的退化草地上进行,分别选取典型高寒草甸、草原化草甸、沼泽化草甸、以及人工建植的草地进行返青期休牧试验,并将传统放牧方式作为对照。通过测定植被高度、盖度和生物量等,评估返青期休牧对植被恢复状况的影响,结合土壤含水量和容重分析返青期休牧对土壤改善,以及为恢复祁连山地区高寒退化草地生态系统功能提供科学理论依据。主要研究结果如下:1.经过返青期休牧后,各类型草地的禾本科和莎草科牧草重要值显着上升,阔叶型杂类草重要值逐渐下降。群落物种数整体呈上升趋势。各类型草地都向着群落稳定的状态的方向演替。2.返青期休牧对可以迅速提高高寒草甸的株高、盖度以及生物量,抑制阔叶类杂草的生长发育。3.随着休牧年限的延长,各类型草地禾本科牧草在高度、盖度和生物量等方面都有显着增长。其中,高寒草地休牧叁年总生物量分别较未休牧增加131.1%、415.9%、733.7%(P<0.01)。草原化草甸禾本科优势种紫羊茅(Festuca rubra)株高休牧当年、两年和叁年比放牧草地分别增加了36.1%、116.9%和503.6%(P<0.01)。草原化草甸群落总盖度休牧较未休牧分别提高了11.2%、27.0%、48.0%(P<0.05)。沼泽化草甸采取返青期休牧措施后,青藏苔草(Carex moorcroftii)休牧一年和休牧两年高度分别增长了155.9%和212.4%(P<0.01)。休牧可以显着增加沼泽化草甸的生物量,休牧两年的草地地上生物量比未休牧草地增长了220.1%(P<0.01)。4.返青期休牧可以显着提高0-20cm土层土壤含水量,改善土壤容重(P<0.05)。返青期休牧对大通河上游不同退化植被群落恢复有明显的效果,并且随着年限的增长正向演替,建议在该地区推广和应用。

孙宗玖[8]2008年在《伊犁绢蒿再生生态生物学的初步研究》文中进行了进一步梳理退化严重的荒漠春秋场已经成为制约新疆北疆季节草地畜牧业发展的瓶颈,其合理利用是实现草地资源可持续发展的关键。研究以天山北坡分布最广泛的蒿类荒漠草地为对象,选择代表性的建群种——伊犁绢蒿,重点探讨其在不同利用方式下的生长节律、可塑性营养物质的变化差异以及蒿类荒漠草地始牧期,以期为荒漠春秋牧场的合理利用、修复及可持续发展提供科学依据。主要研究结果如下:(1)伊犁绢蒿春季3月上、中旬开始返青,4月中旬至6月上旬分枝,6月中旬至8月中、下旬现蕾, 9月上旬开花,9月下旬转入结实期,到10月中、下旬种子成熟,且在年度间存在一定波动性。(2)生长季内伊犁绢蒿的株高、枝条重基本呈近直线生长,且增长速度呈“快—慢—快”的趋势;枝条数及叶片重分别呈“升高—降低—升高”、“双峰”型,根干重变化不明显,均在6.1 g/株左右,而其地上部分和个体总产量均呈“S”型变化,且伊犁绢蒿地上产量是该荒漠草地总产量的主体。因此,在利用上应该避开伊犁绢蒿个体产量低谷期或生长缓慢期,适宜在4月至6月、9月至10月放牧。(3)伊犁绢蒿体内可塑性营养物质以粗蛋白质和蔗糖含量为主。5月4日至11月14日,伊犁绢蒿的可溶性碳水化合物、蔗糖呈现“升高—降低—再升高—再降低”特征,且在根、茎、叶中存在不同步性;叶中淀粉呈“单峰”曲线,茎中呈“下降—上升—再下降”趋势,根中变化规律不明显;叶中粗蛋白质呈“单峰”曲线,根中基本不变,茎中呈下降趋势;根中可塑性营养物质均在10月17日前完成贮存。(4)放牧对伊犁绢蒿的现蕾期、开花期、结实期具有一定的推迟作用,一般为10~15 d,且显着降低植株高度,但禁牧放牧地、连续放牧地间差异不显着;种子繁殖方面,连续放牧地上不能产生成熟种子,而多年封育地在结实能力、实生苗出现时间及数量上早于围栏休牧地,但在千粒重上两者相反。(5)叁种利用方式间伊犁绢蒿叶、枝条重差异显着,且多年封育地>连续放牧地≈禁牧放牧地;根重上则差异不显着,但在增长趋势上存在一定差异,禁牧放牧地和连续放牧地呈现“下降—上升—下降—上升”趋势;枝条数在生长前期(8月24日以前)差异显着,且均呈“升高—降低—升高”趋势。多年封育能够增强伊犁绢蒿个体的生长潜力,促进草群盖度的增加,而短期禁牧后再进行连续放牧对其个体的影响不大。根颈破碎度间差异显着(p<0.01),可以将其作为判断蒿类荒漠草地放牧强度的一个有效指标。(6)叁种利用方式间伊犁绢蒿体内可塑性营养物质含量差异显着(p<0.01)。可溶性碳水化合物及蔗糖含量均呈“上升—降低”趋势,并以多年封育地最高,连续放牧地最低;淀粉含量变化较复杂,叶中呈“单峰”曲线,茎中呈“双峰”曲线,且多年封育地明显高于其他两种利用方式;根中淀粉含量表现为多年封育地>连续放牧地>禁牧放牧地;叶中粗蛋白质含量呈下降趋势,根中粗蛋白质含量呈“降低—升高—再降低”特征,而茎中粗蛋白质含量变化较大;并以连续放牧地上根中粗蛋白质含量最高,茎中最低,叶中位于两者之间。(7)放牧强度处理前,伊犁绢蒿的高度、盖度、密度差异不显着(p>0.05),仅在地上干草产量存在极显着差异(p<0.01),且极度放牧>重度放牧>中度放牧≈轻度放牧;恢复后,极度放牧下伊犁绢蒿已经全部死亡,而其他放牧强度间,除在春季盖度恢复效果间有显着差异外,伊犁绢蒿的再生高度、密度、盖度差异不显着,但均以轻度放牧和中度放牧下恢复效果好。结合当前畜牧业发展情况及不同放牧强度间伊犁绢蒿粗蛋白质、粗脂肪含量测定结果轻度放牧>中度放牧>重度放牧>极度放牧,认为伊犁绢蒿荒漠春秋场以中度放牧为宜。(8)同一放牧强度下,不同放牧始期间伊犁绢蒿盖度、密度差异不显着(p>0.05),仅在高度和地上干草产量上存在一定的差异。恢复后,极度放牧下伊犁绢蒿全部死亡;其他放牧强度下,春季不同放牧始期间伊犁绢蒿再生高度以4月1日、4月15日恢复最好,且差异极显着(p<0.01);盖度均以4月15日恢复最快,密度变化不显着。而秋季再生高度、盖度、密度在不同放牧始期间差异不显着(p>0.05),但9月15日至10月1日伊犁绢蒿的恢复效果较好。结合粗蛋白质、粗脂肪含量表现出下降趋势,认为春季4月15日前后,秋季9月15日至10月1日作为伊犁绢蒿荒漠草地始牧期,最有利于该草地的可持续利用。

孙宗玖, 张鲜花, 郑伟, 靳瑰丽, 朱进忠[9]2015年在《短期休牧对昭苏草甸草原地下生物量及其分布特征的影响》文中进行了进一步梳理【目的】研究短期休牧对昭苏草甸草原地下生物量的影响。【方法】在不同放牧强度(0.38、0.64和0.90头牛/hm2)下设置了3个休牧期(6~7月、7~8月、8~9月),采用挖掘法测定地下生物量。【结果】短期放牧条件下,放牧强度及休牧对草地地下生物量影响不显着(P>0.05),0~30cm土层地下生物量介于763.33~2 123.08 g/m2;同一放牧强度不同休牧期间0~10 cm、10~20 cm及20~30 cm土层地下生物量差异不显着(P>0.05),但轻度放牧及中度放牧在6~7月或8~9月休牧、重度放牧在8~9月休牧有利于草地地下生物量的积累;随土层深度的增加,地下生物量逐渐减少,且0-10 cm地下生物量占0-30 cm地下生物量总重的69%以上。【结论】短期放牧条件下,休牧及放牧强度对草甸草原地下生物量的影响不显着。

参考文献:

[1]. 不同放牧压草原休牧后土壤养分和植物群落变化的研究[D]. 刘忠宽. 中国农业大学. 2004

[2]. 不同放牧强度草原休牧后土壤养分和植物群落变化特征[J]. 刘忠宽, 汪诗平, 陈佐忠, 王艳芬, 韩建国. 生态学报. 2006

[3]. 休牧对小叶章草甸群落特征和土壤理化性质的影响[D]. 肖子恒. 东北农业大学. 2013

[4]. 不同放牧强度对典型草原植被、土壤及家畜增重的影响[D]. 萨仁高娃. 内蒙古农业大学. 2011

[5]. 不同放牧强度下季节性休牧与放牧家畜牧食行为的研究[D]. 海兰. 内蒙古农业大学. 2012

[6]. 基于3S技术支持的草地营养与载畜量评价研究[D]. 金花. 内蒙古农业大学. 2008

[7]. 返青期休牧对大通河上游高寒草地植被群落的影响[D]. 李林栖. 青海大学. 2018

[8]. 伊犁绢蒿再生生态生物学的初步研究[D]. 孙宗玖. 新疆农业大学. 2008

[9]. 短期休牧对昭苏草甸草原地下生物量及其分布特征的影响[J]. 孙宗玖, 张鲜花, 郑伟, 靳瑰丽, 朱进忠. 新疆农业科学. 2015

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不同放牧压草原休牧后土壤养分和植物群落变化的研究
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