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基于幂函数法则对放牧梯度上种群空间异质性的定量分析 总被引：3，自引：1，他引：2
在呼伦贝尔草原的克氏针茅群落选择轻牧、中牧、重牧3个不同的放牧梯度,沿着50 m样线设置100个50 cm×50 cm的L型样方,每个L型样方内划分4个25 cm×25 cm的S型样方,以物种出现的频度（p）作为植被空间分布的观测指标,采用幂函数法则对放牧梯度上草原植物群落物种的空间异质性进行了定量研究。结果表明,在不同放牧强度下,种类结构发生明显改变,轻度放牧区羊草和星状刺骨藜、中度放牧区藜和糙隐子草、重度放牧区猪毛菜和多根葱具有高的出现频度,群落物种数随着放牧压力的增大而减小。整体来看,放牧梯度上物种的空间分布呈现明显的聚集分布,物种空间异质性（δi）随着放牧强度的增大而增加,拟合于幂函数规律曲线;群落的空间异质性（δc）随着轻牧-中牧-重牧放牧演替的进展呈现降低趋势,种群个体分布呈现片断化特征。在群落内部各个种群具有不同的异质化分布特点,物种结构主要表现出密集型种群和疏散型种群两大类型。这些趋势与种群的繁殖策略、生活史对策、群落的再生产策略等生理与生态特性密切相关。 相似文献
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放牧强度对科尔沁沙地沙质草地植被的影响 总被引：5，自引：3，他引：2
为了研究科尔沁沙地沙质草地在不同放牧强度下植被特征的变化规律,比较了围封、中度放牧、重度放牧3种条件下的植被盖度、群落组成、物种多样性、地上/地下生物量和凋落物量等植被特征的变化特征。结果表明:(1)围封、中度放牧和重度放牧沙质草地的优势植物均为一年生植物,但围封和中度放牧中多年生禾本科植物优势度高于重度放牧,重度放牧沙质草地一年生植物所占优势度最大;(2)放牧强度对沙质草地植被盖度、地上生物量及凋落物量有显著影响。随着放牧强度的增加,植被盖度、地上生物量和凋落物量均降低;(3)围封、中度放牧和重度放牧沙质草地物种丰富度及多样性差异均不显著;(4)放牧强度和土壤深度及其交互作用均能影响地下生物量。随着放牧强度的增加,总的地下根系生物量减小。而重度放牧草地中, 3个土壤深度间地下根系生物量差异不显著。放牧改变了沙质草地植物群落的组成、极大降低了植被盖度和生产力;尤其是重度放牧急剧增加了一年生植物的优势、且对浅层根分布的减少影响最大。 相似文献
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放牧制度对荒漠草原可萌发土壤种子库的影响 总被引：1，自引：0，他引：1
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,研究可萌发土壤种子库对不同放牧制度的响应。结果表明:①可萌发种子库物种组成在划区轮牧草地为11种,自由放牧草地为8种,封育禁牧区为9种,划区轮牧较自由放牧和禁牧有利于提高草地群落可萌发土壤种子库的植物种数以及多年生优良牧草;可萌发土壤种子库密度在封育禁牧区为(19 533.33±10 552.83)粒·m-2,划区轮牧区为(3 233.33±524.21)粒·m-2,自由放牧区为(2 553.60±2 152.48)粒·m-2,可萌发土壤种子库密度封育禁牧区显著高于划区轮牧区与自由放牧区,两放牧处理间无显著差异。②不同处理可萌发土壤种子库垂直分布有共同趋势, 有75.06%~83.19%分布在0~5 cm土层内,14.16%~21.68%分布在5~10 cm土层内,2.65%~4.90%分布在10~15 cm土层内,且不同土层可萌发土壤种子库密度均为封育禁牧区显著高于划区轮牧区与自由放牧区,两放牧处理间无显著差异。③划区轮牧区可萌发土壤种子库的丰富度指数和多样性指数高于自由放牧区。划区轮牧区和封育禁牧区可萌发土壤种子库组成的相似性系数最大,为0.857。 相似文献
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科尔沁沙质草地植物群落的放牧退化及其自然恢复过程 总被引：6，自引：5，他引：1
为了了解不同放牧强度对我国北方沙质草地的影响及其封禁停牧后草地植被的自然恢复过程,我们于1992—2006年在科尔沁沙地开展了草地放牧和封育试验,分析研究了人类放牧活动对草地植被的影响,比较了不同程度退化草地恢复速度及其所受气候变化影响。研究结果表明:①在科尔沁沙地,随着放牧强度的增加,草地植被受放牧影响的程度会加重,但只有持续重牧才会导致植被的严重退化,而且持续重牧对植被盖度、高度和草地生产力的危害程度要大于对物种丰富度和多样性的危害程度;中度放牧可以导致植被盖度、高度、生物量的轻度下降,但对物种丰富度、多样性没有不良影响;对于退化草地而言,持续轻牧可促进植被的有效恢复;②封禁停牧以后,草地原受干扰程度不同,其恢复的相对速度也不同,表现为原草地退化越严重,其恢复速度相对越快,而且是植被高度、盖度、生物量的恢复速度要大于物种丰富度、多样性和频度的恢复速度;③草地植被的恢复演替明显受到气候变化的影响,暖湿气候有利于植被的恢复,暖干气候对于植被的恢复不利。 相似文献
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为探究放牧对丘间低地植被群落及土壤的影响，分析了浑善达克沙地丘间低地在重度和轻度放牧下植被的地上生物量、物种重要值、物种丰富度、Shannon-Wiener多样性指数、Pielou均匀度指数、Simpson生态优势度指数及0~10 cm土壤中黏粒、粉粒、砂粒、有机碳和全氮含量。结果表明：（1）植被地上生物量、土壤黏粒、粉粒、砂粒、土壤有机碳和全氮含量在不同放牧程度下存在极显著差异（P<0.01），物种丰富度、Shannon-Wiener多样性指数和Pielou均匀度指数在不同放牧程度下差异不显著（P>0.05），Simpson生态优势度指数在不同放牧程度下差异显著（P<0.05）。（2）放牧区植被以禾本科为主，禾本科植被地上生物量占整个植被群落的54.88%~57.76%；重度放牧区植被地上生物量为63.59 g·m-2，比轻度放牧区低26.61%。（3）羊草（Leymus chinensis）和狗尾草（Setaria viridis）是放牧区的优势种，其重要值依次为14.16%（重度放牧区）和19.10%（轻度放牧区）、13.40%（重度放牧区）和15.42%（轻度放牧区），重度放牧下雾滨藜（Bassia dasyphylla）、克氏针茅（Stipa krylovii）和猪毛蒿（Artemisia scoparia）的重要值较显著高于轻度放牧区，而羊草则低于轻度放牧区。（4）重度放牧加剧了土壤沙漠化，使砂粒含量增加，草地生产力下降，土壤有机碳和全氮含量降低。 相似文献
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气候变化及人为干扰对西藏地区草地退化的影响研究 总被引：4，自引：0，他引：4
随着草地保护政策的实施,气候及人为干扰对西藏地区草地退化的影响作用发生变化,明确草地退化的影响因素,评价草地保护政策对草地退化恢复的效用,是合理保护西藏地区草地生态平衡的基础。本文以西藏地区为研究区,基于1995—2015年GIMMS-NDVI及统计数据估测草地退化情况,并通过残差分析及回归分析评估了气候变化、人为干扰各自对草地退化的影响,确定出影响西藏地区草地退化的主要因素,并着重探究草地保护政策实施后,放牧干扰对于草地退化的影响情况变化。结果表明：① 1995—2015年西藏地区草地退化面积在908.52万~5207.06万hm2之间波动,整体呈先降后升,复降再升的反复变化过程,草地退化高值区域有由西北向东南方向转移的趋势。② 1995—2015年西藏地区草地区域气温上升显著,而降水方面未表现出明显的变化趋势,气候因素显著影响西藏草地退化区域面积占比为27.96%,温度主导草地退化的区域主要分布于藏南地区,降水主导草地退化的区域分布较为分散。③ 人为干扰对草地退化影响区域占比在2012年前后大体呈先减少后增加的趋势,放牧干扰在2012年后对草地退化影响减弱,表明草地保护政策有所成效,其中牧业县效果最为明显。④ 西藏地区草地退化的驱动因素以人为干扰作用为主,气候因素引起的草地退化较少,并且为恶化作用。 相似文献
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精确刻画放牧强度时空格局是深刻理解青藏地区高寒草地服务功能动态及其驱动机制的重要基础,对辅助制定区域生态安全和可持续发展战略具有意义。基于牲畜年末存栏量、牧区人口密度、生长季NDVI、年降水量、年平均气温和居民点分布等数据,采用地理加权随机森林模型,模拟了2000年、2010年和2020年3期青藏地区放牧强度的空间格局,并定量评价了环境因子对放牧强度空间分布解释性的区域差异。结果表明：(1)地理加权随机森林模拟结果可精细地刻画青藏地区放牧强度的空间特征,与经典随机森林模型相比,判定系数更高,平均绝对值误差和均方根误差更低。(2)青藏地区放牧强度呈现东南高、西北低的基本特征,其中,西北部地区放牧强度低于25羊单位/km2的区域约占青藏地区面积的1/2。(3)与2000年和2010年相比,2020年青藏地区放牧强度呈现总体下降、局部抬升的态势;其中,较2010年,2020年放牧强度下降超过1羊单位/km2的区域占牧区面积的61.69%。(4)牧区人口密度是解释放牧强度空间异质性最主要的因素,其相对重要性呈现西高东低的特征,而降水量和生长季NDVI... 相似文献
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放牧干扰对草原的植物物种组成以及群落结构的影响过程是群落生态学的重要内容.在内蒙古呼伦贝尔草原轻牧、中牧、重牧3个样地上,设置100个0.25 m2的小样方,通过调查种类组成,比较小尺度区分面积上的物种多样性及物种数目的空间分异性;采用Bray - Curtis相似性指数法研究了不同放牧梯度上物种组成结构异质性的变化趋势.结果表明:样地群落物种数表现为轻牧＞中牧＞重牧,而小尺度样方内物种数与物种多样性均呈现中牧＞轻牧＞重牧趋势;在轻牧条件下,整体来看,小样方内物种数目的分布围绕平均值具有较小波动;在重度放牧区,不存在维持多个物种数的样方;而在中度放牧区,物种数的空间分布呈现“凹型”格局,相比于轻牧、重牧阶段,物种数在样方中的平均分布程度降低,即物种数目很多或很少的样方大量存在.从物种结构的空间异质性来看,轻牧区样方之间种类组成的相似性不明显,群落物种形成均匀分布;中度和重度放牧区,具有随机分布的群落物种结构.牧压影响小尺度区间面积上的物种数、种类构成及其空间异质性,物种数目的频度分布及种类成分相似性的蒙特卡罗模似统计运算,能够较好地拟合不同放牧梯度上物种分布的空间格局,反映群落演替动态. 相似文献
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在内蒙古呼伦贝尔草原克鲁伦河流域选取轻度、中度和重度3个放牧区研究植物地上和地下生物量、根冠比及土壤有机质、氮、磷等养分含量对放牧强度的响应。结果表明:重度放牧区的地上生物量(89.73 g·m-2)显著低于轻度(565. 61 g·m-2)和中度放牧区(488. 92 g·m-2),地下生物量(1 029. 90 g·m-2)则显著高于轻度(604.92 g·m-2)和中度放牧区(418.38 g·m-2)。重度放牧区的根冠比为11.54,显著高于轻度(1.11)和中度放牧区(0.89)。土壤有机质及各养分含量随着放牧强度的增加先显著降低而后显著增大,中度放牧区的养分含量最低。 相似文献
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Ecosystems can simultaneously provide multiple functions and services. Knowledge on the combinations of such multi-dimensional functions is critical for accurately assessing the carrying capacity and implementing sustainable management. However, accurately quantify the multifunctionality of ecosystems remains challenging due to the dependence and close association among individual functions. Here, we quantified spatial patterns in the multifunctionality of alpine grassland on the Tibetan Plateau by integrating four important individual functions based on data collected from a field survey and remote sensing NDVI. After mapping the spatial pattern of multifunctionality, we extracted multifunctionality values across four types of grassland along the northern Tibet Plateau transect. Effects of climate and grazing intensity on the multifunctionality were differentiated. Our results showed that the highest values of multifunctionality occurred in the alpine meadow. Low values of multifunctionality were comparable in different types of grassland. Annual precipitation explained the large variation of multifunctionality across the different types of grassland in the transect, which showed a significantly positive effect on the multifunctionality. Grazing intensity further explained the rest of the variation in the multifunctionality (residuals), which showed a shift from neutral or positive to negative effects on multifunctionality across the different types of grassland. The consistently rapid declines of belowground biomass, SOC, and species richness resulted in the collapse of the multifunctionality as bare ground cover amounted to 75%, which corresponded to a multifunctionality value of 0.233. Our results are the first to show the spatial pattern of grassland multifunctionality. The rapid decline of the multifunctionality suggests that a collapse in the multifunctionality can occur after the vegetation cover decreases to 25%, which is also accompanied by rapid losses of species and other individual functions. Our results are expected to provide evidence and direction for the sustainable development of alpine grassland and restoration management. 相似文献
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Livestock grazing is one of primary way to use grasslands throughout the world, and the forage-livestock balance of grasslands is a core issue determining animal husbandry sustainability. However, there are few methods for assessing the forage-livestock balance and none of those consider the dynamics of external abiotic factors that influence forage yields. In this study, we combine long-term field observations with remote sensing data and meteorological records of temperature and precipitation to quantify the impacts of climate change and human activities on the forage-livestock balance of alpine grasslands on the northern Tibetan Plateau for the years 2000 to 2016. We developed two methods: one is statical method based on equilibrium theory and the other is dynamic method based on non-equilibrium theory. We also examined the uncertainties and shortcomings of using these two methods as a basis for formulating policies for sustainable grassland management. Our results from the statical method showed severe overgrazing in the grasslands of all counties observed except Nyima (including Shuanghu) for the entire period from 2000 to 2016. In contrast, the results from the dynamic method showed overgrazing in only eight years of the study period 2000-2016, while in the other nine years alpine grasslands throughout the northern Tibetan Plateau were less grazed and had forage surpluses. Additionally, the dynamic method found that the alpine grasslands of counties in the northeastern and southwestern areas of the northern Tibetan Plateau were overgrazed, and that alpine grasslands in the central area of the plateau were less grazed with forage surpluses. The latter finding is consistent with field surveys. Therefore, we suggest that the dynamic method is more appropriate for assessment of forage-livestock management efforts in alpine grasslands on the northern Tibetan Plateau. However, the statical method is still recommended for assessments of alpine grasslands profoundly disturbed by irrational human activities. 相似文献
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To understand the effects of grazing activities and climate change on sandy grassland ecosystems in northern China, a livestock field grazing and enclosure experiment was conducted from 1992 to 2006 in Horqin Sand Land, Inner Mongolia. The results showed that sustained heavy grazing resulted in serious degradation of the vegetation; moderate grazing can maintain vegetation stabilization; and light grazing can promote rapid restoration of degraded vegetation. The livestock productivity was the highest in the moderate grazing grassland, and sustained heavy grazing resulted in rapid decrease of the livestock productivity. Heavy grazing can cause a retrogressive succession of grassland vegetation, whereas moderate and light grazing may promote progressive succession of plant species. The effects of changing climate on succession processes were not significant in the short term; a warm-humid climate is favorable to restoration of degraded vegetation, whereas a sustained warm-drought climate may result in degradation of grassland vegetation. Heavy livestock grazing should be stopped for the sustainable use of grassland; the proper grazing intensity for sandy grassland is two to three sheep or sheep equivalents per hectare in Inner Mongolia. 相似文献
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基于植被盖度和高度的不同退化程度高寒草地地上生物量估算 总被引：1，自引：0，他引：1
由于气候变化和不合理的人类活动，20世纪80年代以来青藏高原高寒草地发生严重退化。地上生物量是评价草地退化的直观指标。通常采用植被盖度和高度来估算草地地上生物量，但草地退化后，植被盖度和高度与地上生物量之间的关系是否会发生变化目前还不清楚，这影响着退化草地生物量估算的精度。通过多元回归分析研究了青藏高原中部和东北部高寒草甸、高寒草原在不同退化程度下植被盖度和高度与地上生物量的关系。结果表明：（1）高寒草甸与高寒草原地上生物量整体上及不同退化阶段都没有显著差异（P>0.05）。（2）随着退化程度的加剧植被盖度和高度对地上生物量的影响也发生改变，体现在未退化阶段地上生物量主要受植被高度影响，退化后主要受植被盖度影响。（3）无论是高寒草甸还是高寒草原分退化程度的回归模型估算结果都较不分退化程度模型估算的生物量更接近实测值。我们建议在退化高寒草地研究中采用盖度和高度估算生物量时，根据退化阶段采用不同的估算模型。 相似文献
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放牧对高寒草甸地表特征和土壤物理性状的影响 总被引：10，自引：1，他引：10
在中国科学院海北高寒草甸生态系统定位站地区,选择五种处于不同放牧强度的高寒草甸为研究对象,进行放牧对高寒草甸植被演替规律和土壤对放牧压力的响应过程研究,为合理利用和提高草地生产力提供科学依据。结果表明:随着放牧强度的增加,高寒草甸地上生物量呈急剧下降趋势,由禾草草甸的646.24 g/m2下降到小嵩草草甸的328.16 g/m2,容重逐渐减小;在小嵩草草甸阶段地表逐渐出现塌陷和裂缝,0~10 cm土层中根土体积比逐渐变大;土壤的质地类型发生变化,由禾草草甸粘壤土转变为壤质粘土;放牧强度对牧草返青开始时间和生长期都没有影响,但在重牧处理时,非生长季地温降低程度很明显。 相似文献
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青藏高原草地生态系统碳收支研究进展 总被引：7，自引：3，他引：4
陆地生态系统碳收支仍然是当前全球气候变化研究的重要内容,青藏高原作为全球气候变化的敏感区,使青藏高原草地生态系统在区域碳收支平衡中占有主导地位,但研究方法等不同使得碳收支估算结果存在很大的不确定性。气候变暖在一定程度上提高了高寒草地生态系统的植被初级生产力和生物量,由此补偿了气候变暖导致的土壤有机碳分解释量,使青藏高原草地植被仍然发挥着碳汇的功能。而人类放牧活动对草地生态系统的影响较为复杂。因此,如何区分气候变化和人类活动对生态系统的影响机制,定量评价未来气候变化和人类活动影响下,青藏高原生态系统碳源/汇格局的可能变化,是一个非常重要的研究方向,也是一个极大的挑战。 相似文献
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藏北高原高寒草地围栏禁牧和生长季降水对物种丰富度和多样性的影响(英文) 总被引：2，自引：2，他引：0
2009和2010年夏天沿藏北高原高寒草地样带调查了高寒草地生态系统(高寒草甸、高寒草原和荒漠草原)在围栏禁牧和自由放牧管理下的物种丰富度和多样性(Shannon-Wiener指数,Simpson优势度指数和Pielou均匀度指数)。研究结果显示:自2006年起藏北高原围栏禁牧在植被类型和区域尺度上没有显著改变物种丰富度和多样性。物种丰富度和多样性主要受生长季降水驱动,超过87%的变异可由生长季降水来解释。物种丰富度和多样性在自由放牧和围栏禁牧2类样地对生长季降水的响应方式一致。物种丰富度随降水呈指数型增长关系,多样性指数则呈现正线性关系。研究结果预示藏北高原地区生长季降水的变化对于物种丰富度和多样性管理至关重要,在未来高寒草地保护研究中应予以重视。 相似文献
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青藏高原植被覆盖对水热条件年内变化的响应及其空间特征 总被引：7，自引：0，他引：7
利用1982-2000年NOAA/AVHRR卫星的NDVI数据(时间分辨率旬,空间分辨率8 km×8 km),结合同时期的气温和降水资料,基于时滞互相关方法和GIS工具,分析了青藏高原植被覆盖对水、热条件年内变化的时滞响应及其空间特征。结果如下:①除高寒荒漠、森林外,青藏高原植被NDVI与同期旬均温和旬降水相关性均呈高度正相关。其中,中等覆盖度的植被受水、热影响表现更为强烈。②青藏高原植被NDVI对气温和降水有滞后效应,且滞后水平存在空间差异,高原北部(柴达木盆地、昆仑山北冀)和高原南部植被对降水、和温度的响应比较迟缓,而高原中、东部地区植被对温度和降水的响应比较敏感。③不同植被类型对水热条件的响应程度也存在差异,由高到低依次是草甸、草原、灌丛、高寒垫状植被、荒漠,最后是森林。 相似文献