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放牧方式对高寒草地瑞香狼毒根际土壤团聚体及有机碳特征的影响

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生态环境学报 2023年第4期32卷 660-667页

作者：周沁苑董全民王芳草刘玉祯冯斌杨晓霞俞旸张春平曹铨刘文亭青海大学畜牧兽医科学院青海西宁810016 青海省高寒草地适应性管理重点实验室青海西宁810016 三江源区高寒草地生态教育部重点实验室青海西宁810016

放牧是草地最基本的利用方式,放牧家畜通过践踏、采食、排泄等行为对草地土壤产生影响。有关放牧对团聚体及有机碳的研究目前主要集中于放牧强度的影响,但对于不同家畜混合放牧的研究相对较少。依托2014年建立的青藏托青藏高原高寒草地-... 详细信息

放牧是草地最基本的利用方式,放牧家畜通过践踏、采食、排泄等行为对草地土壤产生影响。有关放牧对团聚体及有机碳的研究目前主要集中于放牧强度的影响,但对于不同家畜混合放牧的研究相对较少。依托2014年建立的青藏托青藏高原高寒草地--家畜系统适应性管理技术平台,设置不放牧(对照)处理、藏羊单牧处理、牦牛单牧处理、牦牛藏羊1:2混牧处理,研究不同放牧方式下瑞香狼毒(Stellera chamaejasme)根际土壤团聚体组成和稳定性,有机碳含量及其贡献率。结果显示,(1)当土壤团聚体粒级在0-0.10 mm范围内时,各处理团聚体含量均高于不放牧处理,土壤团聚体粒级范围为0.10mm以上时,各处理土壤团聚体含量均低于不放牧,且随着粒级增大,土壤团聚体含量降幅逐渐增大。(2)各放牧处理>0.25mm粒级团聚体含量均低于不放牧处理,顺序为不放牧>牦牛藏羊1:2混合放牧>牦牛单牧>藏羊单牧。其中藏羊单牧与牦牛单牧下降显著。(3)藏羊单牧和牦牛单牧处理的土壤总有机碳含量高于不放牧处理,牦牛藏羊1:2混合放牧处理的土壤总有机碳含量低于不放牧处理。(4)放牧提高了0.10-0.25 mm粒级土壤团聚体有机碳含量,但其他粒级土壤团聚体有机碳含量无明显规律。(5)各放牧处理0.10 mm以下粒级土壤团聚体有机碳对土壤有机碳的贡献率均高于不放牧,0.10 mm以上粒级土壤团聚体有机碳对土壤有机碳的贡献率均低于不放牧。综上所述,放牧会增加瑞香狼毒根际土壤微团聚体有机碳含量,提高微团聚体有机碳对总有机碳的贡献率。

关键词：高寒草地土壤团聚体团聚体稳定性团聚体有机碳放牧方式瑞香狼毒

放牧方式影响高寒草地矮生嵩草种子大小与数量的关系

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植物生态学报 2022年第9期46卷 1018-1026页

作者：董全民赵新全刘玉祯冯斌俞旸杨晓霞张春平曹铨刘文亭青海大学畜牧兽医科学院青海省畜牧兽医科学院青海省高寒草地适应性管理重点实验室西宁810016 青海大学省部共建三江源生态与高原农牧业国家重点实验室西宁810016 中国科学院西北高原生物研究所西宁810008

种子大小和种子数量变异是植物适合度研究的核心问题,探究不同大型草食动物对嵩草(Kobresia spp.)草地优势种种子大小与数量的影响,有助于了解其繁殖策略和种群更新机制。该研究依托青藏高原高寒草地-家畜系统适应性管理技术平台,对不放... 详细信息

种子大小和种子数量变异是植物适合度研究的核心问题,探究不同大型草食动物对嵩草(Kobresia spp.)草地优势种种子大小与数量的影响,有助于了解其繁殖策略和种群更新机制。该研究依托青藏高原高寒草地-家畜系统适应性管理技术平台,对不放牧(对照)、牦牛单牧、藏羊单牧、牦牛藏羊1:2混牧、牦牛藏羊1:4混牧、牦牛藏羊1:6混牧6个放牧处理下矮生嵩草(***)的种子大小和数量特征,种子大小和数量与生殖性状的关系,种子大小和数量的权衡关系进行研究。结果显示:1)放牧处理增加矮生嵩草种子大小15%以上,增加种子数量30%以上;除了牦牛藏羊1:2混牧处理,其他放牧处理与对照相比种子大小变异系数降低15%以上,种子数量变异系数降低25%以上。2)Pearson相关分析结果显示,放牧处理下矮生嵩草种子数量、种子大小与生殖相关性状均呈正相关关系。3)放牧处理增加了矮生嵩草种子大小与数量的权衡,单条生殖枝质量是影响种子大小与数量权衡的重要性状。研究表明,即使是中度放牧,家畜依旧是矮生嵩草资源获取的限制性因子;长期的放牧改变了矮生嵩草性状间的潜在联系和权衡关系,稳定了种子大小和种子数量特征,并通过提高种子大小和种子数量的方式优化繁殖策略,提高了子代的竞争力和适合度。

关键词：高寒草地矮生嵩草中度放牧放牧方式种子大小种子数量

放牧方式对青藏高原环湖地区高寒草甸土壤氮元素相关酶活性影响的研究

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放牧方式对青藏高原环湖地区高寒草甸土壤氮元素相关酶活性影响的...

作者：时光青海大学

学位级别：硕士

青藏高原高寒草地最主要的利用方式是放牧,藏羊与牦牛是青藏高原最重要的两种放牧家畜,由于两者在采食行为上存在差异,所以会对高寒草地生态系统会造成不同的影响,家畜在放牧过程中会通过践踏来直接影响草地的土壤物理性质,同时在放牧... 详细信息

青藏高原高寒草地最主要的利用方式是放牧,藏羊与牦牛是青藏高原最重要的两种放牧家畜,由于两者在采食行为上存在差异,所以会对高寒草地生态系统会造成不同的影响,家畜在放牧过程中会通过践踏来直接影响草地的土壤物理性质,同时在放牧过程中由于植被的采食以及排泄物的返还对土壤的化学性质也有影响。家畜通过对土壤理化性质的影响会改变土壤中限制性元素,进而改变土壤酶含量。基于这点,探讨不同家畜类型(藏羊与牦牛)以及不同混合比例放牧对于高寒草甸土壤氮元素以及相关酶活性的影响。本研究在环青海湖流域的高寒草甸化草原进行,通过开展对于放牧方式的人为控制实验,设置6组实验处理:不放牧对照(CK,No grazing)、牦牛单牧(Only yak grazing,YG)、藏羊单牧(Only Tibetan sheep grazing,SG)、牦牛藏羊1:2混牧(Yak and Tibetan sheep grazing mixed as 1:2,MG1:2)、牦牛藏羊1:4混牧(Yak and Tibetan sheep grazing mixed as 1:4,MG1:4)、牦牛藏羊1:6混牧(Yak and Tibetan sheep grazing mixed as1:6,MG1:6),通过系统分析高寒草甸化草原土壤中与氮元素相关脲酶、中性蛋白酶、硝酸还原酶、亚硝酸还原酶、羟胺还原酶、淀粉酶6种不同土壤酶具备的生物学性质以及土壤的性能情况,旨在解决以下问题:(1)放牧方式如何影响高寒草甸土壤中的养分;(2)不同放牧方式下土壤物理性质、土壤酶的活性状况。研究得到结论如下:1)与不放牧处理相比,放牧处理提高了0-10 cm土层中土壤硝酸还原酶、土壤亚硝酸还原酶、土壤中性蛋白酶、土壤羟胺还原酶、土壤淀粉酶这5种酶含量,同时混合放牧处理下除硝酸还原酶外,其他5种酶的含量要低于单牧处理。在单牧处理20-30 cm土层中,土壤硝酸还原酶含量要低于其他放牧处理。放牧处理有利于土壤中氮素的转化以及循环。2)本研究将放牧强度控制在相等程度下,保证各放牧处理之间没有强度的差异。故各处理间的土壤全碳、土壤全氮、土壤全磷没有差异。受到家畜排泄物返还的影响,土壤中铵态氮的含量增加。且单牧处理中铵态氮含量要高于混牧处理。表明混合放牧处理促进了植物对于土壤铵态氮的吸收。3)不同土壤酶之间存在竞争和协同的关系,受到生物反应产物与底物的影响,各种酶之间、酶与土壤养分之间关系复杂。放牧条件下,土壤中硝酸还原酶与脲酶之间由于最终反应产物的相同,进而存在竞争关系,羟胺还原酶与亚硝酸还原酶之间由于反应产物的原因存在竞争关系。羟胺还原酶与亚硝酸还原酶由于反应底物的关系,两者存在竞争关系。可以表明硝酸还原酶进行的是异反硝化作用。综上所述,通过研究中等放牧条件下放牧方式对于高寒草甸土壤酶活性及土壤养分的影响,揭示了放牧方式与高寒草甸土壤氮元素相关酶活性的相互关系及其响应程度,为青藏高原高寒草甸合理放牧方式提供基础数据。

关键词：高寒草地放牧方式土壤酶土壤养分

科尔沁沙质草地植物群落高度空间异质性对不同放牧方式的响应

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植物生态学报 2022年第4期46卷 394-404页

作者：白悦刘晨黄月董亚楠王露西北工业大学生态环境学院西安710129 中国科学院沈阳应用生态研究所沈阳110016

放牧是影响草地植被空间异质性的重要生物驱动因素。大型草食动物会通过采食、践踏和排泄粪便等方式影响草地植被空间异质性。同时,植物群落高度是重要的草地结构参数,但目前关于不同放牧方式对草地植物群落高度空间异质性的研究较少。... 详细信息

放牧是影响草地植被空间异质性的重要生物驱动因素。大型草食动物会通过采食、践踏和排泄粪便等方式影响草地植被空间异质性。同时,植物群落高度是重要的草地结构参数,但目前关于不同放牧方式对草地植物群落高度空间异质性的研究较少。该研究基于传统及地统计学方法,设置未放牧(NG)、牛单牧(CG)、羊单牧(SG)、牛羊混牧(MG)4种处理,探究科尔沁沙质草地植物群落高度空间异质性对不同放牧方式的响应。结果表明:研究样地内植物群落平均高度为SG(38.86 cm)>NG(21.01 cm)>MG(17.29 cm)>CG(13.36 cm)。各处理下变异系数的结果均为中等变异,且变异范围在37.82%-66.97%之间,依次为NG>MG>CG>SG。通过对半方差函数参数进行最适模型拟合,NG、MG、CG、SG 4种处理分别对应球状模型、指数模型、线性模型、线性模型,且结构比大小为MG(82.7%)>NG(80.3%)>SG(40.2%)>CG(39.1%)。此外,采用Kriging插值法和分形维数对研究样地内植物群落高度空间格局分析表明,NG样地中植被高度呈现斑块化空间分布特征,MG维持了植被群落高度斑块化的空间格局,CG、SG则均质化植被群落高度空间格局。各放牧处理中分形维数(D0)均较接近2,即各放牧样地内植被高度格局简单,空间结构较好。综上所述,牛羊混牧能够维持草地植物群落高度的空间异质性,而牛单牧和羊单牧则降低了其空间异质性,由此建议科尔沁沙质草地可采取牛羊混合放牧的管理制度来维持草地植被空间异质性,进而可能间接促进草地动物多样性。

关键词：空间异质性放牧方式植物群落高度地统计学沙质草地

不同放牧方式对典型草原土壤有机碳组分及其稳定性的影响

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不同放牧方式对典型草原土壤有机碳组分及其稳定性的影响

作者：李航宇内蒙古大学

学位级别：硕士

草地生态系统是陆地生态系统中最重要的碳库之一,土壤有机碳组分在草地生态系统的碳循环和区域气候调节中起着至关重要的作用。放牧是草地生态系统主要的利用方式与管理方式,如今土壤有机碳组分与稳定性的研究多集中于农田和森林土壤,... 详细信息

草地生态系统是陆地生态系统中最重要的碳库之一,土壤有机碳组分在草地生态系统的碳循环和区域气候调节中起着至关重要的作用。放牧是草地生态系统主要的利用方式与管理方式,如今土壤有机碳组分与稳定性的研究多集中于农田和森林土壤,在草原生态系统中多考虑放牧强度的影响,对不同类型家畜及其混合放牧方式的研究相对较少。本文基于2013年在内蒙古典型草原毛登牧场设置的长期放牧实验平台,设置了牛单牧、羊单牧、牛羊混牧和不放牧四种放牧方式,分别于2020年和2021年测定了各放牧方式下的地上生物量、地下生物量、土壤总碳、土壤有机碳、易氧化有机碳、颗粒有机碳、矿物结合有机碳、微生物生物量碳及可溶性有机碳,分析了不同放牧方式对土壤有机碳组分及其稳定性的影响。主要结果与结论如下:1.各放牧方式显著降低了群落地上生物量,其中2020年牛羊混牧地上生物量最低(72.9g/m),比对照降低了54.27%;2021年牛单牧的地上生物量最低(110.42g/m),比对照降低了44.16%。2020年的群落地下生物量,与对照(269.17g/m)相比,三种放牧方式均显著降低了群落地下生物量(牛单牧196.13g/m,羊单牧151.82g/m,牛羊混牧155.75g/m),降幅在27.13%—43.6%之间;2021年的地下生物量,与对照相比(255.72g/m),仅牛羊混牧(157.84g/m)显著下降,降幅为37.54%。年际间降水量的波动是造成2020与2021年度间地上生物量和地下生物量表现不一致的主要原因。2.两年内牛单牧均显著降低了土壤有机碳含量(年平均含量为10.9g/kg),而牛单牧与牛羊混牧均显著降低了易氧化有机碳含量(年平均含量分别为59.59mg/kg与70.75mg/kg);牛单牧的土壤有机碳平均降幅为23.92%,易氧化有机碳牛单牧与牛羊混牧年平均降幅为23.74%和20.86%。总有机碳和易氧化有机碳随土层深度的加深呈下降趋势,且各土层间差异均显著。3.2020年羊单牧和牛羊混牧都显著降低了颗粒有机碳含量(分别为5.21g/kg与4.72 g/kg),分别比对照降低了33.21%和39.49%;2021年颗粒有机碳在各放牧方式间无显著差异;矿物结合有机碳两年均表现为牛单牧显著降低(年平均含量为3.45g/kg),年平均降幅达46.6%;2020年羊单牧和牛羊混牧显著增加了矿物结合有机碳含量(分别为7.89 g/kg与7.68 g/kg),增幅为17.11%和14.84%。颗粒有机碳和矿物结合有机碳在牛单牧下0-30cm的土层间表现为含量差异显著,30-50cm无显著差异,羊单牧与牛羊混牧各土层间差异不显著。4.三种放牧方式均显著降低了微生物量生物量碳(分别为691.98mg/kg,768.72mg/kg,761.55mg/kg)与可溶性有机碳(57.79mg/kg,54.91mg/kg,55.85mg/kg),平均降幅分别为16.99%,和32.41%。二者年际间变化不明显。微生物生物量碳和可溶性有机碳在牛单牧下0-30cm与30-50cm处差异显著,羊单牧与牛羊混牧各土层间差异不显著。5.2020年土壤有机碳稳定性表现为对照=羊单牧>牛羊混牧>牛单牧,与对照相比牛单牧土壤有机碳稳定指数下降了58.72%;2021年其表现为牛羊混牧>对照=羊单牧>牛单牧,与对照相比,牛羊混牧土壤有机碳稳定指数增加了11.19%,而牛单牧则显著降低了30.37%。土壤有机碳稳定性受到土壤总碳和矿物结合有机碳的影响,且有一定的年度差异。

关键词：放牧方式生物量有机碳组分有机碳稳定性典型草原

高寒草地土壤节肢动物群落结构及其季节动态对放牧方式的响应

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高寒草地土壤节肢动物群落结构及其季节动态对放牧方式的响应

作者：孙彩彩青海大学

学位级别：硕士

土壤节肢动物(Soil arthropods)是草地生态系统中数量大、种类多的一个类群,参与草地生态系统的物质循环及能量流动等重要过程,其群落结构和数量主要受到食物资源、生存环境的影响,放牧作为草地的主要利用方式通过影响植物和土壤理化性... 详细信息

土壤节肢动物(Soil arthropods)是草地生态系统中数量大、种类多的一个类群,参与草地生态系统的物质循环及能量流动等重要过程,其群落结构和数量主要受到食物资源、生存环境的影响,放牧作为草地的主要利用方式通过影响植物和土壤理化性质对土壤节肢动物群落结构产生影响。牦牛和藏羊是青藏高原最重要的两种放牧家畜,因二者采食过程的差异,对植物和土壤具有不同的影响。本研究拟通过在环青海湖流域高寒草地设置放牧控制试验,研究不同放牧方式(即牦牛和藏羊及其不同混合比例)对土壤节肢动物群落的影响,以探讨土壤节肢动物与植物群落、土壤特征间的关系,为青藏高原高寒草地合理利用、科学管理提供数据支持和理论依据。本研究设置了6个放牧处理(无放牧(CK)、牦牛单牧(YG)、藏羊单牧(SG)、牦牛藏羊1:2混合放牧(MG1:2)、牦牛藏羊1:4混合放牧(MG1:4)、牦牛藏羊1:6混合放牧(MG1:6)),通过干漏斗法(Tullgren法)对土壤节肢动物进行分离,并将大部分土壤节肢动物鉴定至科水平,统计个体数、类群数,计算土壤节肢动物多样性指数,结合土壤特征、植被特征,探讨土壤节肢动物与植被、土壤特征之间的关系。通过研究得出如下研究结果:1.与无放牧(CK)处理相比,藏羊单牧(SG)处理土壤全效养分、土壤速效养分、植物物种数、群落盖度、植株平均高度和植物生物量均较高。2.高寒草地返青前期土壤节肢动物隶属2纲3目7科,优势类群为螨总科(Acaroidae)和甲螨总科(Oribatida);生长旺期土壤节肢动物隶属4纲8目28科,优势类群为螨总科和甲螨总科;枯黄期土壤节肢动物3纲5目9科,优势类群为螨总科、甲螨总科和棘跳科(Onychiuridae)。3.高寒草地返青前期0-15 cm土层土壤节肢动物数量为15.10～23.95×10/m,生长旺期数量为30.52～49.23×10/m,枯黄期数量为23.04～37.37×10/m。土壤节肢动物在植物生长旺期数量最多、类群最丰富。4.与无放牧相比,返青前期,牦牛藏羊1:4混合放牧(MG1:4)可提高土壤节肢动物丰富度指数及类群数;生长旺期,藏羊单牧(SG)可提高土壤节肢动物丰富度指数及类群数;枯黄期,牦牛藏羊1:6混合放牧(MG1:6)可提高土壤节肢动物丰富度指数及类群数。不同放牧家畜及不同放牧家畜不同比例对土壤节肢动物群落影响不同。5.植物和土壤特征对土壤节肢动物影响不同,土壤节肢动物类群数与土壤含水量、植物平均高度和植物生物量呈正相关;土壤节肢动物总数量与植物平均高度、植物生物量呈正相关;均匀度指数与土壤速效磷、容重呈正相关,与植物平均高度、植物生物量呈负相关;丰富度指数与土壤速效氮、植物生物量呈正相关;多样性指数与土壤全磷、速效磷呈正相关。土壤速效磷、土壤速效氮、土壤容重和植物平均高度是影响土壤节肢动物数量的主要因子。综上所述,本文阐明了不同放牧方式对土壤节肢动物群落的影响,阐述了放牧方式通过改变土壤特征和植物群落进而影响土壤节肢动物的影响。土壤节肢动物是草地生态系统的重要参与者和调节者,其对放牧的响应,是制定青藏高原高寒草地合理放牧方式的重要依据。

关键词：高寒草地季节动态放牧方式土壤节肢动物群落组成土壤节肢动物群落多样性

放牧方式对暖温型草原区短花针茅群落特征及α多样性的影响

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中国草地学报 2019年第4期41卷 87-93页

作者：曲艳李青丰段茹晖樊如月刘重阳牛茹内蒙古农业大学草原与资源环境学院/农业部饲草栽培加工与高效利用重点实验室/草地资源教育部重点实验室内蒙古呼和浩特010011

为研究暖温性草原区植物群落特征和草地生产力对不同放牧模式的响应,探讨草地生产力和多样性指数的关系,选择内蒙古和林格尔县暖温性草原区短花针茅群落作为样地,采用划区轮牧、自由放牧Ⅰ(载畜率3.48只羊/hm^2)、自由放牧Ⅱ(载畜率4.0... 详细信息

为研究暖温性草原区植物群落特征和草地生产力对不同放牧模式的响应,探讨草地生产力和多样性指数的关系,选择内蒙古和林格尔县暖温性草原区短花针茅群落作为样地,采用划区轮牧、自由放牧Ⅰ(载畜率3.48只羊/hm^2)、自由放牧Ⅱ(载畜率4.00只羊/hm^2)和围栏禁牧4种放牧方式,2017年连续6个月进行草地健康监测。结果显示:不同放牧方式对草地群落特征及α多样性均存在显著影响(P放牧方式;8月围栏禁牧下的草地生产力虽高于其他放牧方式,但10月份4种放牧制度下草地生产力差异较8月份小。综上,和林格尔县暖温型草地可以支持放牧行为,划区轮牧可保证草地可持续发展。

关键词：放牧方式群落特征 α多样性草地生产力回归关系

放牧方式对中蒙典型草原植物功能群特征的影响

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植物研究 2013年第2期33卷 159-165页

作者：包秀霞易津廉勇晓霞包秀平呼和浩特民族学院环境工程系呼和浩特010051 内蒙古农业大学农学院呼和浩特010018 内蒙古农牧业科学院蔬菜所呼和浩特010031 舍伯吐镇中心校通辽029322 江西广播电视艺术幼儿园南昌330046

基于中蒙典型草原不同放牧方式,研究了不同放牧方式下中蒙典型草原植物功能群特征。结果显示,内蒙古定居放牧样地多年生草本比例显著低于其它放牧样地,比例为57.576%;而旱生植物比例显著高于其它放牧样地,比例为69.697%。蒙古四季游牧... 详细信息

基于中蒙典型草原不同放牧方式,研究了不同放牧方式下中蒙典型草原植物功能群特征。结果显示,内蒙古定居放牧样地多年生草本比例显著低于其它放牧样地,比例为57.576%;而旱生植物比例显著高于其它放牧样地,比例为69.697%。蒙古四季游牧样地功能群多样性指数和优势度指数均高于内蒙古放牧样地,均匀度指数与多样性指数相反。功能群多样性指数与优势度指数间呈显著正相关(r>0.855,P放牧导致草原植被群落退化,降低草原生态经济价值。

关键词：典型草原放牧方式功能群多样性功能群生态位

不同放牧方式对祁连山高寒草甸有机碳、氮库的影响

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草地学报 2020年第5期28卷 1412-1420页

作者：杜凯康宇坤张德罡苏军虎甘肃农业大学草业学院/草业生态系统教育部重点实验室/甘肃省草业工程实验室/中美草地畜牧业可持续发展研究中心甘肃兰州730070 甘肃农业大学-新西兰梅西大学草地生物多样性研究中心甘肃兰州730070

为明晰不同放牧方式对祁连山高寒草甸有机碳、氮库的影响,本试验以祁连山东缘全年连续放牧(Continuous grazing,CG)、冷季重度放牧(Heavily grazing in cold season,HG)、冷季轻度放牧(Lightly grazing in cold season,LG)、划区轮牧(Ro... 详细信息

为明晰不同放牧方式对祁连山高寒草甸有机碳、氮库的影响,本试验以祁连山东缘全年连续放牧(Continuous grazing,CG)、冷季重度放牧(Heavily grazing in cold season,HG)、冷季轻度放牧(Lightly grazing in cold season,LG)、划区轮牧(Rotational grazing,RG)和全年禁牧(Non-grazing,NG)的高寒草甸为研究对象,系统研究地上植物层、凋落物层、土壤层和根系层有机碳、氮库的变化。试验结果表明:HG,LG,RG和NG较CG均能显著(P放牧方式能够有效提高高寒草甸土-草系统有机碳、氮储量,实现碳、氮增汇的目的。综合考虑草地土-草系统有机碳、氮储量及草地资源的有效利用,高寒草甸的最佳放牧方式为划区轮牧。

关键词：祁连山高寒草甸放牧方式有机碳库氮库