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降水调节荒漠草原生态系统碳交换对增温和氮添加的响应

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草地学报 2024年第4期32卷 1224-1233页

作者：武倩鞠馨任海燕韩国栋内蒙古农业大学草原与资源环境学院草地资源教育部重点实验室内蒙古呼和浩特010011

气候变暖和大气氮沉降对草地生态系统功能有重要影响。然而,降水变化如何调节荒漠草原生态系统生产功能对气候变暖和氮沉降的响应还不清楚。本研究基于内蒙古短花针茅(Stipa breviflora Griseb.)荒漠草原长期增温和氮添加试验平台,分析... 详细信息

气候变暖和大气氮沉降对草地生态系统功能有重要影响。然而,降水变化如何调节荒漠草原生态系统生产功能对气候变暖和氮沉降的响应还不清楚。本研究基于内蒙古短花针茅(Stipa breviflora Griseb.)荒漠草原长期增温和氮添加试验平台,分析两个连续降水差异较大年份中植物生产力和生态系统碳交换对增温和氮添加响应的不同。结果表明:(1)植物群落地上生物量在干旱和湿润年份有显著差异。在干旱年份,氮添加使得C_(3)植物地上生物量显著降低了10.50%;在湿润年份,氮添加使得植物群落地上生物量和C_(3)植物地上生物量分别显著增加了11.69%和8.06%。(2)在干旱年份,氮添加显著促进了净生态系统碳固定,而增温显著降低了总生态系统生产力;在湿润年份,增温和氮添加对生态系统碳交换均没有显著影响。因此,野外长期监测结合年际间降水波动对分析全球变化影响草原生态系统功能十分必要。

关键词： C_(3)植物 C_(4)植物荒漠草原生态系统CO_(2)交换全球变化

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载畜率对冷蒿不同根际距离土壤细菌及其碳氮含量的影响

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草地学报 2024年第2期32卷 386-395页

作者：王瑞刘海丽朱爱民王煜鑫任梓欢韩国栋内蒙古农业大学草原与资源环境学院草地资源教育部重点实验室内蒙古呼和浩特010011

为了探究荒漠草原不同载畜率下半灌木植物冷蒿(Artemisia frigida)根、茎、叶碳氮含量与其根际、非根际土壤细菌群落结构的关系,利用高通量测序技术分析土壤(根际和非根际)细菌多样性和群落组成,测定根、茎、叶碳氮含量,分析细菌多样性... 详细信息

为了探究荒漠草原不同载畜率下半灌木植物冷蒿(Artemisia frigida)根、茎、叶碳氮含量与其根际、非根际土壤细菌群落结构的关系,利用高通量测序技术分析土壤(根际和非根际)细菌多样性和群落组成,测定根、茎、叶碳氮含量,分析细菌多样性与根茎叶碳氮含量的关系。结果表明:不同载畜率对冷蒿根茎叶的碳氮含量存在显著影响,中度和重度放牧会限制冷蒿的生长发育。不同载畜率下,根际土壤属水平下细菌的相对丰度均高于非根际土壤,根际与非根际土壤细菌Simpson指数、ACE指数均存在显著性差异(P<0.05)。冷蒿根茎叶碳氮含量与土壤中红色杆菌属和亚硝化球菌属的相对丰度存在相关性关系。

关键词：载畜率细菌根际土壤非根际土壤根茎叶碳氮含量

喷施外源肌醇对草地早熟禾响应干旱胁迫的抗氧化特性分析

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草地学报 2024年第8期32卷 2584-2591页

作者：刘雪婷石凤翎叶文兴内蒙古农业大学草原与资源环境学院/草地资源教育部重点实验室内蒙古呼和浩特010011

分析草地早熟禾(Poa pratensis Linn.)经喷施外源肌醇(myo-Inositol,MI)处理后有关抗氧化特性的差异,可为提高草地早熟禾耐旱性措施提供理论依据。本研究以草地早熟禾(Poa pratensis L.)品种‘肯塔基’(Kentucky)为材料,出苗40 d后叶面... 详细信息

分析草地早熟禾(Poa pratensis Linn.)经喷施外源肌醇(myo-Inositol,MI)处理后有关抗氧化特性的差异,可为提高草地早熟禾耐旱性措施提供理论依据。本研究以草地早熟禾(Poa pratensis L.)品种‘肯塔基’(Kentucky)为材料,出苗40 d后叶面喷施5个浓度MI溶液,持续5 d后进行土壤自然失水干旱胁迫,在6个干旱胁迫时间下观测不同浓度MI溶液处理后植株的表型、叶绿素含量、过氧化氢含量和抗氧化酶系统活性等生理指标,通过主成分分析、相关性分析和隶属函数评价MI处理后草地早熟禾的耐旱性。结果发现喷施MI能减缓叶绿素含量降解、减少氧自由基产生及丙二醛积累量、提高抗氧化酶系统活性;相关分析表明叶绿素、氧自由基等指标与草地早熟禾的抗旱性有关,且叶绿素与自由基含量之间、抗氧化酶系统活性之间呈显著正相关。本研究确定了草地早熟禾喷施外源肌醇处理后可提高抗旱性,其中叶片在400 mg·L^(-1)MI处理下植株表现抗旱性最佳。

关键词：草地早熟禾干旱胁迫肌醇抗氧化酶系统活性

放牧对荒漠草原主要植物种群空间格局与生态位的影响

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草地学报 2024年第4期32卷 1177-1183页

作者：熊梅安海波赵萌莉乔荠瑢张峰郑佳华内蒙古民族大学农学院内蒙古通辽028000 内蒙古农业大学草原与资源环境学院内蒙古呼和浩特010011

本研究以短花针茅(Stipa breviflora)荒漠草原为研究对象,在长期不同载畜率(对照CK、轻度放牧LG、中度放牧MG和重度放牧HG)放牧样地,通过群落调查探讨建群种短花针茅、优势种冷蒿(Artemisia frigida)和无芒隐子草(Cleistogenes songori... 详细信息

本研究以短花针茅(Stipa breviflora)荒漠草原为研究对象,在长期不同载畜率(对照CK、轻度放牧LG、中度放牧MG和重度放牧HG)放牧样地,通过群落调查探讨建群种短花针茅、优势种冷蒿(Artemisia frigida)和无芒隐子草(Cleistogenes songorica)以及主要伴生种银灰旋花(Convolvulus ammannii)的空间分布格局和生态位特征。结果表明:物种多样性指数随载畜率增加而降低,在HG处理显著低于其他处理(P<0.05);不同载畜率下,4种植物均为聚集分布的格局;随载畜率的增加,短花针茅和无芒隐子草的聚集强度降低,生态位变宽,冷蒿和银灰旋花的聚集强度提高,生态位变窄;短花针茅和无芒隐子草之间的生态位重叠随载畜率的增加而增加,二者的种间竞争作用加强,而冷蒿和银灰旋花之间或二者与短花针茅或无芒隐子草之间的生态位重叠均降低。综上,放牧改变了4种植物种群的空间分布和生态位,随载畜率增加,群落中短花针茅和无芒隐子草在群落中处于优势地位,冷蒿和银灰旋花在群落中的地位减弱。

关键词：载畜率空间格局荒漠草原生态位

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放牧对荒漠草原主要植物微斑块物种组成与更替的影响

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草地学报 2024年第4期32卷 1112-1119页

作者：熊梅安海波赵萌莉乔荠瑢张峰郑佳华内蒙古民族大学农学院内蒙古通辽028000 内蒙古农业大学草原与资源环境学院内蒙古呼和浩特010019

为探讨不同植物斑块物种组成对放牧的响应规律,本研究以不同载畜率下短花针茅(Stipa breviflora)荒漠草原:冷蒿(Artemisia frigida)、无芒隐子草(Cleistogenes songorica)和银灰旋花(Convolvulus ammannii)种群微斑块为研究对象,在斑块... 详细信息

为探讨不同植物斑块物种组成对放牧的响应规律,本研究以不同载畜率下短花针茅(Stipa breviflora)荒漠草原:冷蒿(Artemisia frigida)、无芒隐子草(Cleistogenes songorica)和银灰旋花(Convolvulus ammannii)种群微斑块为研究对象,在斑块不同位置进行群落调查,分析斑块群落物种组成、更替和多样性的变化特征。结果表明:经过12年放牧,冷蒿斑块的物种相似性随载畜率增加显著降低(P部区(P环境物种交换增多,无芒隐子草在斑块中占主导地位,而银灰旋花由于生物量和多样性的显著降低在群落中处于劣势;冷蒿斑块随载畜率增加生物量急剧减少,不同位置间的物种更替增强。本研究可为放牧利用下荒漠草原的可持续利用提供参考。

关键词：载畜率荒漠草原斑块 α多样性 β多样性短花针茅

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草地利用方式对土壤线虫群落结构及代谢足迹的影响

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中国环境科学 2024年第6期44卷 3342-3352页

作者：武振丹卢俊艳马尚飞叶贺张雅玲杨殿林红梅内蒙古农业大学草原与资源环境学院内蒙古呼和浩特010018 内蒙古土壤质量与养分资源重点实验室农业生态安全与绿色发展内蒙古高等学校重点实验室内蒙古呼和浩特010018 中国农业科学院草原研究所内蒙古呼和浩特010010 农业农村部环境保护科研监测所天津300191

2021年8月在贝加尔针茅草甸草原刈割、自由放牧与围封(对照)样地进行土壤线虫采集,探究草地不同利用方式对土壤线虫群落结构特征及代谢足迹的影响.本研究共捕获土壤线虫15632条,隶属于55属,群落优势属为鹿角唇属(Cervidellus),垫咽属(Ty... 详细信息

2021年8月在贝加尔针茅草甸草原刈割、自由放牧与围封(对照)样地进行土壤线虫采集,探究草地不同利用方式对土壤线虫群落结构特征及代谢足迹的影响.本研究共捕获土壤线虫15632条,隶属于55属,群落优势属为鹿角唇属(Cervidellus),垫咽属(Tylencholaimus)和丝尾垫刃属(Filenchus),分别占总捕获量的7.05%,7.14%和6.18%.较围封生境,线虫总多度在自由放牧生境显著降低.从功能类群来看,3种生境下植食性线虫(33.84%~37.45%)与c-p 2类群(38.78%~47.58%)相对多度占比最大,且均在刈割生境与自由放牧生境显著增加.从多样性与生态指数来看,相较于围封,自由放牧生境成熟度指数(MI)与富集指数(EI)显著下降,基础指数(BI)显著增加,表明在自由放牧生境线虫群落多样性及稳定性降低,而食物网抗干扰能力增强;刈割生境结构指数(SI)显著提高,刈割生境食物网连通性提高,食物链加长.且在不同草地利用方式下线虫通路比值(NCR)>0.5瓦斯乐思卡指数(WI)>1,说明草甸草原土壤矿化途径的主要承担者是食微线虫,有机质分解以细菌通道为主.从代谢足迹来看,刈割和自由放牧生境均降低了线虫复合代谢足迹(TNf)和功能代谢足迹,食物网处于结构化状态,围封生境显著增加了线虫群落的整体活性和碳流动,食物网处于较为稳定的代谢平衡状态.不同草地利用方式下地下生物量(BGB),植物个体数(P-N)和速效钾(AK)是影响线虫群落发展的主要环境因子.综上所述,土壤线虫群落结构在不同草地利用方式下差异显著,不同生境中环境因子的变化是驱动土壤线虫群落变化的主要因子.

关键词：土壤动物群落特征代谢足迹草甸草原草地利用方式

长期不同放牧强度下荒漠草原优势种无芒隐子草叶片解剖结构变化

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植物生态学报 2024年第3期48卷 331-340页

作者：萨其拉张霞朱琳康萨如拉内蒙古农业大学草原与资源环境学院农业农村部饲草栽培、加工与高效利用重点实验室草地资源教育部重点实验室呼和浩特010019

为探讨长期(19年)放牧干扰下荒漠草原植物的响应与适生策略,该研究以荒漠草原优势种无芒隐子草(Cleistogenes songorica)作为研究对象,测量不同放牧强度(控制、轻度、中度、重度)下叶片解剖结构指标,探讨无芒隐子草叶片解剖结构对长期... 详细信息

为探讨长期(19年)放牧干扰下荒漠草原植物的响应与适生策略,该研究以荒漠草原优势种无芒隐子草(Cleistogenes songorica)作为研究对象,测量不同放牧强度(控制、轻度、中度、重度)下叶片解剖结构指标,探讨无芒隐子草叶片解剖结构对长期放牧干扰作出的响应。结果表明:(1)保护组织方面,角质层厚度、角质层厚度占叶片厚度比均随着放牧强度的增加呈先减小后增加趋势。泡状细胞厚度随着放牧强度的增加先减小后增加,与对照、中度、重度放牧区相比,轻度放牧区泡状细胞厚度显著减小。(2)维管组织方面,维管束面积、导管面积、韧皮部面积3个指标均随放牧强度的增加呈先增加后减小趋势。木质部面积随着放牧强度增加先减小后增加。维管组织占比方面,木质部占维管束面积比随着放牧强度增加而增加,而主导管占主脉维管束面积比随着放牧强度增加而减小。韧皮部面积随着放牧强度的增加呈先增加后减小趋势,与对照区相比,3种放牧区韧皮部面积显著减小。(3)花环结构面积随着放牧强度的增加呈增加趋势,与对照区相比,3种放牧区花环结构面积显著增加。上述结果表明无芒隐子草叶片各项解剖结构均对长期放牧干扰作出适当响应以确保自身在受放牧等人为干扰的荒漠草原脆弱生态系统中持续生存。

关键词：荒漠草原长期放牧放牧强度叶片解剖结构无芒隐子草

河套平原沙漠区3种乡土树种人工栽培后的生态适应性

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植物研究 2024年第4期44卷 612-624页

作者：孙耀文马迎梅任晓敏韩峰陈鑫左朗内蒙古农业大学沙漠治理学院呼和浩特010010 内蒙古农业大学草原与资源环境学院呼和浩特010010

乌兰布和沙漠东北段的防护林是保护东部河套平原农业生产的重要生态屏障,由于对人工造林研究缺乏重视,许多防护林体系中的林分有一定的衰退趋势。研究乡土树种人工栽培后的生态适应性,是指导人工防护林建设和可持续经营的重要举措。为... 详细信息

乌兰布和沙漠东北段的防护林是保护东部河套平原农业生产的重要生态屏障,由于对人工造林研究缺乏重视,许多防护林体系中的林分有一定的衰退趋势。研究乡土树种人工栽培后的生态适应性,是指导人工防护林建设和可持续经营的重要举措。为了深入探究乌兰布和沙漠乡土树种人工栽培后的生态适应性,本文以3种乡土树种沙冬青(Ammopiptathus mongolicus)、霸王(Zygophyllum xanthoxylon)和蒙古扁桃(Prunus mongolica)为研究对象,通过测定功能性叶片表皮形态、解剖结构、生理指标,结合当地气象数据,阐释3种植物对沙漠环境的适应机制。结果表明:3种植物分别以不同方式适应沙漠环境。沙冬青通过增大叶面积来增加受光面积、提高光合效率,利用密集的表皮毛和发达的角质层强化叶片机械防御能力,降低强光灼伤及水分蒸腾,维持细胞水分平衡,从而降低细胞膜脂过氧化。蒙古扁桃叶片簇生,通过增加叶片数量增加受光面积、提高光合效率,通过卷曲叶片躲避强光灼伤,通过特化气孔位置(将气孔全部分布于叶片下表面),利用发达的维管束、丰富的黏液细胞和晶体结构来降低水分蒸腾,维持细胞水分平衡,从而降低细胞膜脂过氧化。霸王叶片呈圆柱状条形结构,通过降低风阻,降低叶片遭受风沙流危害的概率,通过生理代谢调节提高叶片抗氧化物酶活性和渗透调节物质含量,维持细胞水分和活性氧代谢平衡。这些发现揭示了3种植物在应对荒漠环境时所采取的不同的适应策略,为乌兰布和沙漠东北部乡土树种的引种驯化提供了新思路。

关键词：沙漠生态系统生态适应能力解剖结构生理特性防护林

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长期放牧对内蒙古荒漠草原土壤不同组分有机磷含量的影响

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草地学报 2024年第5期32卷 1479-1488页

作者：吴佳芯张育涵李邵宇韩国栋内蒙古农业大学草原与资源环境学院内蒙古呼和浩特010010 内蒙古农业大学草地资源教育部重点实验室内蒙古呼和浩特010010 内蒙古自治区林业和草原工作总站内蒙古呼和浩特010010

探究长期放牧对荒漠草原土壤不同组分有机磷含量的影响,对干旱半干旱草地生态系统的合理利用和地力提升具有重要意义。本研究依托于乌兰察布市四子王旗内蒙古农牧业科学院研究基地的长期放牧平台,设置4个不同放牧强度:轻度(Light grazin... 详细信息

探究长期放牧对荒漠草原土壤不同组分有机磷含量的影响,对干旱半干旱草地生态系统的合理利用和地力提升具有重要意义。本研究依托于乌兰察布市四子王旗内蒙古农牧业科学院研究基地的长期放牧平台,设置4个不同放牧强度:轻度(Light grazing,LG)、中度(Moderate grazing,MG)、重度(Heavy grazing,HG)和对照(Control,CK),通过测定土壤理化性质、微生物群落特性,并利用Bowman-Cole磷分级体系测定不同组分有机磷含量,揭示不同组分有机磷对放牧强度的响应机制。结果表明:荒漠草原土壤有机磷组分占比情况为:中活性有机磷>活性有机磷>稳性有机磷。其中,活性有机磷含量随放牧强度增加显著增加,中活性有机磷含量随放牧强度增加显著降低,而稳性有机磷含量的差异未达显著水平。放牧通过改变土壤微生物和间接影响土壤有机质来调控活性有机磷含量;放牧通过改变土壤磷养分间接调控中活性有机磷含量。综上,长期放牧对荒漠草原不同组分有机磷含量的影响存在差异,可通过提高微生物代谢底物养分缓解放牧导致的磷资源短缺,这将有助于提高土壤养分有效性从而维持草地生态功能的可持续利用。

关键词：荒漠草原放牧强度有机磷组分微生物生物量磷土壤碱性磷酸酶