植物个体受放牧干扰影响,通过自身权衡不同功能性状,对不同放牧强度干扰做出差异性适应。为研究长期放牧条件下,植物个体各性状对不同放牧梯度的差异性响应,本研究以荒漠草原优势种无芒隐子草(Cleistogenes songorica)为研究对象,分析其个体功能性状对放牧的响应变化、地上生物量与各功能性状间的关系,以及各功能性状对个体地上生物量的影响权重。结果表明:随放牧强度增加,叶片各性状指标、个体生物量、植株高度、冠(丛)幅均有明显变小、变矮的趋势;除茎基部直径和平均叶长外,无芒隐子草个体地上生物量、茎重、叶重与植株茎、叶各表型性状均呈正相关关系,植物个体地上生物量组分具有较大的变异性,变异性较小的表型性状指标与地上生物量组分的相关性系数相对偏低;影响无芒隐子草地上生物量的表型性状中,总叶面积、叶片数和平均叶长的VIP(variable importance projection)值大于1,其对植物个体地上生物量的贡献率达到61.01%。放牧导致无芒隐子草各功能性状出现显著性差异,但并未改变其作为优势种的地位。

以内蒙古高原短花针茅(Stipa breviflora)荒漠草原为研究对象,设置不放牧(对照区, CK)、轻度放牧(LG)、中度放牧(MG)和重度放牧(HG) 4个放牧强度处理,分析丛生类禾草空间分布状态及其对放牧强度的响应。结果表明,随着放牧强度增加,无芒隐子草(Cleistogenes songorica)空间分布的多重分形度逐渐增大。无芒隐子草空间分布多重分形特征在CK处理下最为复杂,随放牧强度增加,空间分布的多重分形特征复杂程度增加,但均小于CK处理。无芒隐子草空间分布的均匀度在LG和MG处理下较大。CK处理下无芒隐子草空间分布的复杂性主要由母株株丛繁殖能力、扩散能力和群落中种群竞争决定,HG处理下无芒隐子草空间分布的复杂性由放牧家畜选择性采食、随机游走践踏和种群本身的耐受能力决定。

采用取代系列试验设计,研究三裂叶豚草和菊芋的密度比为1.00:0.00,0.75:0.25,0.5:0.5,0.25:0.75,0.00:1.00条件下,菊芋对三裂叶豚草地上部分生长量的控制效果,结合相对产量,分析菊芋替代三裂叶豚草的地上部分竞争效应。结果表明:混种条件下,三裂叶豚草株高和地上部分生物量显著低于对照,三裂叶豚草的叶面积在其和菊芋的密度比为0.5:0.5和0.25:0.75时也显著低于单种处理,即菊芋有效地控制了三裂叶豚草地上部分生长量的增加。菊芋的光竞争优势可能是其有效控制三裂叶豚草地上部分生长量的主要原因,菊芋对三裂叶豚草存在竞争抑制作用,而菊芋种内竞争影响大于种间竞争。

【目的】实现烟草的数字化与可视化。【方法】本文采用模板技术对烟草植株进行三维重构,首先通过三维数字化仪对烟草器官进行测量和形态特征提取,然后基于形态结构特征分别建立了烟草叶片、花朵、果实和茎节等器官的参数化几何模型,保存为模板文件,最后调用相应的模板文件,结合图形变换方法拼接成完整植株几何模型。【结果】利用本文方法可方便构造烟草各主要时期的三维模型。【结论】所建立的烟草植株几何模型具有较高的真实感,为其三维形态交互设计和可视化模拟提供了技术支撑。

【目的】土壤微生物数量和酶活性是土壤质量和生态系统功能变化的敏感指标,是判别干扰条件下土壤生态系统退化的重要生物学指标。研究不同放牧强度下温性草甸草原土壤生物性状及其与地上植被的关系,以了解放牧作用下草原土壤与植被退化的过程和机制,为退化草地生态恢复提供理论依据。【方法】以呼伦贝尔草甸草原肉牛控制放牧试验为平台,分析4种不同放牧强度(对照区G0.00:0.00 Au·hm-2、轻度放牧G0.23:0.23 Au·hm-2、中度放牧G0.46:0.46 Au·hm-2、重度放牧G0.92:0.92 Au·hm-2)下温性草甸草原地上植被、土壤微生物生理群数量以及土壤酶活的特性,并探讨土壤生物性状...

植物功能性状能够反映群落对环境的适应策略并决定生态系统的功能,研究群落功能性状在小流域尺度的空间异质性及环境驱动,对于植被资源管理以及植被恢复重建意义重大。以甘肃定西典型半干旱黄土小流域草地为研究对象,通过方差分解和冗余分析对7个功能性状的群落加权均值及其与非生物环境因素的相关性进行了研究,辨析影响功能性状空间异质性的关键驱动因子。结果显示,1)非生物因子对群落功能性状空间异质性的影响力大小为土壤物理属性>土壤化学属性>地形因子,而且三者间的相关性较强,表明三者间存在交互作用,并共同影响植物功能性状。2)土壤有效水分、全碳、速效氮、全氮、有机碳、pH、土壤容重7个因子对群落功能性状异质性有显著影响,其中土壤有效水分是主导因子,表明土壤有效水分是半干旱区植物功能性状变异的关键性驱动因子。

【目的】研究放牧强度对林草地土壤物理性状的变化。【方法】通过放牧试验的方法,研究了黄土高原丘陵沟壑区——山西偏关县草地和柠条林地在不同放牧强度、不同放牧畜种条件下表层土(0～10cm)的物理性状。【结果】放牧强度直接影响着草地和柠条林地土壤的物理结构。随放牧强度的增加,牲畜对土壤的践踏加剧,导致土壤紧实度增加,容重增加,含水量和孔隙度下降。从畜牧羊种选择来看,绵羊相对于山羊来说对放牧地践踏较轻,土壤容重较小,土壤含水量和孔隙度则较高。【结论】林草地土壤表层(0～10cm)的物理性状对放牧强度的反应比较敏感。

根据64个样点的测定数据,应用经典统计分析方法,探讨了褐土容重和含水量的空间变异性,并给出了不同置信水平和不同精度要求下两者的合理取样数目。在此基础上,应用半方差分析方法,进一步讨论了容重和含水量的空间变异结构和半方差函数模型。结果表明,容重和含水量的空间变异都是有结构的,容重的相关域为13m,含水量的相关域为10m。两者的半方差函数均可用球函数模型拟合。

植物功能性状调控植物响应环境条件变化，但也因受其影响而具有生态系统间和年际间差异。基于内蒙古典型草原四年的刈割和氮添加试验，我们研究了羊草（Leymus chinensis）等三种优势植物的植株高度、叶面积和叶片碳、氮含量等10种功能性状的响应，并分析了年际因素和试验处理的影响强度。刈割降低三种植物的植株高度，且刈割、添加氮和在刈割基础上添加氮这三种处理均提高植物叶片氮含量、降低碳氮比，但对植物功能性状的可塑性鲜有影响。植物功能性状及对处理的响应因受降水量年际差异的潜在影响，而具有强烈的年际间变异性。这说明，增强的降水量年际波动会增加预测植物功能性状乃至植物功能响应的难度，而考虑土地利用方式背景有助于实现准确预测。

放牧是天然草地的主要利用方式,也是草地管理的基本手段。昆虫是草地生态系统中生物多样性的重要组成部分,但有关放牧对昆虫多样性影响的相关研究还较少。本文基于Web of Science和中国知网两个文献数据库平台,对近40年来国内外有关放牧与昆虫多样性的文献进行检索,总结了放牧对草地昆虫多样性影响的已有研究成果,分析了昆虫多样性在不同放牧条件下的变化趋势,讨论了放牧影响昆虫多样性的途径。最后,针对当前放牧对昆虫多样性影响的研究的不足,提出了放牧条件下草地昆虫学今后的研究重点。

【目的】植物功能群及其多样性是维持群落结构复杂性和稳定性的基础,通过对不同放牧方式下植物功能群组成与结构的研究,深入了解呼伦贝尔草地生态系统植物功能群的构建、分布和环境适应机制,为草地生态系统群落演替方向的预测和永续经营提供科学依据。【方法】本文以内蒙古呼伦贝尔市陈巴尔虎旗的家庭牧场为研究对象,分别对禁牧、休牧和常牧样地中草地植被的物种、株数、高度、密度和生物量进行观测,并采用植物生活型和水分生态型功能群的分类方法,分析不同放牧样地的群落特征、功能群的物种组成和综合优势比的差异性。【结果】研究区内共记录物种35种,隶属于11个科,5种生活型,3种水分生态型。其中,菊科物种最多,占25.7%,禾本科占20%。常牧样地中寸草苔的重要值最高,而禁牧样地中羊草的重要值最高。休牧样地的物种丰富度指数和物种多样性指数显著高于禁牧和常牧样地。从植物生活型功能群来看,一、二年生草本功能群在常牧样地的综合优势比显著高于休牧和禁牧样地,而多年生丛生禾草功能群在常牧样地的综合优势比较低。从水分生态型功能群来看,本研究中植被类型以旱生植物为主,其综合优势比随放牧强度的增加而增加,而中生植物功能群则呈相反的变化趋势。【结论】研究区草地群落中多年生根茎禾草功能群的物种均为中生植物,而一、二年生草本功能群的物种多为旱生植物。与长期禁牧相比,休牧显著提高了草地群落的物种多样性,并促使多年生禾草和中生植物功能群逐渐取代一、二年生草本和旱生植物功能群。因此,科学的休牧制度有助于草地植物多样性的保护和退化生态系统的恢复。

无芒隐子草（Cleistogenes songorica）是我国西北荒漠草原乡土草种，在干旱区矿山修复中有巨大应用潜力，但其建植及植被恢复效果极易受干旱区风沙气候影响。本研究在西北干旱区煤矿渣山立地条件下，评估了不同的防风措施（对照，生态棒，草帘，草方格，无纺布+生态棒，草帘+生态棒）对无芒隐子草建植和植被恢复的影响，结果表明：不同的防风措施均能够降低矿山风速，其中草方格的地面粗糙度为0.15，防风效应为83%，防风效果最好；草方格、生态棒、生态棒+无纺布处理显著提高无芒隐子草建植初期的建植率（较对照分别提高0.5%、0.6%、0.4%）和密度（较对照分别提高60.4%、55.7%、45.7%）；所有防风处理均可显著提高植被盖度，其中无纺布+生态棒处理的植被盖度达到68.4%，较对照组高31.8%。本研究结果显示，草方格和无纺布+生态棒处理可以降低地块的风速、提高无芒隐子草建植率、密度以及植被盖度，对风沙较大的西北干旱矿区植被恢复提供了借鉴意义。

为了探究高寒草甸对牦牛长期放牧活动的响应，选择青藏高原高寒草甸为对象，调查不同放牧强度对高寒草甸植物群落生物量、功能群组成变化和牧草品质的影响，探讨植被功能群组成变化及牧草品质之间的互作关系。结果表明：1)禁牧处理下的植物群落生物量最高，但植物群落生物量在有放牧的样地随放牧强度的增加呈下降趋势；2)物种丰富度和多样性随放牧强度的增加基本呈单峰变化，中度放牧下群落多样性指数、物种丰富度和均匀度指数均高于轻牧和重牧；3)植物粗蛋白与粗灰分含量随放牧强度增加而上升；4)放牧强度增加，豆科、毛茛科和杂类草比例无显著变化(P> 0.05)，禾本科占比降低，禾本科与莎草科呈此消彼长的关系；5)功能群组成变化与牧草营养之间有显著相关关系，其中粗蛋白含量随禾本科比例下降而下降，但与豆科、毛茛科及菊科占比呈负相关关系，莎草科占比与中性洗涤纤维呈显著正相关关系。综上所述，不同放牧强度下植物群落特征及营养品质发生不同程度的变化，对比禁牧，轻度放牧对地上和地下生物量有最优的促进作用，中度放牧有助于群落物种多样性的增加。适度放牧可以保持草地植物群落稳定，促进草地生态系统可持续发展。

【目的】对我国及越南无患子属3种1变种的天然种质资源进行综合评价并定向筛选最优种质,为无患子属良种选育提供理论支撑和选育材料。【方法】基于我国14省(市、自治区)及越南1地区的无患子、川滇无患子、毛瓣无患子及石屏无患子共200份无患子属种质资源,针对20个种实性状,利用相关性、聚类和主成分分析等统计方法,分析种实性状变异,量化评价各种质。【结果】1)无患子属种实性状变异系数(CV)在5.46%～38.19%,平均变异系数为17.42%,以果皮皂苷质量分数(CV=38.19%)、种仁百粒质量(30.23%)和果皮百粒质量(30.29%)变异较大,果型指数(5.46%)和种型指数(5.70%)变异较小。种实性状多样性指数在1.47～2.04之间,平均多样性指数为1.95。2)果实百粒质量与果皮百粒质量(r~2=0.927)、种子百粒质量(0.768)呈极显著正相关;种子百粒质量与种壳百粒质量(0.863)、种仁百粒质量(0.635)呈极显著正相关,而油脂质量分数与果皮皂苷质量分数(-0.382)呈极显著负相关。3)聚类分析将种质划分为3大类群,类群Ⅰ为小果型,类群Ⅲ为中果型,类群Ⅱ为大果型。无患子主要属于类群Ⅰ,川滇无患子、毛瓣无患子、石屏无患子主要属于类群Ⅱ、Ⅲ。类群Ⅱ集中分布于贵州、云南区域。4)针对无患子产业油用、皂用及综合利用开展主成分分析,筛选出3类无患子属优良种质各10份,主要为无患子、毛瓣无患子种质,综合利用优良种质较平均水平增益36.85%。【结论】无患子属果皮皂苷质量分数、种仁百粒质量和果皮百粒质量为代表的产量指标变异幅度最大,为无患子良种选育提供了丰富的资源和极大的空间;无患子属对皂苷产物积累过程投入的增加要以减少对油脂积累的投入为代价,这体现了无患子属在特定生态环境中的权衡策略;筛选出油用、皂用及综合利用3类各10份无患子属最优种质,普遍分布于云南、贵州区域,推测这些区域拥有更适合发展无患子产业的优良种质和环境条件。

对我国无患子分布区7个产地的种实形态性状及种仁含油率进行取样测定。方差分析结果表明,种实各性状在产地内单株间的变异程度不同,但多数性状在多数产地内均存在丰富的变异,在产地内进行单株选择是可行的。在不同产地间,无患子种实各性状均存在显著差异,河南西峡产地果实和种子较大,与其它产地间差异显著。无患子种仁含油率产地间变异系数最小,与地理气候因子间不存在明显的相关性,而种子质量、种子出仁率在不同产地间变异系数相对较大,且与种实大小显著正相关,可以通过选择较大的果实、种子来提高产油量。聚类及相关性分析表明,在一定程度上,无患子种实大小和种子出仁率有从低纬度产地向高纬度产地变大的变异趋势,因此无患子高产油...