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内蒙古高原南缘草甸草原可持续利用研究
作 者: 王国良
导 师: 李向林
学 校: 中国农业科学院
专 业: 草业科学
关键词: 草甸草原 草群维持高度 生长性能 群落结构 生理特性 可持续利用
分类号: S812
类 型: 博士论文
年 份: 2007年
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内容摘要
本研究以内蒙古高原南缘草甸草原为研究对象,于2005-2006年在国家草地生态系统野外观测站(塞北)进行了草地可持续利用研究。在围封草地上,设置不同草地利用强度,强度大小以草样维持高度表示,用刈割方式来实现草群维持高度:对照、草群维持高度15cm、草群维持高度10cm、草群维持高度5cm及草群维持高度2cm。从草地生长性能、群落特征、土壤理化性质及生理特征变化等方面探索草地退化演替规律,揭示草地利用与草地退化的机理,并提出可持续利用建议,兼顾生态平衡和利用价值,为坝上高原地区草地的保护和治理提供科学依据。结果表明:1.处理间群落和羊草地上现存量在生长季内均呈单峰型变化,在8月中旬达到最大值;处理间草原群落和羊草种群地上现存量随利用强度的增大而下降,且差异显著:处理间群落和羊草地上部分生长量均呈单峰型变化,生长季内群落生长量草群维持高度在15cm、10cm、5cm和对照差异不显著,草群维持高度在2cm最少(P<0.05);羊草生长量草群维持高度在15cm、10cm和对照差异不显著,明显高于草群维持高度在5cm和2cm(P<0.05);处理间群落和羊草生长速率对草群维持高度均呈二次曲线形式响应,相对生长速率在处理间不论群落还是羊草差异均不显著;参照生长速率对草群维持高度的二次曲线回归形式,将草群高度维持在15cm作为确定草地利用强度的指导参数。2.随着利用强度的增大,羊草作为优势种的地位逐渐丧失,羊草、克氏针茅、扁蓿豆等优良牧草重要值下降,菊科、蔷薇科等植物重要值增加;草地植被总盖度变化不明显,在重度处理下也能达到78.75%,羊草分盖度下降明显;羊草密度下降,丛生禾草糙隐子草、菊科茵陈蒿密度增加(P<0.05),群落密度变化不显著(P>0.05);物种丰富度指标物种数(S)和Margalef指数、多样性指标Simpson指数(D)和Shannon-Wiener指数(H′)、均匀度Pielou指数(J′)的变化趋势相同,随利用强度的增大而增大;冠层指标分析中,叶面积指数随利用强度的增大而降低,散射辐射透过率却随之增强(P<0.05)。3.利用强度对土壤物理性质影响不显著:0-10cm土壤有机质含量草群维持高度2cm处理显著低于对照处理(P<0.05),10-20cm土层有机质含量并没有显著影响;0-10cm其它土壤指标经分析差异并不显著(P>0.05),10-20cm各项土壤指标差异也不显著(P>0.05)。4.利用强度对羊草叶片、茎基部和根茎可溶性碳水化合物含量均有显著性影响(P<0.05),随利用强度的增大可溶性碳水化合物含量降低;根茎长度、根茎节数、根茎芽数及根茎生物量随利用强度的增加而降低(P<0.05)。5.群落和羊草生物量增长动态均符合Logistic生长曲线,2005年群落的保护指标k/2值为85.20gDM/m~2,羊草种群保护指标为75.62g DM/m~2;2006年群落的保护指标k/2值为126.94g DM/m~2,羊草种群保护指标为103.56g DM/m~2。
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全文目录
摘要 6-7 Abstract 7-11 第一章 文献综述 11-22 1.1 刈牧对草地的影响 11-17 1.1.1 刈牧对植物生长发育的影响 12 1.1.2 植物的耐牧性 12-13 1.1.3 刈牧对植物生理生态的影响 13-14 1.1.4 植物的补偿性生长 14-15 1.1.5 刈牧与植物多样性 15-16 1.1.6 刈牧对土壤理化性质的影响 16-17 1.2 草地优化利用模式的Logistic模型研究 17-18 1.3 羊草草地的基本特征及研究利用进展 18-20 1.3.1 羊草草地的分布及特征 18-19 1.3.2 羊草刈牧利用研究进展 19-20 1.4 立题依据及研究目标 20-22 第二章 材料与方法 22-32 2.1 研究区域概况 22-25 2.2 试验设计与方法 25-31 2.2.1 试验设计 25 2.2.2 草地生长性能测定方法 25-26 2.2.3 植物群落特征测定方法 26-27 2.2.4 羊草不同时期可溶性碳水化合物测定方法 27-28 2.2.5 土壤理化性质测定方法 28-30 2.2.6 羊草草地可持续利用研究 30-31 2.3 数据处理 31-32 第三章 结果与分析 32-72 3.1 利用强度对草地生长性能的影响 32-44 3.1.1 利用强度对草地现存量的影响 32-36 3.1.2 利用强度对草地生长量的影响 36-38 3.1.3 利用强度对草地生长速率的影响 38-42 3.1.4 利用强度对地下生物量及羊草根茎的影响 42-44 3.2 利用强度对草地植被群落结构特征的影响 44-57 3.2.1 盖度的变化 44-47 3.2.2 密度的变化 47-50 3.2.3 高度的变化 50-51 3.2.4 草地主要物种重要值的变化 51-55 3.2.5 物种多样性的变化 55-56 3.2.6 植被冠层结构的变化 56-57 3.3 利用强度对草地土壤理化性质的影响 57-60 3.3.1 利用强度对土壤物理性质的影响 57-59 3.3.2 利用强度对土壤养分的影响 59-60 3.4 利用强度对羊草可溶性碳水化合物含量及根茎变化的影响 60-65 3.4.1 利用强度对羊草可溶性碳水化合物含量变化的影响 60-64 3.4.2 利用强度对羊草根茎构件的影响 64-65 3.5 羊草草地的可持续利用研究 65-72 3.5.1 羊草草地地上生物量动态 65-67 3.5.2 建群种羊草的生长性能 67-69 3.5.3 羊草草地生物量增长趋势拟合结果 69-70 3.5.4 坝上地区草地资源可持续利用及保护建议 70-72 第四章 讨论 72-82 4.1 刈牧对草地植被生长的影响 72-75 4.1.1 刈牧对生长性能的影响 72-74 4.1.2 刈牧对地下部分生长的影响 74-75 4.2 刈牧对草地植被特征的影响 75-77 4.2.1 刈牧对群落结构变化的影响 75-76 4.2.2 刈牧对群落多样性的影响 76-77 4.2.3 刈牧对冠层结构特征的影响 77 4.3 刈牧对土壤的影响 77-78 4.4 刈牧对可溶性碳水化合物含量变化的影响 78-79 4.4.1 碳水化合物在牧草利用过程中的变化 78-79 4.4.2 刈牧对羊草叶片、茎基部和根茎可溶性碳水化合物含量变化的影响 79 4.5 刈牧对根茎构件变化的影响 79-80 4.6 草地可持续利用的生物学控制论研究 80-82 第五章 结论与建议 82-84 5.1 结论 82-83 5.2 建议 83-84 参考文献 84-98 致谢 98-99 作者简历 99
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中图分类: > 农业科学 > 畜牧、动物医学、狩猎、蚕、蜂 > 普通畜牧学 > 草地学、草原学
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