圍欄封育對(duì)無(wú)芒隱子草非結(jié)構(gòu)性碳水化合物的影響

為監(jiān)測(cè)寧夏鹽池不同地段荒漠草原圍欄封育的恢復(fù)效果以及毒雜害草對(duì)封育改良的影響,在一塊具有相同恢復(fù)措施和年限的圍欄草地內(nèi)分異出4個(gè)毒雜害草生長(zhǎng)狀況不同的典型采樣小區(qū)。通過(guò)樣方調(diào)查統(tǒng)計(jì)群落的基本特征,運(yùn)用pca排序方法、相關(guān)分析和一元線性回歸模型進(jìn)行數(shù)據(jù)分析,研究發(fā)現(xiàn),經(jīng)過(guò)9年的圍欄封育,草地優(yōu)勢(shì)種發(fā)生明顯變化,并且不同地段的優(yōu)勢(shì)種群不同,其恢復(fù)進(jìn)程也各不相同;毒雜害草的大量生長(zhǎng)降低了植被的總蓋度、物種多度、優(yōu)良牧草的相對(duì)生物量以及優(yōu)勢(shì)種群的優(yōu)勢(shì)度,使種群結(jié)構(gòu)呈現(xiàn)簡(jiǎn)單化趨勢(shì),促進(jìn)了牧草的簇狀生長(zhǎng)格局;草地系統(tǒng)的自然恢復(fù)過(guò)程不能明顯控制老瓜頭(cynanchumkomarovii)、刺葉柄棘豆(oxytropisaciphylla)等有毒植物的生長(zhǎng)和繁殖,應(yīng)該采取適當(dāng)?shù)娜藶楦蓴_措施。

青藏高原高寒草地生態(tài)系統(tǒng)資源豐富,草質(zhì)柔軟、營(yíng)養(yǎng)豐富,是發(fā)展高原草地畜牧業(yè)的物質(zhì)基礎(chǔ)。但是,由于長(zhǎng)期忽視了對(duì)草地資源的科學(xué)管理,對(duì)草地資源不合理的開(kāi)發(fā)利用,草地植物群落結(jié)構(gòu)發(fā)生變化,優(yōu)良牧草因喪失競(jìng)爭(zhēng)和更新

為了研究圍欄封育和未圍欄封育不同年限草地土壤種子庫(kù)的變化情況,試驗(yàn)以鹽池縣退化荒漠草原為研究對(duì)象,采用室內(nèi)萌發(fā)的方法對(duì)土壤種子庫(kù)進(jìn)行了測(cè)定。結(jié)果表明:不同圍欄封育年限草地土壤種子庫(kù)組成以多年生草本植物為主;在圍欄封育條件下土壤種子庫(kù)密度是190~690粒/m2,圍欄封育5年的草地土壤種子庫(kù)密度最高,隨著圍欄封育年限的繼續(xù)延長(zhǎng),種子庫(kù)的密度有所降低;土壤種子庫(kù)與地上植被的相似性系數(shù)較低;不同圍欄封育年限草地地上植被密度與土壤種子庫(kù)密度呈正相關(guān)。

研究圍欄封育后退化草地群落功能群的變化。在達(dá)日縣典型的中度退化的嵩草草甸上建立試驗(yàn)樣地,并進(jìn)行了連續(xù)3年的觀測(cè)。結(jié)果顯示:隨著封育年限的增加,群落蓋度、多樣性及生物量均在增加,其中禾本科功能群生物量增加最快,莎草科功能群次之,豆科功能群增加緩慢,而雜類(lèi)草功能群生物量卻逐年減少。

選擇綏化地區(qū)現(xiàn)存羊草草地為研究對(duì)象,比較圍欄內(nèi)外枯落物生物量、地上總生物量的動(dòng)態(tài)變化。結(jié)果表明,枯落物生物量在圍欄內(nèi)外均呈現(xiàn)高—低—高的季節(jié)動(dòng)態(tài)變化,且圍欄內(nèi)枯落物生物量積累明顯大于圍欄外。圍欄內(nèi)地上總生物量包括禾草類(lèi)、雜類(lèi)草和豆類(lèi)草生物量均大于圍欄外各組分生物量,且地上總生物量包括禾草類(lèi)、雜類(lèi)草和豆類(lèi)草生物量在圍欄內(nèi)外均呈現(xiàn)明顯單峰型增長(zhǎng)曲線,這與該地區(qū)雨熱同季的氣象規(guī)律吻合,表現(xiàn)在圍欄內(nèi)外,地上總生物量的月增長(zhǎng)率與月均氣溫和降雨量呈顯著正相關(guān)關(guān)系,其他相關(guān)關(guān)系微弱等特點(diǎn)。

通過(guò)對(duì)昭蘇馬場(chǎng)春秋草地不同圍欄封育年限草地地上植物量的研究,結(jié)果表明:草地地上植物量隨著圍欄封育年限的延長(zhǎng)呈增加趨勢(shì),圍欄封育5和6年草地地上植物量隨季節(jié)的變化呈"s"型增長(zhǎng)曲線,未圍欄封育草地地上植物量累積變化呈雙峰曲線;圍欄封育5和6年與圍欄封育1年和未圍欄封育草地的禾草類(lèi)和豆科草類(lèi)間差異極顯著(p<0.01),隨著圍欄封育年限的延長(zhǎng),雜類(lèi)草所占比例下降,而優(yōu)良禾草類(lèi)比例明顯升高,在群落中占據(jù)優(yōu)勢(shì)地位,不同圍欄封育年限草地地上植物量的絕對(duì)生長(zhǎng)率和相對(duì)生長(zhǎng)率的季節(jié)變化相似,在植物營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)初期率都較大,此后都呈下降趨勢(shì)。

研究了退化草場(chǎng)圍欄封能7-10年對(duì)栗鈣土中硫形態(tài)及對(duì)微生物量碳,氮,磷,硫的影響。結(jié)果表明,圍欄封育使土壤中有機(jī)碳,全氮,全磷和各形態(tài)硫含量均顯著提高。但有機(jī)硫和無(wú)機(jī)硫占全硫的比例變化不大。栗鈣土中,有機(jī)硫占全硫的93.5%,c-s是最大的有機(jī)硫庫(kù),約為有機(jī)硫的77.3%。硫含量的增加以有機(jī)態(tài)為主,有機(jī)硫的增加占全硫增加的96.7%,其中c-s的增加占全硫增加的56.7%。圍欄使微生物量碳,氮,磷

對(duì)青海湖地區(qū)高寒草地圍欄內(nèi)外植被進(jìn)行調(diào)查分析。結(jié)果顯示,圍欄封育措施使高寒草地植被的蓋度、高度、生物量均明顯增加,從不同經(jīng)濟(jì)類(lèi)群分析,其禾草、莎草等可食牧草比例增加,而不可食牧草比例相對(duì)下降。圍欄封育措施對(duì)群落組成結(jié)構(gòu)及植物種的重要值產(chǎn)生不同程度的影響,主要表現(xiàn)在生物多樣性增加,一些可食牧草的重要值增加,而不可食牧草的重要值相對(duì)下降。

圍欄封育是一種常見(jiàn)的退化草地恢復(fù)措施,其改變了草地植物生長(zhǎng)繁殖的小環(huán)境。在青藏高原東緣高寒草甸中,采用定點(diǎn)監(jiān)測(cè)的方法研究了封育8年之后圍欄內(nèi)外植被與種子雨的差異。結(jié)果表明,圍欄封育顯著降低了植被中物種豐富度、shannon-wiener指數(shù)以及植株個(gè)體密度,但顯著提高了種子雨中物種豐富度和種子雨密度,種子雨密度增加主要由禾本科植物種子數(shù)量增加所致;種子雨中物種多度等級(jí)分布模式在封育地中符合生態(tài)位優(yōu)先占據(jù)模型,而在放牧地中符合對(duì)數(shù)正態(tài)模型。圍欄封育對(duì)種子雨的季節(jié)動(dòng)態(tài)沒(méi)有明顯影響,表現(xiàn)為放牧地與封育地的種子雨均為單峰模式。封育地中種子雨與植被相似性略高于放牧地,但封育地與放牧地中種子雨具有極高相似性。

植被退化是威脅黑河源流區(qū)生態(tài)安全的重要因素,結(jié)合黑河流域綜合治理工程,圍欄封育措施對(duì)黑河源流區(qū)土壤理化性質(zhì)的影響進(jìn)行研究,以期為黑河流域生態(tài)治理提供技術(shù)支持。

通過(guò)對(duì)鹽池縣不同立地類(lèi)型圍欄內(nèi)外封育3年的荒漠草原植被數(shù)量特征及多樣性研究,結(jié)果表明:圍欄后,荒漠草原草本植物密度圍欄內(nèi)比圍欄外增加了2～10株/m2、蓋度增加5%～38%。草原圍欄內(nèi)產(chǎn)草量比圍欄外增加了560～2077.7kg/hm2,固定沙地白沙蒿的減少使得圍欄外產(chǎn)草量比圍欄內(nèi)高594.8kg/hm2;圍欄封育后荒漠草地植物的群落結(jié)構(gòu)發(fā)生了很大的改變,圍封草地上的退化指示植物逐漸從群落中退出,多年生禾本科植物增加。植物群落shannon-wiener指數(shù)增加,pielou、partrick和simpson指數(shù)都發(fā)生了變化,群落植被的豐富度得以改善,優(yōu)勢(shì)植物的優(yōu)勢(shì)地位也逐漸明顯,而且植被分布也趨向均勻穩(wěn)定。

研究了退化草場(chǎng)圍欄封育7～10年對(duì)栗鈣土中硫形態(tài)及對(duì)微生物量碳、氮、磷、硫的影響。結(jié)果表明,圍欄封育使土壤中有機(jī)碳、全氮、全磷和各形態(tài)硫含量均顯著提高。但有機(jī)硫和無(wú)機(jī)硫占全硫的比例變化不大。栗鈣土中,有機(jī)硫占全硫的93.5%,c-s是最大的有機(jī)硫庫(kù),約為有機(jī)硫的77.3%。硫含量的增加以有機(jī)態(tài)為主,有機(jī)硫的增加占全硫增加的96.7%,其中c-s的增加占全硫增加的56.7%。圍欄使微生物量碳、氮、磷、硫均顯著增加,加速了營(yíng)養(yǎng)元素的轉(zhuǎn)化,提高了土壤供應(yīng)養(yǎng)分的能力。圍欄內(nèi)外有機(jī)硫與有機(jī)碳、全氮之間的關(guān)系是不一致的。

為了初步探索圍欄封育對(duì)甘南高原高寒草甸草原植被群落特征的影響,本試驗(yàn)通過(guò)植被群落特征指標(biāo)的對(duì)比研究,發(fā)現(xiàn)經(jīng)圍欄封育后,植被植株的平均高度、草地生物量圍欄內(nèi)均比圍欄外顯著增加,圍欄內(nèi)物種數(shù)也較圍欄外有所增加,圍欄內(nèi)優(yōu)勢(shì)種各項(xiàng)植被特征指標(biāo)明顯多于圍欄外,且呈極顯著差異,但毒雜草類(lèi)在植被株高和產(chǎn)量上圍欄外高于圍欄內(nèi),群落密度差異不顯著。由此可見(jiàn),圍欄封育對(duì)甘南高原高寒草甸草地退化的恢復(fù)和建設(shè)有重要作用。

以青藏高原"黑土灘"為研究對(duì)象,采用圍欄封育、圍欄封育+人工補(bǔ)播進(jìn)行"黑土灘"草地的改良,測(cè)定了2010~2014年度"黑土灘"草地垂穗披堿草、可食牧草鮮重。結(jié)果表明,多年圍欄封育、人工補(bǔ)播,"黑土灘"樣地內(nèi)的垂穗披堿草、可食牧草和牧草鮮重顯著增加(p<0.05),而不可食牧草并未顯著增加(p≥0.05)。進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn),與圍欄封育相比,人工補(bǔ)播樣地的垂穗披堿草比例、可食牧草比例顯著增加(p<0.05)。其中,2014年度的人工補(bǔ)播樣地內(nèi)的垂穗披堿草和可食牧草比例分別為67%和73%,較2010年度分別顯著增加了2.52倍和2.17倍,而圍欄封育垂穗披堿草和可食牧草比例并未顯著增加(p≥0.05)。以上結(jié)果表明,與圍欄封育相比,短期內(nèi)人工補(bǔ)播是退化天然草地改良更為有效的措施。

草場(chǎng)圍欄封育改良效果調(diào)查

圍欄封育構(gòu)建草原“生態(tài)網(wǎng)”

通過(guò)對(duì)新疆昭蘇退化草甸草原春秋放牧場(chǎng)進(jìn)行草地圍欄樣地設(shè)置與植被取樣,群落α、β多樣性指數(shù)分析表明:不同圍欄年限對(duì)草地群落α多樣性指數(shù)變化不同,即隨著圍欄年限的延長(zhǎng),群路豐富度指數(shù)呈倒"v"型變化,在圍欄4α達(dá)到最大;優(yōu)勢(shì)度指數(shù)呈增大趨勢(shì);多樣性指數(shù)和均勻度指數(shù)均呈減小趨勢(shì);群落β多樣性相似性系數(shù)隨著圍欄年限的延長(zhǎng),相鄰時(shí)段群落相似性系數(shù)增大,而與圍欄外草地群落相似性降低。退化草地圍欄修復(fù)進(jìn)程與自然環(huán)境、種內(nèi)種間競(jìng)爭(zhēng)和修復(fù)時(shí)間有重要關(guān)系,因此適度圍欄修復(fù)是草地健康持續(xù)發(fā)展的重要保障。

通過(guò)對(duì)垂穗披堿草+雜類(lèi)草型草場(chǎng)圍欄封育禁牧的效果調(diào)查分析,圍欄可明顯提高垂穗披堿草型草場(chǎng)的產(chǎn)草量和植被高度、蓋度、密度,使草地植被得到恢復(fù),同時(shí)可有效的改善草原生態(tài)系統(tǒng),促進(jìn)草群自然更新,隨著圍欄期限的延長(zhǎng),改善效果越加明顯,整個(gè)草地生態(tài)系統(tǒng)逐步趨于良性循環(huán)。

以藍(lán)花楹為原料提取木質(zhì)素-碳水化合物復(fù)合體(lcc),并對(duì)lcc的結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析,同時(shí)模擬硫酸鹽法蒸煮過(guò)程,采用蒸煮的方法對(duì)lcc進(jìn)行處理,并對(duì)處理后的產(chǎn)物進(jìn)行紅外光譜和核磁共振分析,研究藍(lán)花楹lcc的結(jié)構(gòu)變化,探討其在硫酸鹽法蒸煮過(guò)程中l(wèi)cc的形成和降解情況。研究發(fā)現(xiàn):藍(lán)花楹lcc中的碳水化合物在蒸煮過(guò)程中非常不穩(wěn)定,大部分發(fā)生降解,而蒸煮產(chǎn)物中含有對(duì)堿穩(wěn)定的lcc結(jié)構(gòu),也含有新形成的lcc結(jié)構(gòu),這種新形成的lcc是5-5縮合型木質(zhì)素結(jié)構(gòu)與木聚糖形成的以化學(xué)鍵連接的lcc結(jié)構(gòu),且其對(duì)堿也非常穩(wěn)定。

在黃河源區(qū)-青海省果洛藏族自治州瑪沁縣選取4個(gè)不同退化程度的天然草地,以圍欄內(nèi)封育和圍欄外自由放牧草地作比較,采用樣方法調(diào)查草地圍欄內(nèi)外的群落結(jié)構(gòu)特征和草地初級(jí)生產(chǎn)力生物量,并通過(guò)計(jì)算地上與地下生物量比值以及植物群落干鮮比來(lái)評(píng)價(jià)圍欄封育的效果。結(jié)果表明:不同退化程度圍欄內(nèi)外的植被組成存在顯著差異;隨著退化程度的加劇,植物群落的蓋度、高度以及多樣性指數(shù)有下降趨勢(shì),且圍欄內(nèi)的蓋度、高度及多樣性指數(shù)均大于圍欄外的;植物群落高度、蓋度、地上生物量和生物量干鮮比隨著退化程度加劇有減小的趨勢(shì)。圍欄封育有利于改善青藏高原退化高寒草地的植物群落結(jié)構(gòu),提高草地植物群落的蓋度和生物量,促進(jìn)其恢復(fù)演替。

選擇綏化地區(qū)現(xiàn)存羊草草地為研究對(duì)象,比較了圍欄內(nèi)外不同植物群落的土壤微生物數(shù)量變化趨勢(shì)。結(jié)果表明:無(wú)論圍欄內(nèi)外,土壤三大類(lèi)微生物數(shù)量以0～15cm高于15～30cm,圍欄內(nèi)微生物數(shù)量顯著大于圍欄外;真菌和細(xì)菌無(wú)論在圍欄外還是圍欄內(nèi)在不同植物群落中的分布規(guī)律相似,真菌的分布為:羊草群落>雜類(lèi)草群落>堿茅群落,細(xì)菌的分布為:雜類(lèi)草群落>羊草群落>堿茅群落;放線菌的分布在圍欄內(nèi)外稍有不同,在圍欄內(nèi):羊草群落>雜類(lèi)草群落>堿茅群落,在圍欄外:雜類(lèi)草群落>羊草群落>堿茅群落。圍欄內(nèi)外三類(lèi)微生物數(shù)量表現(xiàn)為放線菌數(shù)量最大,真菌次之,細(xì)菌較少。

以caco3、baso4、滑石粉為填料,以低密度聚乙烯(ldpe)為基體,通過(guò)共混、擠出工藝制得無(wú)機(jī)填充母粒,將填充母粒與ldpe、線性低密度聚乙烯(lldpe)按一定比例混合,通過(guò)吹塑成型獲得不同無(wú)機(jī)填料改性聚乙烯(pe)薄膜,并對(duì)其力學(xué)性能和光學(xué)性能進(jìn)行了測(cè)試和分析。結(jié)果表明,caco3、baso4、滑石粉質(zhì)量分?jǐn)?shù)低于15%時(shí),能增加pe薄膜的拉伸強(qiáng)度,而且baso4、滑石粉改性pe薄膜的光學(xué)性能比caco3改性pe薄膜效果好。