免费文献传递   相关文献

Grazing impact on distribution pattern of the plant communities and populations in Stipa krylovii steppe

放牧对克氏针茅草原植物群落与种群格局的影响



全 文 :书放牧对克氏针茅草原植物群落与种群格局的影响
赵登亮1,刘钟龄1,杨桂霞2,辛小平2,梁存柱1,4,王炜1,王立新3,4
(1.内蒙古大学生命科学学院,内蒙古 呼和浩特010021;2.中国农业科学院农业资源与农业区划研究所,北京100081;
3.内蒙古大学环境与资源学院,内蒙古 呼和浩特010021;4.内蒙古大学中美生态、
能源与可持续性科学研究中心,内蒙古 呼和浩特,010021)
摘要:在内蒙古草原区中部的克氏针茅草原,连续4年(2006-2009年)进行了夏秋季划区轮牧实验;利用摄影和地
理信息系统相结合方法,研究了不同放牧强度对植物群落和种群格局的生态作用效应。摄影图像和测定数据的分
析结果表明,在不同放牧实验小区形成了大小不一、结构不同的群落斑块,并显示出不同放牧强度与放牧周期的植
物群落及种群斑块结构的生态梯度格局。在不放牧的围封对照小区内(G5)保持原有的克氏针茅群落斑块和羊草
群落斑块,二者的斑块数量、斑块面积之比、斑块的植物组成与生物量都比较稳定;在不同放牧强度的实验小区
(G1、G2、G3),群落斑块的数量、面积、种群结构、植物多度、株丛冠幅、生物量等都形成了相对应的梯度差异。不同
放牧强度导致克氏针茅群落与种群斑块的不同破碎化程度和植物个体(株丛)小型化。适度放牧使得斑块结构与
生物量表现出中度干扰下植物补偿性生长的效应。结果表明植物群落斑块结构与种群格局的变化是草原植物群
落演替过程中种群拓殖与衰退的基本形式,也是生态演替的机制。
关键词:克氏针茅草原;放牧强度;摄影图像分析;植物群落与种群格局
中图分类号:S812;Q948.15+8  文献标识码:A  文章编号:10045759(2010)03000608
  天然草地的植物生产在年度之间的波动与气候的水热组合因子相关,而家畜放牧则是影响草地生产力的更
复杂的干扰因子,对植物群落既有积极的作用,也有消极的作用[1,2]。实践和大量的研究表明,适度放牧可维持
草地物种多样性使群落达到相对稳定的平衡,并保持放牧利用价值[3]和固定碳、氮等元素的生态功能[4]。过度放
牧使草地生物量降低,导致生态系统的物质与能量流程及收支平衡失调[5],引起植物群落的种群更替与格局的变
化,群落的逆行演替必然使草地生态功能衰退和生态健康受损[6,7]。随着20世纪后期国际上土地荒漠化和草地
退化问题的广泛发生,草地生态系统结构与功能、草地退化与恢复机理[8]和草地生态健康等已成为重要研究领
域[911]。内蒙古草原也在20世纪70年代以后逐渐发生退化[12],到世纪之交,已造成全面严重退化[13]。引起草
地农牧民、政府和科技界的高度重视。近30年来,国家和内蒙古等地许多学术单位针对草原退化问题已进行了
大量研究工作[5,12,14,15],也有国外学术单位和学者来华合作研究[16,17]。他们分别用对比调查分析方法、实验或动
态观测方法,从草原群落的物种-生物量相关分析揭示退化草原的环境资源分配格局[18]、群落结构及生产力的
变化等[19]。也有学者利用3S技术及景观生态学方法对草原退化系列做较大尺度的研究[13,20,21]。中国科学院和
内蒙古大学等单位联合在锡林郭勒草原建立生态系统定位研究站,从1980年开始进行草原动态监测与数据库的
建立[22],并对草原退化与恢复演替做持续观测研究[23,24]。本研究是继续对内蒙古广泛分布的克氏针茅(犛狋犻狆犪
犽狉狔犾狅狏犻犻)草原做不同放牧强度的实验,进行植物群落动态与环境变化的研究。采用摄影与地理信息系统结合的
方法,根据阶段性的实验观测数据从草原植物群落、种群格局的变化讨论克氏针茅草原对不同放牧强度的响应。
1 材料与方法
1.1 研究区概况
本研究的放牧实验样地位于内蒙古锡林河流域中游地区,属锡林郭勒盟白音锡勒牧场桃林塔拉分厂。实验
区地处内蒙古高原中部,其东缘属大兴安岭西麓低山丘陵,西南接玄武岩台地。地形坡度较缓,相对高差30~
6-13
2010年6月
   草 业 学 报   
   ACTAPRATACULTURAESINICA   
第19卷 第3期
Vol.19,No.3
 收稿日期:20100217;改回日期:20100330
基金项目:现代农业产业技术体系建设专项及公益性行业(农业)科研专项(No.200903060)和国家自然科学基金项目(No.30360016,No.
40861002)资助。
作者简介:赵登亮(1979),男,内蒙古锡林郭勒人,硕士。Email:zdl7993@163.com
通讯作者。Email:Bilcz@hotmail.com
150m。样地的地理坐标为43°53′N,116°17′E,海拔1213m。本地区属温带大陆性半干旱温凉气候区,近20
年的平均年降水量296.4mm,年均≥10℃积温2170℃,但是年度之间的降水量和热量的波动变幅很大。该区
域原生植被为大针茅(犛狋犻狆犪犵狉犪狀犱犻狊)典型草原群落,经多年放牧利用已演替为克氏针茅草原群落。群落中的其
他植物种群有羊草(犔犲狔犿狌狊犮犺犻狀犲狀狊犻狊)、糙隐子草(犆犾犲犻狊狋狅犵犲狀犲狊狊狇狌犪狉狉狅狊犪)、米氏冰草(犃犵狉狅狆狔狉狌犿犿犻犮犺狀狅犻)、黄
囊苔草(犆犪狉犲狓犽狅狉狊犺犻狀狊犽狔犻)、冷蒿(犃狉狋犲犿犻狊犻犪犳狉犻犵犻犱犪)等。土壤为沙壤质栗钙土。
1.2 实验设计
在2006年5月围建了放牧实验样地。样地总面积约为25hm2,用围栏分成面积相等的5个放牧实验小区,
编号G1~G5。其中,G5是不放牧的对照区,G1、G2、G3、G4在一个放牧周期内分别累计放牧12,6,3和1d。羊
群放牧实验在每年的6月初开始,9月底结束,期间共放牧5个周期,每个放牧周期是22d,选用50只2岁蒙古
羊依次在G1、G2、G3、G4小区逐日进行循环放牧实验。
1.3 基础数据的采集
在每个放牧周期的最后1d做各植物种群地上生物量、各种群的残存高度、株丛数量(密度)及生殖枝数量的
测定,每个小区内各做10个1m×1m的样方测定。经过4年放牧实验及各项测定后于2009年6月22日、7月
21日、8月18日3次用CanonPC1057专业数码照相机在G1、G2、G3、G5四个小区中拍摄了垂直投影照片。拍
摄方法是在每个小区中选定3m×100m的拍摄样带,划分成100个相连的1.5m×2.0m的样方,从2.5m高
度拍摄100个彼此连续的垂直投影照片。将拍摄的照片导入计算机并按顺序编号。拍摄照片后,又对拍摄样带
内不同群落、种群斑块地上生物量等各项指标在样带边线外相连的同一斑块内做样方实测,这是表明斑块特征的
数据。
1.4  影像数据处理
用AdobePhotoshopCS2将每张照片沿着样方边线裁剪,准确地连接,用地理信息系统软件“ArcGIS9”对
每张照片输入4个控制点统一到同一坐标系中。然后对群落中形成的斑块和不同的植物种群做不同的图层,对
应样方测定的数据导入Excel软件中,对不同牧压强度的斑块面积、植物组成、生物量与密度等做数据分析。
2 结果与分析
2.1 放牧对植物群落结构的影响
放牧改变了植物群落格局(图1),与不放牧的G5相比,G1、G2、G3都形成了或大或小的群落斑块,克氏针茅
群落斑块的植物高度、密度和生物量随放牧强度增加而下降,在时间上有累积效应。不放牧的G5内6月拍摄的
样带中有克氏针茅群落斑块6个,总面积200m2;羊草群落斑块13个,总面积99m2,2种群落的斑块数和面积比
基本接近2∶1。与7和8两个月拍摄的样带中基本相同。表明了克氏针茅群落和羊草群落在生长季期间的群
落与种群格局比较稳定(图1a,e,i)。
将各小区内的斑块结构作统计比较,可根据生物量、种群密度、克氏针茅残存数量等指标确定斑块的放牧退
化程度,分为3种群落斑块类型:一是放牧最重的严重退化斑块T1;二是中等放牧程度的中度退化斑块T2;三是
啃食最轻的轻度退化斑块T3。在3次拍摄的样带中,T1斑块都是在放牧最重的G1小区内分布面积最大,占
30.0%~38.0%;在G3小区内分布面积最小,但是在6-8月的放牧进程中T1的面积明显增加,从6.6%增加到
22.2%。T2斑块同样是在G1小区内分布面积最大,在放牧周期中也有面积扩大的趋势。T3斑块是在放牧强
度较低和最低的G2、G3小区内分布面积最大,在6-8月的变化也较小。总之,4年来在放牧强度有显著差别的
各小区内造成了不同退化程度的群落斑块格局和分布面积,表明放牧强度越大,T1、T2退化斑块面积越大。在
当年的夏秋季放牧过程中,也有T1、T2斑块面积增大和退化程度加剧的变化(表1)。
不同放牧强度所形成的3种斑块数目也随着放牧的进行有增加的趋势,反映出放牧进行过程中,斑块趋于破
碎化。在禁牧的G5小区内斑块数目全年未发生变化(表2)。
2.2 不同斑块类型的地上生物量
放牧形成的3种斑块在7和8月所测定的地上生物量,经过方差分析显示出各小区内T1斑块的生物量最
低。其中,G1小区也低于G2、G3小区。说明了放牧强度对斑块结构和生物量的影响(图2)。
7第19卷第3期 草业学报2010年
图1 不同放牧梯度的样带图像
犉犻犵.1 犜犺犲犻犿犪犵犲狊狅犳犱犻犳犳犲狉犲狀狋犵狉犪狕犻狀犵犵狉犪犱犻犲狀狋
 a~d:6月22日拍摄Tookphotoson22ndJune;e~h:7月21日拍摄Tookphotoson21stJuly;i~l:8月18日拍摄Tookphotoson18thAugust;
a,e,i在G1小区、b,f,j在G2小区、c,g,k在G3小区、d,h,l在G5小区a,e,iinG1plot,b,f,jinG2plot,c,g,kinG3plot,d,h,linG5plot
表1 不同斑块类型的面积及比值
犜犪犫犾犲1 犃狉犲犪犪狀犱狉犪狋犻狅犳狅狉狋犺犲犱犻犳犳犲狉犲狀狋狋狔狆犲狊狅犳狆犪狋犮犺
项目
Item
6月June
G1 G2 G3 G5
7月July
G1 G2 G3 G5
8月 August
G1 G2 G3 G5
T1严重退化斑块面积Seriousdegradedpatch(m2) 114.0 113.1 19.8 90.0 62.4 48.9 101.4 97.2 66.6
T1严重退化斑块比值Seriousdegradedpatch(%) 38.0 37.7 6.6 30.0 20.8 16.3 33.8 32.4 22.2
T2中度退化斑块面积 Mediumdegradedpatch(m2) 107.4 77.1 85.5 162.0 119.1 148.8 112.8 88.2 114.9
T2中度退化斑块比值 Mediumdegradedpatch(%) 35.8 25.7 28.5 54.0 39.7 49.6 37.6 29.4 38.3
T3轻度退化斑块面积Lightdegradedpatch(m2) 78.6 109.8194.7 47.7 118.5 102.3 86.1114.9 118.5
T3轻度退化斑块比值Lightdegradedpatch(%) 26.2 36.6 64.9 15.9 39.5 34.1 28.7 38.3 39.5
L羊草群落斑块面积Leymuschinensispatch(m2) 99.6 98.4 99.6
L羊草群落斑块比值Leymuschinensispatch(%) 33.2 32.8 33.2
S克氏针茅群落斑块面积Stipakrylovipatch(m2) 200.4 201.9 200.4
S克氏针茅群落斑块比值Stipakrylovipatch(%) 66.8 67.3 66.8
2.3 放牧对植物种群的影响
克氏针茅是群落建群种,根据4年来每年放牧实验第3个周期末(约在8月20日)的数据,约占群落地上总
生物量的50%~75%(图3)。根据已往多年观测研究,在轻度放牧的群落中,克氏针茅可保持较完整的多年生植
丛,丛幅也比较均衡。但在本放牧实验中,G1、G2、G3各小区的3种斑块克氏针茅丛幅依次增大,通过单因子方
差分析,其差异极显著(犘<0.01),而且G1、G2、G3各个小区的平均丛幅始终都小于G5禁牧小区的平均丛幅。
说明放牧强度越大,克氏针茅的植丛越趋于破碎化(表3)。因而使株丛数增加,在G1、G2、G3小区中都是T1斑
块内克氏针茅株丛数最高,T3斑块内株丛数最低。但是在进行放牧的全过程中,在第2、第3放牧周期内(7月),
8 ACTAPRATACULTURAESINICA(2010) Vol.19,No.3
G1、G2小区T1斑块的克氏针茅因破碎化使株丛数增加,到第4放牧周期(8月),因放牧压力累加使株丛数明显
减少(表4)。3种变化形式,代表密丛型禾草类植物无性系生长繁育的特征。
表2 不同斑块类型的斑块数目
犜犪犫犾犲2 犜犺犲狆犪狋犮犺狀狌犿犫犲狉狅犳狋犺犲犱犻犳犳犲狉犲狀狋狋狔狆犲狊狅犳狆犪狋犮犺 个Number
放牧实验小区
Grazingexperimentplots
6月June
G1 G2 G3
7月July
G1 G2 G3
8月 August
G1 G2 G3
T1严重退化斑块Seriousdegradedpatch 13 11 6 14 12 17 14 7 12
T2中度退化斑块 Mediumdegradedpatch 13 27 24 14 13 26 20 13 16
T3轻度退化斑块Lightdegradedpatch 13 9 14 10 11 30 17 12 13
总计 Total 39 47 44 38 36 73 51 32 41
图2 不同斑块类型的地上生物量
犉犻犵.2 犃犫狅狏犲犵狉狅狌狀犱犫犻狅犿犪狊狊犻狀狋犺犲犱犻犳犳犲狉犲狀狋
狋狔狆犲狊狅犳狆犪狋犮犺
图3 克氏针茅占群落生物量比例
犉犻犵.3 犘犲狉犮犲狀狋犪犵犲狅犳犛.犽狉狔犾狅狏犻犪犫狅狏犲犵狉狅狌狀犱
犫犻狅犿犪狊狊犻狀狋犺犲犮狅犿犿狌狀犻狋狔
表3 不同斑块类型的克氏针茅平均丛幅面积
犜犪犫犾犲3 犃狏犲狉犪犵犲犫狌狀犮犺狊犮狅狆犲犪狉犲犪狅犳犛.犽狉狔犾狅狏犻犻狀狋犺犲犱犻犳犳犲狉犲狀狋狋狔狆犲狊狅犳狆犪狋犮犺 ×102mm2
放牧实验小区
Grazingexperimentplots
6月June
G1 G2 G3 G5
7月July
G1 G2 G3 G5
8月 August
G1 G2 G3 G5
T1严重退化斑块Seriousdegradedpatch 16.6 10.4 20.6 9.3 16.9 19.7 12.6 13.9 25.1
T2中度退化斑块 Mediumdegradedpatch 15.3 19.7 42.3 14.6 25.0 36.3 14.3 26.2 33.1
T3轻度退化斑块Lightdegradedpatch 92.6 16.9 19.7 59.6 45.1 53.5 30.6 91.7 62.4 90.1 69.1 124.7
表4 克氏针茅株丛数量的变化
犜犪犫犾犲4 犆犺犪狀犵犲狊狅犳狋犺犲犫狌狀犮犺狀狌犿犫犲狉狅犳犛.犽狉狔犾狅狏犻 丛Bunch/3m2
放牧实验小区
Grazingexperimentplots
6月June
G1 G2 G3 G5
7月July
G1 G2 G3 G5
8月 August
G1 G2 G3 G5
T1严重退化斑块Seriousdegradedpatch 146 268 117 202 176 112 104 165 100
T2中度退化斑块 Mediumdegradedpatch 132 108 61 70 94 75 48 104 74
T3轻度退化斑块Lightdegradedpatch 73 95 56 81 56 56 61 50 58
总计 Total 351 471 234 353 326 243 213 319 232
平均 Average 117 157 78 71 118 109 81 72 71 106 77 49
9第19卷第3期 草业学报2010年
  糙隐子草是克氏针茅草原群落的恒有种,在3种斑块中,因各种植物密度不同,糙隐子草株丛的大小有明显
差异。进入第3个放牧周期后(7月下旬),因强烈的放牧啃食,糙隐子草植丛破碎,株丛幅减小(表5)。到8月,
糙隐子草种群已基本消失。糙隐子草的株丛数量也受放牧强度、群落斑块密度和降水等多因子的影响。6和7
月G1小区的T1、T2斑块因重牧使结构稀疏,糙隐子草株丛数明显高于T3斑块,G1小区也高于G2小区。轻牧
的G3小区内,结构较稀疏的斑块中,株丛数量也较高,明显高于群落结构密集的G5小区(表6)。
羊草在克氏针茅草原群落中组成根茎禾草层片,并形成占优势的群落斑块,是羊群喜食的优质牧草。以禁牧
的G5小区为对照,几个放牧小区的羊草种群都有所衰退(表7)。羊草对降水的感应也比较灵敏,随着降水量的
季节波动,羊草的种群数量也发生变化。
表5 不同斑块类型的糙隐子草平均丛幅面积
犜犪犫犾犲5 犃狏犲狉犪犵犲犫狌狀犮犺狊犮狅狆犲犪狉犲犪狅犳犆.狊狇狌犪狉狉狅狊犪犻狀狋犺犲犱犻犳犳犲狉犲狀狋狋狔狆犲狊狅犳狆犪狋犮犺 ×102mm2
放牧实验小区
Grazingexperimentplots
6月June
G1 G2 G3
7月July
G1 G2 G3
T1严重退化斑块Seriousdegradedpatch 7.2 9.5 6.5 5.8 10.0 36.3
T2中度退化斑块 Mediumdegradedpatch 21.7 8.1 9.7 8.0 10.1 10.5
T3轻度退化斑块Lightdegradedpatch 7.1 10.0 10.2 7.6 11.9 15.3
平均 Average 12.0 9.2 8.8 7.1 10.7 20.7
表6 糙隐子草种群数量的变化
犜犪犫犾犲6 犆犺犪狀犵犲狊狅犳狋犺犲犫狌狀犮犺狀狌犿犫犲狉狅犳犆.狊狇狌犪狉狉狅狊犪犻狀狆狅狆狌犾犪狋犻狅狀 株丛Bunch/3m2
放牧实验小区
Grazingexperimentplots
6月June
G1 G2 G3 G5
7月July
G1 G2 G3 G5
T1严重退化斑块Seriousdegradedpatch 84 37 94 61 25 75
T2中度退化斑块 Mediumdegradedpatch 122 36 24 224 66 43
T3轻度退化斑块Lightdegradedpatch 24 44 45 7 10 84
总计 Total 230 117 163 292 101 202
平均 Average 77 39 54 5 97 34 67 6
表7 羊草种群数量的变化
犜犪犫犾犲7 犆犺犪狀犵犲狊狅犳狋犺犲犫狉犪狀犮犺狀狌犿犫犲狉狅犳犔.犮犺犻狀犲狀狊犻狊犻狀狆狅狆狌犾犪狋犻狅狀 地上枝数Branchnumber/3m2
放牧实验小区
Grazingexperimentplots
6月June
G1 G2 G3 G5
7月July
G1 G2 G3 G5
T1严重退化斑块Seriousdegradedpatch 100 144 116 114 49 240
T2中度退化斑块 Mediumdegradedpatch 64 158 50 78 87 82
T3轻度退化斑块Lightdegradedpatch 71 146 35 13 63 135
羊草斑块Leymuschinensisplaque 496 518
克氏针茅斑块Stipakryloviplaque 46 65
总计 Total 235 448 201 542 205 199 457 583
平均 Average 78 149 67 271 68 66 152 292
3 讨论
本研究结果表明了放牧强度对草地植被的生态格局及生产力有多层次的复杂影响,植物群落及种群格局的
变化是草地生产力与系统稳定性的标志[25],从格局的变化中,可以探讨植物种群的增殖、消亡、生态位重组过程
01 ACTAPRATACULTURAESINICA(2010) Vol.19,No.3
及群落演替趋势。
克氏针茅草原是蒙古高原上分布最广泛的草原类型之一,克氏针茅也是最典型的密丛生禾草,对大陆性半干
旱气候具有高度适应性。它在种群结构中形成密集的多年生株丛(亚种群),每个株丛成为多数构件(分蘖)密生
的无性系,构成了能量与物质相对充分而稳定的微环境(“亚生态位”)。在克氏针茅草原上经过4年的分区放牧
实验,各个小区内形成了结构和退化程度明显不同的3种斑块类型(T1、T2、T3)。对这些斑块的面积、斑块数
量、植物组成、地上生物量以及克氏针茅等植物的株丛结构、株丛大小(冠幅)与株丛数量的消长变化等进行了分
析。说明不同放牧压力对草原群落、种群及个体(株丛、地上枝)等多层次生态格局和生产力衰退的影响[26]。强
烈放牧影响植物绿色器官增长与光合作用效率[27],使克氏针茅株丛破碎以后,必然加剧其土壤侵蚀、养分流失、
保水能力下降,降低了土壤水分和养分的有效性,导致植物种群衰退、生态位分隔[28],以至群落生境整体恶化与
草原植被退化。
糙隐子草常常是典型草原群落的亚优势种,属于小型疏丛禾草,是本地羊群喜食的优良牧草。对降水节律有
敏锐反应,雨后株丛生长与种群增长较快。因此,放牧对种群动态的影响同时受到降水的制约[29]。6月降水较
少,株丛冠幅较小,7月降水较多株丛较大。随着克氏针茅株丛的破碎化使土壤裸斑增多增大,资源空间也得到
释放,给其他植物的入侵创造了机会。糙隐子草是结实量较大,能尽快在雨后增加实生苗扩大其种群,成为群落
退化演替进程中克氏针茅的替代种。也是退化演替阶段的标志[30,31]。又由于羊群对糙隐子草的选择性采食,在
放牧过程中很快地被采食殆尽,因此在放牧实验后期(9月)各小区内的糙隐子草不能成为稳定的标志性种群。
从放牧梯度上看,重牧形成的稀疏群落斑块是糙隐子草种群增长并与克氏针茅种群消长的有利条件,也表明了在
草原群落放牧演替中的种间竞争机制和反馈调节作用。
王炜等[32]在内蒙古草原退化与恢复演替研究中,提出了“演替作用域扩展”的概念,表达了演替过程中植物
种群更替是逐渐扩大利用资源空间,使群落(生态系统)提高同化效率,并趋向于新的演替阶段的过程。本研究的
群落斑块与种群格局的变化正是改变利用资源空间的过程,也是生态位重组的过程。说明了群落与种群斑块的
形成是种群拓殖和衰退的基本形式。
运用摄影与地理信息系统软件相结合的方法研究放牧对草原植物群落及种群格局的变化,是一种直观形象
的研究手段,是揭示物种更替的一种有效途径。草原植被在放牧演替过程中群落与种群格局的变化,特别是优势
植物种群格局的分析是探索演替机理的重要线索,也是建立草畜平衡的合理经营模式和草原生态保育的科学依
据。
参考文献:
[1] 李永宏,汪诗平.放牧对草原植物的影响[J].中国草地,1999,(3):1119.
[2] MclntyreS,LandsbergJ.Disturbanceresponseinvegetationtowardsaglobalperspectiveonfunctionalreait[J].Jourualof
VegetationScience,1999,10:621630.
[3] ZhaoL,YangG,LiuZ,犲狋犪犾.Phenologicalcomplementaritydoesnotenhanceecosystemproductioninundisturbedsteppe
community[J].JournalofIntegrativePlantBiology,2007,49(5):582587.
[4] YangY,FangJ,MaW,犲狋犪犾.SoilcarbonstockanditschangesinnorthernChina’sgrasslandsfrom1980sto2000s[J].Global
ChangeBiology,2010,DOI:10.1111/j.13652486.2009.02123.X.
[5] 陈敏,刘钟龄,王炜,等.改良退化草地与建立人工草地的研究[M].呼和浩特:内蒙古人民出版社,1998:12,1115.
[6] 刘钟龄,王炜,梁存柱,等.内蒙古草原植被在持续牧压下退化演替的模式与诊断[J].草地学报,1998,6(4):244252.
[7] NiuKC,LuoYJ,DuGZ,犲狋犪犾.TheroleofbiomassalocationstrategyindiversifyLossduetofertilizalion[J].Basicand
AppliedEcology,2008,9(5):485493.
[8] 任海,彭少麟,陆宏芳.退化生态系统恢复与恢复生态学[J].生态学报,2004,24(8):17561764.
[9] 侯扶江,徐磊.生态系统健康的研究历史与现状[J].草业学报,2009,18(6):210225.
[10] 任海,邬建国,彭少麟,等.生态系统健康监测与评估[J].热带地理,2000,21(3):171175.
[11] 王立新,刘钟龄,刘华民,等.内蒙古典型草原生态系统健康评价[J].生态学报,2008,28(2):544550.
11第19卷第3期 草业学报2010年
[12] 李博.中国北方草地退化及其防治对策[J].中国农业学报,1997,30(6):19.
[13] 张自学.二十世纪末内蒙古生态环境遥感调查研究[M].呼和浩特,内蒙古人民出版社,2001.
[14] 宝音陶格涛,李艳梅,杨持.不同牧压梯度下植物群落特性的比较[J].草业科学,2002,19(2):1315.
[15] LiuZ,HaoD.TheecosystemconservationandsustainabledevelopmentofthenorthsteppeofChina[A].DuststormForma
tionandComprehensiveControlMeasures[M].Huhhot:InnerMongoliaPeople’sPublishingHouse,2004:322345.
[16] JohnR,ChenJ,LuN,犲狋犪犾.Landcover/landusechangeinsemiaridInnerMongolia:19922004[J].EnvironmentalRe
searchLetters,2009,4:501509.
[17] FanL,GaoY,BruckH,犲狋犪犾.InvestigatingtherelationshipbetweenNDVIandLAIinsemiaridgrasslandinInnerMongolia
usinginsitumeasurements[J].TheoreticalandAppliedClimatology,2009,95:151156.
[18] MaW,HeJ,YangY,犲狋犪犾.EnvironmentalfactorscovarywithplantdiversityproductivityrelationshipsamongChinese
grasslandsites[J].GlobalEcologyandBiogeography,2010,17:233243.
[19] 马文红,杨元合,贺金生,等.内蒙古温带草地生物量及其与环境因子的关系[J].中国科学C辑(生命科学),2008,38
(1):8492.
[20] 银山,包玉海,潘洪杰,等.基于遥感与GIS的内蒙古自治区土地荒漠化研究[A].内蒙古草原荒漠化问题及其防治对策研
究[M].呼和浩特:内蒙古大学出版社,2002:7888.
[21] 董建军,张庆,牛建明.呼和浩特市土地利用变化及其景观格局和生态环境效应分析[J].内蒙古大学学报(自然科学版),
2008,39(4):418423.
[22] MaW,LiuZ,WangZ,犲狋犪犾.Climatechangealtersinterannualvariationofgrasslandabovegroundproductivity:Evidence
froma22yearmeasurementseriesintheInnerMongoliangrassland[J].JournalofPlantResearch,2010,DOI:10.1007/
s1026500903020.
[23] 王炜,刘钟龄,郝敦元.内蒙古草原退化群落恢复演替的研究Ⅰ.退化草原的基本特征与恢复演替动力[J].植物生态学报,
1996,20(5):449459.
[24] 王炜,刘钟龄,郝敦元,内蒙古退化草原植被对禁牧的动态响应[J].气候与环境研究,1997,2(3):237240.
[25] MarkRT.Spatialpatternanalysisinplantecology[M].NewYork:CambridgeUniversityPress,1999:130.
[26] 许清涛,黄宁,巴雷,等.不同放牧强度下草地植物格局特征的变化[J].中国草地学报,2007,29(2):712.
[27] ParsonsAJ,LeafeColettB,StilesW.Thephysiologyofgrassroductionundergrazing1.Characteristicsofleafandcanopy
photosynthesisofcontinuouslygrazedswards[J].JournalofAppliedEcology,1983,20:117126.
[28] 王仁忠.放牧影响下羊草草地主要植物种群生态位宽度与生态位重叠的研究[J].植物生态学报,1997,21(4):304311.
[29] 汪诗平,王艳芬,陈佐忠,等.气候变化和放牧活动对糙隐子草种群的影响[J].植物生态学报,2003,27(3):337343.
[30] 闫玉春,唐海平.围栏禁牧对内蒙古典型草原群落特征的影响[J].西北植物学报,2007,27(6):12251232.
[31] 王炜,刘钟龄,郝敦元,等.内蒙古草原退化群落恢复演替的研究Ⅱ.恢复演替时间进程的分析[J].植物生态学报,1996,
20(5):460471.
[32] 王炜,梁存柱,刘钟龄,等.内蒙古草原退化群落恢复演替的研究Ⅳ.演替过程中植物种群动态的分析[J].干旱区资源与
环境,1999,13(4):4455.
21 ACTAPRATACULTURAESINICA(2010) Vol.19,No.3
犌狉犪狕犻狀犵犻犿狆犪犮狋狅狀犱犻狊狋狉犻犫狌狋犻狅狀狆犪狋狋犲狉狀狅犳狋犺犲狆犾犪狀狋犮狅犿犿狌狀犻狋犻犲狊犪狀犱
狆狅狆狌犾犪狋犻狅狀狊犻狀犛狋犻狆犪犽狉狔犾狅狏犻狊狋犲狆狆犲
ZHAODengliang1,LIUZhongling1,YANGGuixia2,XINXiaoping2,
LIANGCunzhu1,4,WANGWei1,WANGLixin3,4
(1.ColegeofLifeSciencesofInnerMongoliaUniversity,Hhhhot010021,China;2.Instituteof
AgriculturalResourcesandRegionalPlanningofChineseAcademyofAgriculturalSciences,
Beijing100081,China;3.ColegeofEnvironment&ResourcesofInnerMongoliaUniversity,
Hhhhot010021,China;4.SinoUSCenterforConservation,EnergyandSustainability
ScienceofInnerMongoliaUniversity,Hhhhot010021,China)
犃犫狊狋狉犪犮狋:Acontinuousperiodoffouryears(2006-2009years)rotationalgrazingexperimentwascarriedout
on犛狋犻狆犪犽狉狔犾狅狏犻犻steppeinthecentralpartofInnerMongoliainthesummerandautumn.Withcombinationof
photographyandgeographicinformationsystems,wehadstudiedecologicaleffectsofgrazingonthedistribu
tionpatternofplantpopulationsandcommunitiesindifferentgrazingintensitiesexperimentalplots.Thepho
tographicimagesandexperimentaldatashowedthattherehadformedpatcheswithdifferentsizesandstruc
turesindifferentgrazingareas,alsothegradientsequenceofcommunitiesandpopulationandplantproduction
werecausedbyadifferentcycleandintensityofgrazing.However,thepatchesinnograzingenclosedcontrol
area(G5)werestiloriginalAss.犛.犽狉狔犾狅狏犻犻andAss.犔犲狔犿狌狊犮犺犻狀犲狀狊犻狊.Thepercentageofthenumberandar
eaofpatches、theplantscompositionandabovegroundbiomasswerealrelativelystableinG5.Indifferent
grazingintensityexperimentsplots(G1、G2、G3),thereformeddifferentgradientonthenumber,area,popula
tionstructure,plantabundance,circumferenceandabovegroundbiomas.Ass.犛.犽狉狔犾狅狏犻犻andpopulation
patchbecomefragmentationandindividualplantbecomeminiaturizationduetodifferentgrazingintensity.
Moderategrazingmakesthepatchstructureandabovegroundbiomassemergeintheeffectsofcompensatory
growthofplants.Thisstudyshowedthatthechangesofplantpatchstructureincommunityandpopulation
patternwerethebasicforpopulationcolonizationandrecessionduringgrasslandsuccession,andalsothemech
anismforthesuccessionofgrasslandplantcommunities.
犓犲狔狑狅狉犱狊:犛狋犻狆犪犽狉狔犾狅狏犻犻steppe;grazingintensity;photographicimageanalysis;plantcommunityandpopu
lationpattern
31第19卷第3期 草业学报2010年