放牧对草原群落构建和生态系统功能影响的研究

发布时间：2022-08-12 16:21

　　放牧作为的草地生态系统历史久远的利用方式不仅为人类的生产、生活提供了重要的保障,同时也对维持草地生态系统多样性、功能及服务有着至关重要的作用。但长期过度放牧导致的草地生物多样性降低和生态系统功能与服务退化已经引起生态学界的普遍关注。本研究于2012年在内蒙古锡林郭勒典型草原搭建放牧平台,通过控制单位草地面积载畜率模拟放牧强度,即重度、中度、轻度和不放牧强度,分别为8、4、2和0只绵羊/天·公顷,基于在2014年至2018年的植物生长季阶段（6月至9月）全面对植物群落生产力、多样性、碳/水循环和土壤养分等群落构建和生态系统功能指标监测,揭示放牧强度的改变在时间尺度上如何导向植物群落的构建和生态系统功能的转化,探讨放牧诱导的（grazing-induced）植物群落演替如何在时间尺度上耦合环境因子作用于草地生态系统多功能性。本文主要研究结果与结论如下:1.草原群落地上生物量、浅层与中层地下生物量、高度和密度年内不同季节与年际间差异均较大。放牧强度的增加降低了群落地上生物量、高度、密度（轻度除外）和枯落物,并随着放牧年份的增加,这一趋势被加剧;但群落地下生产力变化较慢或者较稳定,由此导致放牧... 

【文章页数】：167 页

【学位级别】：博士

【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 草地生态系统
    1.2 放牧对草地植物群落结构的影响
        1.2.1 功能群物种组成
        1.2.2 物种多样性
    1.3 放牧对草地植物群落功能的影响
        1.3.1 草地生产力
        1.3.2 土壤养分
        1.3.3 群落碳/水交换过程
        1.3.4 生态系统多功能性
    1.4 科学问题和假设
    1.5 研究目的和意义
        1.5.1 补充放牧生态学理论
        1.5.2 优化草地放牧管理
    1.6 研究内容和技术路线
第二章 研究区域与研究方法
    2.1 研究区自然环境概况
        2.1.1 研究区位置
        2.1.2 研究区植被
        2.1.3 研究区温度格局
        2.1.4 研究区降水格局
    2.2 试验设计和方法
        2.2.1 放牧试验设计
        2.2.2 试验取样方法
第三章 放牧强度对植物群落生产力的影响
    3.1 引言
    3.2 材料与方法
        3.2.1 植物群落地上生物量、高度和密度
        3.2.2 植物群落枯落物生物量
        3.2.3 植物群落地下根系生物量
        3.2.4 植物群落根冠比
        3.2.5 分析方法
    3.3 结果与分析
        3.3.1 放牧强度对植物群落地上生物量、高度和密度的影响
        3.3.2 放牧强度对植物群落枯落物生物量的影响
        3.3.3 放牧强度对植物群落地下根系生物量的影响
        3.3.4 放牧强度对植物群落根冠比的影响
    3.4 讨论
        3.4.1 地上生物量对放牧的响应
        3.4.2 地上枯落物对放牧的响应
        3.4.3 根系生物量对放牧的响应
        3.4.4 根冠比对放牧的响应
    3.5 小结
第四章 放牧强度对植物群落多样性的影响
    4.1 引言
    4.2 材料与方法
        4.2.1 物种多样性
        4.2.2 功能多样性
        4.2.3 谱系多样性
        4.2.4 分析方法
    4.3 结果与分析
        4.3.1 放牧强度对植物物种多样性的影响
        4.3.2 放牧强度对植物功能多样性的影响
        4.3.3 放牧强度对植物谱系多样性的影响
    4.4 讨论
        4.4.1 物种多样性对放牧的响应
        4.4.2 功能多样性对放牧的响应
        4.4.3 谱系多样性对放牧的响应
    4.5 小结
第五章 放牧强度对植物功能群组成的影响
    5.1 引言
    5.2 材料与方法
        5.2.1 植物功能群
        5.2.2 分析方法
    5.3 结果与分析
        5.3.1 放牧强度对植物生活型功能群相对物种丰富度的影响
        5.3.2 放牧强度对植物生活型功能群相对生物量影响
        5.3.3 放牧强度对C3/C4 植物功能群相对物种丰富度影响
        5.3.4 放牧强度对C3/C4 植物功能群相对生物量影响
    5.4 讨论
        5.4.1 多年生丛生型禾草(PB)对放牧的响应
        5.4.2 多年生根茎型禾草(PR)对放牧的响应
        5.4.3 多年生杂类草(PF)对放牧的响应
        5.4.4 一、二年生植物(AB)对放牧的响应
        5.4.5 C3/C4 植物
    5.5 小结
第六章 放牧强度对土壤养分的影响
    6.1 引言
    6.2 材料与方法
        6.2.1 土壤样品取样、前处理和碳/氮测定
        6.2.2 分析方法
    6.3 结果与分析
        6.3.1 放牧强度、年份和土壤深度对土壤碳/氮的影响
        6.3.2 放牧强度对土壤碳的影响
        6.3.3 放牧强度对土壤氮的影响
        6.3.4 放牧强度对土壤碳氮比的影响
    6.4 讨论
    6.5 小结
第七章 放牧强度对植物群落CO_2和水汽交换的影响
    7.1 引言
    7.2 材料与方法
        7.2.1 土壤CO_2和水汽交换的测定
        7.2.2 群落CO_2和水汽交换的测定
        7.2.3 群落碳/水利用率的计算
        7.2.4 土温/湿的测定
        7.2.5 CO_2和水汽通量计算
        7.2.6 分析方法
    7.3 结果与分析
        7.3.1 放牧强度对群落光合的影响
        7.3.2 放牧强度对群落呼吸的影响
        7.3.3 放牧强度对群落水分蒸发的影响
        7.3.4 放牧强度对群落碳/水利用率的影响
        7.3.5 放牧强度对土壤温/湿度和土壤呼吸温度敏感性的影响
    7.4 讨论
        7.4.1 光合过程对放牧的响应
        7.4.2 呼吸过程对放牧的响应
        7.4.3 水汽交换过程对放牧的响应
        7.4.4 群落碳/水利用率对放牧的响应
    7.5 小结
第八章 放牧强度对生态系统多功能性的影响
    8.1 引言
    8.2 材料与方法
        8.2.1 生态系统多功能性
        8.2.2 分析方法
        8.2.3 结构方程模型
    8.3 结果与分析
        8.3.1 放牧强度对生态系统多功能性的影响
        8.3.2 放牧强度对多样性–生态系统功能性关系的影响
    8.4 讨论
    8.5 小结
第九章 研究结论和展望
    9.1 研究结果与结论
    9.2 存在的问题和展望
致谢
参考文献
附表
附图
博士期间发表论文情况
课题来源


【参考文献】：
期刊论文
[1]一年生植物功能群对放牧草原生物量和土壤呼吸的影响[J]. 梁茂伟,梁存柱,白雪,苗百岭,王英舜,包桂荣,王譞.  草业科学. 2016(12)
[2]适度放牧对内蒙古典型草原碳循环的影响[J]. 梁茂伟,白雪,王英舜,苗百岭,包桂荣,王譞,梁存柱.  内蒙古大学学报(自然科学版). 2016(03)
[3]从正相互作用角度诠释过度放牧引起的草原退化[J]. 王鑫厅,王炜,梁存柱,刘钟龄.  科学通报. 2015(Z2)
[4]内蒙古草甸草原与典型草原地下生物量与生产力季节动态及其碳库潜力[J]. 柴曦,梁存柱,梁茂伟,韩伟华,李智勇,苗百岭,王炜,王立新.  生态学报. 2014(19)
[5]物种功能多样性及其研究方法[J]. 张金屯,范丽宏.  山地学报. 2011(05)
[6]植物群落功能多样性计算方法[J]. 宋彦涛,王平,周道玮.  生态学杂志. 2011(09)
[7]功能多样性及其研究方法[J]. 江小雷,张卫国.  生态学报. 2010(10)
[8]内蒙古典型草原不同恢复演替阶段植物养分化学计量学[J]. 银晓瑞,梁存柱,王立新,王炜,刘钟龄,刘小平.  植物生态学报. 2010(01)
[9]植被退化对典型草原地表径流的影响[J]. 苗百岭,梁存柱,王炜,王立新,云文丽.  水土保持学报. 2008(02)
[10]植物功能多样性与功能群研究进展[J]. 孙国钧,张荣,周立.  生态学报. 2003(07)

博士论文
[1]基于不同放牧强度的高寒草原植物功能性状及群落谱系构建研究[D]. 王建勋.中国农业大学 2016

硕士论文
[1]内蒙古典型草原不同利用强度群落类型碳循环机制研究[D]. 梁茂伟.内蒙古大学 2014



本文编号：3676204