放牧强度对典型草原植被和家畜生产性能影响

摘要

研究基于中国农业科学院草原研究所锡林郭勒典型草原试验示范基地放牧强度水平，主要选取2014年、2015年和2016年6月至9月期间草地植被监测和家畜增重测定数据，分析了不同放牧强度，即对照、轻度、中度、重度、极重度，对应放牧压分别为0、170、340、510、680（标准羊单位·天）/（公顷·年）下植被和家畜的生态生产性能指标特征及草畜转化效率，初步解析了气候（降水）波动对草畜互作的影响，探讨了试验区适度放牧强度阈值。
　　主要结果：
　　1.从种群植株高度分析，羊草（Leymus chinensis）随放牧强度增重呈现出线性递减趋势；针茅植物（包括大针茅（Stipa grandis）和克氏针茅（S.krylovii））随放牧强度增重呈单峰趋势变化，在轻度放牧时出现峰值，糙隐子草（Cleistogenes squarrosa）、黄囊苔草（Carex korshinskyi）在轻度放牧下和对照没有显著性差异，继续增加放牧强度则差异增大会使其显著降低；降雨增多，有助于四种植物株高的保持与恢复，针茅植物能够耐受轻度放牧，但不耐受重度和极重度放牧；植物的高度在中度、重度和极重度放牧下随着放牧年限延长，相对于CK的株高比均持续降低。
　　2.植物种群密度在不同放牧强度下均无显著性差异（P>0.05），羊草、针茅植物（大针茅和克氏针茅）、糙隐子草在降水相对充沛年份（2015年降水412.8mm），在中度放牧强度下密度最大；放牧年限的延长，羊草、针茅植物、黄囊苔草种群密度在不同放牧强度下有不同程度的增加，糙隐子草种群密度对放牧年限不敏感。
　　3.建群种羊草的种群生物量在轻度放牧下与对照无显著性差异，其他放牧强度下羊草种群生物量均显著低于对照，针茅植物其种群生物量在轻度和中度放牧下与对照无显著性差异（P>0.05），重度和极重度放牧致使其种群生物量显著降低；不同放牧强度下羊草、糙隐子草、黄囊苔草、一、二年生植物和种群生物量对降水量具有重要的依赖性，针茅植物生物量、杂类草生物量和羊草相对生物量对降水依赖性微弱；针茅植物群落生物量和羊草相对生物量对放牧年限的延长的影响不明显，重度和极重度放牧下糙隐子草生物量和一、二年生植物生物量及群落生物量对年限的延长较为敏感。
　　4.在植物群落水平衡量群落多样性的指数（Shannon-wiener指数和Simpson指数）均呈现出中度放牧强度时最大，降水量增多对提高多样性具有一定的积极作用，放牧年限的延长并没有使中度放牧下群落多样性最高的格局发生偏离；放牧利用能够促进牧草的生长和物质积累，轻度放牧下草地植被净生产力最高，放牧利用下草地净生产力大都表现为不同程度的超补偿。
　　5.从家畜生产来看，极重度和重度相比并不会获得更多的单位面积草地承载家畜生产力，中度放牧利用下既可以获得较高的单位家畜生产力水平，同时也可以获得较为理想的单位面积草地承载家畜生产力。从单位草地面积核算家畜增重量，随放牧强度的增加呈增加的趋势，2014年（试验第一年）中度、重度和极重度之间无显著性差异，2016年重度和极重度之间无显著性差异，但是在每个放牧梯度上单位面积草地承载家畜增重均小于2014年，2015年由于降水充沛，随放牧强度增加单位面积草地承载家畜增重显著增加，且在中度、重度和极重度三个放牧强度上单位面积草地承载家畜增重均高于2014年和2016年；随着放牧强度的增加，单位面积牧草被采食量不断增加，单位家畜牧草采食量不断减少，随放牧年限延长，植被净生产力降低，重度和极重度放牧下家畜采食量下降，降水量大幅增多植被净生产力提高，家畜可采食量增多；放牧强度增加使牧草采食率增加且呈现出对数函数变化，降水量较地区年均值增加47.17%，不同放牧强度下大都可以减少8%左右；另外，从三年的试验数据来看在轻度和中度放牧强度下可达到较高的草畜转化效率。

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摘 要

ABSTRACT

一、引 言

1.1 研究目的与意义

1.2 国内外研究进展

1.2.1 放牧强度对草地植被的影响

1.2.2 放牧对家畜的影响

1.2.3 适度放牧阈值

1.2.4 气候变化/波动对放牧生态系统影响的研究

1.3 关键问题与研究内容

二、研究区域概况和研究方法

2.1 研究区概况

2.1.1 地理位置

2.1.2 气候特征

2.1.3 植被状况

2.2 技术路线

2.3 试验设计

2.4.1 植物群落调查

2.4.2 家畜体重测定

2.4.3 数据分析

三、结果与分析

3.1 放牧强度对植被的影响

3.1.1 植株高度

3.1.2 种群密度

3.1.3 种群生物量的变化

3.1.4 植物群落牧草再生量变化

3.1.5 植物群落地上净生产力

3.1.6 植物群落补偿性生长量

3.1.7 群落多样性

3.2 不同放牧强度下放牧家畜增重

3.2.1 单位家畜增重

3.2.2 单位面积草地承载家畜增重

3.3 草畜转化效率

3.3.1 采食量

3.3.2 牧草采食率

3.3.3 草畜转化效率

四、讨 论

4.1 降水波动会增强或减弱放牧利用对草地生态系统的影响

4.2放牧利用有利于草地生态系统净生产力的维持和提高

4.3适度放牧利用判识与阈值

五、结 论

参考文献

致 谢

攻读学位期间发表的学术论文