荒漠草原放牧强度季节调控下植被稳定性研究

Desert steppe is the green ecological barrier of Northern China and important animal husbandry base, which widely distribute in central Inner Mongolia Plateau and north of Yinshan Mountains. The uniqueness and fragility of ecosystem is sensitive to human disturbance due to the arid habitats and geographical transition. More than 70% desert steppe for grazing degraded, and the degree and rate of degradation is increasing. To explore the sustainable utilization, protection, recovery, and vegetation maintaining stability mechanism of grassland, the project takes Stipa breviflora desert steppe of Mongolian Plateau as example, using seasonal regulation of grazing intensity as experimental treatment. The quantitative ecological methods combined with species diversity, inter-species relationships, niche and spatial pattern to systematically discuss the corresponding characteristics of temporal and spatial variation, linkages of grassland populations, functional populations, and communities and potential plant populations (seed banks). The aims are to determine stability maintainable factors and threshold under seasonal regulation of grazing intensity, interpret ecological processes and stability maintaining mechanism of vegetation anti-interference ability and recovery capability after interference in desert steppe, determine the optimal way for grazing, and provide a theoretical basis for protecting grassland ecological environment, rational use, and sustainable development of grassland animal husbandry.

荒漠草原广泛分布于内蒙古高原中部、阴山山脉以北地区，是中国北疆的绿色生态屏障，亦是重要的畜牧业生产基地。由于其旱生生境及地域过渡性，显示出该生态系统的独特性和脆弱性，对人为干扰响应敏感。放牧利用的荒漠草原70%以上已发生退化，且退化程度和退化速度还在增加。为探寻草地在保护中利用，在利用中恢复的可持续利用途径及其植被稳定性维持机制，本项目以内蒙古高原短花针茅荒漠草原为研究对象，采用放牧强度季节调控作为试验处理，结合物种多样性、种间关系、生态位、空间格局等数量生态研究方法，对草地植物种群、功能群、群落和潜在植物种群（种子库）的时空变化对应特点和相互联系进行系统研究，确定放牧强度季节调控下植被稳定性维持的因子标识及阈值，阐释荒漠草原植被抗干扰能力和干扰后恢复能力的生态学过程及稳定性维持机制，确定最佳放牧利用调控方式，为草地生态环境保护和草地的合理利用以及草地畜牧业的可持续发展提供理论依据。

为探寻草地在保护中利用、在利用中恢复的可持续利用途径及其植被稳定性维持机制，本课题以内蒙古高原短花针茅荒漠草原为研究对象，采用放牧强度季节调控作为试验处理，结合物种多样性、种间关系、空间格局等数量生态研究方法，对草地植物种群、功能群、群落和潜在植物种群（种子库）的时空变化对应特点和相互联系进行系统研究。 通过2014-2018年4年的实验得出以下主要结论：.1、荒漠草原数量特征在年度间和季节间的稳定性较弱。建群种短花针茅植物种群比较稳定，对群落具有绝对控制作用，但是其幼苗成活率较低。放牧导致主要植物种群在群落中的地位和作用增强，退化指示种显示放牧导致草地退化程度增加。不同放牧强度季节调控方式，植物种群种间关系变化比较复杂，竞争强度增加。.2、灌木、半灌木这一功能群内物种多样性对放牧干扰较敏感。多年生禾草功能群生态位宽度受放牧强度影响大于多年生杂类草，二者之间的竞争强度较大，多年生禾草功能群对群落结构和功能的控制具有主导作用。.3、建群种短花针茅、优势种碱韭和无芒隐子草空间分布对春季休牧后放牧强度变化的响应具有特异性。主要种群多重分形特征与种群自身生态位宽度、个体间的竞争强弱直接相关。多年生禾草和多年生杂类草空间分布的尺度效应明显，集群分布、随机分布状态随尺度不同变化强烈。.4、土壤种子库总量随着放牧强度的增加相应减小。短花针茅、无芒隐子草和碱韭的土壤种子库状况反映了荒漠草原受放牧强度季节调控影响的状态和程度。.5、短花针茅荒漠草原生长季（5-10月）适宜的放牧强度为0.65 只羊/hm2；以春季休牧+夏季重牧（1.04只羊/hm2）+秋季适牧（0.65只羊/hm2）的季节调控方式进行放牧利用，更有利于维持草原植物群落的稳定性。