封面介紹：草原是全球最重要的陸地生態系統之一, 為全球三分之一的人口提供食物、水以及其他各種生態系統服務, 同時草原在維持生物多樣性和調節全球氣候變化等方面具有非常重要的作用. 草原生產力是草原生態和生產功能發揮的基石, 是由生物群落結構和能量流動過程決定的. 詳見本期專輯.

草原生產力形成與調控機制專輯

武維華

編者按

張英俊, 賀金生, 韓國棟, 白永飛

進展

草原生產力形成與調控機制研究展望

張英俊, 梁俊毅, 賀金生, 韓國棟, 白永飛

厘清草原生產力的形成與調控機制, 是草學和生態學領域關注的重點. 本文從草原第一性生產力的形成和維持、第一性向第二性生產力的轉化、生產功能與碳匯功能的協同三個層次總結剖析草原生產力的形成與調控機制的研究進展, 并提出未來研究重點.

論文

基于Landsat和Sentinel-2衛星的草地利用率遙感監測——以不同草地類型放牧平臺為例

常楚晨, 王潔, 楊吉林, 劉楠, 趙玉金, 王忠武, 辛曉平, 張英俊

草地利用率是遙感放牧強度監測的直接指標, 是一定時間內實際利用的牧草量占草地地上部產草量的百分比. 本研究基于長期放牧平臺的放牧對照實驗, 利用地上生物量的地面數據以及Landsat和Sentinel-2融合的遙感數據, 基于支持向量機算法建立了草地利用率遙感反演模型(R2=0.90).

草地生態系統植物生長動態模型構建及生產潛力估算

王殿杰, 張英俊, 辛曉平, 閆瑞瑞, 梁俊毅

草地群落的功能性狀多樣性是草地生產力形成和維持的關鍵. 然而, 目前的草地過程模型忽略了群落動態對生產力的影響. 本文基于植物功能性狀構建了草地過程模型, 并根據野外觀測數據進行了模型驗證. 利用該模型揭示了隨資源變化下的群落動態, 估算了草地的生產潛力.

不同類型退化草地植被與土壤恢復的協同性

蘇紀帥, 許豐偉, 王揚, 趙玉金, 白永飛

我國退化草地植被恢復快于土壤, 但多數指標未恢復到天然草地水平; 人工輔助恢復與自然恢復措施的恢復效果整體類似; 草地生產力與土壤水分、養分呈協同性恢復, 且較高的土壤肥力更有利于典型草原和荒漠草原植物多樣性的恢復.

典型草原和高寒草甸種子萌發性狀差異及其對群落物種共存的影響

盧曉寧, 海志霞, 張雁明, 許玉瓏, 任晶, 趙寧, 劉坤, 齊威, 王小亮, 林麗, 卜海燕

本研究通過比較高寒草甸和典型草原植物種子萌發性狀差異及其對溫度的響應, 從群落水平上探討種子功能性狀多樣性及其對物種共存的影響, 以期為深入探討群落構建機制提供新視角和數據支持.

中國北方草地植被空間異質性對放牧強度的不同響應規律

康薩如拉, 閆瑞瑞, 字洪標, 趙玉金, 張霞, 辛曉平, 趙萌莉, 韓國棟

本文通過長期放牧試驗結合高分辨率無人機圖像與機器學習技術, 分析了不同放牧強度對中國北方4種草地類型植被空間格局的影響. 研究發現, 放牧導致4種草地植被優勢種變化和不同植被空間異質性的變化規律. 研究結果對于優化放牧管理、保護草地生態系統具有重要意義.

放牧對草地生態系統C:N:P的影響

張藝馨, 何超邁, 岳白, 張英俊, 劉楠, 白永飛, 魯小名, 韓國棟, 武倩, 鞠馨, 賀金生, 趙寧

本文利用長期放牧聯網實驗平臺的生態系統葉、根、凋落物、土壤微生物生物量和土壤C、N、P含量整合數據庫, 分析地上和地下組分間C:N:P聯系對放牧的響應及其區域差異. 放牧系統中地上和地下組分間C:N:P關系的改變提示我們草地可持續管理不能忽視生態系統C:N:P化學計量關系間的平衡.

放牧補飼促進草地生產力協同

徐民樂, 劉楠, 楊高文, 張英俊

放牧家畜補飼提高家畜生長性能, 并降低牧草采食量, 進而降低草地放牧強度, 這導致草地第一性生產力(牧草生產)和第二性生產力(家畜生產)的協同增長. 本研究通過量化協同增長量并研判其變化趨勢, 為研究草地生產力協同增長提供新視角.

放牧強度影響荒漠草原家畜牧食行為及食性選擇

武倩, 鞠馨, 王煜鑫, 劉楠, 王忠武, 韓國棟

放牧是天然草地的主要利用方式之一, 放牧家畜牧食行為是影響草地生態系統結構與功能的重要因素. 本文研究了荒漠草原不同放牧利用強度下家畜牧食行為及食性選擇的變化, 明確了合理的放牧利用強度, 為優化荒漠草原放牧管理和實現草地可持續利用提供重要依據.

不同類型草原重度放牧對土壤微生物多樣性的影響及其驅動因素

陳燾, 巴德木其其格, 董鑫, 張英俊

本研究比較了不同類型草原重度放牧對土壤微生物群落多樣性的影響, 揭示了不同類型草原土壤微生物多樣性的關鍵驅動因素, 為天然草原的管理以及退化草地的恢復提供了理論依據.

不同類型天然草場優勢牧草及其與補飼玉米組合效應研究

馬秀花, 保杰, 張博, 王智, 劉佳灌, 王雨婷, 王揚, 張曉嘉, 徐民樂, 字洪標, 羅海玲

隨著天然草場牧草產量與家畜所需飼草量的矛盾加劇, 草場退化日趨嚴重. 如何提高天然草場飼草料利用率是草牧業重點關注的問題. 本文研究了不同類型草場中主要優勢牧草的營養價值, 以及這些牧草在反芻動物瘤胃中的相互作用, 以期通過優化牧草組合, 發揮其潛在的優勢效應, 從而提高牧草的利用率和家畜生長, 促進第一性生產力(牧草生產)向第二性生產力(家畜生產)的轉化效率.

微生物活體碳對草地土壤有機碳貢獻的方法評估

田晨, 崔冬晴, 李童, 秦嘉晨, 楊培志, 白永飛, 田建卿

本研究以內蒙古草原不同植被類型的四種土壤為研究對象, 評估了流式細胞計數(FCM)、疊氮溴化丙錠-qPCR(PMA-qPCR)和磷脂脂肪酸(PLFA)技術結合碳轉換系數對微生物活體碳估算的準確性與適用性, 以期為建立普適性微生物活體碳定量框架提供科學依據.

中國牧區草地合理載畜量和生態承載力時空變化分析

趙玉金, 宋偉江, 吳智勝, 白永飛

本文利用凈初級生產力等多時相遙感監測數據, 基于植物補償生長理論及不同草地類型的合理放牧強度, 核算了2000~2020年我國268個牧區和半牧區縣草地合理載畜量及其變化趨勢, 并結合家畜數量和補飼率, 評估了牧區和半牧區的草地生態承載力時空格局.

中國三種草地類型的碳循環模式與長期碳匯機制

王金洲, 王超, 全占軍, 賀金生

本研究基于高寒草甸、典型草原和草甸草原三種草地類型的長期定位觀測與短期控制實驗, 通過精細計量、數據挖掘與模型模擬, 構建了草地生態系統碳循環模式圖, 明確了主要碳循環過程及參數, 并模擬評估了全球變化背景下草地生態系統的碳匯特征及其驅動機制. 為今后評估區域碳收支、過程模型參數化及草地碳庫管理等提供參考.

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