长期生态学研究和试验示范为草原生态保护和草牧业可持续发展提供科技支撑

长期以来,我国在畜牧业生产中过度利用草地的生产功能,忽视其生态功能,造成草地大面积退化,草–畜关系失衡,传统草原畜牧业难以为继,亟须探索适宜于牧区特点的生态保护与草牧业发展新模式,依靠科技创新推动草牧业发展。中科院内蒙古草原生态系统定位研究站(以下简称"内蒙古站")自建站以来,立足于我国温带草原,长期开展草原生态系统水、土、气、生等要素监测,草原生态学基础研究,以及退化草地恢复、人工草地建设和生态系统管理等方面的应用研究,并通过示范推广为内蒙古草原的保护和可持续利用提供科技支撑。基于长期监测、养分添加和放牧控制试验,揭示了内蒙古草原生物多样性和生态系统稳定性的维持机制,主要发现:(1)不同物种和功能群之间的补偿效应是生态系统稳定性维持的重要机制;(2)物种和群落水平的化学计量内稳性是生态系统稳定性维持的基础,由化学计量内稳性高的物种占优势的群落,具有更高的生产力和稳定性;(3)混合利用方式(放牧和打草轮换)有利于多样性、生产力和生态系统稳定性的维持。基于以上基础研究和长期试验示范,内蒙古草原站研发了多年生混播人工草地的草种配置及高效人工草地建植技术体系。该体系提高了多年生人工草地的生产力和稳定性,延长了人工草地的利用年限,提高了牧草品质。为了进一步探索适宜于牧区特点的生态保护与草业发展新模式,内蒙古站提出了草地生产功能与生态功能合理配置技术体系。该体系通过建设高效人工草地和基本草牧场,解决饲草的生产问题,同时通过退化草地恢复和天然草地合理利用,提升草地的生态功能。这些研究成果不仅使我国的草地生态学研究达到国际先进水平,也使得内蒙古站成为草原科技成果转化的基地和开展国内外合作研究的重要平台

中国草地生态系统固碳现状、速率和潜力研究

中国草地面积约4亿hm~2,占国土总面积的41.7%。作为中国面积最大的陆地生态系统类型,草地不仅每年为畜牧业生产提供了3–4亿t优质饲草,而且在防风固沙、水土保持、水源涵养、生物多样性保育和生态系统碳固持等方面具有极其重要的生态功能(白永飞等,2014;沈海花等,2016)。草地是个巨大的碳库,全球草地总碳储量约为308 Pg,其中约92%储存在土壤中(Schuman et al.,2002)。中国

基于牧场生产力的内蒙古典型草原载畜率研究

基于长期放牧控制实验平台,研究了内蒙古典型草原群落在两种降水年型(平水年和丰水年)和两种地形系统(平地和坡地)条件下的初级生产力和次级生产力对不同载畜率(0、1.5、3.0、4.5、6.0、7.5、9.0羊单位/hm~2)的响应。结果表明:随着载畜率的增加,地上现存生物量逐渐降低。两种降水年型不同地形条件下,载畜率为3.0和4.5羊单位/hm~2处理均获得较高的地上净初级生产力,平均比对照区增加了30.87%,而重度放牧(SR=7.5、9.0羊单位/hm~2)处理则降低了13.53%。羊公顷增重随载畜率的增加逐渐升高,载畜率为3.0和4.5羊单位/hm~2处理的平均只羊增重均高于其他处理。综合分析初级和次级生产力的变化趋势可知,本试验条件下内蒙古典型草原牧场的最适载畜率为3.0~4.5羊单位/hm~2

草地生产与生态功能合理配置的理论基础与关键技术

草地生产功能和生态功能的合理配置对于生态草业的可持续发展至关重要.本文总结了国内外草业发展现状,特别是我国草地经营管理中存在的主要问题;介绍了草地生产与生态功能合理配置的6个基础理论:放牧优化假说、中度干扰假说、放牧促进/减缓生态系统养分循环假说、草畜平衡理论和草地农业系统理论.在分析生态草业发展面临的主要技术瓶颈基础上,提出了生态草业建设的核心技术体系,着重介绍了退化草地恢复与培育的4项技术、天然草地保护与合理利用的2项技术,以及人工草地建设与管理的技术.最后介绍了天然草地和人工草地配置的原则,以及人工草地的类型选择与合理布局的技术.所述理论和技术对于指导我国生态草业建设和可持续发展具有重要指导意义

放牧强度和地形对内蒙古典型草原物种多度分布的影响

为了更好地理解放牧对草原生态系统物种多度分布格局的影响,以及常见种和稀有种对维持群落多样性的作用,以内蒙古典型草原为研究对象,基于长期放牧控制实验平台(包括7个载畜率水平(0、1.5、3.0、4.5、6.0、7.5、9.0 sheep·hm–2)和两种地形系统(平地和坡地)),研究了群落内全部物种、常见种和稀有种的丰富度和多度对放牧强度的响应规律,并选取对数正态模型、对数级数模型和幂分割模型,对物种多度数据进行拟合。结果表明:1)平地系统中,物种丰富度和多度在低放牧强度下(1.5、3.0 sheep·hm–2)增加,而在中、高度放牧强度下(4.5–9.0 sheep·hm–2)降低,全部物种的多度分布在大多数放牧强度下符合幂分割模型,在高放牧强度下也符合对数正态模型;坡地系统中,物种丰富度和多度随着放牧强度增加而显著降低,全部物种的多度分布在各个放牧强度下,均符合幂分割模型和对数正态模型。2)随着放牧强度增加,常见种的多度响应趋势与全部物种的响应趋势一致,其多度分布均符合幂分割模型和对数正态模型;稀有种的丰富度响应趋势与全部物种的响应趋势一致,其多度分布符合幂分割模型,同时也部分符合对数正态和对数级数模型。总之,适宜的载畜率有利于生物多样性和初级生产力的提高,平地系统中物种多度的响应在一定程度上支持放牧优化假说;而坡地系统中不同物种多度的响应差异说明:确定最佳载畜率时,还需要考虑地形因素的影响。此外,模型的拟合结果表明:生态位分化机制对内蒙古典型草原物种多度分布起着主要作用,常见种和稀有种通过不同的响应方式共同维持着草原生态系统的物种多样性