荒漠草原灌木入侵过程及其对不同载畜率放牧的适应机制

With the global climate changes, grassland is experiencing differential degrees’ brush encroachment in the worldwide. Shrub encroachment researched in grassland is critical to predict ecosystem functions and feedbacks of grassland. At present, the studies of brush encroachment in grassland of China are scattered and long-term monitor data and systemic researches for the process and mechanism of brush encroachment are scarce. In this proposed project, we select Caragana microphylla population that located in 4 levels livestock rate in Stipa breviflora desert steppe, Inner Mongolia. We will measure: (1) vegetation structure and species composition of grassland ecosystem; (2) functional traits of dominant plants; (3) resources heterogeneity of brush patch, tussock patch and bare area, which will be used for illustrating developmental stages, process and feedback mechanism of grassland shrub encroachment in different grazing management. Implementing this program will contribute to understand the occurrence and development of grassland shrub encroachment, and that be beneficial to predict grassland ecosystem structure and function and improve scientific management of local grassland resources.

在全球气候变化背景下，世界范围内的草原正经历着不同程度的灌丛化过程，研究草原灌木入侵对于预测草原生态系统功能及其反馈非常重要。目前，我国关于草地灌丛化的研究比较分散，对草地灌木入侵的过程与机制缺乏长期的监测数据和系统性研究。本项目拟以内蒙古短花针茅荒漠草原4个载畜率下小叶锦鸡儿（Caragana microphylla）种群为研究对象，测定（1）草原生态系统的植被结构和物种组成；（2）主要植物的功能性状；（3）灌丛斑块、草丛斑块和裸地板块的资源异质性，从而阐明不同放牧管理下草原灌丛化发展阶段、过程以及反馈机制。本项目的实施将有助于理解草地灌丛化的发生和发展，有利于预测草地生态系统结构和功能的变化和完善当地草地资源的科学管理。

草地是陆地生态系统中最重要的生态系统之一，其不仅是支撑草原地区畜牧业发展的重要保障，同时，草地生态系统的功能也随着全球变化的加剧凸显的越来越重要。在全球气候变化背景下，世界范围内的草原正经历着不同程度的灌丛化过程，研究草原灌木入侵对于预测草原生态系统功能及其反馈非常重要。本项目以内蒙古短花针茅荒漠草原4个载畜率下小叶锦鸡儿（Caragana microphylla）种群为研究对象，通过草地植被结构和物种组成、主要植物的功能性状以及灌丛斑块的资源异质性的测定，对内蒙古荒漠草原灌木动态与放牧管理的内在关系进行了深入的研究。项目自2018年开始执行以来，严格按照计划任务书的研究内容开展相关的野外和室内研究工作。研究结果表明，载畜率对荒漠草原植物群落有显著的影响，高载畜率放牧将导致植物叶片面积、叶片生物量及数目显著降低，但较低的载畜率对植物叶片性状起促进作用。群落中优势物种个体地上部分功能性状月动态变化具有一致性，数量和高度随载畜率增加而降低，随月份的延长而增加。伴随载畜率的增加，灌木、半灌木在群落中的地位和作用下降，草本植物对群落的控制作用增强。轻度载畜率放牧有利于荒漠草原灌木、半灌木种群繁衍。主要灌木和近邻草本植物存在竞争关系，即二者之间存在对外界资源供给利用的互补性。载畜率的增加并没有使该类草地的灌丛化加剧，反而降低了荒漠草原灌木的比例，说明荒漠草原生态系统中，放牧是控制灌草组合比例的因素之一。项目的实施为深入理解草地灌丛化的发生和发展，揭示荒漠草原生态系统灌木种群结构和功能对载畜率的响应提供了参考，为荒漠草原放牧管理提供了一定的借鉴。