放牧对短花针茅个体形态特征及个体多样性的影响

doi:10.11733/j.issn.1007-0435.2025.12.019

草地学报 ›› 2025, Vol. 33 ›› Issue (12): 4072-4080.DOI: 10.11733/j.issn.1007-0435.2025.12.019

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放牧对短花针茅个体形态特征及个体多样性的影响

张慧¹, 吕世杰¹, 刘红梅², 屈志强¹, 刘菊红¹, 李治国¹, 韩国栋¹

1. 内蒙古农业大学, 内蒙古呼和浩特 010018;
2. 内蒙古自治区林业科学研究院, 内蒙古呼和浩特 010010

收稿日期:2025-03-31 修回日期:2025-06-08 发布日期:2025-12-01
通讯作者: 李治国，E-mail：nmndlzg@163.com
作者简介:张慧（2001-），女，汉族，内蒙古赤峰人，硕士研究生，主要从事草原管理与放牧生态研究，E-mail：zh010423@163.com；
基金资助:
国家自然科学基金项目（32460423，32260352，32160258）；林业科研能力提升项目（104004002）；创新平台载体（人才）计划项目“内蒙古自治区草地管理与利用重点实验室（2022PT0003）”资助

Effects of Grazing on the Individual Morphological Characteristics and Individual Diversity of Stipa breviflora

ZHANG Hui¹, LYU Shi-jie¹, LIU Hong-mei², QU Zhi-qiang¹, LIU Ju-hong¹, LI Zhi-guo¹, HAN Guo-dong¹

1. Inner Mongolia Agricultural University, Hohhot, Inner Mongolia 010018, China;
2. Inner Mongolia Academy of Forestry Science, Hohhot, Inner Mongolia 01001, China

Received:2025-03-31 Revised:2025-06-08 Published:2025-12-01

摘要/Abstract

摘要： 为明确短花针茅（Stipa breviflora）个体形态特征及个体多样性对载畜率的响应特点和规律，本研究以内蒙古乌兰察布市四子王旗短花针茅草原为研究对象，采用载畜率单因素随机区组试验设计，每一区组设置围封不放牧区（CK）、轻度放牧区（LG）、中度放牧区（MG）和重度放牧区（HG）4个试验处理，载畜率分别为0，0.91，1.82，2.71羊单位·hm^-2·（0.5a）^-1，基于代表区代表性样地取样方法，结合双因素方差分析、多样性指数计算以及对应分析方法，得到如下结果：（1）重牧导致短花针茅个体基部面积、投影面积、高度下降；（2）短花针茅个体基部面积、投影面积和高度均伴随龄级增大而增大。（3）短花针茅个体丰富度伴随载畜率增大而增大，适度放牧下短花针茅个体Shannon-Wiener多样性指数和Pielou均匀度指数较大，Simpson优势度指数较小；（4）C₂~C₄龄级对抵御放牧干扰具有重要意义。总之，重牧导致短花针茅个体形态缩减（基部面积、高度、投影面积下降），种群通过密度增加维持盖度但加剧干旱年斑块性死亡风险；同时，其通过龄级跃迁和个体多样性补充物种多样性损失，从而缓冲放牧干扰，维持群落结构与功能稳定。

关键词: 短花针茅, 载畜率, 形态特征, 个体多样性

Abstract: In order to clarify the response characteristics and laws of individual morphological characteristics and individual diversity of Stipa breviflora to stocking rate， the Stipa breviflora steppe in Siziwang Banner， Wulanchabu City， Inner Mongolia was taken as the research object. The single factor randomized block experimental design of stocking rate was adopted. Each block was set up with four experimental treatments： enclosed non-grazing area （CK）， mild grazing area （LG）， moderate grazing area （MG） and severe grazing area （HG）. The stocking rates were 0， 0.91， 1.82 and 2.71 sheep units·hm^-2·（0.5 a）^-1， and based on the sampling method of representative plots in representative areas， combined with two factor analysis of variance， diversity index calculation， and corresponding analysis methods， the results as following. Heavy grazing leads to a decrease in the basal area， projected area， and height of Stipa breviflora individuals； the basal area， projected area， and height of Stipa breviflora individuals all increase with age-class increasing. The individual richness of Stipa breviflora increases with the increase of stocking rate. Under moderate grazing， the Shannon-Wiener diversity index and Pielou evenness index of Stipa breviflora individuals are higher， while the Simpson dominance index is lower. The C₂-C₄ age-class is of great significance in resisting grazing disturbance. In conclusion， heavy grazing leads to the reduction of individual morphology （base area， height and projection area） of Stipa breviflora， and the population maintains coverage by increasing density but aggravates the risk of patchy death in dry years. At the same time， it supplements the loss of species diversity through age class transition and individual diversity， thereby buffering grazing interference and maintaining the stability of community structure and function.

Key words: Stipa breviflora, Stoking rates, Morphological characteristics, Individual diversity

中图分类号:

S543.9

张慧, 吕世杰, 刘红梅, 屈志强, 刘菊红, 李治国, 韩国栋. 放牧对短花针茅个体形态特征及个体多样性的影响[J]. 草地学报, 2025, 33(12): 4072-4080.

ZHANG Hui, LYU Shi-jie, LIU Hong-mei, QU Zhi-qiang, LIU Ju-hong, LI Zhi-guo, HAN Guo-dong. Effects of Grazing on the Individual Morphological Characteristics and Individual Diversity of Stipa breviflora[J]. Acta Agrestia Sinica, 2025, 33(12): 4072-4080.

参考文献

[1] LYU S J，LIU H M，WU Y L，et al. Effects of grazing on spatial distribution relationships between constructive and dominant species in Stipa breviflora desert steppe[J]. Chinese Journal of Applied Ecology，2014，25（12）：3469-3474 吕世杰，刘红梅，吴艳玲，等. 放牧对短花针茅荒漠草原建群种与优势种空间分布关系的影响[J]. 应用生态学报，2014，25（12）：3469-3474
[2] LYU S J，YAN B L，WANG Z W，et al. Dominant species’ dominant role and spatial stability are enhanced with increasing stocking rate[J]. Science of the Total Environment，2020，730：138900
[3] ZHANG S，WEI Z J，LV S J，et al. Study on above ground biomass and vegetation stability of main plant populations and community in stipa breviflora desert steppe[J]. Chinese Journal of Grassland，2017，39（6）：26-32 张爽，卫智军，吕世杰，等. 放牧对短花针茅荒漠草原主要植物种群及群落地上现存量稳定性的影响[J]. 中国草地学报，2017，39（6）：26-32
[4] ZHANG B，ZHANG F，ZHENG J H，et al. Responses of abundance-asymmetric of interspecific interaction to stocking rates in the Stipa breviflora desert steppe[J]. Acta Agrestia Sinica，2023，31（2）：510-517 张彬，张峰，郑佳华，等. 短花针茅荒漠草原物种间关系的多度不对称性对载畜率的响应[J]. 草地学报，2023，31（2）：510-517
[5] ZHANG F，SUN J W，SUN Y，et al. Effects of different stocking rates on interspecific relationships among dominant species and their spatial distribution characteristics in the Stipa breviflora desert steppe[J].Acta Prataculturae Sinica，2021，30（8）：1-11 张峰，孙嘉伟，孙宇，等.不同载畜率对短花针茅荒漠草原优势物种间关系及其空间分布特征的影响[J].草业学报，2021，30（8）：1-11
[6] XIONG M，AN H B，ZHAO M L，et al. Effect of grazing on spatial pattern and niche characteristics of main species in desert steppe[J]. Acta Agrestia Sinica，2024，32（4）：1177-1183 熊梅，安海波，赵萌莉，等. 放牧对荒漠草原主要植物种群空间格局与生态位的影响[J]. 草地学报，2024，32（4）：1177-1183
[7] WANG Q， ZHENG J H， ZHANG F， et al. Effects of grazing intensity on the ecological niche of plant population in Stipa breviflora desert steppe[J].Chinese Journal of Grassland，2022，44（10）：1-9 王琪，郑佳华，张峰，等. 放牧强度对短花针茅荒漠草原植物种群生态位的影响[J]. 中国草地学报，2022，44（10）：1-9
[8] ZHANG F，CHEN D L，ZHAO M L，et al. Effects of grazing intensity on spatial heterogeneity of the constructive species Stipa breviflora in desert steppe[J]. Chinese Journal of Applied Ecology，2019，30（9）：3049-3056 张峰，陈大岭，赵萌莉，等. 放牧强度对荒漠草原建群种短花针茅空间异质性的影响[J]. 应用生态学报，2019，30（9）：3049-3056
[9] FAN R Y，LYU S J，DING Y，et al. Interactive effects of soil water， nutrients and clonal fragmentation on root growth of xerophilic plant Stipa breviflora[J]. Agriculture，2022，12（12）：2112-2112
[10] YU R X，TIAN N，WANG X，et al. Species diversity and co-occurrence pattern at patch scale in Stipa breviflora desert steppe[J]. Arid Zone Research，2019，36（2）：444-450 于瑞鑫，田娜，王兴，等. 短花针茅荒漠草原斑块尺度物种多样性及其共存格局[J]. 干旱区研究，2019，36（2）：444-450
[11] LIU W T，WEI Z J，LYU S J，et al. Effect of grazing on Stipa breviflora age dynamics and leaf traits[J]. Acta Prataculturae Sinica，2017，26（1）：63-71 刘文亭，卫智军，吕世杰，等. 放牧调控对短花针茅种群年龄及叶性状的影响[J]. 草业学报，2017，26（1）：63-71
[12] WEI Z J，LIU W T，LYU S J，et al. Response mechanism of Stipa breviflora age to graze in desert grassland[J]. Ecology and Environmental Sciences，2016，25（12）：1922-1928 卫智军，刘文亭，吕世杰，等. 荒漠草地短花针茅种群年龄对放牧调控的响应机制[J]. 生态环境学报，2016，25（12）：1922-1928
[13] YANG Y D，MA J I，MA H B，et al. Effects of grazing exclusion on root trait characteristics of dominant plants in the desert steppe[J]. Pratacultural Science，2023，40（6）：1507-1517 杨彦东，马静利，马红彬，等. 封育对荒漠草原优势植物根系性状特征的影响[J]. 草业科学，2023，40（6）：1507-1517
[14] ZHAO K，HAN G D. Responses of the functional traits of dominant species to different grazing intensities in desert steppe[J]. Acta Agrestia Sinica，2023，31（3）：649-656 赵坤，韩国栋. 荒漠草原优势种功能性状对不同放牧强度的响应[J]. 草地学报，2023，31（3）：649-656
[15] JIA L X，YANG Y，ZHANG F，et al. Response of functional traits of Stipa breviflora population to stocking rates[J]. Chinese Journal of Grassland，2019，41（4）：94-100 贾丽欣，杨阳，张峰，等. 短花针茅种群功能性状对载畜率的响应[J]. 中国草地学报，2019，41（4）：94-100
[16] LYU S J，YAN B L，WANG Z W， et al. Grazing intensity enhances spatial aggregation of dominant species in a desert steppe[J]. Ecology and Evolution，2019，9（10）：6138-6147
[17] MCCARTHY M C，ENQUIST B J. Consistency between an allometric approach and optimal partitioning theory in global patterns of plant biomass allocation[J]. Functional Ecology， 2007， 21（4）：713-720
[18] LI W H，XU F W，ZHENG S W，et al. Patterns and thresholds of grazing-induced changes in community structure and ecosystem functioning： Species-level responses and the critical role of species traits[J]. Journal of Applied Ecology，2017，54（3）：963-975
[19] WANG Z H，LV S J，LIU H M，et al. Multidimensional response of Stipa breviflora’s Population Stability to Different Grazing Intensities[J]. Agronomy，2023，13（10）：2657
[20] ZHANG B H，LYU S J，QV Z Q，et al. Effects of stocking rates on land surface characteristics and wind-blown sand fluxes during growing season in desert steppe[J]. Chinese Journal of Grassland，2023，45（4）：33-41 张博涵，吕世杰，屈志强，等. 不同载畜率下荒漠草原生长季地表特征及对风沙通量的影响[J]. 中国草地学报，2023，45（4）：33-41
[21] YAN B L，LYU S J，WANG S X，et al. Effects of grazing intensities on cleistogenes songorica spatial distribution characteristics at small scales[J]. Chinese Journal of Grassland，2018，40（4）：95-101 闫宝龙，吕世杰，王舒新，等. 放牧强度对无芒隐子草小尺度空间分布特征的影响[J]. 中国草地学报，2018，40（4）：95-101
[22] LYU S J. The Influence of Different Stocking Rates on Plant Community Stability of Stipa breviflora Desert Steppe[D].Hohhot：Inner Mongolia Agricultural University，2023：11-34 吕世杰. 不同载畜率对短花针茅荒漠草原植物群落稳定性的影响[D].呼和浩特：内蒙古农业大学， 2023：11-34
[23] WANG Z H，LYU S J，WANG Z W，et al. The relationship between species diversity and aboveground standing crop of plant community in the desert steppe[J]. Acta Agrestia Sinica，2024，32（6）：1856-1863 王梓晗，吕世杰，王忠武，等. 荒漠草原物种多样性与植物群落地上现存量的关系[J]. 草地学报，2024，32（6）：1856-1863
[24] HOU M D，WANG M J， LI Z Q，et al. Effect of grazing intensity on characteristics of vegetative propagation of three plants in the stipa breviflora steppe[J]. Journal of Inner Mongolia Agricultural University（Natural Science Edition），2009，30（1）：71-75 侯牡丹，王明玖，李志强，等. 放牧强度对短花针茅草原3种主要植物营养繁殖性能的影响[J]. 内蒙古农业大学学报（自然科学版），2009，30（1）：71-75
[25] WU Q E. Comparative study on grazing ecology in typical steppe between china and mongolia of Mongolian Plateau[D]. Hohhot：Inner Mongolia Agricultural University，2017：89-90 吴恩岐. 蒙古高原中蒙典型草原放牧生态学比较研究[D]. 呼和浩特：内蒙古农业大学， 2017：89-90
[26] GUO S J， LYU J， YUN X J， et al. The relationship between variation of aboveground biomass and temperature and precipitation in meadow steppe[J]. Chinese Journal of Grassland，2017，39（2）：33-40 郭淑晶，吕世杰，运向军，等. 草甸草原地上现存量变化及其与温度和降雨量的关系[J]. 中国草地学报，2017，39（2）：33-40
[27] DONOHUE I，PETCHEY O L，MONTOYA J M，et al. On the dimensionality of ecological stability[J]. Ecology Letters，2013，16（4）： 421-429
[28] TILMAN D. The ecological consequences of changes in biodiversity：a search for general principles[J]. Ecology，1999，80（5）： 1455-1474
[29] TILMAN D，REICH P B，KNOPS J M H. Biodiversity and ecosystem stability in a decade-long grassland experiment[J]. Nature， 2006，441（7093）：629-632
[30] SMITH M D，KNAPP A K. Dominant species maintain ecosystem function with non-random species loss[J]. Ecology Letters，2003，6（6）：509-517
[31] TREDENNICK A T，DE MAZANCOURT C，LOREAU M，et al. Environmental responses， not species interactions，determine synchrony of dominant species in semiarid grasslands[J]. Ecology，2017，98（4）：971-981
[32] SASAKI T，LAUENROTH W K. Dominant species，rather than diversity，regulates temporal stability of plant communities[J]. Oecologia，2011，166（3）：761-768
[33] GRIME J P. Benefits of plant diversity to ecosystems：immediate，filter and founder effects[J]. Journal of Ecology，1998，86（6）： 902-910
[34] YANG X，WANG X P，QU Y B，et al. Comparing the effects of companion species diversity and the dominant species（Stipa grandis） genotypic diversity on the biomass explained by plant functional trait[J]. Ecological Engineering，2019，136：17-22
[35] GILBERT B，TURKINGTON R，SRIVASTAVA D S. Dominant species and diversity：linking relative abundance to controls of species establishment[J]. The American Naturalist，2009，174（6）：850-862
[36] ZHANG X. Response of Spatial Pattern of Plant Community to Long-term Different Grazing Intensities in Desert Steppe[D].Hohhot：Inner Mongolia Agricultural University，2024：50-52 张霞. 荒漠草原植物群落空间格局对长期不同放牧强度的响应[D]. 呼和浩特：内蒙古农业大学，2024：50-52

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[1]	傅俊士, 南丽丽, 张泽龙, 吴世文, 任孟雨, 陈娜, 焦龙光. 21份猫尾草种质形态、光合及荧光特性综合评价[J]. 草地学报, 2025, 33(9): 2796-2807.
[2]	鞠馨, 王新雅, 王冰莹, 韩国栋, 武倩. 放牧强度对荒漠草原植物群落组成和营养品质的影响[J]. 草地学报, 2025, 33(9): 2962-2972.
[3]	鞠馨, 王伟, 沈婷婷, 王煜鑫, 韩国栋, 武倩. 荒漠草原不同放牧强度绵羊牧食行为变化及其对环境因子的响应[J]. 草地学报, 2025, 33(6): 1924-1933.
[4]	杨冰, 王玉婷, 刘金龙, 韩旭, 李跃, 孙彦. 不同燕麦品种茎秆抗倒性的综合评价及筛选[J]. 草地学报, 2025, 33(5): 1408-1417.
[5]	孙志强, 韩春雪, 李海港. 荒漠草原土壤呼吸及其组分对持续干旱及再湿润的响应[J]. 草地学报, 2025, 33(2): 535-546.
[6]	张心怡, 何菲菲, 张亮, 罗颖, 周青平, 雷映霞. 不同披碱草种质对低氮胁迫的形态和生理响应分析及耐低氮性评价[J]. 草地学报, 2024, 32(7): 2128-2142.
[7]	王梓晗, 吕世杰, 王忠武, 乌兰敖登, 刘红梅, 马生昀, 李治国, 韩国栋. 荒漠草原物种多样性与植物群落地上现存量的关系[J]. 草地学报, 2024, 32(6): 1856-1863.
[8]	熊梅, 安海波, 赵萌莉, 乔荠瑢, 张峰, 郑佳华. 放牧对荒漠草原主要植物微斑块物种组成与更替的影响[J]. 草地学报, 2024, 32(4): 1112-1119.
[9]	熊梅, 安海波, 赵萌莉, 乔荠瑢, 张峰, 郑佳华. 放牧对荒漠草原主要植物种群空间格局与生态位的影响[J]. 草地学报, 2024, 32(4): 1177-1183.
[10]	王瑞, 刘海丽, 朱爱民, 王煜鑫, 任梓欢, 韩国栋. 载畜率对冷蒿不同根际距离土壤细菌及其碳氮含量的影响[J]. 草地学报, 2024, 32(2): 386-395.
[11]	冯廷旭, 李菲, 林伟山, 向雪梅, 张琳, 魏希杰, 德科加. 三江源地区一年生禾豆混播饲草叶片形态及产量对施肥的响应[J]. 草地学报, 2024, 32(12): 3951-3961.
[12]	郝嘉湉, 马嘉丽, 李泽斌, 张永清, 马星星. 晋南煤矿复垦区博落回根系形态特征对氮添加的响应[J]. 草地学报, 2023, 31(9): 2769-2776.
[13]	赵坤, 韩国栋. 荒漠草原优势种功能性状对不同放牧强度的响应[J]. 草地学报, 2023, 31(3): 649-656.
[14]	沈婷婷, 谭瑶, 王悦骅, 韩国栋. 荒漠草原植物和土壤碳氮养分含量对不同载畜率的响应[J]. 草地学报, 2023, 31(2): 441-447.
[15]	贾燕伟, 祁娟, 赛宁刚, 独双双, 路欣, 李霞. 外源赤霉素和吲哚乙酸对老芒麦生长、生理特性及染色体端粒的调控[J]. 草地学报, 2023, 31(2): 456-463.