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    1. 沙化和人工植被重建对高寒草地土壤细菌群落特征的影响
    王亚妮, 胡宜刚, 王增如, 李以康, 张振华, 周华坤
    草业学报    2022, 31 (5): 26-39.   DOI: 10.11686/cyxb2021120
    摘要287)   HTML30)    PDF (4934KB)(738)    收藏

    土壤微生物群落特征指示着草地的质量和健康状况。本研究以青海省贵南县的天然草地(NG)、沙化草地(DG)、草本人工恢复草地(AG)和灌木人工恢复草地(AS)4种草地类型为研究对象,采用qPCR和Illumina MiSeq高通量扩增子测序技术研究了土壤细菌群落生物量、多样性及其结构的变化,结合植被和土壤属性剖析了高寒草地土壤细菌群落演变的关键影响因子及其贡献。结果表明:草地沙化显著(P<0.05)降低了土壤细菌群落的生物量和α多样性,人工植被重建则促进了土壤细菌群落生物量和α多样性的恢复,22年后基本达到未退化前的水平。草地沙化显著(P<0.05)增加了芽单胞菌门(Gemmatimonadota)的相对丰度,而变形菌门(Proteobacteria)和浮霉菌门(Planctomycetota)的相对丰度则显著降低(P<0.05);人工植被重建促进了优势细菌门逐渐向NG方向演变,22年后绝大部分优势细菌的相对丰度基本恢复到未退化之前的状态。然而,DG、AG和AS与NG的土壤细菌群落结构相似性不高,而AG和AS的群落结构则高度相似。土壤细菌群落结构与绝大多数植被和土壤理化指标显著 (P<0.05)正相关,植被属性对其群落结构变化的解释度(10.0%)比土壤物理属性(6.3%)和化学属性(1.9%)更高,植被与土壤所有指标共解释了72.0%的土壤细菌群落结构的变化,表明植被和土壤通过相互作用共同决定了高寒草地土壤细菌群落结构的演变。因此,加强对植被和土壤的保护,防止草地退化,并对沙化草地进行人工植被重建,对于保护和恢复青藏高原高寒草地土壤细菌群落具有重要的生态意义,而选择利用灌木或草本进行人工植被重建对表层土壤细菌群落的影响区别不大。

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    2. 饲用燕麦育种研究进展与展望
    叶雪玲, 甘圳, 万燕, 向达兵, 邬晓勇, 吴琪, 刘长英, 范昱, 邹亮
    草业学报    2023, 32 (2): 160-177.   DOI: 10.11686/cyxb2022263
    摘要575)   HTML50)    PDF (857KB)(666)    收藏

    燕麦是一种一年生禾本科作物,具有耐瘠薄、耐盐碱、抗旱耐寒、适应性广等特性,可广泛种植于欧洲、北美洲和亚洲的北纬40°以北的温带地区。同时,燕麦产草量高、营养价值高、适口性好、消化率高、适于青贮和调制干草,因此,燕麦是一种粮饲兼用的重要杂粮作物。根据燕麦籽粒是否被麸皮包裹可分为皮燕麦和裸燕麦。目前,我国多种植不带麸皮的裸燕麦,主要用于食用,而国外以种植带麸皮的皮燕麦为主,主要用于饲喂牲畜。在大力发展畜牧业的今天,我国的饲用燕麦品种是严重不足的。因此,我国制定并实施了“草牧业”“粮改饲”“引草入田”等系列政策,促进了饲用燕麦产业的快速发展。在国家政策和产业需求的大力支持和引导下,饲用燕麦的种植面积不断扩大,对新品种的需求也日益迫切,对饲用燕麦的育种工作也提出更高的要求。本研究综述了国内外饲草燕麦的:1)种质资源收集、整理和鉴定评价;2)常规育种的4个发展阶段;3)分子技术在燕麦科研与育种中的利用。基于以上研究的梳理总结,明确当前饲用燕麦的育种需求,分析饲用燕麦育种的重点、难点和热点问题,为我国饲用燕麦育种的现代化发展提供重要参考。

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    3. 青藏高原高寒草地土壤微生物量碳氮含量特征及其控制要素
    李洋, 王毅, 韩国栋, 孙建, 汪亚峰
    草业学报    2022, 31 (6): 50-60.   DOI: 10.11686/cyxb2021161
    摘要555)   HTML29)    PDF (3105KB)(623)    收藏

    青藏高原是我国重要的生态安全屏障,探究地下微生物驱动土壤生化过程,生物量碳氮含量特征及其控制要素,对高寒生态系统功能维持具有重要意义。本研究通过对青藏高原高寒草甸和高寒草原两种草地类型样带调查和研究,探讨了不同高寒草地生态系统类型土壤微生物量碳(MBC)和土壤微生物量氮(MBN)含量特征及其与气候、植物群落和土壤理化性质的关系。结果表明,高寒草甸比高寒草原具有更高的土壤MBC和MBN含量;生长季降水量(GSP)与两种草地类型的MBC和MBN含量呈显著正相关(P<0.01);而生长季均温(GST)仅与高寒草原MBN含量呈显著负相关(P<0.01)。结构方程模型显示,在生长季降水量的影响下,土壤全氮是影响高寒草甸土壤MBC和MBN的主导因子,土壤有机碳是影响高寒草原MBC和MBN的主导因子。研究结果可为高寒草地生态系统可持续管理提供理论参考。

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    4. 我国草种业的成就、挑战与展望
    南志标, 王彦荣, 贺金生, 胡小文, 刘志鹏, 李春杰, 聂斌, 夏超
    草业学报    2022, 31 (6): 1-10.   DOI: 10.11686/cyxb20220601
    摘要633)   HTML65)    PDF (598KB)(578)    收藏

    本研究从种质资源收集、品种选育、种子生产和质量管理等方面总结了我国草种业发展取得的成就,分析了面临的挑战,提出了建设草种强国的建议。我国已初步建立了完整的草种业体系,已成为世界草种质资源保存大国,自1987年实施品种审定制度以来,已审定通过了651个草类植物新品种,在利用乡土植物优异基因和内生真菌创制新种质等方面,取得了突出成果。所育成品种基本可满足一般生产需求。种子田常年保有面积10万hm2左右,年产种子约10万t。已在全国建立了5个部级检验中心,并在品种审定、特异性、一致性和稳定性(DUS)测试,种子立法等方面建成了较为完整的质量管理体系。面临的挑战是种质资源收集不及我国现有饲草种质资源数的50%,对已有种质资源评价、鉴定工作不足,缺少用于生态修复的草种和草坪草品种。根据国家生态修复规划,每年需草种7万t,目前缺口巨大,每年进口草种5万t左右,主要是高质量商品草和草坪草用种。质量管理体系中缺少种子认证。建议进一步加强种质资源收集、评价与利用;加强乡土草、草坪草及放牧型牧草选育;建立大规模草种生产基地及成果转化渠道;完善种子质量管理体系及提高对草的认识,从科技创新、人才培养、发展政策等方面予以支持。

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    5. 2株紫花苜蓿解钾菌的筛选鉴定及其对产量和品质的影响
    王彦佳, 胡伯昂, 陈佳欣, 许丽婷, 姚琳, 冯丽荣, 郭长虹
    草业学报    2023, 32 (12): 139-149.   DOI: 10.11686/cyxb2023036
    摘要137)   HTML11)    PDF (2822KB)(552)    收藏

    为获得优良的解钾菌(KSB)并明确其对植物产量和品质的影响,采用硅酸盐细菌培养基从紫花苜蓿根际土壤分离、筛选到2株具有高效解钾能力的菌株。通过细菌形态学、16S rDNA序列分析和生理生化鉴定,确定2株解钾菌分别为巨大芽孢杆菌和耐寒短杆菌,命名为XLT-4和XLT-7。2株菌株均具有产吲哚-3-乙酸(IAA)、铁载体和溶磷能力。接种XLT-4和XLT-7显著提高了紫花苜蓿的株高、根长、地上和地下干鲜重,以及根系活力、叶片的磷、钾和粗蛋白含量,降低了中性洗涤纤维和酸性洗涤纤维的含量。此外,接种2株解钾菌还提高了紫花苜蓿根际土壤酶活性和速效钾含量。本研究获得的2株解钾菌在提高紫花苜蓿产量和品质方面发挥了重要作用,是开发微生物制剂的优质菌株资源。

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    6. 基于优化三角形植被指数(TVI)的灌丛化草原植被地上生物量遥感估测方法研究
    许政勇, 孙斌, 张王菲, 李毅夫, 闫紫钰, 岳巍, 滕思翰
    草业学报    2023, 32 (10): 1-14.   DOI: 10.11686/cyxb2022488
    摘要378)   HTML52)    PDF (2836KB)(546)    收藏

    灌丛化已经成为草原生态系统中重要的生态问题,而灌丛化草原植被地上生物量(AGB)的精细化估测对于开展区域生态系统碳循环研究有着重要的科学意义。受土壤背景噪声和植被生长结构特征差异的双重影响,现有常见植被指数在灌丛化草原区域构建AGB估算模型时表现极不稳定。针对这一问题,基于Sentinel-2遥感数据,通过优化三角形植被指数(TVI)开展灌丛化草原植被AGB遥感估测方法研究。研究结果表明:1)在以草本植被为主的区域中,基于绿 R 560 、红边 R 705 和近红 R 865 组合形成的TVI与AGB拟合效果最好,R2达到了0.684;而在以灌丛植被为主的区域中,以基于绿 R 560 、红边 R 783 和近红 R 842 组合形成的TVI与AGB拟合效果最好,R2达到了0.368。2)分析现有常用的12种植被指数对土壤的噪声敏感性时,在以草本植被为主的区域中,增强型植被指数(EVI)对土壤噪声表现最为敏感;在以灌丛植被为主的区域中,修正土壤调节植被指数(MSAVI)表现最为敏感。3)在草本植被为主的区域中,相对于TVI,优化后植被指数草地三角形植被指数(GTVI)构建线性估算模型的交叉验证决定系数( R C V 2 )提高了0.153、交叉验证均方根误差( R M S E C V )减小了12.222 g·m-2;在灌丛植被为主的区域中,相对于TVI,优化后植被指数GTVI 构建线性估算模型的 R C V 2 提高了0.029、 R M S E C V 减小了1.684 g·m-2。4)与常用的12种植被指数构建的估测模型相比,无论在草本植被区域还是灌丛植被区域,GTVI构建的估测模型都具有最高的精度。该研究结果以期为采用植被指数法开展灌丛化草原植被地上生物量遥感估算提供科学依据和参考。

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    7. 青海省国家重点保护野生植物名录——基于国家重点保护野生植物名录(2021版)
    陈金元, 杜维波, 苏旭
    草业学报    2022, 31 (9): 1-12.   DOI: 10.11686/cyxb2021502
    摘要974)   HTML34)    PDF (1244KB)(545)    收藏

    为了更好地了解青海省国家重点保护野生植物种类、科属组成、特有性、濒危状况及地理分布等特征,依据2021年9月发布的新版《国家重点保护野生植物名录》,通过查阅对比文献和馆藏标本,梳理总结了青海省国家重点保护野生植物的多样性。结果表明:1)相比1999年发布的《国家重点保护野生植物名录》,青海省新增44种国家重点保护野生植物。2)青海省国家重点保护野生植物有3大类22科30属53种1变种,其中一级保护植物1种(发菜),二级保护植物52种1变种。3)物种数量最多的科、属分别为兰科(10种)、杓兰属(8种)。4)中国特有属1个,中国特有属+青藏高原特有属3个,中国特有物种9种,青藏高原特有物种9种,中国特有+青藏高原特有物种13种,另有青海省特有种1种(久治绿绒蒿)。5)青海省54种(含变种)国家重点保护野生植物中有18种处于易危(VU)等级,12种处于濒危(EN)等级,总计受威胁等级物种数30种,占所有物种的55.55%。6)青海省国家重点保护野生植物绝大多数分布在青海东南部,主要在玉树州、果洛州和海东市草原及森林生境中,与青海省植物多样性的分布规律基本一致。青海省国家重点保护野生植物有54种(含变种),绝大多数为二级保护植物;特有种类有32个,占所有物种的59.25%;受威胁物种30种;重点保护野生植物大多数分布于青海省东南部地区。

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    8. 基于STARFM的草地地上生物量遥感估测研究——以甘肃省夏河县桑科草原为例
    张玉琢, 杨志贵, 于红妍, 张强, 杨淑霞, 赵婷, 许画画, 孟宝平, 吕燕燕
    草业学报    2022, 31 (6): 23-34.   DOI: 10.11686/cyxb2021180
    摘要496)   HTML242)    PDF (1697KB)(497)    收藏

    遥感数据具有实时、动态、大范围等特点,在草地资源监测与管理研究中获得了广泛应用。然而,单一的遥感植被指数无法同时满足草地地上生物量观测中时空分辨率的需求。因此,本研究基于时间序列Landsat NDVI和MODIS NDVI数据,结合时空融合算法(spatial and temporal adaptive reflectance fusion model, STARFM),生成了2000-2016年高时空分辨率的植被指数数据集(NDVISTARFM,时间分辨率为16 d,空间分辨率为30 m),并基于2013-2016年地面实测草地地上生物量数据,构建了夏河县桑科草原高寒草地地上生物量遥感反演模型,分析了2000-2016年研究区草地地上生物量生长状况和变化趋势。结果表明:1)基于NDVISTARFM的最优估测模型为乘幂模型,其R2为0.58,均方根误差(root mean square error, RMSE)为795.62 kg·hm-2,模型的表现能力次于Landsat NDVI最优估测模型(R2=0.76,RMSE=634.83 kg·hm-2),而优于MODIS NDVI最优估测模型(R2=0.24,RMSE=937.79 kg·hm-2);2)基于NDVISTARFM最优估测模型对各样区草地地上生物量总产的估测精度优于MODIS NDVI而次于Landsat NDVI,总体精度达84.05%;3)2000-2016年来,夏河县研究区草地地上生物量总体呈现增加趋势,其中90%左右的区域年增量大于30 kg·hm-2,草地地上生物量呈现减少趋势的区域仅占2.30%。

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    9. 放牧家畜养分消化率的测定
    金有顺, 侯扶江
    草业学报    2022, 31 (5): 200-212.   DOI: 10.11686/cyxb2021089
    摘要375)   HTML19)    PDF (1630KB)(492)    收藏

    放牧家畜养分消化率反映牧草供给量和营养品质、家畜的健康状况以及生产性能等,是草原管理的关键指标之一。放牧家畜养分消化率的测定方法主要有直接测定和间接估测两种,直接法包括全收粪法、指示剂法、近红外光谱法(NIRS)等,间接法主要有体内或体外发酵法、牧草品质和气候等预测法。全收粪法是较精确的测定方法,然而耗时、费力,对家畜放牧行为有较大影响,难以体现牧场饲草供给的空间异质性;指示剂法根据不溶物的回收比例估测养分消化率,对家畜放牧行为干扰较小,指示剂不易收集,也不适于野性较高的放牧动物;NIRS法效率高、劳动强度低、成本小、不影响家畜,能够大尺度地估测放牧家畜的养分消化率,需要大量的实测数据完善预测模型;气候估测法快捷、省时,精确性较差,适于大时空尺度。放牧家畜的养分消化率与家畜、草地、放牧方法、温度、降水等生物因子,环境因子和社会因子密切相关,与遥感、无人机(UAV)和人工智能等结合,可以准确、快速地测定放牧家畜养分消化率,为草地生态修复与健康管理提供支撑。

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    10. 世界退化草地恢复研究和实践进展
    高丽, 丁勇
    草业学报    2022, 31 (10): 189-205.   DOI: 10.11686/cyxb2022077
    摘要596)   HTML53)    PDF (683KB)(479)    收藏

    草地是地球上最重要的陆地生态系统之一,给人类带来诸如食物生产、调节气候、净化空气、涵养水源、防风、固沙等一系列的生态系统服务。受气候变化和人为因素的影响,全球接近一半的草地出现不同程度的退化,成为世界性生态环境问题之一。世界各地开展了大量的有关退化草地恢复的研究和实践工作,并且取得了巨大的进步。然而,在联合国生态系统恢复10年(2021-2030)启动之际,需要新一代的恢复研究和实践项目来应对全球的环境挑战。本研究对世界各地有关退化草地恢复研究和实践进行了总结,希望从已有的草地恢复工作中学习经验,在此基础上,找出未来退化草地恢复研究的主要方向,制定合理的退化草地恢复计划,进而为全球变化背景下的新的草地恢复研究和实践提供参考依据。

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    11. 天山北坡典型草地施肥阈值及不确定性分析
    韩其飞, 尹龙, 李超凡, 张润钢, 王文彪, 崔正南
    草业学报    2024, 33 (1): 19-32.   DOI: 10.11686/cyxb2023097
    摘要109)   HTML14)    PDF (3820KB)(475)    收藏

    在全球气候变化的背景下,干旱半干旱区草地作为陆地生态系统中重要且非常脆弱的组分之一,显现出一系列生态问题。探究气候变化及人类活动对于该区草地生态系统净初级生产力(NPP)的影响,对于合理利用自然资源,保持农牧业可持续发展具有重要的意义。施肥作为促进作物生长的一种方式,合理施肥也可以提高退化草地的NPP。基于此,本研究拟以天山北坡沿海拔梯度分布的4种草地类型:高山草甸(AM)、中山森林草甸(MMFM)、低山干草原(LMDG)和平原荒漠草原(PDG)为研究对象,基于反硝化-分解模型(DNDC)分析该区典型草地生态系统净初级生产力对施加不同氮肥的响应,并揭示施肥阈值及最优施肥方式。结果表明:1)适度氮肥添加促进了各个类型草地生态系统NPP的增长,但草地NPP对施肥量的响应存在阈值,且不存在适用于4种草地类型的统一最优施肥方式。LMDG草地生态系统对施氮肥的响应最敏感。2)PDG草地NPP达到最大的施肥方式为一年分两次施加100 kg·hm-2硝酸盐,NPP的最大值为68.72 g C·m-2·a-1。LMDG草地NPP最大的施肥方式为一年分两次施加尿素260 kg·hm-2,NPP的最大值为263.28 g C·m-2·a-1。MMFM草地生态系统达到NPP最大的施肥方式为一年一次施尿素80 kg·hm-2,NPP的最大值为171.22 g C·m-2·a-1。无水氨作为在AM草地中反应最好的氮肥,以最小的施肥量(60 kg·hm-2)达到了NPP的最大值(114.62 g C·m-2·a-1)。3)通过蒙特卡洛不确定分析的结果显示,施肥时间对PDG和LMDG的影响更为明显,施肥量波动对LMDG和MMFM的影响较其他两种草地更为明显。

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    12. 蒙古国草地农业及对我国的启示
    黄治鹏, 黄毅, 杨全俊, 夏超, 张岩
    草业学报    2023, 32 (6): 1-15.   DOI: 10.11686/cyxb2022265
    摘要348)   HTML52)    PDF (1778KB)(435)    收藏

    蒙古国作为我国北部邻国,拥有丰富的草地资源,是世界上将草地畜牧业作为支柱产业的少数几个国家之一。本研究基于文献资料和统计数据,从制度变革、草地资源、畜牧产业发展等多个角度全面分析蒙古国草地农业发展现状,并对比分析了与中国内蒙古自治区的差异。蒙古国草地农业经历了3次制度改革,自1990年进入了转型后的草地畜牧业时期,至今仍保留草地公有、家畜私有的产权制度。在气候变化、不合理利用、农田和城市扩张以及采矿污染等影响下,草地面积不断减少,草地生态退化日趋严重。蒙古国五畜结构维持着相对稳定的状态,但区域差异较大,且家畜总量的增长率远高于内蒙古。近年来,蒙古国畜牧业从业人口老龄化问题尤为显著,畜牧业在产业结构中的地位逐步下降,产业发展体系也亟待完善。最后本研究提出蒙古国草地农业发展的相关对策,并总结了对我国草地农业发展的启示。

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    13. 激素调控植物分枝/分蘖的研究进展
    陈奋奇, 张金青, 马晖玲
    草业学报    2024, 33 (2): 212-225.   DOI: 10.11686/cyxb2023118
    摘要215)   HTML15)    PDF (1243KB)(423)    收藏

    分枝/分蘖是植物株型的一个重要特征,也是腋芽起始和芽生长的结果,对经济作物的种子产量以及牧草产量均具有决定性作用。多种激素及其互作效应在植物分枝/分蘖的发生和生长发育过程中起着关键的调控作用,且环境因素也是通过改变植物体内激素含量及其平衡调控分枝的。本研究综述了多种激素对植物分枝/分蘖调控机制的多个方面,包括生长素、细胞分裂素、独脚金内酯、油菜素内酯、脱落酸和赤霉素、乙烯、茉莉酸及不同激素信号相互作用形成的复杂调控网络,旨在为利用激素调控机制培育具有理想株型的高产新作物品种奠定基础。同时分析了激素机制调控植物分枝/分蘖的现存问题,并展望了激素调控植物分枝/分蘖的研究方向,以期为通过激素调控改良作物株型提供理论依据。

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    14. 苜蓿属物种分类研究进展
    刘志鹏, 任广朋
    草业学报    2022, 31 (11): 191-203.   DOI: 10.11686/cyxb2021426
    摘要514)   HTML26)    PDF (736KB)(399)    收藏

    结合物种的多个概念,综述了国内外苜蓿属植物分类的意义和混乱的现状,统计了我国13个苜蓿属物种的名称和特性,详细总结了全球约90个苜蓿属物种的名称、生活型、染色体数目、授粉方式和自然分布等,以及苜蓿属内14个组和10个亚组的划分、不同物种间的分子进化关系、苜蓿属的地理起源,并进一步解释了紫花苜蓿复合体内部不同亚种之间的遗传关系。提出了在深入理解物种概念的基础上鉴定苜蓿属物种的方法,建议广泛收集全球苜蓿属种质资源,采用分子进化等手段进一步理清苜蓿属内组间和物种间的进化关系,以期为今后的苜蓿属植物分类和紫花苜蓿杂交育种提供参考。

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    15. MAPK在植物响应逆境胁迫中的作用
    张鑫苗, 伍国强, 魏明
    草业学报    2024, 33 (1): 182-197.   DOI: 10.11686/cyxb2023090
    摘要400)   HTML33)    PDF (1316KB)(390)    收藏

    丝裂原活化蛋白激酶(MAPK)是一类高度保守的丝氨酸/苏氨酸(Ser/Thr)蛋白激酶,广泛存在于真核生物中级联反应途径。植物MAPK具有相对保守的11个亚结构域,均为Ser/Thr蛋白激酶发挥其催化作用所必需的元件,其表达受活性氧、一氧化氮、激素等调控。MAPK可磷酸化多种底物,包括转录因子、蛋白激酶和细胞骨架相关蛋白等,在调控植物响应逆境(盐分、干旱、极端温度、重金属等)胁迫中起重要作用。本研究对植物MAPK家族的发现、分类与结构、调控机制及其响应各种非生物胁迫等方面的研究成果加以综述,并对未来研究方向进行展望,以期为农作物抗逆性遗传改良提供理论依据和基因资源。

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    16. 牧草种子活力评价方法研究进展
    陶奇波, 郄西虎, 张倩, 高宇轩, 张亚锜, 张瑞真, 陈晓菲, 牛天秀, 孙小同, 聂宇婷, 刘雅如, 胡珈齐, 钟尚志, 孙娟
    草业学报    2023, 32 (10): 200-225.   DOI: 10.11686/cyxb2023007
    摘要194)   HTML11)    PDF (827KB)(369)    收藏

    高质量的牧草种子是我国草牧业发展和生态改良的物质基础。种子活力是评价种子质量的重要方面。高效的牧草种子活力评价方法可筛选出高质量种批用于人工草地建植与天然草地改良,对保障国家食物与生态安全具有重要意义。国内外学者已就牧草种子活力评价的不同方法及其与田间出苗生产表现之间的联系开展了众多研究。本研究就牧草种子活力的概念及评价方法进行综述,重点从牧草种子物理性状、萌发特征与幼苗生长、逆境试验、生理生化指标、计算机与光学成像新技术等几个方面,论述其测定原理和在牧草种子活力评价上的应用现状,并提出未来的研究展望。以期为下一阶段牧草种子活力基础研究与测定提供重要理论依据与参考。

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    17. 氮沉降影响草地生态系统土壤氮循环过程的研究进展
    陆姣云, 张鹤山, 田宏, 熊军波, 刘洋
    草业学报    2022, 31 (6): 221-234.   DOI: 10.11686/cyxb2021156
    摘要509)   HTML37)    PDF (780KB)(366)    收藏

    人类活动及化石燃料应用的加剧增加了大气中的氮沉降,对陆地生态系统氮素循环过程造成了显著影响,从而影响生态系统生产力及稳定性。草地作为陆地生态系统的重要组成部分,常因为人们的过度利用及保护意识不强,造成资源损失、养分失衡,严重限制了畜牧业的发展。探究氮沉降对草地生态系统氮循环的影响对提高草地生产力,合理开发与利用草地资源具有重要意义。通过追踪国内外已有的研究成果发现,大部分氮添加抑制了生物固氮过程,促进了土壤的硝化作用、反硝化作用和矿化作用,并抑制了固氮微生物活性,增加了硝化功能微生物氨氧化细菌(AOB)、反硝化微生物功能基因nirKnirSnarGnosZ的丰度。但是因为草地本底氮营养差异及施氮措施的不同导致少数研究中土壤氮循环对氮沉降的响应出现不同结果。通过总结已有研究发现:1)土壤本底营养及氮吸收阈值的不同造成氮沉降对氮循环的影响存在差异;2)微生物作为土壤氮素循环的重要参与者,对不同施氮时间、频率、数量等的响应存在差异;3)土壤中氮循环的各环节紧密耦联,相互影响,但现有的研究大多只针对某一环节开展,研究结果不具有全面性。因此,在未来的研究中,应针对不同营养水平的草地,加强氮控制条件下土壤氮循环微生物变化的研究,关注多环节的耦联关系,对于提高草地生态系统功能,并减轻氮素损失对环境造成的威胁意义重大。

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    18. 青藏高原退化草地的恢复潜势研究
    王瑞泾, 冯琦胜, 金哲人, 刘洁, 赵玉婷, 葛静, 梁天刚
    草业学报    2022, 31 (6): 11-22.   DOI: 10.11686/cyxb2021164
    摘要271)   HTML31)    PDF (8568KB)(364)    收藏

    近年来青藏高原高寒草地生态系统整体上呈现改善的状态,但仍有部分草地存在不同程度的退化,对青藏高原草地现状及恢复潜势进行评估对于青藏高原退化草地恢复政策的制定具有重要意义。基于2001-2019年气象数据与MODIS遥感影像,选用CASA模型和Thornthwaite Memorial模型分别计算了青藏高原现实净初级生产力(actual net primary productivity,NPP)和潜在净初级生产力(potential net primary productivity,PNPP),并以其差值评估草地恢复潜势,主要结论如下:1)2001-2019年青藏高原NPP呈现东南部高,西北部低的分布特征;青藏高原草地持续恢复区域占40.98%,持续稳定区域占12.72%,而持续退化区域仅占3.47%,青藏高原草地整体以可持续的恢复状态为主。2)2001-2019年青藏高原潜在净初级生产力最大值(maximum potential net primary productivity,PNPPm)呈现明显东南与西南部高,北部偏低的空间分布格局。各草地类型PNPPm多在1000 g C·m-2左右。3)2001-2019年青藏高原草地恢复潜势呈现西南与东南部较高,北部偏低的分布情况。由此可见日喀则地区、阿里南部地区、阿坝藏族羌族自治州以及甘南藏族自治州等地的草地具有较高的恢复价值,在这些地区开展草地恢复的前景更好。研究结果为青藏高原退化草地恢复政策的制定提供科学与理论支撑,对指导青藏高原草地保护与生态系统恢复具有重要意义。

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    19. 中国草原生态价值及时空动态格局
    李佳慧, 黄麟, 樊江文
    草业学报    2023, 32 (12): 1-13.   DOI: 10.11686/cyxb2023058
    摘要240)   HTML36)    PDF (5832KB)(363)    收藏

    草原是我国最大的陆地生态系统、重要的自然资源、人-草-畜社会生态系统的载体,然而仍有大面积草原存在不同程度的退化,亟待保护修复以提升质量、功能和稳定性。本研究利用生态价值核算作为一种监测和评估草原多重生态功能变化的有效途径,更新并分析了2000-2020年中国草原生态系统功能及其价值的地域分异特征,评价了草原核心生态价值的时空演变态势,并基于核心生态功能及价值变化方向和程度提出了分区分类的草原保护修复优化提升策略。结果表明:1)2020年,中国草原潜在生态价值约24.7万亿元,每km2约760万元,以防风固沙(27.3%)和物种保育(25.8%)为主。2)近20年,超过90%草原的生态价值呈增长趋势,特别是青藏高原东部、黄土高原北部和内蒙古中部东部等。3)省域比较而言,蒙、藏、青、川、新的草原生态价值之和约占全国的67.4%,近20年增长较多的省域为陕西、北京、宁夏、天津与山西,增幅均超过65%。4)按照主导功能及价值动态趋势,可将中国草原区分为3种类别12种类型,应采取差异化的保护、修复或保护修复并重的措施,以实现草原可持续发展目标。

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    20. 基于文献计量的草地生态系统水源涵养功能研究现状
    张晓宁, 李晓丹, 年丽丽, 杨莹博, 刘学录
    草业学报    2022, 31 (6): 35-49.   DOI: 10.11686/cyxb2021160
    摘要302)   HTML29)    PDF (4129KB)(358)    收藏

    草地生态系统是陆地表面最大的生态系统类型,水源涵养功能作为衡量生态系统状况的重要指示器,其变化对区域水循环及全球气候变化具有一定的响应。基于Web of Science(WOS)核心合集和中国知网(CNKI)数据库,利用可视化工具VOSviewer软件和CiteSpace软件绘制草地生态系统水源涵养研究的知识结构图谱,对该领域收录的相关文献进行计量分析。结果表明:1)全球范围内对该领域的认识不断加深,发文量呈波动上升的态势。2)高产国家主要为中国和美国,且位居前三的研究机构均为中国的机构,分别为中国科学院、中国科学院大学和北京师范大学。3)文献核心作者群体呈现“大分散、小聚集”的布局,以核心作者为节点开展研究,但研究团体之间的合作较少。4)主要发文期刊有《Science of the Total Environment》《Catena》《Agriculture Ecosystems & Environment》《生态学报》和《水土保持学报》等。5)“生态系统服务”“土地利用变化”“土壤水分”“土壤理化性质”“InVEST模型”等主题词是近年来国内外该领域研究的热点内容。6)土壤水分-土壤理化性质,结合遥感技术构建空间尺度和时间尺度的评价模型成为本领域的研究前沿。旨在了解当前国际研究前沿,厘清该领域的发展趋势与动向,归纳研究主题,以期为草地生态系统水源涵养研究的深入发展提供参考。

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    21. 不同苜蓿品种混播和播种量对牧草产量及品质的影响
    李满有, 李东宁, 王斌, 李小云, 沈笑天, 曹立娟, 倪旺, 王腾飞, 兰剑
    草业学报    2022, 31 (5): 61-75.   DOI: 10.11686/cyxb2021109
    摘要369)   HTML43)    PDF (1454KB)(356)    收藏

    以紫花苜蓿品种‘巨能7’、‘三得利’为供试材料,采用混播方式(‘巨能7’单播,‘巨能7’与‘三得利’同行混播,‘巨能7’与‘三得利’间行混播)和播种量(13.5、18.0、22.5 kg·hm-2)二因素随机区组设计,探究了干旱地区滴灌条件下混播方式和播种量对2017-2019年紫花苜蓿产量及品质的影响,并利用主成分分析方法(principal component analysis, PCA)进行综合评价,以期得到紫花苜蓿适宜混播方式和播种量。结果表明,混播方式和播种量对2017-2019年苜蓿平均株高、一级分枝数、干草产量、粗灰分、中性洗涤纤维含量和相对饲喂价值影响显著(P<0.05),而对鲜干比、叶茎比、酸性洗涤纤维和粗蛋白含量影响不显著。其中,‘巨能7’与‘三得利’同行混播、播种量为18.0 kg·hm-2时苜蓿干草产量显著高于间行混播、播种量为22.5 kg·hm-2组合,高达16.79 t·hm-2;‘巨能7’与‘三得利’同行混播、播种量为18.0 kg·hm-2时苜蓿相对饲喂价值为156.87,仅次于同行混播、播种量为13.5 kg·hm-2组合。经PCA综合分析,‘巨能7’与‘三得利’同行混播、播种量为18.0 kg·hm-2时苜蓿综合表现最好,可在宁夏引黄灌区推广应用。

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    22. 高寒草地植物多样性与Godron群落稳定性关系及其环境驱动因素
    雷石龙, 廖李容, 王杰, 张路, 叶振城, 刘国彬, 张超
    草业学报    2023, 32 (3): 1-12.   DOI: 10.11686/cyxb2022125
    摘要399)   HTML26)    PDF (5414KB)(354)    收藏

    植物群落多样性及稳定性对草地生态系统功能的稳定发挥至关重要。本研究以青藏高原高寒湿地草甸、高寒草甸、高寒草原和高寒荒漠草原为研究对象,基于480个野外样方调查及实验分析,运用显著性分析、回归分析和结构方程模型等方法,探究不同草地类型植物多样性与稳定性之间关系及其影响因素。结果表明:高寒草原植物多样性显著高于其他3种草地类型;高寒草甸群落稳定性最高。高寒草地中,不同的物种多样性指标与群落稳定性的关系不同,4种草地类型均匀度与群落稳定性显著负相关;高寒草甸和高寒荒漠草原中Shannon-Wiener多样性与群落稳定性显著负相关,在高寒湿地草甸和高寒草原中丰富度与稳定性显著正相关。降水量是影响高寒草地植物多样性和群落稳定性的主要因素,土壤有机碳、pH以及铵态氮含量也能通过影响植物多样性进而影响群落稳定性。综上,在高寒草地生态系统的管理过程中,需充分考虑气候和土壤因子的变化,根据草地类型制定不同的管理措施。

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    23. 不同恢复年限草地群落水平植物功能性状及功能多样性分析
    李江文, 何邦印, 李彩, 回虹燕, 刘博, 张晓曦, 樊慧, 苏文钰
    草业学报    2023, 32 (1): 16-25.   DOI: 10.11686/cyxb2022029
    摘要346)   HTML23)    PDF (2783KB)(351)    收藏

    植物功能性状与功能多样性是评价草地生态系统功能的重要工具。本研究以黄土高原丘陵沟壑区不同恢复年限人工刺槐林林下草地和自然撂荒草地作为研究对象,通过对草地植物群落及功能性状进行调查,分析不同恢复年限草地群落水平植物功能性状及功能多样性动态变化,结果显示:1)林下草地和自然撂荒草地植物群落主要以多年生菊科和蔷薇科为主;2)随恢复年限增加,林下草地植物从以双子叶为主逐渐演替到以单子叶为主,从以菊科为主逐渐演替到以禾本科为主;而撂荒草地物种始终以菊科为主,且在恢复过程中逐渐演替为以灌木和半灌木为主的群落;3)林下草地群落水平叶片功能性状值大于撂荒草地,而群落水平盖度、密度和地上生物量性状小于撂荒草地。撂荒草地物种多样性和功能多样性指数高于林下草地,撂荒草地相较林下草地具有更高的生态效益。本研究可为黄土高原丘陵沟壑区草地生态系统功能评估提供理论依据。

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    24. 土壤有机磷矿化特征对高寒草甸退化及温度的响应
    钱虹宇, 蒲玉琳, 郎山鑫, 李怡燃, 周南丁
    草业学报    2023, 32 (10): 15-27.   DOI: 10.11686/cyxb2022469
    摘要226)   HTML38)    PDF (4008KB)(348)    收藏

    明晰退化草地土壤有机磷在不同温度下的矿化特征,可为退化草地生态恢复中的土壤磷养分科学调控提供基础数据与理论依据。采用恒温控湿好气培养法研究若尔盖高原未退化草甸(ND)、轻度退化(LD)、中度退化(MD)、重度退化(HD)草甸土壤有机磷矿化特征及温度效应。结果表明,4类草甸土壤5~15 ℃培养下,有机磷矿化速率在前期(0~30 d)无明显变化,中期(30~60 d)快速增加,后期(60~120 d)逐渐趋于稳定。低温(5~10 ℃)时,草甸退化对土壤有机磷矿化无显著影响,但在高温(≥15 ℃)时,草甸自中度退化开始显著降低了土壤有机磷矿化作用。与ND相比,15 ℃时MD和HD土壤有机磷净矿化速率分别显著降低52.8%、56.8%,表征土壤有机磷矿化快慢常数的B0 值分别显著降低29.5%、40.4%。土壤有机磷矿化的温度敏感性随草甸退化程度加剧而逐渐降低,ND土壤有机磷矿化的温度敏感系数y″值分别比MD、HD显著升高221.1%、306.7%。由此可见,高寒草甸退化减小了土壤有机磷的矿化作用和温度敏感性,进而降低了土壤磷素有效性,还可能因全球继续变暖而诱发退化草地生态系统的磷限制问题。

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    25. 一种耐盐碱牧草——长穗偃麦草研究进展
    李宏伟, 郑琪, 李滨, 赵茂林, 李振声
    草业学报    2022, 31 (5): 190-199.   DOI: 10.11686/cyxb2021384
    摘要552)   HTML20)    PDF (770KB)(345)    收藏

    长穗偃麦草是一种耐盐碱、耐旱、耐涝的多年生冷季型牧草,已在美国、加拿大、澳大利亚等国大面积种植。自1954年起,作为小麦遗传改良的重要资源,在我国长期被用作小麦远缘杂交的亲本。尽管1980-1990年代我国曾引进长穗偃麦草用于防风固沙和牧草生产,但鲜有大面积种植的报道。全世界已审定推广了10个以上的长穗偃麦草品种,而我国目前还没有自主选育的长穗偃麦草品种。2012年起中国科学院遗传与发育生物学研究所李振声组先后在北京、曹妃甸、南皮、海兴、东营等地进行多年多点种植试验,再次证实其耐盐碱高产特性。于是,2020年1月李振声提出了利用环渤海盐碱荒地种植耐盐碱牧草(如长穗偃麦草)建立“滨海草带”的设想。为此,需建立适合长穗偃麦草大面积种植的栽培技术、选育耐盐高产新品种。本研究综述了国内外有关长穗偃麦草耐盐碱、耐涝、耐旱等特点及牧草品质、品种选育、栽培技术与长穗偃麦草“滨海草带”方面的研究进展,以期为长穗偃麦草研究利用与示范推广提供参考。

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    26. 中国草地固碳减排研究现状及其建议
    李紫晶, 高翠萍, 王忠武, 韩国栋
    草业学报    2023, 32 (2): 191-200.   DOI: 10.11686/cyxb2022049
    摘要391)   HTML29)    PDF (715KB)(339)    收藏

    随着经济的快速发展,温室气体的排放量不断增加,加之人类对自然资源的利用强度逐渐增加,导致全球生态系统的固碳能力减弱,大气中的温室气体浓度达到新高,所造成的温室效应已经成为国际社会普遍关注的重大全球性问题。中国草地碳汇资源得天独厚,发展草原碳汇经济成为履行国际承诺、打造碳汇新经济、建设美丽中国的重要载体。综述中国草地固碳减排现状及其影响因素,包括草地碳汇和家畜生产减排研究、气候变化背景下的草地碳汇、人工草地建设等方面,并提出中国草地固碳减排发展建议,以期为中国实现碳达峰、碳中和及草地固碳减排的贡献提供理论基础,为推动我国社会高质量发展、创造高品质生活提供坚实的技术支撑。

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    27. 草地精准放牧管理:概念、理论、技术及范式
    王德利, 王岭, 韩国栋
    草业学报    2022, 31 (12): 191-199.   DOI: 10.11686/cyxb2022047
    摘要400)   HTML18)    PDF (1865KB)(338)    收藏

    随着人类对草地多功能性的认识,以及对草地生态、生产与生活的更多需求,有必要更新草地管理观念,以多学科理论为基础,研发出高水平的家畜放牧与饲喂技术,建立更加有效的草地放牧管理范式。基于草地资源特性与现代社会对草地功能与服务的多维需求背景,提出草地精准放牧管理的概念,即以草地多功能性的稳定与维持为目标,利用草学、畜牧学、生态学等多学科理论,基于生境条件,特别是植被特征、家畜属性,以及家畜-植被互作,通过多维、有效、定向调控家畜放牧过程,最终实现生产-生态功能协同平衡的草地管理利用范式;并且对于精准放牧的概念内涵及支撑理论基础进行了系统性阐述,强调以草地的补偿生长机制、中度干扰假说、家畜采食行为机制、多样化放牧理论、动植物互作机制、营养调控原理及多功能性协同等作为调控放牧压与畜群结构的科学基础;同时,指出了精准放牧中的关键技术,如动态最适载畜率(阈值)、混合放牧(种类及比例),以及遥感信息手段(卫星、无人机监测、大数据处理)等支持技术;最后,总结出以草地多功能性为目标的“生产-生态双赢”的精准放牧管理新范式,即融合天然草地放牧、放牧+补饲与舍饲,突出了对家畜生产全过程的放牧压/畜群调控与家畜营养调控,最终实现草地放牧系统总体的“草-畜平衡”,获得高质量的动物产品与可持续生态服务。草地的精准放牧管理具有先进性与实用性,是极具潜力与前景的未来草地管理的有效选择。

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    28. 草地草种遥感判别技术研究进展
    黄梦鸽, 王新鸿, 马灵玲, 叶学华, 朱小华, 孔维平, 王宁, 汪琪, 欧阳光洲, 郑青川, 侯晓鑫, 唐伶俐
    草业学报    2023, 32 (6): 167-185.   DOI: 10.11686/cyxb2022278
    摘要280)   HTML21)    PDF (1661KB)(331)    收藏

    草地是促进区域经济发展的重要资源载体,也是中国陆地生态环境安全的重要生态屏障。遥感技术快速、高效、成本较低,是大范围草原监测的主流技术手段。利用遥感技术对草地草种进行判别是监测草地种群动态和群落更替的重要途径,有利于及时准确地发现草地生态环境的变化,为草地生态系统科学管理和生态文明建设提供重要参考。本研究围绕草地草种遥感判别问题,厘清草种判别技术流程,从草种判别主要遥感数据源的特点及其获取技术、重要的草种判别特征及其挖掘技术,以及目前常用的草种判别方法与模型等3个方面介绍了最新研究进展及技术难点。本研究认为,高光谱、激光雷达遥感及其融合技术在草种遥感判别中具有一定的应用前景,多维特征深度挖掘及互补特征有效结合可提升草种判别准确率。本研究指出了当前草种遥感判别技术存在的主要问题,对未来通过遥感技术实现草地草种的精确判别提出了展望,为全面了解草地草种遥感识别领域和深入开展草种判别研究提供了理论借鉴。

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    29. 新疆天山北坡荒漠草原碳通量特征及其对环境因子的响应
    郭文章, 井长青, 邓小进, 陈宸, 赵苇康, 侯志雄, 王公鑫
    草业学报    2022, 31 (5): 1-12.   DOI: 10.11686/cyxb2021137
    摘要380)   HTML33)    PDF (2008KB)(324)    收藏

    荒漠草原是天山北坡广泛分布的草地类型,对天山北坡草地生态系统碳收支具有重要的调节作用。为阐明天山北坡荒漠草原生态系统碳通量变化特征及环境因子对碳通量的影响,以新疆天山北坡荒漠草原为研究对象,利用微气象观测系统和LI-840 CO2/H2O红外分析仪获得连续观测数据,定量分析了荒漠草原碳通量的变化特征及其影响因子。结果表明:天山北坡荒漠草原植被净生态系统碳交换速率在日尺度上呈倒“U”型曲线;在季节尺度上,6、7、8月表现为碳汇,9、10月表现为碳源;6-10月荒漠草原总固碳量为15.50 g C·m-2,8月固碳量最高为23.03 g C·m-2;生态系统呼吸速率日变化呈“单峰”曲线;在季节尺度上,碳排放呈现先增加后降低趋势,7月碳排放量最高128.42 g C·m-2,10月荒漠草原生态系统碳通量日变化不明显。光合有效辐射是影响日间净生态系统碳交换速率的主导因子,二者符合直角双曲线模型,日间净生态系统碳交换速率随光合有效辐射增大而减小;生态系统呼吸速率与5 cm土壤温度关系符合Vant Hoff模型,温度敏感性系数Q10为1.69;最适土壤含水量是0.16 m3·m-3,土壤含水量过高或过低均会对荒漠草原生态系统呼吸速率产生抑制作用。

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    30. 封育对干热河谷Savanna植物群落种间关联性的影响
    何光熊, 史正涛, 闫帮国, 杨淏舟, 孙毅, 王艳丹, 余建琳, 和润莲, 史亮涛, 方海东
    草业学报    2023, 32 (2): 1-14.   DOI: 10.11686/cyxb2022080
    摘要229)   HTML21)    PDF (4131KB)(321)    收藏

    为探讨封育措施对干热河谷稀树灌草丛(Savanna)群落种间关系的影响,在金沙江干热河谷实施水土保持封育20年的区域及其周边区域设置封育区和干扰区样地开展植被调查,应用方差比率(VR)法、χ2 检验结合Jaccard指数法以及Spearman秩相关系数法对25个优势物种的种间关系进行比较分析。结果表明:封育导致稀树灌草丛群落组成及结构发生明显变化,有助于橘草等多年生乡土禾草的生长,促进假杜鹃(Bc)、清香木(Pw)和地檀香(Gf)等一些木质化程度较高的物种留存,同时抑制一年生物种、杂草类物种和外来物种的出现,在群落中形成多个建群物种;干热河谷稀树灌草丛群落总体种间联结以正联结为主,封育促进群落形成更加复杂的种间联结关系;相较于封育区,干扰区群落物种间存在较高的资源竞争或生态关系的相互排斥,促进一年生物种、杂草类物种和外来物种间形成较强的正联结关系,形成以黄茅为代表的单优势建群种群落,而封育区群落总体种间关系呈现显著正联结状态,促进豆科物种、木质化物种、乡土物种间形成正联结关系,优势物种间正负相关关系同时加强。以上结论表明,封育措施对干热河谷稀树灌草丛优势植物种间关系有重要影响,通过影响植物群落物种组成、功能群结构等强化优势种间的相互作用是其重要影响途径。

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    31. 基于核岭回归算法的PROSAIL模型反演高空间分辨率叶面积指数
    郭恒亮, 李晓, 付羽, 乔宝晋
    草业学报    2022, 31 (12): 41-51.   DOI: 10.11686/cyxb2021468
    摘要319)   HTML12)    PDF (2466KB)(318)    收藏

    准确估算叶面积指数(LAI)在生态、环境和气候变化研究方面具有重要作用。依靠卫星遥感技术能够获取大范围LAI产品,但其空间分辨率较低且依赖大量地面实测数据,难以满足高精度、大范围研究的需求。本研究基于30 m空间分辨率地表反射率数据,在不依赖大量地面实测数据的情况下,提出基于核岭回归算法的PROSAIL物理模型反演LAI,首先对PROSAIL模型的输入参数进行敏感性分析,以确定输入参数并生成模拟数据集,从而建立模拟反射率与LAI之间的核岭回归反演模型,进行高空间分辨率LAI反演,并与基于多层感知机的PROSAIL模型、基于随机森林回归的PROSAIL模型进行对比分析。结果表明:基于核岭回归的PROSAIL模型获得了最高的LAI反演精度,模型决定系数( R 2 )为0.8089,均方根误差(RMSE)为0.2492,基于多层感知机和随机森林回归的PROSAIL模型反演精度较差,模型 R 2 分别为0.7726和0.7118,RMSE分别为0.2781和0.2432。研究认为基于核岭回归的PROSAIL模型可以有效提升LAI反演精度,为快速准确的区域性高空间分辨率LAI反演提供了技术和方法。

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    32. 饲用麦类作物的生物量积累和营养品质动态变化规律
    游永亮, 赵海明, 李源, 武瑞鑫, 刘贵波, 周健东, 陈俊峰
    草业学报    2022, 31 (6): 189-201.   DOI: 10.11686/cyxb2021445
    摘要226)   HTML6)    PDF (4052KB)(317)    收藏

    为了探究饲用麦类作物生物量积累和营养品质动态变化规律,2016-2018年在华北平原的河北衡水测定了黑麦、冬性饲用小黑麦、冬小麦、粮饲兼用型小黑麦、燕麦、青稞和春性饲用小黑麦7类麦类作物从拔节期至蜡熟期的生长发育进程、生物量和营养成分含量动态变化。结果显示:黑麦、冬性饲用小黑麦、冬小麦和粮饲兼用型小黑麦一般在5月中下旬达到乳熟期,而燕麦、青稞和春性饲用小黑麦一般在6月上旬。7类麦类作物的平均生物量从拔节期的2.72×103 kg·hm-2增长到蜡熟期的10.19×103 kg·hm-2,其中冬性饲用小黑麦在各个生育期生物量均显著高于其他6类麦类作物(P<0.05),较其他6类麦类作物平均提高61.4%。7类麦类作物的粗蛋白含量随着生育期进程逐渐降低,淀粉含量逐渐升高,酸性洗涤纤维和中性洗涤纤维含量在开花期前逐渐升高,开花期后略有下降。采用Milk 2006综合评价7类麦类作物饲用品质显示,冬小麦从孕穗期后饲用品质优于其他6类麦类作物,吨干物质产奶量较其他6类麦类作物平均提高6.9%。综合生物量和饲用品质及生育期,冬性饲用小黑麦拔节期至蜡熟期hm2产奶量均显著高于其他6类麦类作物(P<0.05),较其他6类麦类作物平均提高46.3%,综合表现好,适于在华北平原大面积推广种植。

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    33. 我国草原保险发展模式、现实困境与体系构建
    秦涛, 朱彩霞, 王建和, 张瑾
    草业学报    2023, 32 (10): 226-246.   DOI: 10.11686/cyxb2022471
    摘要181)   HTML7)    PDF (5348KB)(317)    收藏

    草原是我国重要的生态安全屏障、畜牧业基地以及碳库载体,构建以草原保险为核心的风险保障体系对于保护草原生态环境、促进牧区乡村振兴以及实现“双碳”目标具有重要价值。通过文献梳理以及定性比较分析,发现:美国、加拿大、法国等均建立了不同形式的草原保险产品体系,以指数保险为核心转移牧草风险,然而我国草原保险目前正处于探索和试点阶段,尚未建立比较符合我国国情的产品体系,在试点过程中,仍面临着保费筹集困难、推广模式缺乏统一性、产品供给动力不足、费率厘定缺乏理论依据以及定损理赔成本过高等诸多制约因素。因此,我国需要尽快完善草原保险政策制度与产品体系,构建央地保费补贴联动机制;健全多层次灾害风险保障体系,创新“综合保险+指数保险”发展模式;开发多样化草原保险产品,满足投保主体多元风险管理需求;推进草原风险区划与费率厘定,建立差异化动态定价机制;制定统一的查勘定损技术标准,优化完善核保理赔机制;提高草原保险科技水平,提升保险产品创新与服务能力。

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    34. 晾晒、添加物及不同温度对象草青贮发酵品质和微生物的影响
    田静, 尹祥, 樊杨, 李鑫琴, 张建国
    草业学报    2022, 31 (7): 76-84.   DOI: 10.11686/cyxb2021245
    摘要313)   HTML13)    PDF (1907KB)(308)    收藏

    华南地区气候潮湿多雨,象草收获时水分含量高,单独青贮发酵品质较差。通过晾晒(水分含量由83.19%降至75.11%)、添加10%玉米粉或2%蔗糖,探究象草在不同温度(20、30和40 ℃)下青贮的发酵特性和微生物组成。研究结果表明:温度对象草各处理的青贮饲料的发酵品质有显著影响。晾晒后原材料的水溶性碳水化合物含量显著降低,青贮后发酵品质变差,尤其在30 ℃,pH达到5.85,乳酸含量只有1.56% DM,乙酸含量为2.10% DM,NH3-N含量高达25.09% TN。对照和添加物处理的青贮饲料均随青贮温度升高,乙酸含量增加。晾晒后在20和30 ℃时青贮,产气量显著高于40 ℃或未晾晒处理。此外,象草青贮前的细菌多样性较丰富,青贮后主要是肠杆菌属和乳球菌属,尤其是20 ℃青贮的相对丰度较高,且晾晒处理在20和30 ℃青贮肠球菌属的相对丰度高于40 ℃。因此,在华南地区,象草原料中添加玉米粉或蔗糖可以降低环境温度对象草青贮发酵品质的不良影响,阴湿条件下晾晒未发挥积极效果。

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    35. 紫花苜蓿 MsPPR1基因的克隆及抗旱功能分析
    王少鹏, 刘佳, 洪军, 林积圳, 张义, 史昆, 王赞
    草业学报    2023, 32 (7): 49-60.   DOI: 10.11686/cyxb2022425
    摘要195)   HTML15)    PDF (4774KB)(303)    收藏

    干旱是影响植物生长发育及产量的重要环境因素,PPR(pentatricopeptide repeats)家族蛋白在植物生长发育以及胁迫响应等生理过程中都具有重要作用。本研究在中苜1号紫花苜蓿中克隆到MsPPR1,利用病毒介导的基因沉默技术和烟草异源表达,在中苜1号紫花苜蓿和烟草中验证了MsPPR1在抗旱性中的功能。结果显示,MsPPR1开放阅读框包含3213 bp,编码1070个氨基酸,相对分子量为121.65 kDa,具有多个PPR重复结构域,定位于细胞质,是典型的PPR蛋白家族成员。MsPPR1主要表达在叶中,其次是茎和根,花中最少;其表达量受自然干旱、甘露醇和脱落酸处理的诱导。通过病毒诱导基因沉默技术在紫花苜蓿中降低了MsPPR1的表达,干旱胁迫下,沉默植株更加萎蔫,相对含水量显著降低,相对电解质渗透率显著升高,显著降低了紫花苜蓿的抗旱性。在烟草中异源超表达MsPPR1,显著增强了转基因烟草的抗旱性,干旱胁迫下,丙二醛含量显著降低,脯氨酸含量增加。以上结果均表明MsPPR1是紫花苜蓿抗旱性的正调控因子,本研究为紫花苜蓿抗旱分子育种提供了候选基因。

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    36. tRNA-sgRNA/Cas9系统介导多年生黑麦草原生质体的基因编辑
    姚佳明, 郝欢欢, 张敬, 徐彬
    草业学报    2023, 32 (4): 129-141.   DOI: 10.11686/cyxb2022180
    摘要414)   HTML22)    PDF (3944KB)(300)    收藏

    tRNA可以将多个sgRNAs连接起来合并成一个多顺反子基因,再与CRISPR/Cas9表达载体结合形成多顺反子tRNA-sgRNA/Cas9(PTG/Cas9)系统来对多靶点进行基因编辑。该系统已经在水稻中验证其可促进sgRNAs的转录和提高多靶点的编辑效率。因此,为了在多年生黑麦草中实现高效的基因编辑,本研究中,构建了2个带有tRNA的CRISPR中间载体,并提供了一种快速、灵活的PTG/Cas9载体构建方法。为了快速验证PTG/Cas9系统是否可以在多年生黑麦草基因组中发挥功能,用聚乙二醇4000(PEG 4000)介导PTG/Cas9质粒转化多年生黑麦草原生质体,后提取原生质体DNA扩增目的序列检测是否有目标基因被编辑的细胞。试验结果显示,PTG/Cas9系统可用于多年生黑麦草基因编辑,且基因编辑效率约为6.7%。试验结果为多年生黑麦草遗传研究和育种提供了重要的基础。

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    37. 基于Sentinel-2数据的青海门源县天然草地生物量遥感反演研究
    郭芮, 伏帅, 侯蒙京, 刘洁, 苗春丽, 孟新月, 冯琦胜, 贺金生, 钱大文, 梁天刚
    草业学报    2023, 32 (4): 15-29.   DOI: 10.11686/cyxb2022147
    摘要419)   HTML20)    PDF (3464KB)(298)    收藏

    草地地上物生物量(AGB)是评价草地生产力的重要指标,精准反演天然草地的AGB,对草地长势监测和草畜平衡评估具有重要的意义。由于常用的遥感数据(如Landsat和MODIS等)受较低时间或空间分辨率引发的诸多问题的影响,因此探索具有更高时空分辨率及更多光谱波段的Sentinel-2卫星数据在县域尺度的草地植被监测状况具有极其重要的作用。利用Sentinel-2卫星遥感影像和青海门源县实测草地AGB数据,构建了基于随机森林(RF)、支持向量机(SVM)和人工神经网络(ANN)3种机器学习方法的草地生物量估算模型,研究了2019-2021年门源县天然草地生物量时空分布特征。结果表明:1) Sentinel-2卫星影像的3个原始波段(B2、B6、B11)和2种植被指数[反红边叶绿素指数(IRECI)和特定色素简单比值植被指数(PSSRa)],是草地AGB敏感的特征变量。其中,红边波段(B5、B6、B7)对天然草地AGB遥感反演具有重要作用。2)基于RF算法的草地AGB估测模型是门源县天然草地生物量估测的最优模型(验证集R2 为0.72,RMSE为622.616 kg·hm-2),优于SVM模型(验证集R2 为0.66,RMSE为698.271 kg·hm-2)和ANN模型(验证集R2 为0.63,RMSE为730.676 kg·hm-2)。3)2019-2021年门源县天然草地AGB平均值为3360.26~3544.00 kg·hm-2。总体来说, 2019-2021年门源县草地AGB呈先上升后下降的趋势,具有从四周向中部逐渐减少的空间分布特点。

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    38. 黑龙江中南部16个饲用燕麦品种生产性能综合评价
    李峰, 李文龙, 李雪, 张仲鹃, 白林坡, 赵雨霏, 陶雅
    草业学报    2023, 32 (10): 82-92.   DOI: 10.11686/cyxb2022473
    摘要168)   HTML16)    PDF (540KB)(295)    收藏

    为了筛选出适宜黑龙江中南部种植的春播饲用燕麦品种,助力该地区畜牧业可持续发展,本研究对16个国内外燕麦品种的生育期、倒伏情况、产量性状和营养品质进行了监测分析,并应用灰色关联法对不同品种燕麦在黑龙江中南部的生产性能进行了综合评价。结果表明,16个燕麦品种从播种至刈割(乳熟期)需83~97 d,期间猛士1号、青引1号、青引2号、魅力、太阳神以及科纳未倒伏;各品种株高、干草产量、鲜草产量、粗蛋白(CP)、中性洗涤纤维(NDF)、酸性洗涤纤维(ADF)、粗脂肪(EE)、可溶性碳水化合物(WSC)以及相对饲草质量(RFQ)的变化范围分别为96.40~131.13 cm、7287.73~14635.76 kg·hm-2、19366.97~36905.00 kg·hm-2、8.61%~11.39%干物质(DM)、42.86%~57.84%DM、23.52%~34.99%DM、1.19%~1.88%DM、3.52%~10.18%DM和128.28~208.78;所有评价指标在不同品种间均存在显著差异(P<0.05),其中青引1号、青海甜燕麦和黑贝的株高显著大于其他品种,猛士1号、科纳、白燕7号和大汉的干草产量显著高于其他品种,蓝鸟1号的CP含量显著大于其他品种,白燕7号、猛士1号和蓝鸟1号的NDF含量显著低于魅力和爱沃,猛士1号、白燕7号、领袖和蓝鸟1号的ADF含量显著低于爱沃,白燕7号的RFQ显著大于其他品种。灰色关联分析结果表明,各指标中株高、CP和NDF的权重系数位列前三,为该地区燕麦生产力评价的重要指标;白燕7号、猛士1号、科纳、青引2号和青海甜燕麦评分较高,综合生产性能较好,适宜在试验区及相同类型区域推广种植。

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    39. 放牧影响草地凋落物分解研究进展
    江奥, 敬路淮, 泽让东科, 田黎明
    草业学报    2023, 32 (4): 208-220.   DOI: 10.11686/cyxb2022160
    摘要299)   HTML28)    PDF (2548KB)(293)    收藏

    放牧是草地生态系统的主要土地利用方式之一,能够通过改变土壤环境、土壤生物与非生物因素、凋落物质量与产量调控草地凋落物分解,进而影响草地生态系统养分循环和能量流动,但放牧如何影响草地凋落物分解过程及其微生物机制仍缺乏统一认识。本研究利用文献计量分析,回顾了放牧影响草地凋落物分解的历史发展并剖析了各阶段热点研究内容,从土壤环境(水分、温度、容重、光照、pH等)、微生物活动(群落结构、养分、主场效应)、凋落物质量(植物群落结构、植物多样性、凋落物质量)等多个方面阐释了放牧影响草地凋落物分解的研究进展与不足,并进一步总结放牧导致的草地凋落物分解变化对养分循环的影响。基于上述分析,提出未来重点研究方向:1) 加强长期放牧强度控制试验联网建设;2) 亟须查明放牧条件下不同径级根系凋落物分解机制;3) 探明放牧对混合凋落物分解的影响机理;4) 以植物-凋落物-土壤环境-微生物为整体,系统阐释放牧影响凋落物分解的关键过程及机制;5) 综合考虑放牧与全球变化要素对凋落物分解过程的协同影响。以期为深入探讨全球变化对草地凋落物分解的影响,以及草地生态系统服务功能的维持机制与可持续发展提供科学依据。

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    40. 不同草地类型WOFOST模型参数敏感性分析
    秦格霞, 吴静, 李纯斌, 沈帅杰, 李怀海, 杨道涵, 焦美榕, 祁琦
    草业学报    2022, 31 (5): 13-25.   DOI: 10.11686/cyxb2021391
    摘要413)   HTML16)    PDF (5046KB)(288)    收藏

    以C为驱动的WOFOST作物生长模型是基于作物生理生态过程,综合考虑了CO2、土壤、气候等因素对产量的胁迫作用,因此,对WOFOST模型参数进行本地化和优化便可实现时间连续且高精度的草地生物量监测。为探讨WOFOST参数敏感性分析结果在不同草地类型覆盖区表现出的不确定性问题,在天祝藏族自治县不同草地覆盖区选择了4个站点,利用气象数据、草地实测数据及土壤数据,基于扩展傅里叶幅度敏感性检验法(EFAST)研究潜在水平(指保证营养元素和水分为最佳供应,草地地上生物量仅由辐射、温度和作物特性决定)和水分限制水平(假设营养元素的供给仍然是最佳的, 但需考虑土壤有效水分对蒸发和草地生物量的影响)下WOFOST模型在不同草地类型覆盖区的全局敏感性参数和优化模型模拟精度。结果表明潜在生产水平下草地地上生物量(AGB)的敏感参数有比叶面积(SLATB)、单叶片CO2的初始光能利用率(EFFTB)、最大光合速率(AMAXTB)、根相对维持呼吸速率(RMR)、总干物质占根和叶的比例(FRTB和FLTB),水分限制条件下的敏感参数有SLATB、AMAXTB、RMR和FLTB。不同生产水平下叶面积指数(LAI)的敏感参数一致,从出苗到出苗后60 d主要受到SLATB、FLTB和FRTB的影响,出苗后60~200 d的敏感性参数为FLTB、FRTB、SLATB和漫射可见光的消光系数(KDIFTB),LAI开始下降后受到KDIFTB的敏感性增强。其中,山地草甸AGB的模拟值与观测值模拟精度最高,R2=0.94、RMSE=11.71 g·m-2,高寒草甸模拟精度最低,R2=0.83、RMSE=32.68 g·m-2。温性荒漠草原LAI的模拟值与观测值模拟精度最高,R2=0.96、RMSE=0.02,温性草原模拟精度最低,R2=0.66、RMSE=0.38。敏感性分析方法在WOFOST模型中的应用减少了人为主观因素的影响,极大地缩短了调参时间,对获取时间连续的草地生长监测方法选择提供参考。

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