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退化草地恢复过程中群落物种多样性及生产力对氮磷养分的响应 总被引：2，自引：1，他引：2
【目的】 北方草地过度放牧和刈割造成植被严重退化和土壤养分缺乏。本研究探讨施用氮、磷肥料对退化草地植物群落多样性和生产力的影响。【方法】 在呼伦贝尔退化草地连续进行4年氮、磷添加试验,设置2个施氮水平（0、10 g N·m-2·a-1）和6个施磷水平（0、2、4、6、8和10 g P·m-2·a-1）,共计12个处理,5次重复。每年5月下旬返青时施肥,8月中旬生物量最大时期进行群落调查,主要进行群落生产力、物种多样性及4种功能群相对生物量的分析。【结果】 2014—2017年物种丰富度降低明显,完全对照处理（既不施氮也不施磷）4年的物种丰富度平均分别是20.2、17.1、14.7、15.2种;对植物群落α多样性（丰富度和优势度指数）研究表明,氮添加降低了群落物种多样性,而磷添加及磷的累积效应均对群落物种多样性无影响。多样性指数年际间差异显著,氮和年交互作用对其具有显著影响。草地群落地上生产力（ANPP）年际间变化显著,2014年最高,2015年最低,变化范围从400 g·m-2降到100 g·m-2左右,干旱年份显著低于正常降水年份,磷对群落生产力影响较小,氮添加显著提高了群落地上生产力,而且氮和磷共同添加的影响大于磷单独添加;生长季正常降水年份,氮素是草甸草原植物生长的主要限制因子。氮添加显著影响了各功能群相对生物量,磷添加对各功能群相对生物量影响较小,各功能群相对生物量年际间具有显著差异。氮单独添加显著增加根茎型禾草的相对生物量,但降低了多年生杂类草和丛生禾草的相对生物量,而磷单独添加增加了多年生杂类草和豆科植物功能群的相对生物量,但没有影响根茎型禾草和丛生禾草的相对生物量;氮磷复合添加显著增加了多年生根茎型禾草的相对生物量,但显著降低了其他功能群的相对生物量。此外,氮、磷添加在一定程度上降低植物群落的稳定性。【结论】 氮、磷添加引起不同功能群植物的差异化响应导致群落间原有的等级关系发生变化,尤其是氮添加引起喜氮的根茎型禾草相对生物量迅速增加,最终导致植物群落组成向着根茎型禾草优势度增加的方向发展,物种多样性降低,导致群落稳定性下降。 相似文献
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《新疆农业科学》2017,(6)
【目的】研究巴音布鲁克高寒草原退化草地植物群落结构特征,为退化草地合理利用提供理论依据。【方法】采用样方法,调查研究区退化草地物种组成、群落结构并分析生态经济类群及物种多样性与地上生物量的关系。【结果】随着退化程度的增加,草地中优势种紫花针茅被小型禾草溚草取代;高寒草原退化标志植物天山赖草、绢毛委陵菜等杂类草重要值增加;禾本科、豆科等优良牧草地上生物量逐渐减少;群落内地上生物量显著降低了50%(P0.05),群落地上生物量与物种丰富度指数呈显著线性正相关,与多样性指数、均匀度指数呈显著线性负相关关系。【结论】巴音布鲁克高寒草原退化草地植被群落结构简单化,导致草地质量和生产力明显下降;草地群落物种丰富度影响草地生产力。 相似文献
3.
三江源区高寒草甸退化草地植被恢复试验研究 总被引：1，自引：0，他引：1
寻求促进高寒草甸退化草地植被恢复的有效途径和方法。在高寒草甸退化严重的青海省果洛州玛沁县,研究了应用绿色植物生长调节剂(GGR 8号)、抗寒保水剂和化肥(尿素)3种不同处理对三江源区高寒草甸轻度和中度退化草地植物群落的影响。这3种处理均能显著提高轻度和中度退化草地植物群落的生物量、高度和盖度(P<0.05);3个处理间生物量和植物高度无显著差异(P>0.05)。3种处理的地上生物量与对照相比,轻度和中度退化草地植物群落的生物量增幅分别达到15.0%~24.8%和10.0%~27.0%。绿色植物生长调节剂(GGR 8号)处理样地植物群落的盖度要低于其他两种处理,在中度退化草地上,这种差异达到显著水平(P<0.05)。GGR 8号、抗寒保水剂和尿素均能促进退化草地的恢复,将其有机地结合起来,以便能更好地发挥各自的作用。 相似文献
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施肥对甘南高寒草甸退化草地植物群落多样性和生产力的影响 总被引：4，自引：0，他引：4
对甘肃玛曲县中度退化草地进行了氮、磷、钾、有机肥施肥处理,研究了其对草地植物群落多样性和生产力的影响。结果表明:施肥各种处理均可不同程度增加退化草地的植被高度和地上生物量,其中施有机肥O和N-P-K使植被高度分别增加2.208倍、2.274倍,地上生物量分别增加了3.315倍、3.161倍;在施P处理中,杂类草减少32.90%,莎草科植物增加73.43%,有机肥处理中,禾本科植物增加19.69%,不同施肥处理后,莎草科、禾本科和豆科各物种重要值都在增加,而杂类草各物种重要值都在减少;各种施肥处理(施O除外)均可使退化草地植物群落的物种丰富度减少;在N-P-K处理中物种Simpson多样性指数、Shannon-Wiener指数和Pielou均匀度指数均增加,有机肥处理的丰富度和Simpson优势度指数均增加,N处理中Pielou均匀度和Simpson优势度指数均增加,在单施P或K处理中,上述4指数均减少了。从生物多样性特征和生产力增加综合考虑,施有机肥和N-P-K是加速高寒草甸退化草地恢复重建的重要措施。 相似文献
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《中国农业科学》2020,(13)
【目的】北方草地过度放牧和刈割造成植被严重退化和土壤养分缺乏。本研究探讨施用氮、磷肥料对退化草地植物群落多样性和生产力的影响。【方法】在呼伦贝尔退化草地连续进行4年氮、磷添加试验,设置2个施氮水平(0、10 g N·m~(-2)·a~(-1))和6个施磷水平(0、2、4、6、8和10 g P·m~(-2)·a~(-1)),共计12个处理,5次重复。每年5月下旬返青时施肥,8月中旬生物量最大时期进行群落调查,主要进行群落生产力、物种多样性及4种功能群相对生物量的分析。【结果】2014—2017年物种丰富度降低明显,完全对照处理(既不施氮也不施磷)4年的物种丰富度平均分别是20.2、17.1、14.7、15.2种;对植物群落α多样性(丰富度和优势度指数)研究表明,氮添加降低了群落物种多样性,而磷添加及磷的累积效应均对群落物种多样性无影响。多样性指数年际间差异显著,氮和年交互作用对其具有显著影响。草地群落地上生产力(ANPP)年际间变化显著,2014年最高,2015年最低,变化范围从400 g·m~(-2)降到100 g·m~(-2)左右,干旱年份显著低于正常降水年份,磷对群落生产力影响较小,氮添加显著提高了群落地上生产力,而且氮和磷共同添加的影响大于磷单独添加;生长季正常降水年份,氮素是草甸草原植物生长的主要限制因子。氮添加显著影响了各功能群相对生物量,磷添加对各功能群相对生物量影响较小,各功能群相对生物量年际间具有显著差异。氮单独添加显著增加根茎型禾草的相对生物量,但降低了多年生杂类草和丛生禾草的相对生物量,而磷单独添加增加了多年生杂类草和豆科植物功能群的相对生物量,但没有影响根茎型禾草和丛生禾草的相对生物量;氮磷复合添加显著增加了多年生根茎型禾草的相对生物量,但显著降低了其他功能群的相对生物量。此外,氮、磷添加在一定程度上降低植物群落的稳定性。【结论】氮、磷添加引起不同功能群植物的差异化响应导致群落间原有的等级关系发生变化,尤其是氮添加引起喜氮的根茎型禾草相对生物量迅速增加,最终导致植物群落组成向着根茎型禾草优势度增加的方向发展,物种多样性降低,导致群落稳定性下降。 相似文献
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《河北农业科学》2021,25(4)
为探索草地修复措施与方法对草地植被的影响,以河北省坝上地区轻中度退化草地为研究对象,采用遁耕施肥播种一体化技术措施开展草地修复试验,以相邻地块未进行遁耕处理为对照(CK),研究了不同遁耕措施(遁耕、遁耕+施肥、遁耕+保水剂、遁耕+施肥+保水剂)对退化草地生长量、多样性和植物群落优势度的影响。结果表明:退化草地遁耕后,可显著提高株高和地上部生物量,增大草地密度,提高Simpson优势度指数、Shannon-Wiener多样性指数和Pielou均匀度指数,丰富物种多样性,提高优质牧草羊草和冰草的种群优势度。遁耕可以作为轻中度退化草地修复技术进行推广。 相似文献
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休牧后土壤养分空间异质性和植物群落α多样性 总被引：2，自引：0，他引：2
分析了内蒙古温带典型草原休牧 4年后的草地土壤养分空间异质性和植物群落α多样性。结果表明 :休牧后 ,土壤养分的空间异质性呈不同程度的增大趋势 ,随机性因素所占比例增加 ;物种多样性指数和均匀度指数均有降低趋势 ,即群落物种多样性增加 ,均匀度降低。不同放牧率退化草地休牧过程中 ,植物群落的生物量、群落高度、群落盖度和群落物种多样性与土壤养分分布均表现一致的正相关关系 ,但只有植物群落生物量和群落高度与土壤有机碳、全氮、无机氮、土壤有效磷和有效硫相关性显著 (P <0 0 5 )。围封禁牧只是退化草地的一种利用方式 ,在围封一定时期后还要进行适度放牧或刈割 ,以保持草地植被的一定均匀度 ,防止 2次逆行演替发生。 相似文献
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施肥对藏北高寒草地植物多样性及生产力的影响 总被引：1，自引：0，他引：1
以藏北高寒草地为研究对象,探讨不同施肥模式对高寒草地植物物种组成、物种多样性及生产力的影响。结果表明,与不施肥处理相比,施肥处理的草地地上生物量提高幅度为23.6%~199%,其中施氮磷肥(NP)和施氮磷有机肥(ONP)的地上生物量较高,分别是不施肥(CK)的2.99倍和2.11倍,而单施有机肥(O)虽然能够提高草地生产力,但与CK相比无显著差异。高寒草地施肥由于限制了一部分罕见杂类草物种的生长而降低了高寒草地的物种丰富度。与CK相比,施氮磷有机肥(ONP)与单施有机肥(O)的物种数分别降低6.9%和10.3%(P0.05),而施氮磷肥(NP)的物种数则降低了20.7%(P0.05)。施肥后草地植物群落的Shannon-Wiener指数和Pielou均匀度指数均有降低趋势。其中施有机肥(O)与施氮磷有机肥(ONP)处理的Shannon-Wiener指数与CK相比并无显著差异,而施氮磷肥(NP)处理的Shannon-Wiener指数与CK相比则降低10.5%(P0.05)。综合分析,施氮磷有机肥(ONP)的方式不仅显著提高高寒草地的植物生产力,而且没有引起植物多样性的显著变化,为供试条件下实现藏北草地恢复的最佳途径。 相似文献
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玛曲退化草地主要植被特征对不同施肥处理的响应 总被引：2，自引：0，他引：2
为探索甘肃玛曲县退化草地的科学恢复途径,通过小区施肥试验,研究不同施肥处理对玛曲高寒退化草地植被性状的影响.结果表明,施氮磷肥可以显著提高退化草地植被的平均高度,是最佳的施肥处理;施有机肥加氮磷肥可以显著提高莎草类植被的高度,施氮磷肥可以显著提高禾草类和豆科类植物的高度,施肥对杂类草高度无显著影响.施氮磷肥可以显著提高退化草地的地上生物量,是最佳的施肥处理;而施有机肥加磷肥可以显著提高莎草类和豆科类地上生物量,施氮磷肥可以显著提高禾草类植物的地上生物量,施肥对杂类草地上生物量无显著影响.单施氮肥或有机肥可以增加退化草地的多样性指数,单施有机肥的草地物种多样性指数最高,施有机肥加氮肥的草地物种多样性指数最低. 相似文献
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以三江源区不同退化程度高寒草甸和不同恢复年限人工草地作为研究对象,通过野外调查与采样、实验室分析,探究了高寒地区退化天然草地与人工恢复草地的植被群落繁殖构件数量变化。结果表明：在群落水平上,天然草地退化和人工草地建植会对植物繁殖构件的数量和生物量产生影响。随着天然草地退化程度的增加,营养枝数量和生物量则明显下降,而繁殖枝的数量和生物量明显升高（P<0.05）;随着人工草地恢复年限的增加,营养枝的数量和生物量逐渐增加,而繁殖枝的数量和生物量则逐渐降低（P<0.05）;随着恢复年限的增加,人工草地繁殖构件的变化逐渐接近未退化天然草地。在功能群水平上,植物繁殖构件数量亦随草地退化程度和人工恢复年限而变化。随着恢复年限的增加,禾本科、莎草科、杂类草的营养枝数量和生物量均呈现显著增加（P<0.05）,而繁殖枝数量和生物量则显著下降,禾本科的繁殖构件数量远远大于莎草科和杂类草;随着退化程度的增加,三大功能群的营养枝枝数和生物量显著增加（P<0.05）,而繁殖枝则呈现相反的趋势。本研究实证了草地退化和人工恢复改变植物群落繁殖分配对策的科学假设,为高寒草地植被恢复重建技术的发展和更新提供理论支撑。 相似文献
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三江源区是我国重要的水源涵养区,研究草地退化对土壤水源涵养功能的影响,可为三江源区水源涵养功能的科学评估与合理监测提供科学依据.以实地采样与室内测试分析相结合的方法研究了三江源区内不同土壤类型高寒草甸生物量特征、土壤水文物理性质及土壤水源涵养量.结果表明:高寒草甸在重度退化阶段地上生物量、地下生物量、毛管孔隙度、总孔隙度、自然含水量、最大持水量、土壤水源涵养量显著低于未退化和中度退化阶段(P＜0.05).随着高寒草甸退化程度加剧,土壤容重逐渐增大,且非毛管孔隙度规律不显著.未退化、中度退化、重度退化草甸的土壤水源涵养量范围分别为1884.32-1897.44t/hm2、1360.04-1707.79t/hm2、1082.38-1550.10t/hm2.中度退化草甸土壤水源涵养量比未退化草甸低9.37％-10.35％,重度退化草甸低18.31％-27.82％.草甸退化进程中土壤总孔隙度与毛管孔隙度的降低是影响土壤水源涵养量下降的直接原因,而草甸退化进程中地上生物量与地下生物量的减少则是间接原因.度量三江源区高寒草甸土壤水源涵养功能时应着重考虑毛管孔隙度的蓄水作用.研究表明高寒草甸地上生物量与土壤水源涵养量之间存在显著的正相关关系(P＜0.05),该结果能够推动水源涵养功能评估向空间化、精细化发展,为探索利用遥感技术监测三江源区水源涵养功能提供参考依据. 相似文献
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为了探讨不同退化程度高寒草地土壤微生物量碳分布变化规律,在具有典型退化特征的高寒草甸与高寒草原研究样地开展野外调查,采集土壤样品,进行室内土壤微生物量碳等指标的测定。结果表明,不同退化程度草地间土壤微生物量碳含量达极显著差异(P0.01),土壤微生物量碳含量随高寒草地退化加剧呈降低趋势,高寒草甸草地与高寒草原草地土壤微生物量碳含量在轻度至极度退化程度下存在极显著差异(P0.01),高寒草甸草地土壤微生物量碳含量为249.18~359.32mg/kg、高寒草原草地为243.11~326.44mg/kg。各退化程度下,土壤微生物量碳不同土层间均达极显著差异(P0.01),呈0~10cm10~20cm20~30cm的变化趋势,土壤微生物量碳含量0~10cm土层较20~30cm下降速度更快,高寒草甸草地各土层微生物量碳含量均高于高寒草原草地。高寒生态条件下,草地退化对土壤微生物量碳具有较为明显的影响。 相似文献
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为探明人为干扰对草地生态系统生态恢复的影响,以不同放牧强度试验草地为研究对象,调查了围封14a后草地植物群落的多样性,并应用第二代高通量测序技术454测序法分析了植物根际土壤中AM真菌的群落结构。研究结果显示,14a围封保育使得不同放牧强度小区与长期封育小区植被盖度及植物多样性指数基本恢复至同一水平。土壤速效磷含量在重度放牧小区最低(1.00 mg/kg),轻度放牧区最高(2.25 mg/kg),其它土壤理化性质指标在不同小区之间没有显著差异。通过分子鉴定发现所有土壤样品中AM真菌共有87个分类单元(VT),隶属于Diversispora、Otospora、Scutellospora、Glomeraceae Glomus、Rhizophagus、Paraglomus和Archaeospora 等7个属。对不同放牧强度小区AM真菌进行多样性分析,结果表明长期封育小区AM真菌Shannon多样性指数和Pielou均匀度指数最低,且显著低于中度放牧区,而AM真菌多样性在各放牧小区之间差异不显著。本研究表明长期围封可以有效促进退化草地植物群落的恢复,而AM真菌表现出与植物群落恢复的不同步性。对于草地生态系统退化及恢复过程中植物和土壤功能微生物类群的协同关系还需要进一步系统深入的研究。 相似文献
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放牧对山地草甸草地植物多样性与生产力关系的影响 总被引：1，自引：1，他引：0
【目的】 研究不同放牧强度下,山地草甸草地植物群落变化,为合理利用该类草地提供科学依据。【方法】 2016~2018年连续3年采用野外取样和室内分析相结合的方法,以天山北坡中段山地草甸草地为研究对象,设置轻度放牧(LG)、重度放牧(HG)和无放牧对照(CK),分析山地草甸草地植物群落数量特征、多样性指数,以及多样性指数与地上生物量间的关系。【结果】 (1)不同放牧强度下山地草甸草地以多年生草本植物为绝对优势,主要优势种有细果苔草(Carex stenocarpa)、溚草(Koeleria cristata)、针茅(Stipa capillata)、醉马草(Achnatherum inebrians);在重度放牧(HG)条件下,家畜首先采食适口性较好的植物,群落中适口性好的植物数量减少,群落优势地位逐步被有毒植物醉马草所替代。(2)CK与LG、HG条件下,随着放牧强度的增加,2016~2018年间植物群落地上生物量、群落高度和盖度呈下降趋势(P<0.05);群落密度在2016~2017年间呈下降趋势(P<0.05)。(3)随着放牧强度的增加,植物群落物种Shannon-Wiener多样性指数、Simpson优势度指数和Pielou均匀度指数均下降趋势,表现为CK＞LG＞HG;2016~2017年CK、LG、HG之间差异不显著(P＞0.05),2018年CK与LG、HG之间差异显著(P＜0.05)。(4)植物群落Pielou均匀度指数、Shannon-Wiener多样性指数和Margalef丰富度指数与地上生物量在LG、HG和CK条件下,均呈现正线性相关关系(P＜0.05)。【结论】 不同放牧强度下,山地草甸植物群落Simpson优势度指数、Pielou均匀度指数和Shannon-Wiener多样性指数随放牧强度的增加而降低;群落地上生物量与均匀度指数、多样性指数和丰富度指数均有显著的正线性相关关系(P<0.05)。 相似文献
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Nutrient addition can affect the structure and diversity of grassland plant communities, thus alter the grassland productivity. Studies on grassland plant community composition, structure and diversity in response to nutrient addition have an important theoretical and practical significance for the scientific management of grassland, protection of plant diversity and the recovery of degraded grassland. A randomized block design experiment was conducted with six blocks of eight treatments each: control(no nutrient addition) and K, P, N, PK, NK, NP, and NPK addition. We evaluated plant composition, height, coverage, density, and aboveground biomass to estimate primary productivity and plant diversity. Results showed that all treatments increased primary productivity significantly(P0.05) with the exception of the K and the NPK treatments had the greatest effect, increasing aboveground biomass 2.46 times compared with the control(P0.05). One-way ANOVA and factorial analysis were used for the species richness, Shannon-Wiener index, Pielou index and aboveground biomass, and the relationships between the diversity indices and aboveground biomass were determined through linear regression. We found that fertilization altered the community structure; N(but not P or K) addition increased the proportion of perennial rhizome grasses and significantly reduced that of perennial forbs(P0.05), thus it presented a trend of decrease in species richness, Shannon-Wiener and Pielou indexex, respectively. Only the main effects of N had significant impacts on both the diversity indices and the aboveground biomass(P0.05), and the interactions between N-P, N-K, P-K and N-P-K could be neglected. With fertilization, plant diversity(correlation coefficient, –0.61), species richness(–0.49), and species evenness(–0.51) were all negatively linearly correlated with primary productivity. The correlations were all significant(P0.01). Scientific nutrient management is an effective way to improve grassland productivity, protect the plant diversity as well as recover the degraded grassland. 相似文献
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为了解巴音布鲁克高寒湿地土壤真菌群落对退化的响应,探索湿地退化机制,本研究以巴音布鲁克高寒湿地未退化（ND）、轻度退化（SD）及重度退化（HD）区域的土壤为研究对象,采用高通量测序技术分析不同程度退化高寒湿地土壤真菌群落的多样性及结构差异,并结合理化指标进一步分析影响真菌群落的环境因子。结果表明：真菌群落Simpson和Shannon多样性指数在ND和HD区土壤中无显著差异（P>0.05）;SD区土壤中的真菌群落Simpson指数显著高于ND和HD区,而Shannon指数显著低于ND和HD区（P<0.05）。在不同程度退化区土壤中,真菌群落ACE和Chao1丰富度指数均随退化的加剧呈降低趋势。在3个区域土壤中,门水平上,子囊菌门（Ascomycota）的相对丰度最高;纲水平上,粪壳菌纲（Sordariomycetes）为主导类群;肉座菌目（Hypocreales）、Pleosporales菌目、被孢霉目（Mortierellales）的相对丰度均随退化程度的增加而增加;属水平上,珊瑚菌属（Clavaria）、稻瘟病菌属（Magnaporthe）为优势菌属。LEfSe分析发现了11种可作为判断退化的潜在生物标志物。RDA分析及蒙特卡罗检验结果显示,在门水平上真菌群落结构变化不受环境因子的显著影响;在属水平上,真菌群落结构变化仅与土壤总有机碳存在显著相关性（P<0.05）。研究表明,高寒湿地退化显著改变了土壤pH、土壤含水量、总有机碳、容重等理化指标,进而影响真菌群落多样性和结构。 相似文献
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禁牧休牧对藏北高寒草甸物种多样性和生物量的影响 总被引：1，自引：0，他引：1
通过对藏北高寒草甸禁牧3a(JM3)、禁牧5a(JM5)、禁牧7a(JM7)、休牧5a(XM5)和自由放牧(FM)等不同管理措施样地的植物群落物种多样性、群落高度、群落盖度、地上生物量和地下生物量的实地调查与分析,探讨了禁牧和休牧对藏北高寒草甸物种多样性和生物量的影响。结果表明,禁牧样地的群落丰富度指数、多样性指数均显著高于休牧和自由放牧样地,而禁牧3a和5a显著高于禁牧7a;禁牧3a的均匀度指数显著低于禁牧5a和7a,其禾草和莎草的重要值则高于其他样地;禁牧5a样地地上生物量最高,为84.2 g/m2,并且其地下生物量与地上生物量的比值最小。在藏北地区,禁牧5a不仅可维持较高的高寒草甸物种多样性,而且还能够明显提高高寒草甸可利用生物量,但是禁牧5a以上将不利于维持较高的物种多样性和草地可利用生物量。 相似文献