中文摘要：

草地生态系统面临着全球气候变化和人类活动干扰加剧、自身的生物地球化学循环变弱等的困扰，如何通过调控人类放牧制度来促进草地生态系统功能、维持机制是草地恢复和保护的重要科学问题。本研究以宁夏半干旱荒漠草原为研究对象，采用围栏放牧控制试验、动态跟踪监测和数学模拟模型分析相结合的方法，系统研究由自由放牧到封育禁牧及控制放牧制度下退化草地的群落特征、不同采食强度下的植物补偿性生长特征、植被地上和地下生产力结构与动态，以及相应的土壤水分与养分动态，分析植物补偿性生长在半干旱草地的发生类型和发生条件，探讨不同放牧制度对退化草地生产力维持的影响过程和作用机制，深化放牧制度的理论基础，结合已有成果建立宁夏半干旱荒漠草原生态系统管理的优化模式，确立草地利用与保护平衡的生产方式，为半干旱区荒漠草原优化利用及适应性管理提供理论依据和实践指导。

结论摘要：

本项目以宁夏半干旱荒漠草原生态系统为研究对象，围绕自由放牧、3种不同强度（高中低放牧强度分别为0.5只标准羊/公顷、0.75只标准羊/公顷和1只标准羊/公顷）划区轮牧和封育禁牧等放牧制度下的草地生产力特征和形成机制，通过放牧控制试验、刈割法模拟放牧试验、样线样方与遥感数据（VI）结合、环境梯度定位监测等，开展了不同放牧制度对半干旱区草地植物群落结构动态的影响，不同放牧制度下优势物种植物补偿性生长对放牧的响应，不同放牧制度对荒漠草原土壤水分、养分及其分配格局的影响，不同放牧制度下草地植物群落和土壤综合效应对生产力形成的影响等内容进行了全面研究。结果表明（1）荒漠草原对放牧制度的响应十分明显，禁牧后草原植物种类、鲜草产量等，都有明显的增加。采用地面样线、样方等点线调查与遥感面上数据相结合的研究发现，禁牧并不能根本改变气候波动决定产草量的总体规律，但较大幅度地提高草地的产草量，使产草量在更高的水平上波动。（2）放牧能够减小荒漠草原年内牧草地上生物量的时间变异，而其空间变异对不同放牧制度的响应较为复杂，在不同强度、不同方式以及植被生长季的不同时期都有所不同。（3）轻度自由放牧不会改变植物的种间关系和群落之间的关系，而重度自由放牧不仅加剧了群落的资源竞争，还会引起研究区3中群落发生不同程度的逆向演替，中等强度的4区轮牧方式为研究区的最优放牧模式，它一方面减缓了群落界面上的资源竞争，另一方面促进了长芒草群落的正向演替。（4）环境条件对牧草地上生物量的影响较大，在光热水等资源充足时，自由放牧区3种放牧强度下的牧草地上生物量均高于封育禁牧小区，当遭遇高温干旱胁迫时，自由放牧区的牧草地上生物量的增长量均比封育禁牧小区低，中度轮牧草场表现出较好的抗胁迫能力。（5）土壤水分与地上生物量的关系不同，生长初期地上生物量与60-100cm土壤水分显著负相关，生长旺期和末期的生物量与土壤含水量相关性较弱，这可能与干旱区植被耐旱器官的建成有关。（6）采用刈割法模拟低、中、高3个放牧强度的初步结果表明，在半干旱偏旱地区，荒漠草原的超补偿性生长不很显著，多个刈割强度下的补偿性生长差异也不显著。