以内蒙古羊草典型草原生态系统及其放牧退化演替系列为中心,辅之以对内蒙古其他气候区的不同类型的草原群落(贝加尔针茅草甸草原,大针茅典型草原,短花针茅荒漠草原)及其退化梯度系列的研究,以植物热值测定为基础,对草原植物群落划分能量功能群,结合多年积累的羊草草原及其退化群落的动态监测数据,研究草原植物的能量功能群分化与其群落学作用的关系,不同能量功能群在草原退化演替过程中的消长变化及其对系统能流规模的影响。通过对不同类型的草原生态系统(草甸草原,典型草原,荒漠草原)进行能量功能群的比较研究,研究不同类型的草原生态系统退化演替过程中的功能动态的分异与趋同规律。找出植物能量水平的变化与植物演替的内在联系,揭示草原退化演替的能量作用机理,丰富和充实生态演替理论,并探讨这种能量功能群研究方法在认识生态系统功能动态本质上的优越性和可行性。
对内蒙古草原植物热值及其时空变异性进行了研究,以热值高低为基础创建了植物能量功能群分类体系高能值植物、中能值植物、低能值植物,研究了其在草原退化演替过程中的功能动态。结果表明(1)大多数优势物种热值随不同草原类型的空间变异大于放牧退化所导致的空间变异。群落平均热值为羊草草甸草原>羊草典型草原>大针茅典型草原, 群落热值受0-10cm土壤容重和土壤全氮含量、群落叶层高以及地上生物量的影响。(2)在羊草草原原生群落中,高能值植物在群落中通常占据建群与优势地位,而中、低能值植物则构成草原群落的伴生种或偶见种(优势种(17.74 kJ/g) >伴生种(17.24 kJ/g) >偶见种(16.65 kJ/g))。(3)锡林河流域的三个草原生态系统的整体退化伴随着低能值植物对高能值植物的替代,生态系统水平的功能变化与能量功能群的替变之间存在规律性耦合现象。(4)在不同草原生物气候带内,随着生态环境的优劣变化,植物能量功能群同样会表现出有规律的地带性替代。总之,植物能量功能群分类体系能更好地表征不同类群的功能地位,而系统退化与能量功能群替变的耦合规律为揭示草原退化一般规律与机制指明了研究方向。