Changes in biomass in the meadow plant community during succession

Authors

  • Narmandakh Enkhriimaa Botanic Garden and Research Institude, Mongolian Academy of Sciences, Ulaanbaatar, 13330, Mongolia https://orcid.org/0000-0002-6132-4944
  • Bayasgalankhuu Lyankhua Botanic Garden and Research Institude, Mongolian Academy of Sciences, Ulaanbaatar, 13330, Mongolia
  • Indree Tuvshintogtokh Botanical Garden, and Research Institute, Mongolian Academy of Sciences, Ulaanbaatar 13330, Mongolia

DOI:

https://doi.org/10.5564/mjb.v5i31.3268

Keywords:

biomass, meadow, succession

Abstract

In this research, we determined the changes in species diversity, and biomass in the degraded meadow community during the successional process and also determined the effects of climate, and mowing, there were objects to the restoration of the successional process vegetation community of degraded meadow at the Mungunmorit soum, while fenced 1-hectare area since 2009. Our results showed that four stages of the restoration successional process, which were; stage1: Carex duriuscula-forb-Leymus chinensis community, stage2; Grass-forb community, stage 3; grass community, stage4 was after the mowing process at the primary community and it was changed to Grass-Kobresia community. Therefore, the biomass of green plants increased from stage 1 to the first of stage 3 (147.6 г/м2 -224.1 g/m2), but middle and end of stage 3 biomass were decreasing (68 g/m2), while these processes the biomass of litter were accumulated (102.1 g/m2). After the mowing, at stage 4 the biomass of the green plant was gradually increased (295 g/m2-330 g/m2). The species diversity of the community had been showing the result same as a biomass change. According to the results, the grazing effect for 14 years at the degraded meadow community, there were species richness, species diversity, and green plant biomass increased at the 7-8th years after fencing. On the other hand, for quite a long time fencing was self-affecting negatively on the vegetation community. That’s why proper grazing management and mowing at the right time were effects positively the production of the vegetation community also the annual precipitation was affecting green plant biomass and it increased.

Татмын нугын ургамал бүлгэмдлийн биомассын сэргэх сукцесстэй уялдан өөрчлөгдөх нь

Хураангуй. Бид Төв аймгийн Мөнгөнморьт суманд доройтсон татмын нугын ургамал бүлгэмдлийн 1 га талбайг 2009 оноос эхлэн 14 жил хашиж хамгаалан байгалийн аясаар нөхөн сэргэх үйл явцыг судалж, сэргэх сукцессийн үед ургамал бүлгэмдлийн биомассын өөрчлөлт болоод түүнд зүйлийн олон янз байдал, тухайн жилүүдийн цаг агаарын хүчин зүйлс болон хадлан хадалтын хэрхэн нөлөөлж буйг илрүүлэхийг зорилоо. Судалгааны үр дүнгээр тус бүлгэмдэлд 4 шаттай сэргэх сукцесс явагдсан. Үүнд: 1-р шатанд Нангиад түнгэ-алаг өвс-ширэг улалжит бүлгэмдэл, 2-р шатанд Алаг өвс-үетэнт бүлгэмдэл, 3-р шатанд Үетэнт бүлгэмдэл, 4-р шатанд Бушилз-үетэнт бүлгэмдэл байгаа ба энэ шат нь бүлгэмдлийг хадсаны дараах үетэй давхцаж байна. Ногоон ургамлын биомасс сукцессийн 1-р шатнаас 3-р шатны эхэн хүртэл нэмэгдэж (147.6 г/м2 -224.1 г/м2) байснаа 3-р шатны дунд, төгсгөл орчимд багасаж (68 г/м2), хагдны хуримтлал нэмэгдсэн (102.1 г/м2). Харин ургамал бүлгэмдлийг хадсаны дараагаар буюу сукцессийн 4-р шатанд ногоон ургамлын биомасс эргэн нэмэгдсэн (295 г/м2-330 г/м2). Бүлгэмдлийн зүйлийн олон янз байдал нь ногоон ургамлын биомасстай ижил зүй тогтолтой байсан бөгөөд цөөн наст ургамлууд (r2=0.607) болон алаг өвсний (r2=0.778) биомасс нь зүйлийн олон янз байдалтай шууд хамааралтай байна. Түүнчлэн өндөр ургадаг үетэн, улалжийн биомасс нэмэгдэхэд намхан ургадаг эдгээр ургамлууд бүлгэмдлээс түрэгдэж буй нь олон янз байдлыг буурахад хүргэж байна. Үүнээс үзэхэд доройтсон татмын нугын ургамал бүлгэмдлийг мал бэлчээрлэлтээс чөлөөлөхөд бүлгэмдлийн зүйлийн баялаг, олон янз байдал болон биомасс нэмэгдэж бүлгэмдэл 7-8 жилд сэргэж байна. Гэвч хэт удаан хугацаанд хашиж хамгаалахад хагдны хуримтлалыг нэмэгдүүлж байна. Иймд ургамал бүлгэмдлийн бүтээмжийн тогтвортой байдалд зохистой хэмжээний мал бэлчээрлэлт болон тодорхой давтамжтай хадлан хадалт нь эерэг нөлөөлдөг байна. Түүнчлэн цаг агаарын цаг агаарын хүчин зүйлс тэр дундаа хур тунадас нь ургамал бүлгэмдлийн биомассыг нэмэгдүүлж буйг бидний судалгаа харуулж байна.

Түлхүүр үгс: Биомасс, татмын нуга, сукцесс

Abstract
20
PDF 12

References

Bernard, R. Parresol. (2002). Encyclopedia of Environmetrics, 1, 196-198.

Dorji, T., Moe, S., Klein, J., & Totland, Ø. (2014). Plant species richness, evenness, and composition along environmental gradients in an Alpine meadow grazing ecosystem in Central Tibet, China. Arctic, Antarctic, and Alpine Research, 46(2), 308–326. https://doi.org/10.1657/1938-4246-46.2.308

ESRI. (2011). ArcGIS Desktop (Release 10). Environmental Systems Research Institute. https://earth.google.com/

Fonty, E., Sarthou, C., Larpin, D., & Ponge, J. F. (2009). A 10-year decrease in plant species richness on a neotropical inselberg: Detrimental effects of global warming? Global Change Biology, 15(10), 2360–2374. https://doi.org/10.1111/j.1365-2486.2009.01923.x

Foster, B. L., & Gross, K. L. (1998). Species Richness in a Successional Grassland: Effects of Nitrogen Enrichment and Plant. In Source: Ecology (Vol. 79, Issue 8).

Foster, B. L., Smith, V. H., Dickson, T. L., & Hildebrand, T. (2002). Nordic Society Oikos Invasibility and Compositional Stability in a Grassland Community: Relationships to. In Source: Oikos (Vol. 99, Issue 2).

Freitas, M. R., Roche, L. M., Weixelman, D., & Tate, K. W. (2014). Montane meadow plant community response to livestock grazing. Environmental Management, 54(2), 301–308. https://doi.org/10.1007/s00267-014-0294-y

Fu, W., Cao, Y., Li, X., Sun, J., Liu, F., & Li, W. (2022). The responses of riparian plant communities to environmental and spatial factors in the upper Han River basin, China. Global Ecology and Conservation, 36. https://doi.org/10.1016/j.gecco.2022.e02118

Gao, X., Dong, S., Xu, Y., Fry, E. L., Li, Y., Li, S., Shen, H., Xiao, J., Wu, S., Yang, M., Zhang, J., Zhi, Y., Liu, S., Shang, Z., & Yeomans, J. C. (2021). Plant biomass allocation and driving factors of grassland revegetation in a Qinghai-Tibetan Plateau chronosequence. Land Degradation and Development, 32(4), 1732–1741. https://doi.org/10.1002/ldr.3819

Google. (2022). Google earth (7.3).

Gotteli N.J, & Ellison A.M. (2013). A primer of ecological statistics (Gotelli N.J & Ellison A.M, Eds.).

Hammer, Ø., Harper, D. A. T., & Ryan, P. D. (2001). (n.d.). PAST (4.03). Oyvind Hammer.

Jasmin, J., & Diethart, M. (1996). Effects of mowing and fertilization on succession in an old-field plant community. Bulletin of the Geobotanical Institute ETH, 62, 13–26.

Kołos, A., & Banaszuk, P. (2018). Mowing may bring about vegetation change, but its effect is strongly modified by hydrological factors. Wetlands Ecology and Management, 26(5), 879–892. https://doi.org/10.1007/s11273-018-9615-x

Maestre, F. T., Callaway, R. M., Valladares, F., & Lortie, C. J. (2009). Refining the stress-gradient hypothesis for competition and facilitation in plant communities. Journal of Ecology, 97(2), 199–205. https://doi.org/10.1111/j.1365-2745.2008.01476.x

Newman, E. I. (1993). Applied ecology. Blackwell Scientific Publications.

Nolan, K. A., & Callahan, J. E. (2005). Beachcomber Biology: The Shannon-Weiner Species Diversity Index. 27, 334–338.

Norman, H. N., Dale, H. B., & Hadlai, H. (2013). IBM SPSS Statistics.

Rose, L., Hertel, D., & Leuschner, C. (2013). Livestock-type effects on biomass and nitrogen partitioning in temperate pastures with different functional-group abundance. Grass and Forage Science, 68(3), 386-394. doi: 10.1111/gfs.12001

Scharnagl, K., Johnson, D., & Ebert-May, D. (2019). Shrub expansion and alpine plant community change: 40-year record from Niwot Ridge, Colorado. Plant Ecology and Diversity, 12(5), 407–416. https://doi.org/10.1080/17550874.2019.1641757

Yang, H., Wu, M., Liu, W., Zhang, Z., Zhang, N., & Wan, S. (2011). Community structure and composition in response to climate change in a temperate steppe. Global Change Biology, 17(1), 452–465. https://doi.org/10.1111/j.1365-2486.2010.02253.x

Zhang, H., Gilbert, B., Zhang, X., & Zhou, S. (2013). Community assembly along a successional gradient in sub-alpine meadows of the Qinghai-Tibetan Plateau, China. Oikos, 122(6), 952–960. https://doi.org/10.1111/j.1600-0706.2012.20828.x

Zhang, H., John, R., Zhu, S., Liu, H., Xu, Q., Qi, W., Liu, K., Chen, H. Y. H., & Ye, Q. (2018). Shifts in functional trait–species abundance relationships over secondary subalpine meadow succession in the Qinghai–Tibetan Plateau. Oecologia, 188(2), 547–557. https://doi.org/10.1007/s00442-018-4230-3

Бумжаа, Д. (2002). Монгол орны ургамлын аймаг, ургамалжилт (Vol. 2). МУИС-ийн хэвлэх үйлдвэр.

Гомболүүдэв, П., Нацагдорж, Л., & Сарантуяа, Г. (2010). Монгол орны уур амьсгалын өөрчлөлт, түүний ирээдүйн төлөв. Төв Ази, Өмнөд Сибирийн шилжилтийн эко бүс нутгийн шим мандал дахь экологийн үр дагавар (Vol. 1). Бемби сан.

Манибазар, Н. (1974). Гол мөрний үржил шим. Шинжлэх Ухаан, Амьдрал, 4, 56–59.

Манибазар, Н. (2015). Монгол орны ургамлын аймаг, ургамалжлын асуудалд. Мөнхийн үсэг ХХК.

Нарантуяа, Н. (1997). Дорнод Хэнтийн нугын бүлгэмдэлд ашиглалтын горимын нөлөө [Биологийн ухааны дэд докторын диссертац]. Шинжлэх ухааны академи.

Өлзийхутаг, Н. (1989). Монгол орны ургамлын аймгийн тойм. УХГ.

Хосбаяр, Ч., Нарантуяа, Н., & Мөнхзул, О. (2015). Нугын их ашиглагдсан бүлгэмдлийн байгалийн аясаар нөхөн сэргэх явц. Ерөнхий Болон Сорилын Биологийн Хүрээлэнгийн Эрдэм Шинжилгээний Бүтээл, 31, 288–300.

Энхриймаа, Н. (2022). Доройтсон татмын нугын ургамал бүлгэмдлийн сэргэх сукцесс. Магистрын зэрэг горилсон судалгааны ажил. Монгол улсын их сургууль.

Downloads

Published

2023-08-16

How to Cite

Enkhriimaa, N., Lyankhua, B., & Tuvshintogtokh, I. (2023). Changes in biomass in the meadow plant community during succession. Mongolian Journal of Botany, 5(31), 107–120. https://doi.org/10.5564/mjb.v5i31.3268

Issue

Section

Articles