補(bǔ)播對高寒草甸生產(chǎn)力和植物多樣性的影響

張永超，牛得草，韓潼，等

摘要：目的：草地退化是青藏高原地區(qū)草地生態(tài)系統(tǒng)面臨的難題和亟需解決的問題，關(guān)乎本地區(qū)生態(tài)安全。草地補(bǔ)播是退化草地恢復(fù)中廣泛采用措施之一，應(yīng)用于沙地、退化草原、高寒草原和高寒草甸等退化生態(tài)系統(tǒng)中。補(bǔ)播可以較快的增加退化草地系統(tǒng)的地上生物量、地表蓋度和短期內(nèi)改變退化草地的植物群落組成，長期的角度改變草地系統(tǒng)退化的發(fā)展趨勢，提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性。本研究擬初步揭示補(bǔ)播對高寒退化草甸植物群落生產(chǎn)力，功能群結(jié)構(gòu)和多樣性的影響。方法：在位于青藏高原東緣的甘南瑪曲高寒退化草甸（N 33°40′，E 101°53′，ASL3585m），展開退化草甸恢復(fù)試驗(yàn)工作。選擇植被均一，地勢平坦的退化高寒草甸，于2010年5月，采用垂穗披堿草作為補(bǔ)播草種，設(shè)置 4個(gè)不同補(bǔ)播處理（對照-不進(jìn)行補(bǔ)播-B0，補(bǔ)播7.5 kg/hm2-B1，補(bǔ)播15 kg/hm2-B2和補(bǔ)播22.5 kg/hm2-B3），每個(gè)處理設(shè)置5個(gè)重復(fù)小區(qū)，小區(qū)面積15 m×10 m，隨機(jī)區(qū)組排列，補(bǔ)播后退化草地統(tǒng)一進(jìn)行劃破和封育處理。于 2010年 8月進(jìn)行草地群落調(diào)查，采用0.5 m×0.5 m的樣方調(diào)查不同重復(fù)小區(qū)中植物種類、株高、蓋度、生物量并計(jì)算植物多樣性指數(shù)（Simpson，Shannon-Weiner，Margalef，Pielou index）進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。結(jié)果：補(bǔ)播顯著提高地上生物量，補(bǔ)播處理地上生物量是不補(bǔ)播處理的1.31～1.44倍，但不同補(bǔ)播處理之間差異不顯著。補(bǔ)播后莎草類和禾草類地上生物量呈增長趨勢，補(bǔ)播后禾草類地上生物量顯著提高，是不補(bǔ)播處理的2.7倍，在B1處理下，禾草類生物量最高，雜類草在B2和B3處理下草地群落中所占比例顯著降低。物種數(shù)和豐富度指數(shù)Margalef顯著增加，但Pielou均一性指數(shù)和Simpson及Shannon-Weiner多樣性指數(shù)在各處理沒有顯著差異。結(jié)論：退化草地補(bǔ)播垂穗披堿草后，在補(bǔ)播當(dāng)年對莎草類植物地上生物量及其在群落中的比例沒有顯著影響，但是隨著補(bǔ)播量的增加，莎草類絕對生物量及其在群落中的比例呈增加趨勢。雜草類在中度和重度補(bǔ)播的條件下植物地上生物量顯著下降，雜草類生物量及其在群落中的比例表現(xiàn)出逐漸降低的趨勢。草地補(bǔ)播后，植物群落物種數(shù)和Margalef豐富度指數(shù)較對照顯著提高。青藏高原地區(qū)退化草地生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)的規(guī)律和管理需要一個(gè)長期的跟蹤監(jiān)測過程，發(fā)掘鄉(xiāng)土牧草種質(zhì)資源為補(bǔ)播提供廣泛草種來源非常必要，探究不同植物的生活史特征和繁殖策略對退化草地植物群落的演替規(guī)律具有更好指導(dǎo)意義。

來源出版物：草業(yè)學(xué)報(bào), 2012, 21(2): 305-309

入選年份：2017

不同放牧制度對荒漠草原地上生物量及種間關(guān)系的影響

方楷，宋乃平，魏樂，等

摘要：目的：荒漠草原是荒漠與典型草原間的緩沖地帶，由于生態(tài)環(huán)境的嚴(yán)酷性和氣候的波動(dòng)性，生態(tài)系統(tǒng)十分脆弱，具有發(fā)生荒漠化的潛在危險(xiǎn)。干旱荒漠草原植被因其種類貧乏、群落穩(wěn)定性差，較少受到重視。因此，通過對比分析不同放牧處理間牧草地上生物量的變化，明確該區(qū)域草畜平衡的臨界點(diǎn)；通過在各放牧小區(qū)布設(shè)活動(dòng)圍籠，研究不同放牧制度對牧草地上生物量空間變異以及種間關(guān)系的影響，為荒漠草地合理利用提供理論依據(jù)。方法：采用圍欄放牧控制試驗(yàn)，通過設(shè)置劃區(qū)輪牧、自由放牧、圍欄封育3種放牧制度以及輕、中、重3種放牧強(qiáng)度研究封育9年荒漠草原地上生物量及種間關(guān)系的影響。對各放牧處理按照不同周期進(jìn)行植被調(diào)查（1 m×1 m的樣方），輪牧區(qū)、自由放牧區(qū)、圍封區(qū)的測定周期分別是15，30和15 d，每次測定5個(gè)重復(fù)。植被樣方調(diào)查按照活動(dòng)圍籠在放牧區(qū)內(nèi)隨機(jī)放置的位置進(jìn)行，同時(shí)測定圍籠內(nèi)和圍籠外各植物種的多度、高度、頻度和樣方總蓋度，然后齊地面刈割樣方內(nèi)所有植被地上生物量，于實(shí)驗(yàn)室將牲畜可食的優(yōu)良牧草和不食的有毒有害植物分裝后用75℃烘干至恒重測其干重，所有地上生物量均為牲畜可食的優(yōu)良牧草。結(jié)果：（1）放牧強(qiáng)度對生長季不同時(shí)期牧草地上生物量的影響不同，中度自由放牧小區(qū)的牧草地上生物量在整個(gè)生長季都高于封育小區(qū)；（2）環(huán)境條件對牧草地上生物量的影響較大，在光熱水等資源充足時(shí)，自由放牧區(qū)3種牧壓梯度下的牧草地上生物量均高于封育禁牧小區(qū)，當(dāng)遭遇高溫干旱脅迫時(shí)，自由放牧區(qū)的牧草地上生物量的增長量均比封育禁牧小區(qū)低，中度輪牧草場表現(xiàn)出較好的抗脅迫能力；（3）放牧能夠減小荒漠草原年內(nèi)牧草地上生物量的時(shí)間變異，而其空間變異對不同放牧制度的響應(yīng)較為復(fù)雜，在不同強(qiáng)度、不同方式以及植被生長季的不同時(shí)期都有所不同；（4）輕度自由放牧不會(huì)改變植物的種間關(guān)系和群落之間的關(guān)系，而重度自由放牧不僅加劇了群落間的資源競爭，還會(huì)引起研究區(qū)3種群落發(fā)生不同程度的逆向演替，中等強(qiáng)度的4區(qū)輪牧方式為研究區(qū)最優(yōu)的放牧模式，它一方面減緩了群落界面上的資源競爭，另一方面促進(jìn)了本氏針茅群落的順行演替。結(jié)論：放牧不僅改變了植物種群之間的關(guān)系，還會(huì)改變?nèi)郝溟g的關(guān)系，并且不同的植物群落對放牧方式及強(qiáng)度的響應(yīng)各不相同。合理地調(diào)控人類放牧制度能夠促進(jìn)草地生態(tài)系統(tǒng)功能，從而起到恢復(fù)和保護(hù)草原的作用。本研究中，輪牧草場環(huán)境條件對牧草的影響較放牧?xí)r期更為明顯，中等放牧強(qiáng)度的輪牧草場地上生物量穩(wěn)定性最高，表現(xiàn)出較好的抗脅迫能力。

來源出版物：草業(yè)學(xué)報(bào), 2012, 21(5): 12-22

入選年份：2017