傅理，陸穎，謝應(yīng)忠*，馬紅彬，邢恩德，田秀民，聶明鶴

（1.寧夏大學(xué)農(nóng)學(xué)院，銀川750021；2.寧夏大學(xué)新華學(xué)院，銀川750021；3.水利部牧區(qū)水利科學(xué)研究所，呼和浩特010020）

我國(guó)天然草原主要分布于西藏、內(nèi)蒙古、青海、新疆、四川、甘肅等地，這些地區(qū)的草原面積占全國(guó)草原總面積的80%以上[1]，但多處于干旱、半干旱地區(qū)，水土資源不匹配，草畜平衡矛盾突出，草原退化沙化嚴(yán)重[2]?；哪菰舭l(fā)量很大但降水量很小，天然草地超載過(guò)牧普遍，雖已開(kāi)展保護(hù)和恢復(fù)治理，但因恢復(fù)周期較長(zhǎng)，成效難以在短期內(nèi)顯現(xiàn)，加之近年來(lái)耕地面積不斷擴(kuò)大，以及對(duì)地下水資源過(guò)度開(kāi)發(fā)，已嚴(yán)重威脅區(qū)域生態(tài)安全[3-4]。有研究表明，制約荒漠草原區(qū)牧業(yè)發(fā)展最關(guān)鍵的因素是水[5-6]，然而地處北方的內(nèi)蒙古草原面積和水資源比重嚴(yán)重失調(diào)，溫性和暖溫性荒漠草原區(qū)的失調(diào)問(wèn)題更為突出，年降水量最少時(shí)小于200 mm，350 mm的年降水量在30年中只有6次[7]。內(nèi)蒙古鄂托克前旗地處我國(guó)農(nóng)牧交錯(cuò)帶，旗內(nèi)主要以荒漠草原為主，連續(xù)放牧、超載過(guò)牧使得草地生產(chǎn)力不斷下降，毒害草種類(lèi)和數(shù)量增多，生態(tài)破壞嚴(yán)重，恢復(fù)迫在眉睫[8]。因此，在自然降水無(wú)法人為干預(yù)的情況下，只能在草原放牧管理上尋求良策。

目前，已有的研究大多涉及春季和夏季的天然草地禁牧、輪牧和休牧的制度研究和效益評(píng)價(jià)[9-11]，而有關(guān)短期休牧或荒漠草原區(qū)禁牧休牧的研究較少。褚文彬等[12]選擇錫林郭勒盟蘇尼特右旗朱日和鎮(zhèn)，就禁牧休牧對(duì)短花針茅荒漠草原土壤含水量和地上現(xiàn)存量的影響進(jìn)行了研究，其中休牧?xí)r間分別為40、50和60 d，結(jié)果表明，隨休牧期的縮短土壤含水量呈逐漸下降趨勢(shì)，禁牧、休牧有利于地上現(xiàn)存量的增加，而地上現(xiàn)存量主要受0～30 cm土壤含水量的制約；和平等[13]以家庭牧場(chǎng)為尺度，開(kāi)展了禁牧休牧對(duì)短花針茅荒漠草原群落現(xiàn)存量和營(yíng)養(yǎng)動(dòng)態(tài)的影響研究，試驗(yàn)地和試驗(yàn)設(shè)計(jì)與褚文彬等[12]的一致，結(jié)果表明，禁牧、休牧有利于地上現(xiàn)存量的增加，休牧?xí)r間以40～50 d為宜。以上學(xué)者提出的休牧?xí)r間管理對(duì)本研究具有很好的借鑒作用。目前，有關(guān)短期休牧對(duì)荒漠草原植被群落特征及土壤養(yǎng)分和水分的影響研究尚未見(jiàn)報(bào)道。雖然長(zhǎng)期禁牧和休牧可在一定程度上增強(qiáng)草地恢復(fù)能力，但荒漠草原區(qū)不僅要獲取生態(tài)效益還須兼顧農(nóng)牧民的經(jīng)濟(jì)效益。天然草地生態(tài)脆弱，載牧量約為1.33～1.53 hm2/羊單位[8]，但由于農(nóng)牧民的經(jīng)濟(jì)收入渠道單一，天然草地放牧已成為當(dāng)?shù)剞r(nóng)牧民的經(jīng)濟(jì)支柱，為了短期內(nèi)獲取更大經(jīng)濟(jì)效益，超載過(guò)牧及連續(xù)放牧已成為常態(tài)，使得生態(tài)遭到破壞，草地生產(chǎn)能力大幅降低，家畜體況下降，直接影響農(nóng)牧民的經(jīng)濟(jì)收入，而農(nóng)牧民為了彌補(bǔ)經(jīng)濟(jì)差額會(huì)選擇更大的載牧量，這種惡性循環(huán)導(dǎo)致天然草地恢復(fù)治理問(wèn)題愈加嚴(yán)峻。因此，如何根據(jù)立地條件建立適宜的短期休牧制度以實(shí)現(xiàn)草地生態(tài)效益和農(nóng)牧民經(jīng)濟(jì)效益兼顧顯得很有必要。本研究以牧區(qū)草地畜牧業(yè)最基礎(chǔ)組成單位——家庭牧場(chǎng)為載體[14]，探索適宜荒漠草原區(qū)家庭牧場(chǎng)天然草地的休牧管理、生態(tài)保護(hù)及恢復(fù)利用方案。

1 材料與方法

1.1 研究區(qū)概況

鄂托克前旗是以蒙古族為主體、漢族人口占多數(shù)的半農(nóng)半牧區(qū)，地處鄂爾多斯高原的毛烏素沙漠腹地，北靠鄂托克旗，東連烏審旗，南與陜西靖邊、定邊及寧夏鹽池縣毗鄰，西與寧夏銀川市興慶區(qū)、平羅縣接壤，總面積1.218×104km2，地理坐標(biāo)106°26′～108°32′E，37°44′～38°44′N(xiāo)，海拔1 161～1 564 m，屬中溫帶暖溫型半干旱、干旱大陸性氣候區(qū)，日照長(zhǎng)、輻射強(qiáng)，春暖快，夏熱短，秋涼早，冬寒長(zhǎng)[15]。統(tǒng)計(jì)結(jié)果（圖1）顯示，研究區(qū)近30 年的年降水量呈現(xiàn)峰谷波動(dòng)態(tài)勢(shì)，最大時(shí)為444.9 mm（1989年），最小時(shí)為135.9 mm（2005 年），平均在240～250 mm 之間波動(dòng)，一年中降水多集中于7—9 月。1987—1996 年、1997—2006 年和2007—2016 年每10 年的總降水量分別為2 893.6、2 397.3 和2 664.1 mm，其中前15年和后15年總降水量分別為3 899.4和4 055.6 mm，而年總蒸發(fā)量達(dá)2 500 mm。30年中降水量小于200 mm 的有5 年，大于300 mm 的僅有10年，自然降水量及季節(jié)分布嚴(yán)重影響天然草地放牧利用和恢復(fù)治理[16]。

圖1 研究區(qū)近30年的年降水量Fig.1 Annual precipitation in research area over the past 30 years

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

研究區(qū)規(guī)定天然草地開(kāi)牧?xí)r間為6月20日，這種放牧管理緣于牧區(qū)自開(kāi)牧后實(shí)施連續(xù)放牧，草地得不到休養(yǎng)生息，而為了降低草地連續(xù)放牧帶來(lái)的不良影響，當(dāng)?shù)刂鞴懿块T(mén)推遲了開(kāi)牧日期。由于本試驗(yàn)為短期休牧試驗(yàn)，草地有一定時(shí)期的修整，故開(kāi)牧日期設(shè)在返青后50 d（5 月20 日）。另外，若借鑒其他學(xué)者提出的休牧40～50 d的管理方案，整個(gè)放牧季草地利用率不高，牧民也不愿采用。綜上，本試驗(yàn)共設(shè)4 個(gè)處理：休牧1 區(qū)（RG1）、休牧2 區(qū)（RG2）、休牧3 區(qū)（RG3）、連續(xù)放牧區(qū)（CK），其中RG1、RG2 和RG3 休牧天數(shù)與放牧天數(shù)相同，均分別為7、14和21 d。試驗(yàn)于2017年5月20日—10月10 日進(jìn)行，根據(jù)當(dāng)?shù)卣藴?zhǔn)的草地載牧要求，載牧量均設(shè)為1.33 hm2/羊單位。試驗(yàn)家畜為當(dāng)?shù)?～4 齡健康綿羊（忽略羊只體況差異），每個(gè)樣地2只，編號(hào)管理。5 月20 日所有樣地開(kāi)始放牧，放牧期羊只夜間不歸牧，放牧期滿(mǎn)后次日清晨放出圍欄，進(jìn)入休牧期，休牧期滿(mǎn)后次日清晨放入羊只，以此類(lèi)推。試驗(yàn)期休牧1 區(qū)共放牧74 d，休牧70 d，休牧2 區(qū)共放牧73 d，休牧70 d，休牧3 區(qū)共放牧81 d，休牧63 d，連續(xù)放牧區(qū)共放牧143 d。試驗(yàn)分別在3 種典型且廣泛分布的植被群落中進(jìn)行，分別是白刺+ 豬毛蒿（Nitraria tangutorum+Artemisia scoparia）群 落、芨 芨 草+ 豬 毛 蒿（Achnatherum splendens+A. scoparia）群落及黑沙蒿+豬毛蒿（Artemisia ordosica+A.scoparia）群落，共12個(gè)圍欄樣地，均為1萬(wàn)m2。

1.3 研究方法

植被取樣：于2017 年8 月中旬，在各處理休牧后記錄地上植被特征。每個(gè)處理隨機(jī)設(shè)置3 m×3 m樣方，3 次重復(fù)。生物量按照草本和灌木測(cè)定方法分別取樣，在65 ℃條件下烘干稱(chēng)量[17]；高度為自然高度，密度用統(tǒng)計(jì)單位面積株數(shù)法測(cè)定，頻度用樣圓法測(cè)定，蓋度用針刺法測(cè)定[18-19]。調(diào)查時(shí)詳細(xì)記錄植物名稱(chēng)、地上生物量和樣地概況等信息，便于相關(guān)指數(shù)計(jì)算。

土壤水分測(cè)定：土壤質(zhì)量含水率的測(cè)定于2017年4—9月的每月月底進(jìn)行，通過(guò)土鉆采集不同土層（0～10、＞10～20、＞20～40 和＞40～60 cm）土壤，每個(gè)樣地3個(gè)采樣點(diǎn)，同土層3次重復(fù)，采樣并稱(chēng)量后帶回實(shí)驗(yàn)室烘干，再稱(chēng)量。

土壤養(yǎng)分測(cè)定：由于植物生長(zhǎng)的分泌物和枯落物分解進(jìn)入土壤需要一定的時(shí)間，故用于測(cè)定養(yǎng)分的土樣于次年3月底采集。土壤取樣點(diǎn)與植物取樣點(diǎn)相對(duì)應(yīng)，在土壤剖面不同土層（0～10、＞10～20、＞20～40 和＞40～60 cm）取原狀土，并將采集的每個(gè)樣方同層土壤樣品混勻、去雜、風(fēng)干、研磨、過(guò)0.075 mm篩后備用。土壤有機(jī)碳含量采用重鉻酸鉀外加熱法測(cè)定，全氮含量經(jīng)H2SO4-K2SO4-CuSO4-Se催化后用全自動(dòng)凱氏定氮儀（BUCHI-K360，瑞士）測(cè)定[20-21]。

1.4 數(shù)據(jù)處理

通過(guò)Excel 2007 錄入原始數(shù)據(jù)并計(jì)算，其他數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)通過(guò)SPSS 20.0完成。重要值、香農(nóng)-維納多樣性指數(shù)、豐富度指數(shù)、均勻度指數(shù)和優(yōu)勢(shì)度指數(shù)的計(jì)算[22-24]如下：

重要值=（相對(duì)高度+相對(duì)蓋度+相對(duì)頻度+相對(duì)地上生物量）/4；

相對(duì)高度=（某種植物的平均高度/樣地內(nèi)所有植物種的平均高度之和）×100%；

相對(duì)蓋度=（某種植物的蓋度/樣地內(nèi)所有植物種的蓋度之和）×100%；

相對(duì)頻度=（某種植物的頻度/樣地內(nèi)所有植物種的頻度之和）×100%；

相對(duì)地上生物量=[某種植物的干質(zhì)量/樣地內(nèi)所有植物種干質(zhì)量之和]×100%；

豐富度指數(shù)=s；

式中：s為樣地內(nèi)所有物種數(shù)；pi為樣地中第i個(gè)物種的重要值。

2 結(jié)果與分析

2.1 短期休牧對(duì)天然草地群落地上生物量的影響

研究區(qū)植被于4月初開(kāi)始返青，8月進(jìn)入盛草期，10月為生長(zhǎng)季末期。由表1的地上生物量可知：在白刺+豬毛蒿群落中，以RG3的最高，CK的最低，不同處理間差異顯著（P＜0.05）；在芨芨草+豬毛蒿群落中各處理間差異也顯著（P＜0.05），RG1與RG2間差值約達(dá)到1 400 kg/hm2，這種現(xiàn)象可能與新生的芨芨草幼葉適口性好，羊只采食較多，休牧天數(shù)越長(zhǎng)，嫩葉被采食后還會(huì)留下一定量的老葉有關(guān)；在黑沙蒿+豬毛蒿群落中，RG3的略高于其他處理，而RG1與CK間差異不顯著（P＞0.05），此群落各處理觀(guān)測(cè)值較為接近，緣于此群落一般作為冷季牧草，除特別干旱缺乏牧草的情況，試驗(yàn)羊只暖季很少采食，若有采食，大都發(fā)生在此群落其他牧草被采食殆盡后。

2.2 短期休牧對(duì)天然草地植被群落特征的影響

植被群落特征于8 月測(cè)定。由表2 的香農(nóng)-維納多樣性指數(shù)可知：在白刺+豬毛蒿群落中，以RG3的最高，顯著高于其他3個(gè)處理（P＜0.05），但CK與RG1 間差異不顯著（P＞0.05）；在芨芨草+豬毛蒿群落中，也是RG3 的最高，CK 的最低，各處理間差值梯度明顯，差異顯著（P＜0.05）；在黑沙蒿+豬毛蒿群落中，也是以RG3 的最高，CK 的最低，各處理間差值梯度明顯，差異顯著（P＜0.05）。通過(guò)表2也可以看出，在相同處理下，黑沙蒿+豬毛蒿群落的香農(nóng)-維納多樣性指數(shù)最高，芨芨草+豬毛蒿群落次之，白刺+豬毛蒿群落最低，這一結(jié)果與放牧羊只對(duì)3種不同群落植被采食喜好有關(guān)。

表1 短期休牧下天然草地植被群落的地上生物量Table 1 Aboveground biomass of natural grassland vegetation community under short-term rest-grazing kg/hm2

表2 短期休牧下天然草地植被群落的香農(nóng)-維納多樣性指數(shù)Table 2 Shannon-Wiener diversity index of natural grassland vegetation community under short-term rest-grazing

由表3的均勻度指數(shù)可知：白刺+豬毛蒿群落中各處理值非常接近，各處理間差異不明顯（P＞0.05）；芨芨草+豬毛蒿群落中各處理間差異也不顯著（P＞0.05）；在黑沙蒿+豬毛蒿群落中，以RG3 的最高，CK 的最低，RG1 與RG2 間非常接近，但各處理間差異依然不顯著（P＞0.05）。此外，3 種植被群落的均勻度指數(shù)在同一處理水平間非常接近，白刺+豬毛蒿群落與芨芨草+豬毛蒿群落各處理間均勻度指數(shù)變化規(guī)律也不明顯?？梢?jiàn)，短期休牧對(duì)不同群落的均勻度影響不明顯。

表3 短期休牧下天然草地植被群落的均勻度指數(shù)Table 3 Pielou index of natural grassland vegetation community under short-term rest-grazing

由表4的豐富度指數(shù)可知：在白刺+豬毛蒿群落中，RG3 的最高，顯著高于RG1 和CK（P＜0.05），但與RG2間差異不顯著（P＞0.05）；在芨芨草+豬毛蒿群落中，RG3 的顯著高于其他3 個(gè)處理（P＜0.05），但CK、RG1 與RG2 間差異卻不顯著（P＞0.05）；而黑沙蒿+豬毛蒿群落的豐富度指數(shù)整體高于芨芨草+豬毛蒿群落和白刺+豬毛蒿群落，此群落中以RG3的最高，CK的最低，各處理間差異均顯著（P＜0.05）。分析不同群落多樣性指數(shù)發(fā)現(xiàn)，多樣性指數(shù)偏低的白刺+豬毛蒿群落，其豐富度指數(shù)也偏低，而多樣性指數(shù)偏高的黑沙蒿+豬毛蒿群落，在不同處理水平下，其豐富度指數(shù)均高于其他群落。

表4 短期休牧下天然草地植被群落的豐富度指數(shù)Table 4 Richness index of natural grassland vegetation community under short-term rest-grazing

由表5 的優(yōu)勢(shì)度指數(shù)可知：在白刺+豬毛蒿群落中，RG3 的最高，但各處理間差異不顯著（P＞0.01）；在芨芨草+豬毛蒿群落中，也是RG3的最高，CK 的最低，各處理間差異也不顯著（P＞0.01）；而在黑沙蒿+豬毛蒿群落中，以RG3 的最高，CK 的最低，RG3 與RG2 間差異不顯著（P＞0.01），RG1 與CK 間差異不顯著（P＞0.01）。另外，在水文條件趨于一致情況下，在同一處理水平上，一般作為冷季牧草的黑沙蒿+豬毛蒿群落的優(yōu)勢(shì)度指數(shù)大于芨芨草+豬毛蒿群落和白刺+豬毛蒿群落，這一結(jié)果與放牧羊只采食喜好及同一群落不同植被根系分布特征有關(guān)。

表5 短期休牧下天然草地植被群落的優(yōu)勢(shì)度指數(shù)Table 5 Dominance index of natural grassland vegetation community under short-term rest-grazing

2.3 短期休牧對(duì)芨芨草+豬毛蒿群落土壤水分的影響

結(jié)合研究區(qū)近30年降水量可知，荒漠草原區(qū)地表水資源非常匱乏，天然草場(chǎng)受自然降水及放牧利用方式影響最為直接。在研究區(qū)3 種植被群落中，雖降水條件趨于一致，但是同層土壤含水率差異卻很大，表現(xiàn)為芨芨草+豬毛蒿群落最高，白刺+豬毛蒿群落次之，黑沙蒿+豬毛蒿群落最低，加之芨芨草+豬毛蒿群落在研究區(qū)的分布面積相對(duì)廣闊，且與其他2 個(gè)群落相比，該群落在通過(guò)實(shí)施人為干預(yù)達(dá)到改良利用現(xiàn)狀方面的潛力突出。故本文選取具有代表性的芨芨草+豬毛蒿群落，研究其不同土層質(zhì)量含水率受短期休牧的影響。結(jié)果（表6）表明：4—6月，牧草開(kāi)始返青，不同處理對(duì)土壤水分的需求量較小但逐漸遞增，表層土壤（0～10 cm）含水率普遍低于深層土壤，而4—5月，深層土壤（＞40～60 cm）含水率高于表層土壤卻低于中間的＞10～20 和＞20～40 cm 土層；同時(shí)也可以看出，4—9 月，同一土層、不同處理間，CK 的土壤含水率普遍最低；7—9月，除7月的0～10 cm土層和9月的＞20～40 cm土層，其他的同一土層、各處理間差異均極顯著（P＜0.01）；9月的0～10 cm土層含水率顯著高于其他月份同土層含水率（P＜0.05），這與9月份少量降水多集中于表層有關(guān)，＞40～60 cm 土層含水率普遍高于其他淺層土壤，這可能與芨芨草群落根系分布較淺有關(guān)，加之7—9 月間，根系分布于0～40 cm土壤的雜草會(huì)與芨芨草爭(zhēng)奪水分。

表6 短期休牧下天然草地芨芨草+豬毛蒿群落的土壤含水率Table 6 Soil moisture content at A.splendens with A.scoparia community of natural grassland under short-term rest-grazing w/%

2.4 短期休牧對(duì)芨芨草+豬毛蒿群落土壤養(yǎng)分的影響

根據(jù)不同群落類(lèi)型植被多樣性分析結(jié)果，本文選取各指數(shù)均介于中間的芨芨草+豬毛蒿群落作為土壤養(yǎng)分分析的主要研究對(duì)象。就土壤有機(jī)質(zhì)含量（圖2）而言：RG1 中以＞40～60 cm 土層的最高，其次是＞10～20 和0～10 cm 土層，而＞20～40 cm土層的最低，CK 中各土層的非常接近，RG2 中以0～10 cm土層的最高，＞10～20 cm土層的最低，呈現(xiàn)出開(kāi)口向上的拋物線(xiàn)趨勢(shì)，而RG3中呈開(kāi)口向下的拋物線(xiàn)趨勢(shì)；在0～10 和＞40～60 cm 土層中，RG2 的均顯著高于其他3 個(gè)處理（P＜0.01），而在＞10～20 和＞20～40 cm 土層上，RG3 的均顯著高于其他3個(gè)處理（P＜0.01）?？梢?jiàn)，在此群落中，0～10和＞40～60 cm土層的有機(jī)質(zhì)受不同處理的影響較＞10～20 和＞20～40 cm 土層小，說(shuō)明RG3 更有利于＞10～40 cm土層的有機(jī)質(zhì)積累。

圖2 短期休牧下不同土層土壤有機(jī)質(zhì)含量Fig.2 Organic matter content of different soil layers under short-term rest-grazing

圖3 短期休牧下不同土層土壤全氮含量Fig.3 Total nitrogen content of different soil layers under short-term rest-grazing

由圖3 可知：每個(gè)土層的全氮含量在各處理間差異均極顯著（P＜0.01）；RG2 和RG3 的全氮含量在各土層中優(yōu)勢(shì)明顯，RG1 的全氮含量整體偏低。相對(duì)于＞10～20、＞20～40及＞40～60 cm土層，表層土壤（0～10 cm）的全氮含量受不同放牧管理的影響波動(dòng)更大一些，說(shuō)明RG3對(duì)表層土壤全氮含量的影響大于其他處理，這與相關(guān)研究結(jié)果[25]吻合。

2.5 芨芨草+豬毛蒿群落特征與土壤養(yǎng)分的皮爾遜相關(guān)性分析

草地植被的生長(zhǎng)狀態(tài)與土壤養(yǎng)分密切相關(guān)，文中關(guān)于短期休牧對(duì)芨芨草+豬毛蒿群落土壤養(yǎng)分的影響結(jié)果表明，相較于其他土層，表層土壤（0～10 cm）受短期休牧影響波動(dòng)最為明顯。故本文選取芨芨草+豬毛蒿群落的表層土壤（0～10 cm）作為研究對(duì)象，分析土壤養(yǎng)分與地上植被特征值的相關(guān)性。結(jié)果（表7）顯示，全氮含量與多樣性指數(shù)極顯著相關(guān)（0.01水平），與豐富度指數(shù)顯著相關(guān)（0.05水平），與均勻度指數(shù)呈負(fù)相關(guān)，而有機(jī)質(zhì)含量與多樣性指數(shù)的相關(guān)系數(shù)較其他指數(shù)高，但不顯著。

3 討論

3.1 短期休牧對(duì)地上生物量的影響

休牧對(duì)草地的影響會(huì)直觀(guān)體現(xiàn)在地上植被、土壤水分和土壤養(yǎng)分的變化上[26-27]。因荒漠草原區(qū)降水十分有限，天然草地牧草供給匱乏，休牧21 d 較7 d和14 d可更好地增加地上生物總量，因此不同群落類(lèi)型中RG3的地上生物量均最高，CK的均最低，這與董全民等[28]的研究結(jié)果吻合。后者通過(guò)對(duì)荒漠草原的放牧研究發(fā)現(xiàn)，放牧強(qiáng)度對(duì)暖季型牧場(chǎng)地上生物量的影響顯著，而對(duì)冷季型牧場(chǎng)的影響不顯著，這也印證了在暖季放牧?xí)r，作為冷季牧草的黑沙蒿+豬毛蒿群落很少被采食，該群落中每年新發(fā)嫩枝總量非常有限，而結(jié)籽的枝條次年都會(huì)枯死，故地上生物量變化不明顯?；哪菰鷳B(tài)系統(tǒng)較為脆弱，故在核定載牧量前提下，放牧21 d，有利于家畜將適口性較好的牧草采食殆盡后開(kāi)始采食適口性較差的牧草，而放牧7 d 和14 d，家畜對(duì)適口性較差牧草的采食較少，影響群落優(yōu)勢(shì)度，同樣也因休牧周期太短，不利于牧草恢復(fù)生長(zhǎng)?？梢?jiàn)，休牧21 d 較休牧14 d 和7 d 更有利于脆弱的生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)。

3.2 短期休牧對(duì)草地植被群落特征的影響

天然草地植被群落特征主要受家畜采食影響，適口性較好的植被更容易被采食而導(dǎo)致產(chǎn)量下降[29-30]。休牧周期縮短，植被的香農(nóng)-維納多樣性指數(shù)減小，均勻度和優(yōu)勢(shì)度指數(shù)呈緩慢下降趨勢(shì)，豐富度指數(shù)略有下降但并沒(méi)有明顯變化。本研究中各植被群落的均勻度隨休牧周期延長(zhǎng)略有增高，但各處理間無(wú)顯著差異，而RG3 下植被的香農(nóng)-維納多樣性指數(shù)、豐富度指數(shù)均高于其他處理，可見(jiàn)在生態(tài)系統(tǒng)脆弱的荒漠草原區(qū)，RG3的休牧管理方式更有利于牧草休養(yǎng)生息和放牧可持續(xù)發(fā)展。

表7 芨芨草+豬毛蒿群落植被指數(shù)與土壤養(yǎng)分的皮爾遜相關(guān)性分析Table 7 Pearson’s correlation analysis of vegetation index and soil nutrient in the A.splendens with A.scoparia community

3.3 短期休牧對(duì)土壤水分的影響

放牧活動(dòng)通過(guò)對(duì)地上植被采食、踩踏等行為影響土壤水分，過(guò)度放牧不僅會(huì)讓荒漠草原植被采食殆盡，還會(huì)導(dǎo)致土壤裸露并逐漸退化，嚴(yán)重影響植被恢復(fù)性生長(zhǎng)和返青，與放牧相對(duì)應(yīng)的休牧管理也會(huì)直接影響土壤水分[31]。芨芨草植被根系為須根系，主要分布于＞10～50 cm土層，具有強(qiáng)有力的蓄水能力，其老根腐爛代謝有利于沙土改良。本研究結(jié)果反映出不同休牧管理對(duì)芨芨草+豬毛蒿群落土壤水分的影響不夠明顯，這可能一方面受當(dāng)?shù)丶竟?jié)降水不均影響較大，另一方面受芨芨草生長(zhǎng)年限影響也很大。由于研究區(qū)的芨芨草主要被牛采食，而羊只對(duì)其采食量不大，故在今后的放牧管理中，可以考慮在RG3 的休牧管理方式下開(kāi)展牛羊混合的休、放牧管理。

3.4 短期休牧對(duì)土壤養(yǎng)分的影響

放牧活動(dòng)不僅會(huì)影響地上植被特征，還會(huì)影響土壤理化性狀和微生物活動(dòng)[25]。家畜采食過(guò)程中通過(guò)踐踏和排泄糞尿等行為影響土壤的體積分?jǐn)?shù)（容重）和養(yǎng)分，對(duì)淺層土壤的有機(jī)質(zhì)和全氮含量影響較大?；哪菰瓍^(qū)天然草地土壤沙化嚴(yán)重，表層土壤蓄水保肥能力差，植被根系一般都在10 cm 土層以下，連續(xù)放牧加快了土壤養(yǎng)分的周轉(zhuǎn)和輸出，長(zhǎng)此以往導(dǎo)致草地退化。圖2 和圖3 顯示，不同土層養(yǎng)分會(huì)受休牧管理方式的影響，但有一定區(qū)別。初步分析，出現(xiàn)這種現(xiàn)象緣于家畜的糞尿很難于短期內(nèi)循環(huán)殆盡，使得表層土壤有機(jī)質(zhì)和全氮含量有所積累，故而表層土壤的有機(jī)質(zhì)及全氮含量并沒(méi)有因?yàn)楸韺油寥乐脖桓捣植驾^少而出現(xiàn)過(guò)于偏低問(wèn)題，至于0～10 cm土層的土壤養(yǎng)分為什么依然受休牧管理方式的影響還需要后期更長(zhǎng)時(shí)間尺度的深入探究。

4 結(jié)論

本文分析了荒漠草原區(qū)家庭牧場(chǎng)天然草地地上生物量、香農(nóng)-維納多樣性指數(shù)、豐富度指數(shù)、均勻度指數(shù)、優(yōu)勢(shì)度指數(shù)及不同土層土壤的質(zhì)量含水率和養(yǎng)分受不同休牧管理的影響。結(jié)果表明：在自然降水非常有限的情況下，RG3 的休牧管理方式更有利于牧草地上生物量的積累，有助于牧草休養(yǎng)生息；荒漠草原區(qū)表層土壤沙化嚴(yán)重，但受放牧家畜排泄糞尿的影響，其有機(jī)質(zhì)和全氮含量雖有波動(dòng)但沒(méi)有明顯降低，RG3的休牧管理方式更有利于＞10～40 cm 土層的有機(jī)質(zhì)積累，至于0～10 cm土層的土壤養(yǎng)分為什么依然受休牧管理方式的影響還需今后更長(zhǎng)時(shí)間尺度的深入探究；芨芨草+豬毛蒿群落中RG3 的土壤含水率普遍低于RG1 和RG2，而略高于CK，說(shuō)明在RG3 的休牧管理方式下，牧草在生長(zhǎng)過(guò)程中對(duì)水分需求量普遍高于其他3 個(gè)處理，因此牧草長(zhǎng)勢(shì)會(huì)普遍好于其他3 個(gè)處理。綜上，在4個(gè)處理中，RG3的休牧管理方式更符合荒漠草原區(qū)家庭牧場(chǎng)天然草地放牧管理實(shí)際，更有利于脆弱草地的生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)和可持續(xù)利用。