殷國(guó)梅 ，邊繼武 ，張園園 ，劉思博 ，薛艷林 ，李敬忠 ，張克威，張 英 ，布仁朝古拉 ，孫 林，賈建宇，張建中

（1.內(nèi)蒙古自治區(qū)農(nóng)牧業(yè)科學(xué)院，內(nèi)蒙古 呼和浩特 010031；2.呼和浩特市武川縣草原站，內(nèi)蒙古 武川 011700；3.呼和浩特市科技創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)服務(wù)中心，內(nèi)蒙古 呼和浩特 010010）

在土壤—植物—大氣連續(xù)體系（SPAC）中，植物蒸騰作用所散失的水量在區(qū)域性水循環(huán)和水平衡中起很重要的作用。蒸散量是指一定時(shí)段內(nèi)植物群落蒸騰量與土壤蒸發(fā)量之和，草地生態(tài)系統(tǒng)的蒸散是土壤水分的主要輸出變量，也是草地水量平衡中的組成部分，是土壤濕度、氣象條件、植物種類(lèi)對(duì)天然降水再分配的響應(yīng)［1-3］。冷蒿是旱生的小半灌木植物，是典型草原和荒漠草原區(qū)的優(yōu)良牧草，在內(nèi)蒙古大多出現(xiàn)在輕度和中度退化草原以及強(qiáng)烈侵蝕地段上，適應(yīng)性較強(qiáng)，受生境影響較大，具有返青早、營(yíng)養(yǎng)價(jià)值較高、耐干旱、耐踐踏、耐沙埋、耐土壤侵蝕等特點(diǎn)，在不同利用方式下植物個(gè)體形態(tài)、繁殖特點(diǎn)等均有差異［4-6］。特別是在荒漠化問(wèn)題極為突出的今天，冷蒿種群的蒸散研究在草原地區(qū)具有重要意義，對(duì)合理利用草地資源，防止干旱地區(qū)冷蒿進(jìn)一步退化具有指導(dǎo)作用。

1 試驗(yàn)區(qū)自然條件概況

試驗(yàn)區(qū)位于內(nèi)蒙古自治區(qū)農(nóng)牧業(yè)科學(xué)院烏蘭察布市四子王旗科研試驗(yàn)基地。位于北緯41°47′17″，東經(jīng) 111°53′46″，海拔為 1 450 m。 該區(qū)域?qū)儆诘湫偷拇箨懶詺夂?，春季干旱、多風(fēng)，夏季炎熱，月平均溫度最高月在7月和8月，年均氣溫分別為24.0、23.5℃，≥10℃的年積溫為 2 200～2 500℃，濕潤(rùn)度0.15～0.30，年均降雨量250 mm左右，降水量主要集中在6—8月，無(wú)霜期175 d左右。試驗(yàn)地植被草層低矮、稀疏，種類(lèi)組成較貧乏，建群種為短花針茅（Stipa breviflora Griseb.），優(yōu)勢(shì)種為冷蒿 （Artemisia frigida Willd.）、 無(wú)芒隱子草［Cleistogenes songorica（Roshev.）Ohwi］。 土壤為淡栗鈣土。

試驗(yàn)小區(qū)共計(jì)4個(gè)處理，每個(gè)小區(qū)面積約為4.4 hm2，分別為對(duì)照區(qū)（CK）、輕度放牧區(qū)（LG）、中度放牧區(qū)（MG）和重度放牧區(qū)（HG）。其中，載畜率水平分別為：0 （CK）、0.93 （LG）、1.82（MG）、2.71（HG）羊單位/（hm2·半年），放牧羊只數(shù)分別為：0、4、8、12只，各處理區(qū)均設(shè)3次重復(fù)。

2 測(cè)定指標(biāo)及方法

2.1 植物個(gè)體日蒸散量的測(cè)定

于2016年5—9月采用微型蒸滲儀法 （整體土柱稱量法）在不同放牧率的樣地內(nèi)隨機(jī)選取獨(dú)立冷蒿植株進(jìn)行個(gè)體日蒸散量測(cè)定。每月測(cè)定1期，每期歷時(shí)5 d，每期重復(fù)3次，如遇雨天將測(cè)定時(shí)間順延。微型蒸滲儀為直徑226 mm、高250 mm的圓柱體，體積為10 000 cm3，重量為17 kg。

2.2 生物量測(cè)定

將冷蒿植株個(gè)體在日蒸散量測(cè)定結(jié)束時(shí)從微型蒸滲儀中取出，將土去除后把地上及地下部分分開(kāi)，分別測(cè)定鮮重和干重。

3 結(jié)果與分析

3.1 不同放牧率下冷蒿的日蒸散量

對(duì)不同放牧處理下的冷蒿個(gè)體進(jìn)行日蒸散量的測(cè)定。由圖1可知，在整個(gè)生長(zhǎng)季中，6月的日蒸散量相對(duì)較高，其次是7月、5月、8月，9月的日蒸散量最低。相同月份不同放牧處理下冷蒿的平均個(gè)體日蒸散量表現(xiàn)出一定差異：5月CK區(qū)和MG區(qū)的個(gè)體日蒸散量較高，其次是LG區(qū)，HG區(qū)最低；6月CK區(qū)表現(xiàn)出較高的個(gè)體日蒸散量，LG區(qū)和MG區(qū)的個(gè)體日蒸散量相當(dāng)，HG區(qū)日蒸散量最低；7月CK區(qū)、LG區(qū)和MG區(qū)個(gè)體日蒸散量相差不大，HG區(qū)蒸散量最低；8月CK區(qū)和LG區(qū)日蒸散量基本一致，HG區(qū)較低；9月LG區(qū)的平均日蒸散量最高，其次是CK區(qū)，HG區(qū)最低。整體看來(lái)，整個(gè)生長(zhǎng)季中HG區(qū)的個(gè)體日蒸散量均為最低，但最高日蒸散量在不同月份表現(xiàn)不同。

圖1 不同放牧率下冷蒿個(gè)體日蒸散量測(cè)定結(jié)果

3.2 地上生物量與冷蒿個(gè)體日蒸散量

圖2 冷蒿地上生物量與個(gè)體日蒸散量的關(guān)系

對(duì)不同放牧處理下冷蒿個(gè)體日蒸散量與地上生物量的變化規(guī)律及關(guān)系進(jìn)行研究。由圖2可知，各放牧處理區(qū)冷蒿的個(gè)體日蒸散量變化趨勢(shì)相似，基本表現(xiàn)為先上升、后下降的趨勢(shì)。從5月開(kāi)始增加，6月為最高點(diǎn)，然后呈下降趨勢(shì)，9月最低。冷蒿地上生物量在各處理區(qū)的變化規(guī)律不同：CK區(qū)和LG區(qū)地上生物量從5月開(kāi)始增加，在7月達(dá)到最高點(diǎn)，然后呈下降趨勢(shì)，9月降到最低；MG區(qū)的冷蒿個(gè)體生物量也是從5月開(kāi)始增加，但在8月達(dá)到最高點(diǎn)，9月最低；HG區(qū)則是6月地上生物量最高，6月和7月地上生物量變化不大，從7月開(kāi)始下降，9月最低。對(duì)冷蒿個(gè)體的地上生物量與其個(gè)體日蒸散量關(guān)系進(jìn)行分析可知：冷蒿個(gè)體日蒸散量與地上生物量的關(guān)系均表現(xiàn)為相對(duì)滯后的變化規(guī)律。

圖3 冷蒿地下生物量與個(gè)體日蒸散量的關(guān)系

3.3 地下生物量與冷蒿個(gè)體日蒸散量

對(duì)不同放牧處理下冷蒿個(gè)體日蒸散量與地下生物量的變化規(guī)律及關(guān)系進(jìn)行分析。由圖3可知，個(gè)體日蒸散量相對(duì)地下生物量在不同放牧區(qū)的變化規(guī)律各不相同：CK區(qū)中5月的冷蒿個(gè)體地下生物量最高，隨著時(shí)間的推移，在7月到達(dá)低谷，8月上升后在9月又開(kāi)始下降，但個(gè)體日蒸散量卻表現(xiàn)為6月最高，7—9月逐漸下降；LG區(qū)冷蒿個(gè)體日蒸散量變化趨勢(shì)與CK區(qū)相同，地下生物量在7月較高，8—9月地下生物量呈先降低、后升高的趨勢(shì)，但個(gè)體日蒸散量在6月到達(dá)頂峰后開(kāi)始隨時(shí)間推移持續(xù)下降，即地下生物量與個(gè)體日蒸散量的關(guān)系為反比，即生物量升高、日蒸散量降低（8月除外）；MG區(qū)冷蒿的地下生物量總體來(lái)看是隨著時(shí)間的推移而呈現(xiàn)逐漸增加的趨勢(shì)，在9月達(dá)到最高，與日蒸散量的關(guān)系是隨著地下生物量的增加而降低；HG區(qū)冷蒿的地下生物量從5月到8月呈上升趨勢(shì)，隨后下降。整體看來(lái)，冷蒿個(gè)體日蒸散量隨地下生物量的增加而降低。

3.4 生物量與個(gè)體日蒸散量的相關(guān)性分析

對(duì)冷蒿個(gè)體日蒸散量與相對(duì)應(yīng)的個(gè)體地上生物量、地下生物量的干鮮重及載畜率進(jìn)行相關(guān)性分析。從表1可以看出，CK區(qū)、LG區(qū)和MG區(qū)個(gè)體日蒸散量與地上生物量和地下生物量干、鮮重不存在顯著相關(guān)，但HG區(qū)冷蒿個(gè)體的地下生物量與蒸散量均存在較強(qiáng)的相關(guān)性（P＜0.05），與地上生物量為極顯著相關(guān)（P＜0.001）。

4 結(jié)論與討論

不同放牧率下CK區(qū)和LG區(qū)的個(gè)體日蒸散量相對(duì)較高，HG區(qū)個(gè)體日蒸散量較低，不同月份各放牧處理區(qū)個(gè)體日蒸散量變化存在一定差異。生長(zhǎng)季中6月的日蒸散量相對(duì)較高，其次是7月、5月和8月，9月的日蒸散量最低。6月日蒸散量較高有可能是因?yàn)榈厣喜糠稚L(zhǎng)發(fā)育進(jìn)入快速階段，其蒸散和呼吸作用均達(dá)到最高水平，同時(shí)6月降雨量較大也是原因之一。

表1 不同放牧率下冷蒿生物量與個(gè)體日蒸散量的相關(guān)性分析

冷蒿的個(gè)體日蒸散量相對(duì)地上生物量變化表現(xiàn)出了相對(duì)滯后的規(guī)律，不同放牧處理區(qū)的變化規(guī)律基本相同。CK區(qū)的地上生物量相對(duì)較高，HG區(qū)的地上生物量相對(duì)較低。這與古琛等［5］報(bào)道的冷蒿地上、地下生物量隨著載畜率的增大而顯著降低的結(jié)果一致。

冷蒿個(gè)體日蒸散量隨著地下生物量的增加而降低，可能是由于植物蒸散消耗了地下生物量。植物的地下部分經(jīng)過(guò)上一年的積累，在第2年牧草返青時(shí)其營(yíng)養(yǎng)貯藏物質(zhì)達(dá)到最高，為地上部分還未能進(jìn)行光合作用前提供足夠的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)進(jìn)行生長(zhǎng)發(fā)育，而后植物生長(zhǎng)發(fā)育還需要通過(guò)地下?tīng)I(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的向上輸送，致使地下生物量有一個(gè)先減少后增加的過(guò)程，但有時(shí)會(huì)因?yàn)樘厥猸h(huán)境有所差別［6］。有學(xué)者研究認(rèn)為，放牧增加了冷蒿根系的生物量分配，特別是中度與重度放牧顯著增大了根的生物量分配［7-9］。隨著放牧強(qiáng)度的增加，冷蒿通過(guò)增加根系的生物量分配以確保吸收足夠的水分和養(yǎng)分來(lái)供給地上部分的生長(zhǎng)發(fā)育，增加種群適合度，以便更好地適應(yīng)環(huán)境，促進(jìn)種群的擴(kuò)散［10-12］，這與該試驗(yàn)研究結(jié)果基本一致。

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［1］韓丙芳，劉亞兵.不同生態(tài)恢復(fù)措施對(duì)寧夏黃土丘陵區(qū)典型草原蒸散特征的影響 ［J］.農(nóng)業(yè)科學(xué)研究，2013，34（4）：1-4.

［2］李倩，譚雪蓮.旱地植物蒸騰作用研究進(jìn)展［J］.甘肅農(nóng)業(yè)科技，2006（10）：18-20.

［3］李品芳，李保國(guó).毛烏素沙地水分蒸發(fā)和草的比較研究［J］.水利學(xué)報(bào)，2000（3）：24-28.

［4］殷國(guó)梅，侯英，張園園，等.荒漠草原主要植物蒸散對(duì)土壤含水量的響應(yīng) ［J］.畜牧與飼料科學(xué)，2016，37（11）：18-21.

［5］古琛，陳萬(wàn)杰，杜宇凡，等.載畜率對(duì)內(nèi)蒙古荒漠草原冷蒿種群資源分配格局的影響［J］.生態(tài)學(xué)報(bào)，2017，37（7）：2237-2243.

［6］楊持，寶音陶格濤，李良.冷蒿種群在不同放牧強(qiáng)度脅迫下構(gòu)件的變化規(guī)律［J］.生態(tài)學(xué)報(bào)，2001，21（3）：405-408.

［7］王靜，楊持，王鐵娟.放牧退化群落中冷蒿種群生物量資源分配的變化 ［J］. 應(yīng)用生態(tài)學(xué)報(bào)，2005，16（12）：2316-2320.

［8］寶音陶格濤，李艷梅，賈建芬，等.牧壓梯度下冷蒿有性繁殖器官變化特征的觀察分析［J］.內(nèi)蒙古大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2000，31（3）：311-313.

［9］安玨，安慧.寧夏荒漠草原優(yōu)勢(shì)植物生長(zhǎng)及生物量分配對(duì)放牧干擾的響應(yīng)［J］.西北植物學(xué)報(bào)，2015，35（2）：373-378.

［10］馬文紅，方精云.內(nèi)蒙古溫帶草原的根冠比及其影響因素［J］.北京大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2006，42（6）：774-778.

［11］王亮，?？瞬?，楊元合，等.中國(guó)草地生物量地上—地下分配格局：基于個(gè)體水平的研究 ［J］.中國(guó)科學(xué)，2010，40（7）：642-649.

［12］黃德青，于蘭，張耀生，等.祁連山北坡天然草地地下生物量及其與環(huán)境因子的關(guān)系 ［J］.草業(yè)學(xué)報(bào)，2011，20（5）：1-10.