補播對高寒草甸生產(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。草地補播是退化草地恢復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），展開退化草甸恢復試驗工作。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播草種，設(shè)置 4個不同補播處理（對照-不進行補播-B0，補播7.5 kg/hm2-B1，補播15 kg/hm2-B2和補播22.5 kg/hm2-B3），每個處理設(shè)置5個重復小區(qū)，小區(qū)面積15 m×10 m，隨機區(qū)組排列，補播后退化草地統(tǒng)一進行劃破和封育處理。于 2010年 8月進行草地群落調(diào)查，采用0.5 m×0.5 m的樣方調(diào)查不同重復小區(qū)中植物種類、株高、蓋度、生物量并計算植物多樣性指數(shù)（Simpson，Shannon-Weiner，Margalef，Pielou index）進行統(tǒng)計分析。結(jié)果：補播顯著提高地上生物量，補播處理地上生物量是不補播處理的1.31～1.44倍，但不同補播處理之間差異不顯著。補播后莎草類和禾草類地上生物量呈增長趨勢，補播后禾草類地上生物量顯著提高，是不補播處理的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：退化草地補播垂穗披堿草后，在補播當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)恢復的規(guī)律和管理需要一個長期的跟蹤監(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)律具有更好指導意義。

來源出版物：草業(yè)學報, 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)境的嚴酷性和氣候的波動性，生態(tài)系統(tǒng)十分脆弱，具有發(fā)生荒漠化的潛在危險。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；通過在各放牧小區(qū)布設(shè)活動圍籠，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，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個重復。植被樣方調(diào)查按照活動圍籠在放牧區(qū)內(nèi)隨機放置的位置進行，同時測定圍籠內(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，于實驗室將牲畜可食的優(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）放牧強度對生長季不同時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，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)，當遭遇高溫干旱脅迫時，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間變異，而其空間變異對不同放牧制度的響應(yīng)較為復雜，在不同強度、不同方式以及植被生長季的不同時期都有所不同；（4）輕度自由放牧不會改變植物的種間關(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草地生態(tài)系統(tǒng)功能，從而起到恢復和保護草原的作用。本研究中，輪牧草場環(huán)境條件對牧草的影響較放牧時期更為明顯，中等放牧強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)學報, 2012, 21(5): 12-22

入選年份：2017