李琪琪,黃小娟,李 嵐,常生華,侯扶江,*

1 蘭州大學(xué)草地農(nóng)業(yè)科技學(xué)院,蘭州 730020

2 草種創(chuàng)新與草地農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)全國(guó)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,蘭州 730020

3 農(nóng)業(yè)農(nóng)村部草牧業(yè)創(chuàng)新重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,蘭州 730020

草原是全球和我國(guó)面積最大的陸地生態(tài)系統(tǒng)[1],是人類(lèi)重要的生態(tài)安全、食物安全和社會(huì)安全屏障[2]。然而,由于人為活動(dòng)和自然因素的共同影響,世界草原約70%退化,我國(guó)黃土高原是世界上受侵蝕最嚴(yán)重的地區(qū)之一,主要表現(xiàn)為植被稀疏,黃土裸露,生態(tài)系統(tǒng)脆弱[3],威脅社會(huì)經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展[4],因此,退化草原修復(fù)是黃土高原生態(tài)恢復(fù)的關(guān)鍵。劃破作為草原生態(tài)修復(fù)的基礎(chǔ)性措施,為補(bǔ)播、施肥和有害生物防控等其它草原改良措施創(chuàng)造條件[5]。然而,劃破強(qiáng)度對(duì)草原植被和土壤的影響缺乏深入研究,這卻是草原生態(tài)修復(fù)和可持續(xù)管理的基礎(chǔ)之一。

劃破改善土壤的通透性和透水性,促進(jìn)植物生長(zhǎng)發(fā)育,提高地上生物量[6—7];也可能改變草原植物的群落組成,影響草原土壤理化性質(zhì)[8]。德國(guó)中部沼澤區(qū),劃破提高草原生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性,6—10年后草原生態(tài)修復(fù)較為理想[9]。巴西喜拉多熱帶草原,劃破通過(guò)改變土壤微生物和養(yǎng)分,促進(jìn)植被恢復(fù)[10]。青海省高寒草甸,劃破提升退化草原地上生物量30%—50%,維持土壤穩(wěn)定性[11]。甘肅省甘南州亞高山草甸,輕度和中度劃破增加草原物種豐富度,重度劃破則相反[12]。甘肅省瑪曲縣高寒草甸,劃破增加草原生產(chǎn)力,降低物種豐富度,輕度劃破提高禾草豐富度和優(yōu)質(zhì)牧草占比[13]。綜上,劃破強(qiáng)度是影響草原生產(chǎn)力和物種多樣性的重要因素之一,并對(duì)生產(chǎn)力—物種多樣性關(guān)系的作用呈“駝峰”型曲線(xiàn)變化,存在明顯閾值,在閾值的左側(cè),隨著劃破強(qiáng)度增加,植物群落物種多樣性和生物量逐漸增大,當(dāng)劃破強(qiáng)度超過(guò)閾值,植物群落物種多樣性和生物量顯著降低,因此,明確劃破強(qiáng)度的閾值是通過(guò)劃破改良草原的關(guān)鍵(圖1)。

圖1 劃破強(qiáng)度對(duì)生態(tài)系統(tǒng)的作用概念圖Fig.1 Conceptual diagram of the effect of ripped intensity on ecosystem

黃土高原位于我國(guó)東部季風(fēng)區(qū)向西北干旱區(qū)的過(guò)渡地帶,草原面積20.15萬(wàn)km2,天然草原面積占該區(qū)草原總面積的92.2%[14],是全球受人類(lèi)活動(dòng)影響歷史最悠久、強(qiáng)度最大的草原之一[15],對(duì)劃破敏感[16]。劃破作為一種有效的草原修復(fù)方式,可以顯著提高草原物種多樣性和生產(chǎn)力。因此,為了恢復(fù)退化草原,保持草原穩(wěn)定健康發(fā)展,本研究在黃土高原典型草原設(shè)置了3個(gè)劃破強(qiáng)度,通過(guò)比較3年后劃破帶和未劃破帶的植物群落物種多樣性、生物量和土壤水分,試圖明確劃破強(qiáng)度對(duì)草原生態(tài)修復(fù)是否存在作用和閾值,為草原生態(tài)修復(fù)提供參考。

1 材料與方法

1.1 研究區(qū)概況

研究區(qū)位于蘭州大學(xué)環(huán)縣草地農(nóng)業(yè)試驗(yàn)站,地處甘肅省環(huán)縣甜水鎮(zhèn)大良洼村(37.12°N, 106.82°E,海拔1650 m)。溫帶大陸性季風(fēng)氣候,年平均氣溫7.1℃,年平均降水量359.3 mm(圖2),年平均蒸發(fā)量1993.3 mm[17]。土壤類(lèi)型為砂質(zhì)黃綿土,草原類(lèi)型為微溫微干典型草原[18],植物群落由10科植物組成,其中豆科植物7種,禾本科植物7種,菊科植物5種,3科植物共占植物群落總數(shù)的67.9%(表1)。生活型以多年生植物為主,主要優(yōu)勢(shì)物種有達(dá)烏里胡枝子(Lespedezadavurica)、長(zhǎng)芒草(StipabungeanaTrin)、茵陳蒿(ArtemisiacapillarisThunb)[19]等。植物返青期為3月下旬至4月上旬,枯黃期為9月下旬至10月上旬。

表1 植物群落生活型組成Table 1 Life form composition of plant community

圖2 研究區(qū)1998—2000年月均降水量和月均溫Fig.2 Monthly average precipitation and temperature in the study area from 1998 to 2000

1.2 樣地設(shè)置

于1998年選擇地形平坦、植物群落較為一致的區(qū)域,隨機(jī)設(shè)置了3個(gè)100 m×100 m的樣地。采用耙寬3.6 m的圓盤(pán)耙劃破草原,劃破深度為10 cm,耙片劃破間距為25 cm(圖3)。劃破強(qiáng)度(Ripped intensity,RI)為劃破帶(Ripped belt,RB)占整個(gè)區(qū)域(Whole area,WA)的面積比例,共設(shè)27.4% (RB1),46.3% (RB2)和61.9% (RB3)3個(gè)劃破強(qiáng)度,與這三個(gè)劃破強(qiáng)度相對(duì)應(yīng)的是3個(gè)未劃破帶(Unripped belt,URB),面積分別為72.6% (URB1)、53.7% (URB2)和38.1% (URB3),每個(gè)區(qū)域4次重復(fù)。

圖3 劃破強(qiáng)度示意圖Fig.3 Schematic diagram of ripping intensity灰色的線(xiàn)條代表劃破區(qū)(R),空白區(qū)域?yàn)槲磩澠茀^(qū)(UR);WA:整區(qū);RB:劃破帶;URB:未劃破帶

1.3 植被測(cè)定與樣品采集

劃破帶和未劃破帶的每個(gè)區(qū)域隨機(jī)設(shè)置4個(gè)1 m×1 m的樣方。劃破3年后,在植物生長(zhǎng)旺盛期8月進(jìn)行植被調(diào)查并取樣,分種統(tǒng)計(jì)植物物種數(shù)量,隨后齊地面分種刈割植物地上部分,65℃烘至恒重,獲取植物地上生物量指標(biāo)。然后在每個(gè)樣方中,用直徑100 mm的根鉆分層(10 cm一層)取2鉆0—40 cm的土樣。土樣過(guò)2 mm篩獲得根樣,蒸餾水洗凈烘干至恒重,獲取植物地下生物量指標(biāo)。少部分土壤樣品放置鋁盒中,105℃烘至恒重,獲取土壤水分。

1.4 數(shù)據(jù)分析

群落生物量包括地上生物量(Aboveground biomass,AGB)、地下生物量(Belowground biomass,BGB)和總生物量(Total biomass,TB)。

每個(gè)劃破強(qiáng)度WA 的生物量為劃破帶和未劃破帶生物量與其面積比例的加權(quán)平均值。

(1)

同理計(jì)算UGBWAi、TBWAi和土壤水分。

根冠比(Root-shoot ratio,RSR)為每個(gè)區(qū)域UGB與AGB的比值。

總物種數(shù)是一個(gè)區(qū)域內(nèi)所有物種數(shù),3個(gè)整區(qū)僅計(jì)算總物種數(shù)。

物種豐富度(SR)是一個(gè)區(qū)域內(nèi)單位面積的物種數(shù)。

Shannon Weiner指數(shù)

H′=-∑PjlnPj

(2)

Simpson指數(shù)

D=1-∑Pj2

(3)

均勻度指數(shù)

Ε=Η′/ln(s)

(4)

式中,Pj是樣方內(nèi)第j個(gè)物種數(shù)量與群落物種數(shù)的比例[20]。

群落S?rensen相似性指數(shù)

r=2c∕(SRa+SRb)

(5)

式中,SRa+SRb分別為a和b兩個(gè)樣地的物種數(shù),c為兩個(gè)樣地共有的物種數(shù)[21]。

1.5 統(tǒng)計(jì)分析

使用SPSS 23.0(IBM,美國(guó))進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析。采用單因素方差(one-way ANOVA)分析劃破強(qiáng)度對(duì)植物群落物種多樣性、生物量、根冠比和土壤水分的影響,Duncan法比較3個(gè)劃破強(qiáng)度下各指標(biāo)之間的差異(α=0.05),劃破強(qiáng)度對(duì)相關(guān)指標(biāo)的影響采用二次項(xiàng)回歸,植物群落物種多樣性、生物量及土壤水分之間的相關(guān)性采用Origin Pro 2022b插件correlation plot分析,利用Excel 2018和Origin Pro 2022b軟件作圖。圖表中數(shù)據(jù)為平均值±標(biāo)準(zhǔn)誤。

2 結(jié)果與分析

2.1 植物群落物種多樣性、生物量和土壤水分對(duì)劃破強(qiáng)度和劃破區(qū)域的響應(yīng)

劃破強(qiáng)度和劃破區(qū)域顯著影響植物群落物種多樣性、生物量和土壤水分。在3個(gè)劃破強(qiáng)度下,劃破帶和整區(qū)的地上生物量、地下生物量和總生物量差異顯著(P<0.05)。劃破帶、未劃破帶和整區(qū)的地上生物量、地下生物量和總生物量在27.4%和46.3%劃破強(qiáng)度下差異顯著(P<0.05),物種豐富度、土壤水分和根冠比在61.9%劃破強(qiáng)度下差異顯著(P<0.05)(圖4)。

圖4 植物群落物種多樣性、生物量和土壤水分對(duì)劃破強(qiáng)度和劃破區(qū)域的響應(yīng)Fig.4 Response of plant community species diversity, biomass and soil moisture to ripped intensity and ripped area大寫(xiě)字母代表三個(gè)劃破強(qiáng)度下劃破帶、未劃破帶和整區(qū)各指標(biāo)之間的差異,小寫(xiě)字母代表同一劃破強(qiáng)度下劃破帶、未劃破帶和整區(qū)各指標(biāo)之間的差異

2.2 劃破強(qiáng)度對(duì)植物群落物種多樣性的影響

劃破帶、未劃破帶和整區(qū)的植物群落物種豐富度隨劃破強(qiáng)度的增加呈“駝峰”型曲線(xiàn)變化,劃破強(qiáng)度為46.3%時(shí)最高,分別為14、16和22種/m2。3個(gè)劃破強(qiáng)度下未劃破帶植物群落物種豐富度分別高于劃破帶9.1%—27.3%、6.3%—60.8%和7.1%—9.1%。劃破帶和未劃破帶總物種數(shù)隨劃破強(qiáng)度的增加呈“駝峰”型曲線(xiàn)變化,在46.3%劃破強(qiáng)度下最高達(dá)到18和20種/m2,整區(qū)總物種數(shù)隨劃破強(qiáng)度的上升呈“馬鞍”型曲線(xiàn)變化,總物種數(shù)依次為未劃破帶>劃破帶>整區(qū)。根據(jù)擬合方程,劃破強(qiáng)度為43.7%、50.1%和55.3%時(shí),劃破帶、未劃破帶和整區(qū)植物群落物種豐富度分別達(dá)到峰值,劃破強(qiáng)度為43.7%—55.3%時(shí)物種豐富度最高(圖5)。

圖5 劃破強(qiáng)度對(duì)植物群落物種豐富度的影響Fig.5 Effect of ripped intensity on species richness **,P <0.01

3個(gè)劃破強(qiáng)度中,劃破帶和未劃破帶的Simpson指數(shù)、Shannon Weiner指數(shù)和均勻度指數(shù)差異顯著(P<0.01)。劃破帶Simpson指數(shù)、Shannon Weiner指數(shù)和均勻度指數(shù)較未劃破帶高。劃破強(qiáng)度為46.3%時(shí),Simpson指數(shù)、Shannon Weiner指數(shù)和均勻度指數(shù)均最低(表2)。

表2 不同劃破強(qiáng)度下物種多樣性指數(shù)Table 2 Species diversity index under different ripping intensity

劃破帶和整區(qū)的植物群落相似性隨劃破強(qiáng)度的增加呈先降低后升高的“馬鞍”型曲線(xiàn)變化,整區(qū)的植物群落相似性顯著高于劃破帶23.85%—119.23%和未劃破帶44.43%—84.55%,劃破帶和未劃破帶的群落相似性較低。3個(gè)劃破強(qiáng)度下,未劃破帶和劃破帶植物群落相似性負(fù)相關(guān),整區(qū)植物群落相似性的擬合優(yōu)度最高(圖6)。

圖6 劃破強(qiáng)度對(duì)植物群落相似性的影響Fig.6 Effect of ripped intensity on similarity of plant communities

2.3 劃破強(qiáng)度對(duì)草原植物群落生物量的影響

劃破帶、未劃破帶和整區(qū)的地上生物量隨劃破強(qiáng)度的增加呈“駝峰”型曲線(xiàn)變化,劃破強(qiáng)度為46.3%時(shí)最高,分別為33.90 g/m2、95.38 g/m2、69.32 g/m2。3個(gè)劃破強(qiáng)度下未劃破帶地上生物量分別是劃破帶的5.63%—7.53、1.21—1.62、2.63—3.1倍。劃破帶和未劃破帶地下生物量隨劃破強(qiáng)度的上升分別呈“馬鞍”型和“駝峰”型曲線(xiàn)變化,未劃破帶地下生物量最高,3個(gè)劃破強(qiáng)度下分別高于劃破帶88.2%—134.6%、52.4%—67.8%、2.5%—16.6%?？偵锪侩S劃破強(qiáng)度的增強(qiáng)呈“駝峰”型曲線(xiàn)變化,劃破帶總生物量增速較未劃破帶和整區(qū)快,未劃破帶總生物量高于劃破帶103.9%—152.9%、59.3%—75.8%、9.1%—22.6%。根冠比隨劃破強(qiáng)度的增大呈“馬鞍”型曲線(xiàn)變化,3個(gè)劃破強(qiáng)度下劃破帶的根冠比顯著高于未劃破帶0.21—3.15、0.46—0.63、2.12—3.00倍(圖7)。

劃破強(qiáng)度為45.7%、45.2%和43.8%時(shí),劃破帶、未劃破帶和整區(qū)的地上生物量分別達(dá)到峰值39.4 g/m2、96.5 g/m2和70.4 g/m2,分別可解釋群落地上生物量99.4%、96.5%和98.2%的變異。綜上所述,當(dāng)劃破強(qiáng)度為43.8%—45.7%時(shí)群落植被地上生物量最高。

2.4 劃破強(qiáng)度對(duì)草原土壤水分的影響

劃破帶、未劃破帶和整區(qū)的土壤水分隨劃破強(qiáng)度的增加呈“馬鞍”型曲線(xiàn)變化,在46.3%劃破強(qiáng)度下最低,分別為11.26%、11.02%和11.13%。未劃破帶的土壤水分在27.4%劃破強(qiáng)度下高于劃破帶2.9%—9.8%。劃破強(qiáng)度為46.3%和61.9%時(shí),劃破帶土壤水分分別高于未劃破帶0.9%—3.2%和3.5%—4.6%。根據(jù)擬合方程,劃破強(qiáng)度為56.2%、50.1%和56.0%時(shí),劃破帶、未劃破帶和整區(qū)的土壤水分最低,分別為9.9%、11.9%和9.7%(圖8)。

圖8 劃破強(qiáng)度對(duì)土壤水分的影響Fig.8 Effect of ripped intensity on soil moisture content***,P<0.001

2.5 劃破強(qiáng)度對(duì)群落物種多樣性-生產(chǎn)力關(guān)系的影響

劃破帶地上生物量與物種豐富度顯著正相關(guān)(P<0.05),與Shannon Weiner指數(shù)和均勻度指數(shù)顯著負(fù)相關(guān)(P<0.05)。未劃破帶地上生物量與物種豐富度顯著正相關(guān)(P<0.05),與Shannon Weiner指數(shù)、Simpson指數(shù)和均勻度指數(shù)顯著負(fù)相關(guān)(P<0.05),根冠比與Shannon Weiner指數(shù)、Simpson指數(shù)和均勻度指數(shù)顯著正相關(guān)(P<0.05)。整區(qū)地上生物量與物種豐富度顯著正相關(guān)(P<0.05),與Shannon Weiner指數(shù)、Simpson指數(shù)和均勻度指數(shù)顯著負(fù)相關(guān)(P<0.05),總生物量與Simpson指數(shù)和均勻度指數(shù)顯著負(fù)相關(guān)(P<0.05)(圖9)。

圖9 植物群落物種多樣性-生產(chǎn)力關(guān)系對(duì)劃破強(qiáng)度的響應(yīng)Fig.9 Response of plant community species diversity-productivity relationship to ripped intensity圖依次代表劃破帶、未劃破帶和整區(qū)植物群落地上生物量、地下生物量、總生物量和根冠比與生物多樣性的關(guān)系,*,P<0.05

2.6 劃破強(qiáng)度對(duì)土壤水分-生產(chǎn)力關(guān)系的影響

劃破強(qiáng)度為27.4%和61.9%時(shí),劃破帶和未劃破帶的地上生物量與土壤水分顯著負(fù)相關(guān)(P<0.05),劃破帶地上生物量在46.3%劃破強(qiáng)度下與土壤水分顯著負(fù)相關(guān)(P<0.05)。劃破帶、未劃破帶和整區(qū)的地下生物量、總生物量與土壤水分顯著負(fù)相關(guān)(P<0.05)(圖10)。

圖10 植物群落生物量與土壤水分的關(guān)系Fig.10 Relationship between plant biomass and soil moisture constant*,P<0.05

3 討論

3.1 劃破強(qiáng)度對(duì)植物群落物種多樣性的影響

土壤水分是植物生產(chǎn)力的重要限制因素,劃破調(diào)節(jié)土壤水分,不斷變化的水分狀況影響?zhàn)B分的吸收和運(yùn)輸[22],進(jìn)而改變?nèi)郝湮锓N組成[23]。劃破帶物種豐富度低于未劃破帶,可能由于劃破引起較高的土壤透氣性誘導(dǎo)了土壤保水率降低,抑制了植物生長(zhǎng)所需的水資源分配,無(wú)法滿(mǎn)足植物生長(zhǎng)所需的基本條件,物種多樣性降低[24]。另一方面,劃破較大程度上抑制了矮小的物種以及實(shí)生苗的生長(zhǎng)并降低了它們對(duì)其它物種的競(jìng)爭(zhēng)能力,物種豐富度隨之降低[25]。

物種多樣性隨劃破強(qiáng)度增加呈“駝峰”型曲線(xiàn)變化。劃破強(qiáng)度為46.3%時(shí)植物群落物種豐富度最高,可能是因?yàn)閯澠聘纳仆寥乐锌菟赖母敌踅Y(jié),提高生境質(zhì)量[26],有利于植物生長(zhǎng)和其它物種的入侵,從而增加物種豐富度[27]。在此范圍內(nèi),生物量隨物種豐富度的上升而增加,且與地下生物量不同的是劃破帶地上生物量隨物種豐富度和Simpson指數(shù)的增加呈“馬鞍”型曲線(xiàn)變化。一般而言,物種豐富度和Simpson指數(shù)較高時(shí),群落地上生物量也較高[20],在山地草甸和荒漠草甸的研究中也得到了同樣的結(jié)論[28]。但本研究結(jié)果與之不同的是物種豐富度或Simpson指數(shù)較高時(shí)具有較低的地上生物量,其原因可能是群落中物種較多(表1),植物根系優(yōu)先生長(zhǎng),地上部分發(fā)育緩慢,生物量低。不同的劃破強(qiáng)度改變了植物群落的組成,一定程度上減少了競(jìng)爭(zhēng)的相互作用,促進(jìn)了優(yōu)勢(shì)種和從屬種的共存[29]。劃破降低凋落物蓋度,提高一年生物種的光照利用率[30]。相反,27.4%劃破強(qiáng)度下物種豐富度最低,可能是劃破的干擾大于土壤水分的限制,在本研究區(qū)域中土壤水分對(duì)植物生長(zhǎng)的影響效應(yīng)降低,劃破后物種間對(duì)光照和營(yíng)養(yǎng)元素等資源的競(jìng)爭(zhēng)加劇,導(dǎo)致群落物種多樣性降低[31]。在61.9%劃破強(qiáng)度下,凋落物的分解速率降低,形成物理屏障,影響種子的萌發(fā)和幼苗的存活[32],植物生長(zhǎng)發(fā)育所需的養(yǎng)分傳輸受到抑制,導(dǎo)致植物長(zhǎng)勢(shì)弱且多樣性降低。

3.2 劃破對(duì)草原植物群落生物量的影響

黃土高原典型草原劃破3年后,未劃破帶地上、地下生物量顯著高于劃破帶,可能因?yàn)?一劃破去除多年生植物群落地上部分,影響水分遷移,進(jìn)而抑制了植物群落地上部分的再生,導(dǎo)致群落發(fā)生低補(bǔ)償生長(zhǎng)[33—34],在祁連山高寒矮嵩草草甸的研究中也得到同樣的結(jié)論[6];二劃破過(guò)程中機(jī)械損傷以及人為干擾等因素破壞地表結(jié)構(gòu)減少植被覆蓋,土壤水分蒸發(fā)加劇,不利于地下部分的生長(zhǎng)發(fā)育[35—36]。另外,劃破也可以通過(guò)降低土壤緊實(shí)度,削弱了土壤保水保肥能力,抑制植物根部生長(zhǎng)[11],使劃破帶植物群落地下生物量低于未劃破帶,這與在祁連山中度退化高寒草甸的研究結(jié)果相反,可能因?yàn)楦吆莸榈哪昃邓看笥邳S土高原典型草原,砂質(zhì)土壤的保水能力較差,土壤含水量也隨之降低[37—38];三劃破可以減少凋落物的覆蓋,導(dǎo)致土壤水分流失加劇,影響土壤溫度,土壤受侵蝕程度大[39],不利于植物的生長(zhǎng)和恢復(fù)[40];四劃破降低了土壤微生物活性,抑制土壤有機(jī)碳礦化[41],減少植物群落生物量[42]。

劃破強(qiáng)度為46.3%時(shí)植物群落地上部生長(zhǎng)發(fā)育較好,此時(shí)植物對(duì)資源的分配和利用效率最高,并能削弱劃破對(duì)土壤水分的負(fù)作用[43]。27.4%劃破強(qiáng)度下群落生物量偏低,可能因?yàn)橹参锔岛粑艿揭种?影響?zhàn)B分吸收效率。61.9%劃破強(qiáng)度較大程度地破壞了植被和土壤原有結(jié)構(gòu),增加了植物種子的掩埋深度,抑制種子萌發(fā)、植被恢復(fù)和地上部分的生長(zhǎng)[44]。

劃破對(duì)植物群落地上、地下生物量之間分配的影響是植物對(duì)資源的權(quán)衡和環(huán)境適應(yīng)能力的體現(xiàn)。劃破帶根冠比顯著高于未劃破帶,說(shuō)明劃破作為一種對(duì)草原的干擾方式和管理手段,會(huì)導(dǎo)致大量氮從草原生態(tài)系統(tǒng)中去除,從而減少土壤中氮的可用性,迫使植物將更多的光合產(chǎn)物分配給地下器官[45],進(jìn)而導(dǎo)致群落內(nèi)植物出現(xiàn)矮小化和向下生長(zhǎng)的趨勢(shì)[46]。劃破強(qiáng)度為46.3%時(shí)根冠比最低,表明該劃破強(qiáng)度下分配模式傾向于地上部分的生長(zhǎng),以達(dá)到植物對(duì)光資源競(jìng)爭(zhēng)的最大利用率[47]。61.9%劃破強(qiáng)度下土壤水分增加,植物生長(zhǎng)競(jìng)爭(zhēng)力強(qiáng),更容易吸收深層土壤水分,誘導(dǎo)更大的地下生物量分配[48]。

4 結(jié)論

本試驗(yàn)以黃土高原典型草原為研究對(duì)象,旨在探討不同劃破強(qiáng)度對(duì)草原植物群落物種多樣性、生物量和土壤水分的影響。通過(guò)對(duì)比三個(gè)劃破強(qiáng)度下退化草原的恢復(fù)狀況,發(fā)現(xiàn):

劃破是草地培育和草原修復(fù)的重要技術(shù)措施,在生態(tài)環(huán)境較為脆弱的黃土高原采用劃破可以改善退化草地,維持生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性。劃破強(qiáng)度顯著影響退化草地恢復(fù)狀況,黃土高原典型草原植物群落對(duì)劃破強(qiáng)度存在響應(yīng)閾值,劃破強(qiáng)度為43.7%—55.3%時(shí),植物群落物種豐富度最高,劃破強(qiáng)度為43.8%—45.7%時(shí)植物群落地上生物量最高,表明劃破強(qiáng)度對(duì)典型草原的作用閾值為43.7%—55.3%。