高原鼠兔洞穴密度對(duì)高寒草甸初級(jí)生產(chǎn)力及土壤特性的影響.pdf

1、在三江源區(qū)(青海果洛)高寒草甸調(diào)查以高原鼠兔(Ochoton curzoniae)為主要鼠類的種群密度及其危害程度。以高原鼠兔有效鼠洞作為被調(diào)查的對(duì)象，最后確定4個(gè)不同鼠洞密度梯度的樣地，對(duì)不同鼠洞密度下高寒草甸植物群落植物多樣性、生產(chǎn)力、土壤理化性質(zhì)等因子在生長季內(nèi)(5～10月)的變化和特性進(jìn)行了研究，取得了如下結(jié)論： 1.不同鼠洞密度樣地草地植物群落種類組成、數(shù)量特征及其多樣性變化面積為25mx25m(1/16hm2)的四個(gè)

2、不同鼠洞密度樣地中，樣地Ⅰ(AZP)主要植物有36種，小嵩草(0.151)、矮嵩草(0.1073)為群落優(yōu)勢(shì)種，平均優(yōu)勢(shì)度為0.028；樣地Ⅱ(LP)主要植物有30種，小嵩草(0.1220)和早熟禾(0.1514)為群落優(yōu)勢(shì)種，平均優(yōu)勢(shì)度為0.0345；樣地Ⅲ(MP)的主要植物有27種，鐵棒棰(0.1134)等雜類草為群落優(yōu)勢(shì)種，平均優(yōu)勢(shì)度為0.037；樣地Ⅳ(HP)主要植物有28種，鵝絨萎陵菜(0.1223)和多裂萎陵菜(0.1220

3、)為群落優(yōu)勢(shì)種，平均優(yōu)勢(shì)度為0.036。 物種多樣性指數(shù)、均勻度指數(shù)隨鼠洞密度的變化基本上與種的豐富度變化一致，但與優(yōu)勢(shì)度指數(shù)變化成相反趨勢(shì)。鼠洞密度為54個(gè)時(shí)(樣地Ⅲ，MP)各指標(biāo)為最小值。 鼠洞密度與植被蓋度、物種數(shù)、多樣性指數(shù)和均勻度指數(shù)之間的關(guān)系可以用二次函數(shù)y=ax2+bx+C來表示，其相關(guān)系數(shù)R2分別為0.96、0.9946、0.9815和0.9596。同樣不同鼠洞密度樣地植物群落蓋度、物種豐富度、多樣性和均

4、勻度指數(shù)與其各自地上生物量之間的趨勢(shì)也呈二次函數(shù)關(guān)系，其相關(guān)系數(shù)R2分別為0.9347，0.9858，0.8852，0.7。 說明單峰式函數(shù)能較好地表達(dá)不同鼠洞密度樣地植物群落蓋度、物種豐富度、多樣性和均勻度指數(shù)與有效鼠洞梯度和地上生物量的分布格局。 2.不同鼠洞密度樣地地上、地下、總生物量的變化及其相互關(guān)系地上生物量的峰值出現(xiàn)在8月底或9月份，4個(gè)不同鼠洞密度樣地生物量最大值(g/m2)分別為444.6，135.1，1

5、50.7，179.1。各樣地年生物量平均值排序?yàn)椋簶拥丌?AZP)>樣地Ⅲ(MP)>樣地Ⅳ(HP)>樣地Ⅱ(LP)，說明生物量高低不能完全說明高原鼠兔的種群密度和危害程度。 地下生物量最小值出現(xiàn)在8月份，4個(gè)不同鼠洞密度樣地生物量最小值(g/m2)分別為5263.9，2830.7，1436.3，2280.2。各樣地年生長量平均值排序?yàn)椋簶拥丌?AZP)>樣地Ⅱ(LP)>樣地Ⅳ(HP)>樣地Ⅲ(MP)?？偵锪康内厔?shì)主要受地下生物

6、量的支配，樣地Ⅰ(AZP)地下生物量顯著高于其它3個(gè)樣地(P<0.01)，各樣地年總生物量平均值排序?yàn)椋簶拥丌?AZP)>樣地Ⅱ(LP)>樣地Ⅳ(HP)>樣地Ⅲ(MP)。 4個(gè)不同鼠洞密度樣地?zé)o論以生長季的平均值還是地上植物量達(dá)到極大值時(shí)其地下/地上植物量(RIT)比值均表明：樣地Ⅱ(LP)R/T在各樣地群落中比值最大，而樣地Ⅲ(MP)R/T的比值最小，大小排序?yàn)闃拥丌?LP)>樣地Ⅳ(HP)>樣地Ⅰ(AZP)>樣地Ⅲ(MP)；

7、地下生物量占總生物量的份額除樣地Ⅲ(MP)外均超過95％，大小排序?yàn)椋孩?LP)>樣地Ⅳ(HP)>樣地Ⅰ(AZP)>樣地Ⅲ(MP)。 生長季地上、地下和總生物量和不同鼠洞密度的變化曲線用二次函數(shù)關(guān)系式y(tǒng)=ax2+bx+c進(jìn)行擬合，擬合效果良好，在鼠洞密度為54個(gè)(樣地Ⅲ，MP)時(shí)各生物量達(dá)到最低點(diǎn)。地上和地下生物量的方差分析表明，地上生物量對(duì)鼠洞密度和月份的敏感程度要強(qiáng)于地下生物量的反應(yīng)。 3.不同鼠洞密度樣地地上植物功

8、能群組成及其失水率變化不同鼠洞密度樣地生長季不同月份間各功能草群生物量和占有率均顯示為差異顯著(P<0.05)，隨著鼠洞密度的增加，以莎草、禾草為主的優(yōu)良牧草減少，一些喜光和采食性較差的雜草出現(xiàn)，并比例增加。 莎草類、禾草類、雜類草生物量在生長季5～10月期間呈“單峰”曲線變化，在8月或9月份達(dá)到峰值。而枯草卻與前三類功能群草類的變化趨勢(shì)恰恰相反，在8月或9月份其生物量為最小值，生長季初末期最大。 4個(gè)不同鼠洞密度樣地在

9、牧草生長季的初期(5月份)、末期(10月份)失水率最低，6月份為最高，樣地Ⅲ(MP)7月份達(dá)到最大。 4.不同鼠洞密度樣地植物凈初級(jí)生產(chǎn)力不同鼠洞密度樣地地上凈生產(chǎn)量、地下總凈生產(chǎn)量、全群落凈生產(chǎn)量均表現(xiàn)為差異極其顯著(P<0.01)。地上部分的凈生產(chǎn)量以樣地Ⅲ(MP)最低，而樣地Ⅰ(AZP)為最高達(dá)273.7g/m2·a，比樣地Ⅲ(MP)高出64.72％；地下部分與地上部分則相反。地下不同深度的凈生產(chǎn)量在垂直高度上具有明顯空間

10、分布特征，0～10cm層最大，10～20cm和20～30cm層依次遞減； 5.不同鼠洞密度樣地地下生物量分布特點(diǎn)地下部分根系的垂直分布十分明顯，并隨深度增加生物量急劇減少(P<0.01)，呈“倒金字塔”分布。其地下植物量主要分布在0～10cm的草層中，0～20cm層幾乎占有了植物根系的全部，隨鼠洞密度增加并有向地表層聚集的趨勢(shì)。 不同鼠洞密度樣地生長季地下各層分布的平均植物量與土壤深度的關(guān)系用指數(shù)方程y=axb進(jìn)行擬合(

11、P<0.01)，相關(guān)系數(shù)均達(dá)0.95以上；樣地Ⅲ(MP)在7、8月份可以用冪函數(shù)y=aex進(jìn)行擬合，相關(guān)系數(shù)達(dá)0.99以上。 生長季不同月份地下生物量呈“V”字型曲線，但不同鼠洞密度樣地間又存在顯著差異(P<0.01)，死根量的消長模式與活根大致相同，在8月份達(dá)到最低。不同樣地在生長季不同月份根土比差異顯著(P<0.05)，且每個(gè)樣地的不同層根土比差異及其顯著(P<0.01)。土壤根土比隨鼠洞密度的增大而減小至54個(gè)(Ⅲ，MP)

12、時(shí)最小，到樣地Ⅳ(HP)有所增加。 不同鼠洞密度樣地生長季不同月份根土比平均值分層變化，總的變化趨勢(shì)是隨著土壤深度的增加，根土比遞減，并滿足y=ax+b的線性關(guān)系(P<0.05)。樣地各層總的變化趨勢(shì)是樣地Ⅰ(AZP)>樣地Ⅳ(HP)>樣地Ⅱ(LP)>樣地Ⅲ(MP)。不同鼠洞密度樣地各土層根土比隨鼠洞密度變化的關(guān)系可以用y=ax2+bx+c(P<0.01)表示，R2=0.727l～0.9959。 地下生物量和地上生物量的

13、比值隨鼠洞密度變化呈雙峰曲線變化，在樣地Ⅲ(MP)時(shí)為最小?？傮w是在近似零密度和中等密度時(shí)地下和地上生物量的比值達(dá)到波谷，在中等密度時(shí)最小，在低密度和高等密度時(shí)為波峰，特別是在低密度6月份時(shí)其比值達(dá)到最大。 6.不同鼠洞密度對(duì)高寒草甸土壤層物理因子的影響不同鼠洞密度樣地土壤地溫隨土層深度為“V”字型變化，在15cm處地溫達(dá)到最低，5cm處和25cm處地溫相當(dāng)。不同鼠洞密度和土壤含水量、容重、pH值沒有直接的函數(shù)關(guān)系。但是含水量、

14、容重、pH值均與其分層滿足線性相關(guān)，符合y=±ax+b形式。含水量隨深度增加而降低，表層(0～10cm)最高，樣地Ⅰ(AZP)含水量為最高，樣地Ⅲ(MP)為最低；容重隨土層深度增加而增加，由于地下根主要積聚在第一層，8月份為生長旺盛期；土壤顯弱堿性，pH值隨土層深度增加而增加，而樣地Ⅲ(MP)高于其他3個(gè)樣地，這與該樣地為重度退化階段有關(guān)。 7.不同鼠洞密度對(duì)土壤養(yǎng)分含量的影響4個(gè)不同鼠洞密度樣地在生長季土壤養(yǎng)分含量隨季節(jié)變化表

15、現(xiàn)出多樣性。 隨著鼠洞密度的增加，土壤各營養(yǎng)因子養(yǎng)分含量反而降低，在由54個(gè)(MP)到85個(gè)(HP)的過程突然增加。從所選取的4個(gè)遞增鼠洞梯度來看，54個(gè)(MP)有效鼠洞的樣地各層各養(yǎng)分含量均為最小值。 8.適宜鼠洞密度及種群的確立結(jié)合不同鼠洞密度樣地植被及土壤狀況可以判斷，樣地Ⅰ(AZP)、Ⅱ(LP)、Ⅲ(MP)和Ⅳ(HP)退化演替程度分別為未退化、輕度退化、重度退化和中度退化階段，這也驗(yàn)證了中度退化草地鼠類種群最大的