放牧和圍封對(duì)阿拉善荒漠草地土壤和植被的影響.pdf

1、以阿拉善干旱荒漠草地為研究區(qū)域，綜合運(yùn)用草業(yè)科學(xué)、植物生態(tài)學(xué)、恢復(fù)生態(tài)學(xué)和土壤學(xué)等多學(xué)科理論，通過(guò)連續(xù)3年的野外調(diào)查和室內(nèi)試驗(yàn)及數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析，研究了放牧和圍封過(guò)程中植物群落特征、土壤理化性狀的演變，以及在此過(guò)程中灌木引致的植被與土壤資源(養(yǎng)分、水分、種子庫(kù))空間異質(zhì)性的變化和植物群落演替的關(guān)系，主要結(jié)論如下。 1．放牧和圍封對(duì)草地地上植物群落結(jié)構(gòu)有顯著影響。圍封6年至8年后，物種豐富度由15.7種增加為20.7種，增加了32％。

2、圍封樣地一年生和多年生禾草的物種數(shù)顯著高于放牧樣地，而一年生雜類草顯著低于放牧樣地。放牧和圍封對(duì)植被總密度沒(méi)有顯著影響，但在放牧樣地，一年生和多年生禾草顯著減少，而雜類草顯著增加，表明圍封改善了植物群落組成。隨著圍封年限的增加，植物的蓋度、高度和生物量都呈顯著增加趨勢(shì)。3年平均的總生物量結(jié)果顯示，98圍封樣地比放牧樣地增加了86％，其中一年生禾草增加了180％，多年生禾草增加高達(dá)286％。說(shuō)明過(guò)度放牧不利于牧草的生長(zhǎng)。植物的總蓋度為98

3、圍封樣地比放牧樣地提高104％，一年生禾草提高244％，多年生禾草高達(dá)313％，灌木提高98％。說(shuō)明放牧和圍封顯著的影響荒漠草地植物群落的基本特征，過(guò)度放牧使草地初級(jí)生產(chǎn)力急劇減少，圍封有利于禾草的定居和生長(zhǎng)，促進(jìn)草地初級(jí)生產(chǎn)力快速恢復(fù)。物種多樣性隨恢復(fù)演替時(shí)間的延長(zhǎng)而增加，圍封6年至8年后，多樣性指數(shù)和均勻度指數(shù)分別上升了33％和21％。降雨量與植被的高度、蓋度和生物量呈顯著相關(guān)關(guān)系，降雨量減少導(dǎo)致一年生物種減少，降雨量是植物群落物種

4、豐富度和初級(jí)生產(chǎn)力的主要影響因素。 2．圍封顯著改善了草地的土壤理化性質(zhì)。圍封6年與自由放牧樣地相比，0～20cm土層土壤有機(jī)碳和全氮含量增加22％和 14％，粗沙(>0.25 mm)含量減少了26％，pH值減少0.28個(gè)單位，土壤容重減小5.3％。土壤理化性狀與植被特征之間呈顯著相關(guān)關(guān)系，說(shuō)明土壤理化性狀往往制約著植物群落的變化，反過(guò)來(lái)植被狀況又影響土壤養(yǎng)分的積蓄和盈虧。在風(fēng)蝕較嚴(yán)重的阿拉善荒漠草地，過(guò)度放牧對(duì)草地植被、土壤養(yǎng)

5、分及其周圍環(huán)境有極嚴(yán)重的負(fù)面影響，采取封育措施會(huì)增加草地植被多樣性、蓋度和生物量，促進(jìn)土壤肥力的增加。 3．放牧和圍封顯著的影響著霸王灌叢根部和灌叢下的土壤肥力，土壤有機(jī)C、全N、全P均為圍封6年>圍封2年>自由放牧，pH值為圍封6年<圍封2年<自由放牧；放牧和圍封也顯著的影響著灌叢根部和灌叢下的土壤養(yǎng)分富集率，土壤有機(jī)C、全N、全P的富集率值均為圍封6年>圍封2年>自由放牧。霸王灌叢生物量與灌叢根部、灌叢下土壤有機(jī)C、全N和全P的含量

6、呈顯著的正相關(guān)，與pH呈顯著的負(fù)相關(guān)，而與灌叢間地的土壤有機(jī)C、全N、全P和pH沒(méi)有明顯的相關(guān)關(guān)系。 4．灌木顯著的影響草本植物土壤種子庫(kù)植物密度，灌叢下與灌叢間地相比，一年生禾草增加72％，多年生草增加150％，而一年生雜類草減少107.9％(圍封樣地?cái)?shù)據(jù))。灌叢對(duì)一年生禾草和雜類草的影響不同，說(shuō)明灌叢下微環(huán)境并不是對(duì)所有草本植物有利。灌木顯著的影響草本植物物種組成，灌叢下與灌叢間地相比，一年生禾草增加43％，多年生草增加50

7、％，一年生雜類草減少14％(圍封樣地?cái)?shù)據(jù))。 圍封樣地灌叢下和空地土壤種子庫(kù)密度(灌叢下：850比485株/m<'2>；灌叢間地：846.7比535.0株/m<'2>)和物種數(shù)以及植被的密度、物種數(shù)、一年生禾草和多年生草的高度、生物量和蓋度均高于放牧樣地。灌叢下，圍封樣地一年生禾草(32比8g/m<'2>)、多年生草(9.3比4.6g/m<'2>)和一年生雜類草(16.0比12.9g/m<'2>)生物量顯著高于放牧樣地。圍封樣地

8、一年生禾草(25％比 8.1％)、多年生草(4.7％比0.8％)和一年生雜類草(18％比13.1％)蓋度顯著高于放牧樣地。圍封促進(jìn)了灌叢周圍一年生禾草和多年生草的定植生長(zhǎng)，而對(duì)一年生雜類草影響較小。盡管灌木入侵草地通常被認(rèn)為是草地退化過(guò)程，但研究顯示在極易受損的干旱生態(tài)環(huán)境中灌木有利于植物群落的恢復(fù)演替，灌木對(duì)防止干旱荒漠草地進(jìn)一步的荒漠化極為重要。 5．阿拉善荒漠草地廣泛分布的幾種灌木和半灌木對(duì)草地土壤肥力有顯著的影響。0～1

9、0 cm土層中，灌叢下與灌叢間地相比土壤有機(jī)碳和全氮分別高38％和40％，且差異顯著，土壤pH值降低0.14個(gè)單位，土壤全P含量增加7％，但都無(wú)顯著的差異。灌叢根部與灌叢間地相比，灌叢根部土壤有機(jī)碳、全氮和全磷分別高118％，103％ 和20％，土壤pH值降低0.34個(gè)單位，且土壤各性狀均顯示差異顯著(P<0.05)。灌叢根部土壤有機(jī)碳最大值達(dá)5.4 g/kg，比空地最大值高160％，根部土壤全氮的最大值達(dá)0.523 g/kg，