降水變化和刈割處理對(duì)壩上草原生態(tài)系統(tǒng)的影響.pdf

1、本項(xiàng)研究由三部分構(gòu)成(1)于2005-2007年在河北壩上塞北管理區(qū)封育5年的羊草草原上進(jìn)行，通過對(duì)每次降水事件到達(dá)試驗(yàn)區(qū)域雨量的控制設(shè)置了5個(gè)降水梯度，對(duì)不同刈割頻次的控制設(shè)置了2個(gè)刈割強(qiáng)度。對(duì)不同降水梯度和刈割強(qiáng)度組合的土壤含水量變化，群落數(shù)量特征變化，冠層結(jié)構(gòu)變化，地上地下生物量變化的規(guī)律進(jìn)行研究，同時(shí)還對(duì)生長(zhǎng)季羊草生物量和總生物量增長(zhǎng)變化的規(guī)律性以及不同土壤水分條件下羊草和糙隱子草(主要伴生種)葉片的水勢(shì)變化，羊草葉片的光合性能

2、對(duì)水勢(shì)變化的響應(yīng)等進(jìn)行了研究；(2)于2007年在內(nèi)蒙古太仆寺旗以冷蒿和星毛委陵菜為主的典型草原上，對(duì)影響不同海拔梯度上地上生物量分布變化的因子進(jìn)行了評(píng)價(jià)研究；(3)利用錫林浩特觀象臺(tái)1989-2002年(1999年除外)的降水分布數(shù)據(jù)與同期草原地上生物量數(shù)據(jù)進(jìn)行回歸分析研究。主要研究結(jié)論有： 1.同降水梯度下土壤含水量的月、旬和日變化都存在顯著差異。在月尺度上降水控制R5處理的土壤含水量較高，在旬尺度上降水控制R1的處理土壤含

3、水量較低，在日尺度上降水控制R2-R5在降水事件后的前期差異較大，但是在第8天土壤含水量就非常接近了，而R1處理一直偏低。刈割強(qiáng)度在不同的尺度研究中出現(xiàn)了截然相反的結(jié)論，在2005年和2006年的月尺度上刈割次數(shù)的增加降低了土壤表層(0-20cm)的含水量，而2007年在日尺度上測(cè)定的結(jié)果是刈割次數(shù)的增加土壤含水量顯著增加，主要是不同冠層結(jié)構(gòu)對(duì)不同降水條件下的水分蒸散和冠層截留等的影響差異很大。 2.降水梯度和刈割強(qiáng)度都對(duì)群落數(shù)

4、量性狀產(chǎn)生影響，刈割對(duì)群落株高的影響高于降水量變化的影響，就密度而言降水量和刈割強(qiáng)度各自規(guī)律性不明顯，但是降水量增加羊草的密度呈現(xiàn)降低的趨勢(shì)，降水量減少不進(jìn)行刈割處理羊草的密度最高。降水梯度和刈割強(qiáng)度增加提高群落的多樣性指數(shù)，均勻度指數(shù)變化減少，但此結(jié)論不適合R1(降水量減少50％)的處理。降水梯度增加降低優(yōu)勢(shì)種羊草的重要值，增加伴生種南牡蒿的重要值，糙隱子草的變化規(guī)律不明顯。 3.邏輯斯蒂方程可以很好擬合羊草和群落的生長(zhǎng)過程，

5、3年中相對(duì)生長(zhǎng)速率(RGR)均在8月20日前后出現(xiàn)負(fù)增長(zhǎng)，該時(shí)期是進(jìn)行打草作業(yè)的最佳時(shí)機(jī)；太陽輻射較少或降水量過大造成的低溫對(duì)群落的RGR影響很大，極端降水事件會(huì)造成RGR在生長(zhǎng)季出現(xiàn)負(fù)增長(zhǎng)。 4.不同降水梯度之間植物群落冠層結(jié)構(gòu)差異不大，但刈割處理后再生植物群落與沒有進(jìn)行刈割處理群落之間差異明顯，利用LAI數(shù)據(jù)可以很好對(duì)地上生物量進(jìn)行估計(jì)。 5.植物葉片水勢(shì)隨著土壤水勢(shì)的降低而降低，葉片水勢(shì)降低導(dǎo)致氣孔導(dǎo)度，光合性能顯

6、著降低。過多水分降低根部溫度導(dǎo)致葉片生長(zhǎng)區(qū)溫度降低，在早上和傍晚時(shí)葉片光合性能降低。 6.刈割強(qiáng)度對(duì)總生物量和主要草種的地上生物量的影響程度強(qiáng)于試驗(yàn)設(shè)定的降水量，刈割強(qiáng)度增加會(huì)提高各草種地上生物量。植物對(duì)土壤水分具有延遲反映，一次降水事件后期土壤保持的含水量對(duì)整個(gè)群落生物量積累效用強(qiáng)于降水總量的作用。 7.降水梯度變化對(duì)地下生物量的影響沒有達(dá)到顯著性水平，降水量降低和升高都有降低生長(zhǎng)季后期地下生物量的趨勢(shì)。 8.