載畜率對短花針茅荒漠草原生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性的影響.pdf

1、草原放牧系統(tǒng)是陸地生態(tài)系統(tǒng)中消費效率最高的系統(tǒng)。目前針對不同年度、不同載畜率條件下草原放牧系統(tǒng)穩(wěn)定性的長期、重復(fù)性對比研究報道不多。本研究通過對短花針茅荒漠草原草、土、畜變化的連續(xù)監(jiān)測，揭示載畜率對草原放牧生態(tài)系統(tǒng)的影響，探討不同載畜率下草原放牧生態(tài)系統(tǒng)的變異性，找出該類草地適宜的載畜率。 試驗在內(nèi)蒙古短花針茅荒漠草原上進行，采用完全隨機區(qū)組試驗設(shè)計，設(shè)4個不同的處理（載畜率）：對照（CK）、輕度載畜率（LG）、中度載畜率（MG

2、）和重度載畜率（HG），其載畜率分別為0、0.91、1.82和2.71羊單位/h㎡/半年。各3次重復(fù)，連續(xù)5年每年于6月初-11月底放牧成年羯綿羊。 2004年到2008年，于6-10月，逐月監(jiān)測草地植物群落蓋度等植被指標(biāo)及土壤水分和容重，并于每年生長旺季（8月）測定草地植物群落地上凈生產(chǎn)力、土壤呼吸及土壤緊實度，同期于每個處理小區(qū)隨機取3份土壤樣品進行室內(nèi)分析，測定土壤的機械組成及化學(xué)性質(zhì)；每年在放牧開始和放牧結(jié)束時分別稱量放牧綿羊的

3、活體重，通過家畜體重增量比較不同載畜率下家畜生產(chǎn)性能。主要研究結(jié)果如下：不同載畜率和年度對草地植物群落和優(yōu)勢物種的凈生產(chǎn)力、蓋度、高度及密度有顯著的影響（P<0.05）。隨著載畜率的增加，草地凈生產(chǎn)力、群落蓋度、密度及優(yōu)勢植物種的產(chǎn)量、蓋度和高度明顯降低（P<0.05）。隨著載畜率的增大，草地上C4植物和多年生叢生禾草比例增加，灌木、半灌木和小半灌木類減少，灌木、半灌木和小半灌木類、多年生叢生禾草、一二年生植物和C4植物功能群之間顯著負(fù)

4、相關(guān)（P<0.05），說明不同載畜率下植物功能群間的生態(tài)補償效應(yīng)明顯。植物群落優(yōu)勢種地上凈生產(chǎn)力變異系數(shù)在對照和放牧區(qū)差異顯著（P<0.05），放牧區(qū)之間無顯著差異（P>0.05），功能群和群落水平上的地上凈生產(chǎn)力變異系數(shù)在輕度載畜率下最小，說明輕度載畜率有利于草原放牧生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性的維持，輕度載畜率下放牧系統(tǒng)最穩(wěn)定。植物群落的物種多樣性在輕度載畜率條件下最高，即適度放牧有利于草地植物群落維持較高的多樣性。重度載畜率引起草地土壤的退化，

5、土壤表層容重和緊實度隨著載畜率的增大明顯增加（P<0.05）。載畜率沒有對土壤的養(yǎng)分狀況產(chǎn)生顯著的影響（P>0.05），5年的連續(xù)放牧未引起土壤的養(yǎng)分含量改變，土壤化學(xué)特性如有機質(zhì)、全量和速效氮、磷和鉀在重度載畜率條件下也沒有顯著的變化（P>0.05），隨著載畜率的增大，家畜個體增重（r2=0.59，P<0.05）和單位面積增重（r2=0.50，P<0.05）都和載畜率呈二次曲線關(guān)系。輕度和中度載畜率個體增重都顯著高于重度載畜率（P<0

6、.05）。通過對比兩種增重的關(guān)系得出，內(nèi)蒙古短花針茅荒漠草原的的適宜載畜率范圍為0.91-1.14羊單位/h㎡/半年，平均為1.02羊單位/h㎡/半年。 降雨對草地生產(chǎn)力、草地植物群落的多樣性和家畜生產(chǎn)性能有顯著的影響（P<0.05），隨著年降水量的增加，草地植被凈生產(chǎn)力增大，植物群落物種多樣性、家畜的個體增重和單位面積增重均先增加，后降低。內(nèi)蒙古短花針茅草原在輕度到中度載畜率（0.91-1.82羊單位/h㎡/半年）條件下，即牧

7、草的利用率在32％到41％之間，植被、土壤、家畜指標(biāo)都處于最優(yōu)的狀況，且系統(tǒng)的抵抗力和恢復(fù)力在其閾值范圍內(nèi)起作用，有利于草原放牧生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性的維持。本研究首次采用重復(fù)性對比研究，對草原放牧生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性在草—土—畜3個方面的體現(xiàn)進行綜合對比，分析年度和載畜率的協(xié)同效應(yīng)，揭示降水量對草地生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性維持的影響機制，運用草地植被地上凈生產(chǎn)力的變異性和功能群的消長闡明載畜率對放牧系統(tǒng)穩(wěn)定性和系統(tǒng)內(nèi)部生態(tài)補償效應(yīng)的影響，不僅豐富了草原放牧