不同放牧制度對(duì)短花針茅荒漠草原植被與土壤影響的研究.pdf

1、以短花針茅荒漠草原放牧制度為研究對(duì)象，通過對(duì)2005-2007年3年的野外調(diào)查和室內(nèi)實(shí)驗(yàn)及數(shù)據(jù)分析，研究了植物種群、群落和土壤方面對(duì)劃區(qū)輪牧與自由放牧兩種制度的響應(yīng)。主要研究成果如下: l放牧導(dǎo)致短花針茅、無芒隱子草高度降低；劃區(qū)輪牧區(qū)無芒隱子草、堿韭蓋度、密度和重要值高于自由放牧區(qū)。自由放牧區(qū)短花針茅高度、蓋度、密度和重要值高于劃區(qū)輪牧區(qū)。禁牧與輪牧有利于提高無芒隱子草和堿韭地上現(xiàn)存量和相對(duì)現(xiàn)存量，自由放牧有利于提高短花針茅地

2、上現(xiàn)存量和相對(duì)現(xiàn)存量。 2禁牧和劃區(qū)輪牧有利于植物的地上部分生長和有性繁殖；劃區(qū)輪牧提高了堿韭分蘗節(jié)的生物量、短花針茅和堿韭構(gòu)件能量現(xiàn)存量及總能量現(xiàn)存量。短花針茅、無芒隱子草和堿韭根的生物量、生物量分配比例、能量現(xiàn)存量以及根冠比能量現(xiàn)存量、根的能量分配比例劃區(qū)輪牧區(qū)與自由放牧區(qū)高于禁牧對(duì)照區(qū)；不同構(gòu)件及植株整體熱值劃區(qū)輪牧區(qū)高于自由放牧區(qū)。營養(yǎng)枝與生殖枝的生物量和能量分配沒有顯著的頡抗關(guān)系，營養(yǎng)枝與分蘗節(jié)生物量和能量分配比例間呈

3、顯著的頡抗關(guān)系。 3短花針茅、無芒隱子草和堿韭光合速率、蒸騰速率和氣孔導(dǎo)度表現(xiàn)為雙峰型，具有明顯的“午休”現(xiàn)象。胞間C02濃度表現(xiàn)為雙谷型。劃區(qū)輪牧較自由放牧提高荒漠草原主要植物種群的光合能力、蒸騰速率、氣孔導(dǎo)度和胞間CO2濃度。短花針茅、無芒隱子草和堿韭在不同處理下對(duì)PAR的響應(yīng)均為“拋物線”型。同一植物光響應(yīng)曲線為禁牧區(qū)>劃區(qū)輪牧區(qū)>自由放牧區(qū)。在不同處理下光合速率、蒸騰速率和氣孔導(dǎo)度與PAR兩者呈正相關(guān)關(guān)系，胞間C02濃度

4、隨PAR的增強(qiáng)呈現(xiàn)出下降的趨勢，與PAR的擬合曲線為二次多項(xiàng)式方程。 4不同處理短花針茅密度、蓋度呈下降趨勢，其中劃區(qū)輪牧區(qū)下降的幅度最小；無芒隱子草和堿韭密度在劃區(qū)輪牧區(qū)和對(duì)照區(qū)呈上升趨勢。堿韭蓋度在對(duì)照區(qū)呈上升趨勢；一年生植物櫛葉蒿密度、蓋度在不同處理呈上升趨勢。群落總蓋度劃區(qū)輪牧區(qū)是自由放牧區(qū)1.83倍。劃區(qū)輪牧區(qū)與對(duì)照區(qū)多年生植物短花針茅、無芒隱子草、堿韭、糙隱子草、細(xì)葉蔥和銀灰旋花重要值較高。自由放牧區(qū)除了短花針茅和無

5、芒隱子草的重要值排序較高，一年生植物在群落中也起著相當(dāng)重要的作用，自由放牧區(qū)冷蒿重要值增加；強(qiáng)旱生植物戈壁天門冬重要值保持穩(wěn)定；兔唇花重要值急劇增加。從重要值角度分析，自由放牧草地有向退化旱化演替方向發(fā)展的趨勢。 5 Margale豐富度指數(shù)、Shanno-wiener指數(shù)和Simpson指數(shù)三年平均值劃區(qū)輪牧>自由放牧區(qū)>對(duì)照區(qū)。Pielou指數(shù)對(duì)照區(qū)高于劃區(qū)輪牧區(qū)與自由放牧區(qū)。不同處理間四種多樣性指數(shù)體呈上升趨勢，且均在劃區(qū)

6、輪牧區(qū)增加的幅度最大。Simpson指數(shù)、Shannon-wiener指數(shù)與豐富度的相關(guān)性都高于與均勻度的相關(guān)性。群落βw多樣性指數(shù)隨取樣面積增加而降低；荒漠草原輪牧區(qū)p多樣性指數(shù)最高；輪牧區(qū)與對(duì)照區(qū)的相似性系數(shù)最大，為0.884；隨著放牧試驗(yàn)進(jìn)行不同處理間的相似性系數(shù)下降。 6禁牧與輪牧較自由放牧提高植物地上現(xiàn)存量，植物地上現(xiàn)存量禁牧和輪牧比自由放牧分別提高了2.87倍和0.57倍。不同處理草地地下生物量隨土層深度增加而降低，

7、呈“T”型，并符合指數(shù)函數(shù)減小規(guī)律；放牧使地下根系出現(xiàn)趨向表層化的現(xiàn)象，劃區(qū)輪牧區(qū)根系向上移動(dòng)的趨勢小于自由放牧區(qū)。劃區(qū)輪牧較自由放牧和禁牧有利于提高草地群落種子庫的植物種數(shù)以及優(yōu)良牧草的種類；對(duì)照區(qū)土壤種子庫密度高于劃區(qū)輪牧區(qū)與自由放牧區(qū):土壤種子庫垂直結(jié)構(gòu)呈遞減性，有75.06％～83.19％分布在0～5cm土層內(nèi)，有14.16％～21.68％分布在5～10cm土層內(nèi)，有2.65％～4.90％分布在10～15cm土層內(nèi)。劃區(qū)輪牧區(qū)土

8、壤種子庫的豐富度指數(shù)和多樣性指數(shù)高于自由放牧區(qū)。劃區(qū)輪牧區(qū)和對(duì)照區(qū)土壤種子庫組成的相似性系數(shù)最大。 7劃區(qū)輪牧和禁牧土壤粘粒和粉粒含量高于自由放牧，土壤砂粒含量低于自由放牧。劃區(qū)輪牧較自由放牧降低土壤容重，增加土壤孔隙度和土壤含水量。劃區(qū)輪牧區(qū)和禁牧提高了土壤有機(jī)質(zhì)、土壤氮素、土壤全鉀和土壤速效鉀含量。土壤表層磷含量、土壤pH值劃區(qū)輪牧區(qū)最高。放牧導(dǎo)致碳氮比減少。土壤養(yǎng)分含量與土壤深度的擬合曲線為二次冪函數(shù)。 8地上現(xiàn)存

9、量與土壤含水量之間呈正相關(guān)關(guān)系。不同放牧制度下荒漠草原土壤含水量與地上植被物種多樣性指數(shù)擬合曲線為一元二次方程，劃區(qū)輪牧區(qū)土壤含水量與Margalef豐富度指數(shù)、Shannon-wiener多樣性均呈顯著或極顯著的正相關(guān)關(guān)系，相關(guān)系數(shù)分別為0.8186、0.6496。不同放牧制度對(duì)各土壤理化性質(zhì)指標(biāo)影響不同，不同放牧制度土壤各指標(biāo)之間的相關(guān)性也不同。輪牧區(qū)和對(duì)照區(qū)機(jī)械組成與土壤養(yǎng)分、以及土壤養(yǎng)分相互之間均較自由放牧區(qū)有密切的高度相關(guān)關(guān)系