放牧和圍封對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，綜合運用草業(yè)科學、植物生態(tài)學、恢復生態(tài)學和土壤學等多學科理論，通過連續(xù)3年的野外調(diào)查和室內(nèi)試驗及數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析，研究了放牧和圍封過程中植物群落特征、土壤理化性狀的演變，以及在此過程中灌木引致的植被與土壤資源(養(yǎng)分、水分、種子庫)空間異質(zhì)性的變化和植物群落演替的關系，主要結(jié)論如下。 1．放牧和圍封對草地地上植物群落結(jié)構有顯著影響。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。放牧和圍封對植被總密度沒有顯著影響，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。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286％。說明過度放牧不利于牧草的生長。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313％，灌木提高98％。說明放牧和圍封顯著的影響荒漠草地植物群落的基本特征，過度放牧使草地初級生產(chǎn)力急劇減少，圍封有利于禾草的定居和生長，促進草地初級生產(chǎn)力快速恢復。物種多樣性隨恢復演替時間的延長而增加，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關系，降雨量減少導致一年生物種減少，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關系，說明土壤理化性狀往往制約著植物群落的變化，反過來植被狀況又影響土壤養(yǎng)分的積蓄和盈虧。在風蝕較嚴重的阿拉善荒漠草地，過度放牧對草地植被、土壤養(yǎng)

5、分及其周圍環(huán)境有極嚴重的負面影響，采取封育措施會增加草地植被多樣性、蓋度和生物量，促進土壤肥力的增加。 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C、全N和全P的含量

6、呈顯著的正相關，與pH呈顯著的負相關，而與灌叢間地的土壤有機C、全N、全P和pH沒有明顯的相關關系。 4．灌木顯著的影響草本植物土壤種子庫植物密度，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％(圍封樣地數(shù)據(jù))。灌叢對一年生禾草和雜類草的影響不同，說明灌叢下微環(huán)境并不是對所有草本植物有利。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％(圍封樣地數(shù)據(jù))。 圍封樣地灌叢下和空地土壤種子庫密度(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。圍封促進了灌叢周圍一年生禾草和多年生草的定植生長，而對一年生雜類草影響較小。盡管灌木入侵草地通常被認為是草地退化過程，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演替，灌木對防止干旱荒漠草地進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碳和全氮分別高38％和40％，且差異顯著，土壤pH值降低0.14個單位，土壤全P含量增加7％，但都無顯著的差異。灌叢根部與灌叢間地相比，灌叢根部土壤有機碳、全氮和全磷分別高118％，103％ 和20％，土壤pH值降低0.34個單位，且土壤各性狀均顯示差異顯著(P<0.05)。灌叢根部土壤有機碳最大值達5.4 g/kg，比空地最大值高160％，根部土壤全氮的最大值達0.523 g/kg，