克氏針茅原植被恢復(fù)與草地群落特征及表土層有機(jī)質(zhì)含量的關(guān)系

克氏針茅原植被恢復(fù)與草地群落特征及表土層有機(jī)質(zhì)含量的關(guān)系

草地作為中國最大的陸地生態(tài)系統(tǒng)，在中國生態(tài)環(huán)境中發(fā)揮著非常重要的作用?？耸厢樏┎菰堑湫筒菰幕绢愋椭?在內(nèi)蒙古高原大面積分布關(guān)于草原植物群落與土壤特征的關(guān)系方面已有大量的研究。陳玉福指出,在小于50m的尺度,土壤有機(jī)質(zhì)含量影響植物分布格局,但是在50-5000m的尺度上卻沒有,表明不同的空間尺度影響植被與土壤之間的關(guān)系本研究以錫林郭勒盟阿巴嘎旗北部克氏針茅草原的自然條件相同,對應(yīng)的原始植被與土壤也相同的三個(gè)嘎查為研究對象,結(jié)合實(shí)地調(diào)研的草場群落樣地?cái)?shù)據(jù)、土壤樣品測試分析的表土層有機(jī)質(zhì)含量數(shù)據(jù)和前期研究1中蒙兩國邊境線研究區(qū)位于錫林郭勒盟阿巴嘎旗那仁寶拉格蘇木(2006-2012年之間的行政蘇木區(qū)域?yàn)榛A(chǔ))的三個(gè)嘎查內(nèi),即阿拉騰陶高圖(A嘎查)、額爾登敖包(B嘎查)和阿日寶拉格(C嘎查)嘎查區(qū),地處東經(jīng)113°28'~114°06',北緯44°10'~44°47',接近于中蒙兩國邊境線,屬于典型的牧區(qū)特色和自然環(huán)境相同區(qū)域。地形主要以低山高平原崗?fù)莸貫橹?海拔高度在1241m~1483m之間。氣候?qū)儆谥袦貛Ц珊怠敫珊荡箨懶詺夂?且春季風(fēng)多干旱、夏季溫?zé)岫瓴痪⑶锛緵鏊┰?、冬長寒冷冰雪多,年平均降水量在223mm左右且集中在5~8月份,無霜期100~110天左右,年平均溫度0.5℃,溫差大。土壤以淡栗鈣土為主,兼有栗鈣土、棕栗鈣土等。草原植物因不合理的利用等原因,從大針茅草原退化成克氏針茅草原和羊草、克氏針茅草原為特色的草場群落類型。2數(shù)據(jù)來源2.1表土層有機(jī)質(zhì)含量的測定本項(xiàng)研究的數(shù)據(jù)以課題組在錫林郭勒盟阿巴嘎旗北部克氏針茅草原實(shí)地調(diào)研的草場群落樣地?cái)?shù)據(jù)和土壤樣品測試分析的表土層有機(jī)質(zhì)含量數(shù)據(jù)等一手資料為基礎(chǔ)。在研究區(qū)內(nèi)分別取東西相距5km的西北東南向三條樣帶(三條樣帶分別坐落于A、B、C三個(gè)嘎查),每條樣帶上又取相距3km區(qū)間的取樣點(diǎn),共取9個(gè)樣點(diǎn)(表1)。不同牧戶網(wǎng)圍欄草場群落中進(jìn)行了取樣統(tǒng)計(jì)植物種類、蓋度、密度、高度等參數(shù),并經(jīng)歸納整理出群落特征數(shù)據(jù)。2.2篩子的制備與草場取樣調(diào)查同步進(jìn)行了對應(yīng)土壤表土層的樣品采集,經(jīng)過土壤樣品的自然風(fēng)干、在內(nèi)蒙古師范大學(xué)自然地理土壤分析實(shí)驗(yàn)室選項(xiàng)處理、攆摸或過篩等初步環(huán)節(jié)處理,將已達(dá)到實(shí)測要求的土壤又全部過0.15mm的篩子備用;實(shí)測土壤有機(jī)質(zhì)含量采用重銘酸鉀-硫酸溶液氧化法測定。2.3數(shù)據(jù)篩選和處理用Excel和OriginPro對調(diào)查和試驗(yàn)測試得到的植物和土壤數(shù)據(jù)進(jìn)行整理和計(jì)算,并分析植物生物量和總蓋度之間的相關(guān)性。3數(shù)據(jù)分析與結(jié)果3.1不同類型草地資源的群落特征草場群落數(shù)量分析依據(jù)野外調(diào)查的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上,計(jì)算選出每一樣方中優(yōu)勢度位于前三的植物,即優(yōu)勢度(%)=(相對蓋度+相對密度+相對高度)/300來測算其特征。在定居放牧兩季輪牧的草場草地資源中,多以羊草(Leymuschinensis)、寸草苔(Carexduriuscula)、櫛葉蒿(Neopallasiapectinata)、糙隱子草(Cleistogenessquarrosa)、冰草(Agropyroncristatum)、克氏針茅(Stipakrylovii)、狹葉青蒿(Artemisiadacunculus)、豬毛菜(Salsolacollina)等為主,部分以灰綠藜(Chenopodiumglaucum)、小葉錦雞兒(Caraganamicrophylla)、野韭(Alliumramosu)等植物為伴生種或不穩(wěn)定偏向優(yōu)勢種?？耸厢樏┎菰腥郝淅妙愋筒煌瑑?yōu)勢植物的表現(xiàn)也有所不同,從表2可知,寸草苔、豬毛菜、多根蔥(Alliumporyrhizum)、櫛葉蒿和野韭在冬春季草場中的優(yōu)勢度比夏秋季草場中的優(yōu)勢度大,克氏針茅、羊草、灰綠藜、糙隱子草和蒙古蔥(alliummongolicum)在夏秋季草場中的優(yōu)勢度比冬春季草場中的優(yōu)勢度大。草場草地資源分布具有較明顯的生境差異性,如地形不同出現(xiàn)不同的優(yōu)勢種和伴生種。據(jù)賽西雅拉圖等人的研究表明平緩地集中野韭、蒙古鴉蔥(Scorzoneramongolica)、達(dá)烏里芯芭(Cymbariadahurica)等;在緩丘頂部和山頂主要出現(xiàn)百里香(Thymusquinquecostatus)、瓦松(Orostachysfimbriata)、三裂地薔薇(Chamaerhodostrifida)等。在緩丘上部主要分布有燥原芥(Ptilorichumcanescens)、草地風(fēng)毛菊(Saussureaamara)等。陰坡主要有羊草、糙隱子草等優(yōu)勢種和伴生種,陽坡則以冰草(Agropyroncristatum)和多根蔥等為主3.2草地有機(jī)質(zhì)含量從表3可知,表土層(0~10cm)有機(jī)質(zhì)含量介于2.22%~2.87%之間,平均含量為2.52%,蒙古國典型草原游牧區(qū)的表土層平均有機(jī)質(zhì)含量為7.34%3.3草場群落的相關(guān)性研究區(qū)的植物生物量、總蓋度與表土層有機(jī)質(zhì)含量的相關(guān)性分析表明,植物生物量與表土層有機(jī)質(zhì)含量之間呈負(fù)相關(guān)關(guān)系,總蓋度與表土層有機(jī)質(zhì)含量之間呈正相關(guān)關(guān)系(圖1),主要與一、二年生植物含量的影響有關(guān)。從群落的利用類型分為夏秋季草場和冬春季草場。受植物組成與植物生長季利用的影響,夏秋季草場的表土層有機(jī)質(zhì)含量與植物生物量和總蓋度呈負(fù)相關(guān)關(guān)系(圖2)。冬春季草場的表土層有機(jī)質(zhì)含量與植物生物量呈負(fù)相關(guān)關(guān)系,與總蓋度呈正相關(guān)關(guān)系(圖3)。說明植物生物量和總蓋度與表土層有機(jī)質(zhì)含量相互影響以外,也與多年生和一、二年生植物組成有關(guān)。4草原退化的趨勢本研究區(qū)的放牧方式的變化與放牧制度的變遷和實(shí)施有關(guān)。研究區(qū)在1983年開始實(shí)行牲畜包產(chǎn)到戶,草地使用權(quán)劃歸嘎查所有,因此牧民在嘎查內(nèi)進(jìn)行游牧;1991年又把草場統(tǒng)一劃分給各游牧浩特,從而牧民開始在浩特范圍內(nèi)進(jìn)行半游牧;1996年實(shí)施“雙權(quán)一制”制度,草地劃分為獨(dú)立使用的牧戶小草場。隨著這一系列制度的落實(shí)執(zhí)行,草原植物群落特征和土壤特征都相應(yīng)的發(fā)生了變化,甚至進(jìn)入了整體退化的趨勢;2000年以后,由于政府采取了輪牧、退牧還草、禁牧和生態(tài)移民等對于草原退化的對應(yīng)性政策,局部地區(qū)出現(xiàn)了恢復(fù)趨勢,但總體情況依舊不容樂觀?！安菪笏接兄啤敝贫葘?shí)施以后,為了保持植物自然恢復(fù)生長,牧戶把草場劃分為冬春季和夏秋季草場,進(jìn)行兩季輪牧。定居放牧兩季輪牧是錫林郭勒盟阿巴嘎旗北部克氏針茅草原最主要的放牧方式,被認(rèn)為是草地生態(tài)系統(tǒng)最主要的人為擾動(dòng)因素錫林郭勒盟阿巴嘎旗北部克氏針茅草原群落特征變化與本地區(qū)實(shí)施的草畜經(jīng)營管理歸牧戶所有等制度的實(shí)施及定居放牧兩季輪牧等網(wǎng)圍欄限制放牧有關(guān)。5不同使用類型植被表土層有機(jī)質(zhì)含量與植被總蓋度關(guān)系(1)研究區(qū)的定居放牧兩季輪牧草場草地資源與蒙古國游牧區(qū)的草地資源相比,多年生植物比重低,而退化性成分或一年生植物比重高,伴生資源日趨短缺,優(yōu)勢種中出現(xiàn)了豬毛菜等一年生植物。優(yōu)勢植物的優(yōu)勢度在兩個(gè)不同的使用類型(冬春季/夏秋季)中出現(xiàn)了明顯的差異。(2)研究區(qū)的表土層有機(jī)質(zhì)含量處于中等水平,從西向東逐步減少,冬春季草場表土層有機(jī)質(zhì)含量高于夏秋季草場,故應(yīng)減少夏秋季草場的使用強(qiáng)度。(3)研究區(qū)的植物生物量與表土層有機(jī)