克氏针茅原植被恢复与草地群落特征及表土层有机质含量的关系

克氏针茅原植被恢复与草地群落特征及表土层有机质含量的关系

草地作为中国最大的陆地生态系统，在中国生态环境中发挥着非常重要的作用。克氏针茅草原是典型草原的基本类型之一,在内蒙古高原大面积分布关于草原植物群落与土壤特征的关系方面已有大量的研究。陈玉福指出,在小于50m的尺度,土壤有机质含量影响植物分布格局,但是在50-5000m的尺度上却没有,表明不同的空间尺度影响植被与土壤之间的关系本研究以锡林郭勒盟阿巴嘎旗北部克氏针茅草原的自然条件相同,对应的原始植被与土壤也相同的三个嘎查为研究对象,结合实地调研的草场群落样地数据、土壤样品测试分析的表土层有机质含量数据和前期研究1中蒙两国边境线研究区位于锡林郭勒盟阿巴嘎旗那仁宝拉格苏木(2006-2012年之间的行政苏木区域为基础)的三个嘎查内,即阿拉腾陶高图(A嘎查)、额尔登敖包(B嘎查)和阿日宝拉格(C嘎查)嘎查区,地处东经113°28'~114°06',北纬44°10'~44°47',接近于中蒙两国边境线,属于典型的牧区特色和自然环境相同区域。地形主要以低山高平原岗洼地为主,海拔高度在1241m~1483m之间。气候属于中温带干旱、半干旱大陆性气候,且春季风多干旱、夏季温热而雨不均、秋季凉爽霜雪早、冬长寒冷冰雪多,年平均降水量在223mm左右且集中在5~8月份,无霜期100~110天左右,年平均温度0.5℃,温差大。土壤以淡栗钙土为主,兼有栗钙土、棕栗钙土等。草原植物因不合理的利用等原因,从大针茅草原退化成克氏针茅草原和羊草、克氏针茅草原为特色的草场群落类型。2数据来源2.1表土层有机质含量的测定本项研究的数据以课题组在锡林郭勒盟阿巴嘎旗北部克氏针茅草原实地调研的草场群落样地数据和土壤样品测试分析的表土层有机质含量数据等一手资料为基础。在研究区内分别取东西相距5km的西北东南向三条样带(三条样带分别坐落于A、B、C三个嘎查),每条样带上又取相距3km区间的取样点,共取9个样点(表1)。不同牧户网围栏草场群落中进行了取样统计植物种类、盖度、密度、高度等参数,并经归纳整理出群落特征数据。2.2筛子的制备与草场取样调查同步进行了对应土壤表土层的样品采集,经过土壤样品的自然风干、在内蒙古师范大学自然地理土壤分析实验室选项处理、撵摸或过筛等初步环节处理,将已达到实测要求的土壤又全部过0.15mm的筛子备用;实测土壤有机质含量采用重铭酸钾-硫酸溶液氧化法测定。2.3数据筛选和处理用Excel和OriginPro对调查和试验测试得到的植物和土壤数据进行整理和计算,并分析植物生物量和总盖度之间的相关性。3数据分析与结果3.1不同类型草地资源的群落特征草场群落数量分析依据野外调查的数据基础上,计算选出每一样方中优势度位于前三的植物,即优势度(%)=(相对盖度+相对密度+相对高度)/300来测算其特征。在定居放牧两季轮牧的草场草地资源中,多以羊草(Leymuschinensis)、寸草苔(Carexduriuscula)、栉叶蒿(Neopallasiapectinata)、糙隐子草(Cleistogenessquarrosa)、冰草(Agropyroncristatum)、克氏针茅(Stipakrylovii)、狭叶青蒿(Artemisiadacunculus)、猪毛菜(Salsolacollina)等为主,部分以灰绿藜(Chenopodiumglaucum)、小叶锦鸡儿(Caraganamicrophylla)、野韭(Alliumramosu)等植物为伴生种或不稳定偏向优势种。克氏针茅草原中群落利用类型不同优势植物的表现也有所不同,从表2可知,寸草苔、猪毛菜、多根葱(Alliumporyrhizum)、栉叶蒿和野韭在冬春季草场中的优势度比夏秋季草场中的优势度大,克氏针茅、羊草、灰绿藜、糙隐子草和蒙古葱(alliummongolicum)在夏秋季草场中的优势度比冬春季草场中的优势度大。草场草地资源分布具有较明显的生境差异性,如地形不同出现不同的优势种和伴生种。据赛西雅拉图等人的研究表明平缓地集中野韭、蒙古鸦葱(Scorzoneramongolica)、达乌里芯芭(Cymbariadahurica)等;在缓丘顶部和山顶主要出现百里香(Thymusquinquecostatus)、瓦松(Orostachysfimbriata)、三裂地蔷薇(Chamaerhodostrifida)等。在缓丘上部主要分布有燥原芥(Ptilorichumcanescens)、草地风毛菊(Saussureaamara)等。阴坡主要有羊草、糙隐子草等优势种和伴生种,阳坡则以冰草(Agropyroncristatum)和多根葱等为主3.2草地有机质含量从表3可知,表土层(0~10cm)有机质含量介于2.22%~2.87%之间,平均含量为2.52%,蒙古国典型草原游牧区的表土层平均有机质含量为7.34%3.3草场群落的相关性研究区的植物生物量、总盖度与表土层有机质含量的相关性分析表明,植物生物量与表土层有机质含量之间呈负相关关系,总盖度与表土层有机质含量之间呈正相关关系(图1),主要与一、二年生植物含量的影响有关。从群落的利用类型分为夏秋季草场和冬春季草场。受植物组成与植物生长季利用的影响,夏秋季草场的表土层有机质含量与植物生物量和总盖度呈负相关关系(图2)。冬春季草场的表土层有机质含量与植物生物量呈负相关关系,与总盖度呈正相关关系(图3)。说明植物生物量和总盖度与表土层有机质含量相互影响以外,也与多年生和一、二年生植物组成有关。4草原退化的趋势本研究区的放牧方式的变化与放牧制度的变迁和实施有关。研究区在1983年开始实行牲畜包产到户,草地使用权划归嘎查所有,因此牧民在嘎查内进行游牧;1991年又把草场统一划分给各游牧浩特,从而牧民开始在浩特范围内进行半游牧;1996年实施“双权一制”制度,草地划分为独立使用的牧户小草场。随着这一系列制度的落实执行,草原植物群落特征和土壤特征都相应的发生了变化,甚至进入了整体退化的趋势;2000年以后,由于政府采取了轮牧、退牧还草、禁牧和生态移民等对于草原退化的对应性政策,局部地区出现了恢复趋势,但总体情况依旧不容乐观。“草畜私有制”制度实施以后,为了保持植物自然恢复生长,牧户把草场划分为冬春季和夏秋季草场,进行两季轮牧。定居放牧两季轮牧是锡林郭勒盟阿巴嘎旗北部克氏针茅草原最主要的放牧方式,被认为是草地生态系统最主要的人为扰动因素锡林郭勒盟阿巴嘎旗北部克氏针茅草原群落特征变化与本地区实施的草畜经营管理归牧户所有等制度的实施及定居放牧两季轮牧等网围栏限制放牧有关。5不同使用类型植被表土层有机质含量与植被总盖度关系(1)研究区的定居放牧两季轮牧草场草地资源与蒙古国游牧区的草地资源相比,多年生植物比重低,而退化性成分或一年生植物比重高,伴生资源日趋短缺,优势种中出现了猪毛菜等一年生植物。优势植物的优势度在两个不同的使用类型(冬春季/夏秋季)中出现了明显的差异。(2)研究区的表土层有机质含量处于中等水平,从西向东逐步减少,冬春季草场表土层有机质含量高于夏秋季草场,故应减少夏秋季草场的使用强度。(3)研究区的植物生物量与表土层有机