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《甘肃农业大学》 2001年
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高寒地区多年生禾草混播草地群落稳定性及其调控机制研究

董世魁  
【摘要】: 青藏高原高寒地区,多年生禾草混播草地是提高草地生产力、维护草地生态平衡的 集约化牧业用地的最佳选择。但受环境因子(主要是低温)的制约,多年生人工草地的生 产—生态稳定性较难维持。为此,在海拔高度3000m、年均温-0.1℃、年降水量416mm 的高寒地区—甘肃天祝金强河甘肃农业大学高山草原试验站进行了多年生禾草人工草 地群落稳定性及其调控机制研究。结果表明: 1.多年生混播草地的群落稳定性是产量稳定性、组分稳定性和干扰稳定性的综合表现。 合理的品种组合是实现产量稳定性和组分稳定性的前提基础,也是维系干扰稳定性的 主要途径。 2.多年生禾草混播草地凭借“晚积累”优势增加了地上生物量的年积累量;草群对生草 土层的“被覆”保温作用,改善了草地气候环境,促进了植物的生长发育,草地的生 物学和生态学特性共同缔造了其产量稳定性。 3.多年生禾草混播草地比天然草地提前15d返青(4月20日左右),但与天然草地同步 成熟(9月15日左右)、枯黄。人工草地建植第二年,各混播组合的产草量为无芒雀 麦+垂穗披碱草8.0tDM/hm~2、多叶老芒麦+扁穗冰草6.5tDM/hm~2、无芒雀麦+多叶老芒 麦+扁穗冰草5.5tDM/hm~2、多叶老芒麦+无芒雀麦+垂穗披碱草8.1tDM/hm~2、垂穗披碱 草+多叶老芒麦+扁穗冰草7.5tDM/hm~2、无芒雀麦+多叶老芒麦+垂穗披碱草+扁穗冰草 14.2tDM/hm~2、无芒雀麦+穗披碱草+扁穗冰草+冷地早熟禾9.6tDM/hm~2、无芒雀麦+ 多叶老芒麦+扁穗冰草+冷地早熟禾13.5tDM/hm~2、多叶老芒麦+垂穗披碱草+扁穗冰草 +冷地早熟禾9.5tDM/hm~2。 4.草地建成后,单播草地在建植第三年开始减产,而混播草地第二、三年连续高产;草 地建植第二年,混播草地的产草量为封育天然草地的2~4倍,四组分禾草混播草地的 产草量接近燕麦人工草地。高寒地区,多年生禾草草地可以实现高产目的,混播组合 可以达到稳产效果,多年生禾草混播草地可以很好地维系人工草地的产量稳定性。 5.混播群落中,优势种群通过增加单位时间单位面积的净积累来争夺生存空间和环境资 源,从而以较高的地上和地下生物量净积累增强对邻体植物的干扰和竞争;非优种群 则产生了相应的生态对策:提高地下/地上生物量比(R/T)以增加生长潜势、增加茎 叶器官细胞的克隆生长量以提高单体植物的生物量、加快生长速度以提高对垂直空间 的竞争力。优势种群的竞争机制和非优种群的生态对策共同缔造了多年生禾草混播群 落的组分稳定性。 6.多年生禾草人工草地建植第一年,禾草的侵占力较小,无法在与杂草的竞争中获胜, 而竞争力较强的杂草的存在严重降低了人工草地当年和以后诸年的产量和组分稳定 性;因此,在集约化程度很高的多年生人工草地建设中,应在建植当年进行人工除杂、 保护播种和化学除杂等杂草防除措施以提高多年生人工草地的杂草于扰稳定性。 7.试验所选的9种混招草群的种间相容性分为三种类型,即稳定平衡的群落:无+多十垂 +冰、无七垂十冰+早、无十多+冰+早和多卡垂+冰十早;不稳定的群落:无七垂、多+冰、 多+xwe和w多w;不稳t-w定t#群落:无+多+冰。 巴.施氨可以有效提高草地耕层的全氮和这氨含量,草地初级生产力呈线性憎长趋势;氮 素充足的条件下,人工禾草群落中优势种群对水平空间的竟争力增强,非优种群对垂 直空间的竞争潜力增强,群落的稳定性得以保障;金强河地区,50()k尿素地f的施 氮量可以实现多年生禾草混播草地的高生产力和稳定性,可以作为该区多年生禾草人 工草地施氮量的参考标堆。 9.灌水可以提高多年生禾草人工草地耕层(M(kl)的土壤含水量,草地初级生产力 依灌水量线性增加;高额灌水时,组分牧草对资源和空间的竟争相对平衡,群落的稳 定性增强。1200mM的灌水量下,禾草草地的初级生产力增幅较大,稳定性较强, 可以作为该区禾草人工草地补水量的下限。 10.留茬高度+6cm、年别草l~2次、抽穗期第一次刘割、再生草拔节时第H次汕草, 或者牧草乳熟期割草一次、再生草适当放牧可以维持该区多年生混播草地较高的生 产力和稳定性。 11.放牧降低了光合器官和贮存器官的数量和生活力,草群的生长发育受到抑制,草地初 级生产力明显下降;高强度的放牧使禾草混播草地的群落结构简单化,人工草地呈 现退化演替趋势,草地群落的稳定性降低;疏丛型上繁草为主的禾草混括草地耐牧 性差,不适于放牧利用,仅可作为割草地来发展。 12.多年生禾草混括草地稳定性的综合调控措施中,第一年应重点着力于杂草防除,并兼 顾草地的施肥和灌水培育,不能进行任何形式的草地利用措施;第二年应加强草地 的施肥和灌水培育,并对草地进行适度别割利用;第三年应在施肥和灌水培育措施 基础上,配以补播,并对草地进行全面利用,即开花娜u割,茬地进行放牧。 13.草地营养物
【学位授予单位】:甘肃农业大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2001
【分类号】:S812

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