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内蒙古锡林郭勒典型草原恢复演替研究与健康评价

单贵莲  
【摘要】: 为揭示典型草原恢复演替过程中健康诸因子的变化规律,丰富草地生态系统健康评价内容,促进草地生态系统健康评价指标体系的发展,本研究以内蒙古锡林郭勒典型草原为研究对象,选取2002年围封(围封6~7年,F02)、1999年围封(围封9~10年,F99)、1996年围封(围封12~13年,F96)、1989年围封(围封19~20年,F89)的生长季围封恢复草地为研究对象,同时选取自由放牧草地(未围封,F0)为对照,开展典型草原恢复演替过程中植被与土壤特征的比较研究,分析典型草原恢复演替过程中健康诸因子的变化规律。在此基础上,筛选典型草原生态系统健康评价的敏感指标,构建草地生态系统健康评价指标体系,并对不同围封年限典型草原的健康状况和服务价值做出评价。主要研究结果如下: (1)放牧草地采用生长季围封的管理措施后,草地恢复演替,草地产草量、群落盖度、密度、地下生物量、地表凋落物增加,且随围封年限的延长,草地产草量、群落盖度、密度、地下生物量、地表凋落物显著增加,但若围封后连续多年割草利用,容易导致草地发生二次逆行演替,因此围封19~20年草地的产草量、盖度、密度、地下生物量、地表凋落物再次下降。 (2)放牧草地采用生长季围封恢复措施后,土壤0~10cm、10~20cm土层中粗沙(2.00~0.25 mm)含量显著降低,细沙(0.25~0.05mm)和粉粘粒(0.05mm)含量显著增加,土壤容重和紧实度降低,土壤孔隙度、养分含量、微生物数量、微生物生物量碳、氮含量增加,土壤酶活性增强。且随围封年限的延长,土壤孔隙度、土壤养分、微生物数量、微生物生物量及酶活性呈增加的变化趋势,围封12年土壤质量最好。但由于围封后连续多年割草利用,导致围封19年土壤质量下降。 (3)从生态系统结构与功能入手,构建出典型草原健康评价的指标体系,并进一步筛选出典型草原健康评价的敏感指标包括草地产草量、群落盖度、地表凋落物、优良牧草比例、牧草粗蛋白、土壤紧实度、土壤有机质、土壤微生物量氮8项定量指标以及优势物种组成和生活型层片构成2项定性指标作为典型草原健康评价指标。 (4)采用灰色关联分析、模糊综合评价、VOR和CVOR指数模型四种评价方法对不同围封年限典型草原的健康进行了评价,评价结果一致,说明四种方法均可作为典型草原健康评价方法。另外,健康评价结果表明:自由放牧草地由于连续多年重度放牧利用,草地退化演替,草地健康状况下降至“警戒”;采用生长季围封措施后,草地恢复演替,围封6~7年,草地恢复演替至“亚健康”,围封9~10年,草地健康状况逐渐由“亚健康”向“健康”过渡;围封12~13年,草地恢复演替至“健康”状况;但若围封后连续多年割草利用,草地容易发生二次逆行演替,因此围封19~20年草地健康状况再次向“亚健康”过渡。 (5)放牧草地采用生长季围封恢复措施后,草地的服务价值明显提高。与自由放牧草地相比,围封6~7年、9~10年、12~13年、19~20年典型草原单位面积草地提供的服务价值分别提高17.64%、29.11%、53.62%、39.87%。说明季节性围封是维护草地生态系统服务价值,实现草地畜牧业可持续发展的有效途径。


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