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放牧对短花针茅草原及糙羊茅草原植被和土壤影响的研究

李春莉  
【摘要】: 通过对位于内蒙古四子王旗的短花针茅草原(Stipa breviflora steppe)和加拿大西部阿尔伯特省糙羊茅草原(Rough Fescue grassland)在放牧压力下植被和土壤的变化的研究,旨在阐明放牧条件下草地植被-动物-土壤间的相互关系,为缓解畜草矛盾,防止草地进一步退化提供基础数据。 根据植被种类组成、植被盖度以及枯枝落叶的积累量在内蒙古四子王旗的短花针茅草原样地设有四个退化梯度,分别为对照、轻度放牧、中度放牧和重度放牧;在加拿大西部阿尔伯特省草原站(Stavely)的糙羊茅草原样地上设有三个处理(中度放牧、重度放牧和对照),载畜率分别为12、24和0 SM(Sheep unit months)ha-1。于2005年8月和2007年5-9月分别在短花针茅草原和糙羊茅草原上采集了植物和土壤样品,定性和定量地研究了放牧对短花针茅草原和糙羊茅草原牧草产量、牧草养分和牧草矿物质含量及土壤养分、土壤可溶性离子、土壤pH值和土壤电导率的影响及糙羊茅草原上牛的毛发中氮、磷和δ~(15)N同位素水平的变化。 主要研究结果如下:短花针茅草原植被盖度、植物净初级生产量和枯枝落叶随着放牧压力的增加逐渐降低(P0.05),并且群落物种丰富度和Shannon-Winner指数随着放牧压力的增加也有下降的趋势(P0.05)。而糙羊茅草原群落物种丰富度和Shannon-Winner指数也遵循相同的规律,但植物净初级生产量随着放牧强度的增加而显著增加(P0.05),枯枝落叶随着放牧强度的增加显著下降(P0.05)。短花针茅草原植被中全氮、全磷含量随着放牧压力的增加而增加(P0.05),糙羊茅草原植物净初级生产量(绿色部分)中全氮、全磷在放牧区内显著高于对照区(P0.05)。这表明放牧可以加速养分循环,并且从植被δ~(15)N同位素水平也可以反映出来。 放牧践踏能够增加土壤紧实度进而增加了土壤容重。放牧影响了土壤氮和磷的含量,但是在短花针茅草原上,这种影响不显著,仅呈现下降的趋势(P0.05);而在糙羊茅草原上,影响极显著,放牧区显著低于对照区(P0.05)。放牧对δ~(15)N同位素水平的影响不显著(P0.05)。在短花针茅草原上δ~(15)N同位素水平随着放牧压力的增加而增加(P0.05),而它在糙羊茅草原上没有明显的变化规律。放牧影响了土壤有机质含量,但在短花针茅草原上这种影响仍然不显著,土壤有机质含量在重度放牧区比对照区降低了16.4%,而在糙羊茅草原上,放牧显著地影响了0-15cm土壤有机质含量(P0.05),中度放牧区和重度放牧区均显著低于对照区(P0.05)。放牧没有影响到短花针茅草原土壤速效磷,速效氮、土壤电导率、土壤pH值和可溶性离子(Na~+,K~+,Ca~(2+),Mg~(2+),Cl~-和SO_4~(2-)),但速效磷随着放牧压力的增加有增加的趋势(P0.05)。糙羊茅草原土壤速效养分和土壤电导率随着放牧强度的增加均有增加的趋势(P0.05)。0-60cm土壤pH值和可溶性钾离子在重度放牧区显著高于对照区,而可溶氯离子是在中度放牧区和重度放牧区显著低于对照区(P0.05)。土壤碳、氮、磷及可溶性离子随着土壤深度的增加显著降低(P0.05)。糙羊茅草原牛毛中δ~(15)N同位素水平随着放牧强度的增加而显著降低(P0.05)。


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