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放牧干扰对高寒金露梅灌丛草甸群落和土壤因子影响的研究

盛海彦  
【摘要】: 以祁连山北支冷龙岭东段南麓的甘柴滩夏季牧场集体长期混合(藏系绵羊、牦牛)放牧的高寒金露梅灌丛草场为对象,利用空间分布代替时间演替的方法,采用方格网法取样分析调查,对不同放牧压力梯度下金露梅灌丛群落的结构、组成、物种多样性、地上生物量和金露梅灌丛及其丛间草地的土壤水分、土壤养分、土壤微生物数量和土壤微生物碳、微生物氮等环境因子变化进行较为系统的研究,结果表明:目前平均以5.73只(藏羊)/hm2的放牧强度严重超过了该灌丛草地的放牧承载力,放牧对该灌丛草地的植被、土壤及土壤微生物产生显著影响(P﹤0.05)。①离家畜圈栏和放牧居住点(当地称“夏窝子”)由远到近,放牧压力梯度不断增加,金露梅株高、密度、覆盖度、地上生物量和丛间草地的地上生物量均有不同程度的降低,地上的总生物量降低幅度达84.77%。金露梅株高与放牧压力梯度遵循对数方程;而金露梅密度、覆盖度、丛间草本地上生物量与放牧压力梯度呈幂函数关系。 ②随着放牧压力梯度断增加,金露梅灌丛下层群落的物种组成及其结构有显著变化。禾本科、莎草科和杂类草植物的地上生物量均由不同程度的下降,而杂类草的地上生物量占地上草本植物总生物量的比例由56.0%上升到79.69%;莎草科生物量占地上草本植物总生物量的比例略有所上升;禾本科的地上生物量占草本植物地上总生物量的比例由31.2%下降到9.6%。群落物种的丰富度在强放牧压力梯度时显著降低。轻度的放牧不会对物种的多样性产生影响,适度的放牧能够增加物种多样性,过度放牧会降低物种多样性。 ③随着放牧压力梯度的增加,0~10cm土层容重下降显著(P﹤0.05),10~20cm土层容重变化不显著。放牧对金露梅灌丛丛间草地土壤容重的影响比对露梅灌丛的大;金露梅灌丛0~10cm土壤水分低于10~25cm土层的,而丛间草地的相反;随着放牧压力梯度的增加,金露梅灌丛和丛间草地的土壤水分逐渐减少,其水分减少数量与放牧压力梯度成显著直线相关;金露梅灌丛0~25cm土层的毛管孔隙数量较丛间草地的多,随着放牧压力梯度的增加,10~25cm土层毛管孔度的变化不显著(P﹥0.05),而0~10cm土层的毛管孔度下降显著(P﹤0.05)。 ④随放牧压力梯度的增加,0~25cm土层的土壤有机质由108.73mg/g下降到80.30mg/g,其下降数量与放牧压力梯度呈显著的线性回归关系;金露梅灌丛和丛间草地0~10cm土壤全氮、全磷均显著降低(P﹤0.05),其中全氮平均降幅达17.07%,全磷平均降幅为29.14%,而10~25cm土层的全氮、全磷变化不显著(P﹥0.05);灌丛和丛间草地0~10cm土壤全氮、全磷减少数量与放牧压力梯度呈直线相关,而土壤速效磷总体变化不显著;放牧使土壤速效钾显著增加,其中丛间草地的增幅是41.9%,灌丛的增幅为30.18%;放牧使0~10cm土壤pH值显著升高,对丛间草地的pH值影响比灌丛的大。 ⑤不同放牧压力梯度下,金露梅灌丛和丛间草地,土壤微生物数量以细菌占绝对优势,放线菌和真菌较少,并有明显的垂直分布;随着放牧压力梯度的增加,金露梅灌丛和丛间草地,0~25cm土层中的细菌、放线菌、真菌数量及微生物C和微生物氮数量呈降低趋势,其降低程度与放牧压力梯度呈直线正相关。与无放牧金露梅灌丛相比0~25cm土层的细菌、真菌、放线菌最大降幅分别为49.64%、37.76%和38.01%;金露梅灌丛土壤微生物碳量占土壤有机炭的比例变化为0.85%~0. 43 %,微生物氮占土壤全氮的0.90%~1.11 %,微生物量对土壤营养库的贡献率较低;土壤微生物量和土壤有机质呈显著线形正相关;土壤细菌数量和土壤水分呈显著线形正相关。


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