围栏封育对荒漠草地群落结构和品质的影响

通过对盐池县不同立地类型围栏内外封育3年的荒漠草原植被数量特征及多样性研究,结果表明:围栏后,荒漠草原草本植物密度围栏内比围栏外增加了2～10株/m2、盖度增加5%～38%。草原围栏内产草量比围栏外增加了560～2077.7kg/hm2,固定沙地白沙蒿的减少使得围栏外产草量比围栏内高594.8kg/hm2;围栏封育后荒漠草地植物的群落结构发生了很大的改变,围封草地上的退化指示植物逐渐从群落中退出,多年生禾本科植物增加。植物群落shannon-wiener指数增加,pielou、partrick和simpson指数都发生了变化,群落植被的丰富度得以改善,优势植物的优势地位也逐渐明显,而且植被分布也趋向均匀稳定。

为了研究围栏封育和未围栏封育不同年限草地土壤种子库的变化情况,试验以盐池县退化荒漠草原为研究对象,采用室内萌发的方法对土壤种子库进行了测定。结果表明:不同围栏封育年限草地土壤种子库组成以多年生草本植物为主;在围栏封育条件下土壤种子库密度是190~690粒/m2,围栏封育5年的草地土壤种子库密度最高,随着围栏封育年限的继续延长,种子库的密度有所降低;土壤种子库与地上植被的相似性系数较低;不同围栏封育年限草地地上植被密度与土壤种子库密度呈正相关。

选择绥化地区现存羊草草地为研究对象,比较围栏内外枯落物生物量、地上总生物量的动态变化。结果表明,枯落物生物量在围栏内外均呈现高—低—高的季节动态变化,且围栏内枯落物生物量积累明显大于围栏外。围栏内地上总生物量包括禾草类、杂类草和豆类草生物量均大于围栏外各组分生物量,且地上总生物量包括禾草类、杂类草和豆类草生物量在围栏内外均呈现明显单峰型增长曲线,这与该地区雨热同季的气象规律吻合,表现在围栏内外,地上总生物量的月增长率与月均气温和降雨量呈显著正相关关系,其他相关关系微弱等特点。

通过对昭苏马场春秋草地不同围栏封育年限草地地上植物量的研究,结果表明:草地地上植物量随着围栏封育年限的延长呈增加趋势,围栏封育5和6年草地地上植物量随季节的变化呈"s"型增长曲线,未围栏封育草地地上植物量累积变化呈双峰曲线;围栏封育5和6年与围栏封育1年和未围栏封育草地的禾草类和豆科草类间差异极显著(p<0.01),随着围栏封育年限的延长,杂类草所占比例下降,而优良禾草类比例明显升高,在群落中占据优势地位,不同围栏封育年限草地地上植物量的绝对生长率和相对生长率的季节变化相似,在植物营养生长初期率都较大,此后都呈下降趋势。

对青海湖地区高寒草地围栏内外植被进行调查分析。结果显示,围栏封育措施使高寒草地植被的盖度、高度、生物量均明显增加,从不同经济类群分析,其禾草、莎草等可食牧草比例增加,而不可食牧草比例相对下降。围栏封育措施对群落组成结构及植物种的重要值产生不同程度的影响,主要表现在生物多样性增加,一些可食牧草的重要值增加,而不可食牧草的重要值相对下降。

通过对石羊河下游干旱荒漠区半固定沙地中白刺群落开展围栏封育试验,结果表明:半固定沙地白刺群落围栏封育3年后,白刺群落中植物种类数与对照区相比灌木种类增加了2种,草本种类增加了6种;群落总盖度比对照区增加了126.7%,且第3年灌木盖度比草本盖度增加幅度较大;灌木高生长和冠幅生长分别比对照区增加了68.7%和62.6%。实施围栏封育后,有利于白刺群落中植物种类的增加和群落的生长及退化种群的恢复。

【目的】结合地上生物量及盖度分析光谱曲线来研究围栏封育的效果及其光谱的特征。【方法】研究选取了天山北坡荒漠草原草地围栏内外、山地低草草甸草地围栏内外4种类型,采用svchr768地物光谱仪测量草地冠层的光谱反射率,生成光谱曲线;利用目测法测定植被的盖度,利用样方测定的方法测定植被的地上生物量。【结果】围栏封育一定时间后,围栏内的盖度及地上生物量均远远大于围栏外的;2011和2012年荒漠草原草地围栏内及2012年山地低草草甸草地围栏内外的光谱曲线均具有明显的绿色植物的光谱特征,而荒漠草原草地围栏外的反射峰和水分吸收谷都不太明显。【结论】围栏封育对植被恢复具有一定的效果;不同草地类型的光谱曲线存在很大的差异;相同草地围栏内外的光谱曲线也不相同。

为了治理不断恶化的草地生态环境,昭苏县从2007年开始对退化草地进行围栏封育。本文以伊犁地区昭苏县的温性草原类草地为研究对象,通过对比围栏内外草地生物量、高度、盖度和植物种类等方面的变化,分析禁牧、休牧对退化草地的恢复作用。

采用样方法对浑善达克沙地退化草场围栏和围栏外样地的植物群落特征及其地上生物量进行调查分析,以研究围栏禁牧对浑善达克沙地退化草场的植物群落特征的影响。结果表明:围栏内以多年生草本为主,围栏外以一年生草本为主。围栏禁牧与否在植物种数量上有差异,说明在围栏禁牧处理的年份中,围封措施影响植物群落特征。围封4年栏内比栏外草层高度提高410.2%,群落盖度提高396.9%,地上生物量提高126.2%;一些饲用价值差的植物大量出现在围栏外的植物群落中,优等饲用植物出现在围栏内。饲用价值从纵向来看,围栏内饲用价值优良的牧草有所增加,而中等及差的牧草减少,围栏外恰恰相反。这表明放牧抑制一些饲用价值高的植物种的侵入,促进了一些适口性较差的植物种的再生,从而形成了相对稳定的群落类型。

通过对临时公路干扰下西藏阿里地区温性荒漠草原草地的调查研究,从群落特征、多样性、生产能力和有性更新能力几个方面分析其对干扰的响应和作用规律。结果表明,不同程度的干扰群落特征具有明显的变化,中度干扰下第一优势种(沙生针茅)重要值增加,第二优势种(轮叶棘豆)下降,群落中开始有新的物种入侵(高原芥、灌木亚菊)。重度干扰下第一优势种(沙生针茅)重要值迅速降低而被高原芥取代,群落特征发生质的变化。中度干扰下群落多样性程度最高,重度干扰下最低。中度干扰下群落生产能力下降显著,地面生物量仅为原始群落的50.97％,经济类群变化不大;重度干扰下群落地面生物量为原始群落的45.14％,同时其经济类群发生显著变化。中度干扰下群落保持了相当的有性繁殖能力,重度干扰则使群落基本丧失了原有的有性繁殖能力。

通过对临时公路干扰下西藏阿里地区温性荒漠草原草地的调查研究,从群落特征、多样性、生产能力和有性更新能力几个方面分析其对干扰的响应和作用规律.结果表明,不同程度的干扰群落特征具有明显的变化,中度干扰下第一优势种(沙生针茅)重要值增加,第二优势种(轮叶棘豆)下降,群落中开始有新的物种入侵(高原芥、灌木亚菊).重度干扰下第一优势种(沙生针茅)重要值迅速降低而被高原芥取代,群落特征发生质的变化.中度干扰下群落多样性程度最高,重度干扰下最低.中度干扰下群落生产能力下降显著,地面生物量仅为原始群落的50.97%,经济类群变化不大;重度干扰下群落地面生物量为原始群落的45.14%,同时其经济类群发生显著变化.中度干扰下群落保持了相当的有性繁殖能力,重度干扰则使群落基本丧失了原有的有性繁殖能力.

于2004～p2005年对不同退化程度围栏内外无芒隐子草根系、茎基部和叶的非结构性碳水化合物(可溶性糖、淀粉)的含量变化以及与其植被盖度和生物量的关系进行测定分析。结果显示:(1)无芒隐子草主要储藏性非结构性碳水化合物为淀粉,主要贮藏部位为茎基部,属中等耐牧型牧草;非结构性碳水化合物含量2年均表现为7月最低(3.10%和7.67%),10月最高(12.22%和12.58%),说明无芒隐子草非结构性碳水化合物积累易受季节因素影响。(2)围栏封育显著促进了轻度退化区无芒隐子草根系和茎基部非结构性碳水化合物含量积累,而对叶部无显著影响;围栏封育对重度退化区无芒隐子草根系淀粉的积累具有促进作用,但对茎基部和叶淀粉无显著影响。说明围栏可促进轻度退化区无芒隐子草非结构性碳水化合物的积累,但对重度退化区的含量影响甚微。(3)相关分析显示,在轻度退化样地无芒隐子草根系和茎基部的非结构性碳水化合物含量与其分盖度呈显著正相关;在重度退化样地放牧区,非结构性碳水化合物含量与其分盖度和生物量显著相关,但在围栏区却无显著相关。结果表明单纯利用非结构性碳水化合物含量评价无芒隐子草草地生长状况具有一定的局限性,要结合草地的初始状况、利用方式等进行综合评价。

在黄河源区-青海省果洛藏族自治州玛沁县选取4个不同退化程度的天然草地,以围栏内封育和围栏外自由放牧草地作比较,采用样方法调查草地围栏内外的群落结构特征和草地初级生产力生物量,并通过计算地上与地下生物量比值以及植物群落干鲜比来评价围栏封育的效果。结果表明:不同退化程度围栏内外的植被组成存在显著差异;随着退化程度的加剧,植物群落的盖度、高度以及多样性指数有下降趋势,且围栏内的盖度、高度及多样性指数均大于围栏外的;植物群落高度、盖度、地上生物量和生物量干鲜比随着退化程度加剧有减小的趋势。围栏封育有利于改善青藏高原退化高寒草地的植物群落结构,提高草地植物群落的盖度和生物量,促进其恢复演替。

选择绥化地区现存羊草草地为研究对象,比较了围栏内外不同植物群落的土壤微生物数量变化趋势。结果表明:无论围栏内外,土壤三大类微生物数量以0～15cm高于15～30cm,围栏内微生物数量显著大于围栏外;真菌和细菌无论在围栏外还是围栏内在不同植物群落中的分布规律相似,真菌的分布为:羊草群落>杂类草群落>碱茅群落,细菌的分布为:杂类草群落>羊草群落>碱茅群落;放线菌的分布在围栏内外稍有不同,在围栏内:羊草群落>杂类草群落>碱茅群落,在围栏外:杂类草群落>羊草群落>碱茅群落。围栏内外三类微生物数量表现为放线菌数量最大,真菌次之,细菌较少。

通过对西藏安多典型退化草地围栏,研究围栏对植被特征、地下生物量、地下种子库以及多样性等方面的影响。结果表明:经过围栏封育后草地植物高度、盖度、产量均有不同程度的提高。植物多样性有所增加,植被优势种差异较为显著。植物群落地下生物量变化幅度较大,经过围栏草地0～10cm地下生物量增加明显。土壤种子库测定表明,围栏实验地种子总数明显高于围栏外,且增加的种子数主要分布在0～5cm的土层中。

围栏封育是一种常见的退化草地恢复措施,其改变了草地植物生长繁殖的小环境。在青藏高原东缘高寒草甸中,采用定点监测的方法研究了封育8年之后围栏内外植被与种子雨的差异。结果表明,围栏封育显著降低了植被中物种丰富度、shannon-wiener指数以及植株个体密度,但显著提高了种子雨中物种丰富度和种子雨密度,种子雨密度增加主要由禾本科植物种子数量增加所致;种子雨中物种多度等级分布模式在封育地中符合生态位优先占据模型,而在放牧地中符合对数正态模型。围栏封育对种子雨的季节动态没有明显影响,表现为放牧地与封育地的种子雨均为单峰模式。封育地中种子雨与植被相似性略高于放牧地,但封育地与放牧地中种子雨具有极高相似性。

围栏封育构建草原“生态网”

为了初步探索围栏封育对甘南高原高寒草甸草原植被群落特征的影响,本试验通过植被群落特征指标的对比研究,发现经围栏封育后,植被植株的平均高度、草地生物量围栏内均比围栏外显著增加,围栏内物种数也较围栏外有所增加,围栏内优势种各项植被特征指标明显多于围栏外,且呈极显著差异,但毒杂草类在植被株高和产量上围栏外高于围栏内,群落密度差异不显著。由此可见,围栏封育对甘南高原高寒草甸草地退化的恢复和建设有重要作用。

以青藏高原"黑土滩"为研究对象,采用围栏封育、围栏封育+人工补播进行"黑土滩"草地的改良,测定了2010~2014年度"黑土滩"草地垂穗披碱草、可食牧草鲜重。结果表明,多年围栏封育、人工补播,"黑土滩"样地内的垂穗披碱草、可食牧草和牧草鲜重显著增加(p<0.05),而不可食牧草并未显著增加(p≥0.05)。进一步研究发现,与围栏封育相比,人工补播样地的垂穗披碱草比例、可食牧草比例显著增加(p<0.05)。其中,2014年度的人工补播样地内的垂穗披碱草和可食牧草比例分别为67%和73%,较2010年度分别显著增加了2.52倍和2.17倍,而围栏封育垂穗披碱草和可食牧草比例并未显著增加(p≥0.05)。以上结果表明,与围栏封育相比,短期内人工补播是退化天然草地改良更为有效的措施。

植被退化是威胁黑河源流区生态安全的重要因素,结合黑河流域综合治理工程,围栏封育措施对黑河源流区土壤理化性质的影响进行研究,以期为黑河流域生态治理提供技术支持。

通过对新疆昭苏退化草甸草原春秋放牧场进行草地围栏样地设置与植被取样,群落α、β多样性指数分析表明:不同围栏年限对草地群落α多样性指数变化不同,即随着围栏年限的延长,群路丰富度指数呈倒"v"型变化,在围栏4α达到最大;优势度指数呈增大趋势;多样性指数和均匀度指数均呈减小趋势;群落β多样性相似性系数随着围栏年限的延长,相邻时段群落相似性系数增大,而与围栏外草地群落相似性降低。退化草地围栏修复进程与自然环境、种内种间竞争和修复时间有重要关系,因此适度围栏修复是草地健康持续发展的重要保障。

研究了退化草场围栏封能7-10年对栗钙土中硫形态及对微生物量碳,氮,磷,硫的影响。结果表明,围栏封育使土壤中有机碳,全氮,全磷和各形态硫含量均显著提高。但有机硫和无机硫占全硫的比例变化不大。栗钙土中,有机硫占全硫的93.5%,c-s是最大的有机硫库,约为有机硫的77.3%。硫含量的增加以有机态为主,有机硫的增加占全硫增加的96.7%,其中c-s的增加占全硫增加的56.7%。围栏使微生物量碳,氮,磷