黑土滩人工草地土壤种子库季节动态研究

西北农业学报 2024,33(5):922-932A c t a A gr i c u l t u r a e B o r e a l i -o c c i d e n t a l i s S i n i c a d o i :10.7606/j.i s s n .1004-1389.2024.05.015h t t p s ://d o i .o r g /10.7606/j.i s s n .1004-1389.2024.05.015三江源区不同年限黑土滩人工草地植被特征收稿日期:2022-06-28 修回日期:2022-09-13基金项目:青海省高端创新人才千人计划(2019Q H Q R J H );第二次青藏科考项目(2019Q Z K K 1002)㊂第一作者:李思瑶,女,硕士研究生,从事高寒草地生态研究㊂E -m a i l :2272737712@q q .c o m 通信作者:施建军,男,研究员,主要从事高寒草地生态研究㊂E -m a i l :378605242@q q.c o m 李思瑶1,施建军1,2,汪海波3,贺有龙3,唐燕青4,邢云飞1,吴建丽1,赫苗花1,张海蓉1(1.青海大学畜牧兽医科学院,西宁 810016;2.三江源区高寒草地生态省部共建教育部重点实验室,西宁 810016;3.果洛藏族自治州林业和草原站,青海果洛 814000;4.河南县托业玛乡农牧业技术服务站,青海河南县 811599)摘 要 以三江源区不同建植年限黑土滩人工草地(1㊁3㊁7㊁12㊁17㊁21和24龄)及其周边黑土滩(C K )为对象,从植被群落结构㊁生物量㊁物种多样性角度,探究三江源区黑土滩人工草地植被变化特征及适宜利用年限,为黑土滩人工草地的合理利用提供理论依据㊂结果表明:随建植年限增加,人工草地草层的高度和盖度及地上生物量均呈增加趋势,且人工草地比C K 高;人工草地的禾本科高度㊁盖度㊁地上生物量㊁地下生物量均高于莎草科㊁豆科和杂类草,C K 样地杂类草高于其他经济类群;各建植年限人工草地优势种和伴生种分别为垂穗披碱草(E l y m u s n u t a n s )和青海冷地早熟禾(P o a c r y m o p h i l a ),且其重要值均随建植年限增加呈逐渐增加趋势;各经济类群物种多样性指数均呈波动式增加趋势,建植3a 人工草地的植物香农维纳指数和均匀度指数最低,分别为0.66㊁0.48,建植21a 时最高;在植物NM D S 分析表明,建植24a ㊁建植21a 和建植12a 的人工草地与C K 样地无重合部分,其植被群落差异度很大㊂研究得知:建植21a 的黑土滩人工草地群落多样性指数显著高于其他建植年限的人工草地,与黑土滩退化草地相似度最小,群落组成相对稳定㊂关键词 黑土滩人工草地;建植年限;物种多样性;三江源三江源是中国江河中下游地区以及东南亚周边国家环境建设和区域可持续发展的重要生态屏障[1]㊂但由于青海高寒地区缺氧,生态环境十分脆弱,加上气温变化和人类活动影响,青海高寒草地退化严重,出现大面积次生裸地 黑土滩[2]㊂由于高寒区生态环境严苛,从而短期内黑土滩退化草地恢复十分艰难㊂L i 等[3-4]报道,高强度放牧下,21a 就能形成黑土滩退化草地,其恢复至少需要50a 以上㊂因此,自然恢复 黑土滩 植被难度很大,而通过建植人工或半人工草地是 黑土滩 植被恢复的有效方式之一[5]㊂以往高寒地区人工草地研究集中于建植方法和恢复措施[6-7]㊁人工草地与天然草地和黑土滩之间的植被组成[8-9]㊁群落生产力和稳定性特征[10]㊁草地土壤养分和土壤微生物群落结构特征等[11-12]㊂研究结果表明,在缺少人工干预措施下黑土滩人工草地在建植3~5a 后出现退化现象[13-14];由于过度放牧及管理不当等,人工草地建植5~8a 后出现逆向演替[15-16];合理的人工调控措施可促进和恢复黑土滩退化草地植被群落[17-18]㊂由于人工草地植被和土壤特征随其建植和利用年限不同而差异很大,以往高寒地区人工建植利用年限一般为15a 以内,如王长庭等[19]研究了建植14a 人工草地的植物群落演替和土壤养分特征,张杰雪等[20]分析了建植13a 人工草地的土壤微生物群落特征;但高寒地区长时间尺度人工草地的植被和土壤特征分析有限,仅有孙华方等[21]分析了建植18a 人工草地的土壤微生物多样性特征㊂本研究以三江源区不同建植年限(长期㊁中期和短期)黑土滩人工草地及其周边黑土滩为对象,通过对其植物群落和经济类群(禾本科㊁莎草科㊁豆科以及杂类草)组成㊁生物量和多样性进行分析,探究黑土滩植被恢复的适宜人工草地利用年限,为三江源区高寒草地的可持续利用与发展以及生态修复提供可靠的科学依据㊂1材料与方法1.1试验样地概况试验地点位于青海省果洛藏族自治州玛沁县大武镇(34ʎ27'53ᵡN,100ʎ12'35ᵡE)和达日县建设乡(33ʎ40'32ᵡN,99ʎ23'3ᵡE)㊂达日县㊁玛沁县均属典型高原大陆性气候,植被类型均为高寒草甸,原生植被以高山嵩草(K o b r e s i a p y g m a e a)为主,平均海拔分别为4100m和3760m,年均温分别为-0.3ħ和3.5~3.8ħ,土壤类型为高山草甸土㊂年日照时数为2313~2607h,年均降水量423~565mm,60%的降水集中在6月至9月;牧草生长期一般为110~150d,无绝对霜期㊂由于气温和恶劣环境导致研究区鼠害泛滥,加之过度放牧等,天然草地退化严重,逐渐形成大面积退化趋势,部分地方形成 黑土滩 ㊂1.2样地设置2021年7-8月,分别选取1997年㊁2000年㊁2004年㊁2009年㊁2014年㊁2018年和2021年在黑土滩退化草地上建植的垂穗披碱草(E l y m u s n u-t a n s)单播草地,黑土滩退化草地选在果洛州玛沁县大武滩建植的人工草地附近,人工草地建植之前的植被与周边 黑土滩 一致㊂建植草种为果洛州当地草籽繁殖场生产,播量45k g㊃h m-2,发芽率为85%,施肥量45k g㊃h m-2(肥料为云南云天化牌磷酸二铵:Nȡ18.0%,P2O5ȡ46.0%)㊂于建植后第3年㊁第5年和第7年,对2000年和2004年建植的人工草地进行追肥与灭杂,各建植年限的人工草地均冬季放牧(每年11月至次年4月),生长季完全禁牧㊂以黑土滩退化草地为对照㊂不同建植年限的人工草地基本情况见表1㊂表1样地基本情况T a b l e1B a s i c i n f o r m a t i o n o f s a m p l e s i t e样地编号S e r i a l n u m b e r o f p l o t s海拔/mA l t i t u d e建植年限/aC u l t i v a t e d p e r i o d经纬度L o n g i t u d e a n d l a t i t u d e S13687~36921N34ʎ26'52ᵡE100ʎ14'30ᵡS23809~38153N34ʎ25'47ᵡE100ʎ20'8ᵡS33701~37057N34ʎ27'53ᵡE100ʎ12'35ᵡS43702~370912N34ʎ28'20ᵡE100ʎ13'15ᵡS53704~371117N34ʎ28'5ᵡE100ʎ12'45ᵡS63690~370121N34ʎ28'3ᵡE100ʎ12'56ᵡS74073~408124N33ʎ40'32ᵡE99ʎ23'3ᵡC K3692~3699黑土滩极度退化草地B l a c k s o i l l a n d N34ʎ27'58ᵡE100ʎ12'43ᵡ注:S.样地;C K.黑土滩极度退化草地㊂N o t e:S.S i m p l e p l o t;C K.B l a c k s o i l l a n d.1.3测定指标与方法2021年8月中下旬,在上述各样地内分别随机选取4个50c mˑ50c m样方,先测定各样方中植物群落和植物种的盖度(目测法测定)㊁植物种的高度(自然高度,每样方测定5株,不足5株物种按实际株数测)按功能群(禾本科㊁莎草科㊁豆科㊁杂类草)分开随机采同种植物10株取平均值作为经济类群的高度;然后将样方内植物按不同植物种齐地刈割收获,装在样品袋,于80ħ恒温烘箱中烘干至恒质量,作为地上生物量㊂最后在收获地上生物量的各样方内,用直径7c m的根钻采集0~10c m㊁10~20c m和20~30c m深度根样,每样方每层采集5钻,按同样方同一土层混合成一个根样,作为地下生物量㊂1.4数据计算方法根据植物群落样方调查数据,按重要值(I V)=(相对高度+相对盖度+相对生物量)/3,分别计算各样方植物种重要值;同时,基于样方植物物种数和植物物种重要值,按公式计算S h a n-n o n-W i e n e r多样性指数(H')㊁物种丰富度(R)㊁P i e l o u均匀度指数(E)㊁S i m p s o n优势度指数(C)㊂禾本科高度以垂穗披碱草为主要草种进行测定,豆科㊁莎草科㊁杂类草的高度㊁盖度㊁地上地下生物量均采取平均值作为数据㊂H'=-ðsi=1P i l n P iE=H'/l n SC=ðsi=1N i(N i-1)N(N-1)㊃329㊃5期李思瑶等:三江源区不同年限黑土滩人工草地植被特征R =S式中,S 代表物种数目;N 表示群落中所有物种的个体总数;P i 表示第i 个物种的相对多度㊂1.5 统计分析数据采用M i c r o s o f t E x c e l 2019处理,用S P S S 20.0软件对不同建植措施下的植被进行单因素方差统计分析,用最小显著差异法(L S D )进行检验,数据表示形式为 平均数ʃ标准差㊂P <0.05表示差异显著,P <0.01表示差异极显著㊂利用M i c r o s o f t E x c e l 2019和R s t u d i o 进行绘图㊂2 结果与分析2.1 草地植物群落优势种和伴生种组成随着建植年限的增加,草地群落的优势度随之发生变化(表2),其中垂穗披碱草始终处于优势地位,且随着建植年限增加呈现波动式增加的趋势㊂青海冷地早熟禾随着建植年限的增加优势度逐渐增加,且除了人工建植1a 外都处于次优势种地位㊂人工建植1a 的草地杂类草优势度仅次于黑土滩草地㊂从功能群组成来看,禾本科的植株数量随着建植年限的增加而呈现逐渐增加的趋势,在人工建植3a 后,次优势种西伯利亚蓼逐渐被青海冷地早熟禾代替,在建植17a 时,米口袋在植物群落组成中逐渐成为第三优势种,之后又呈减少趋势㊂在建植21a 时溚草为第三优势种,其数量有所上升,建植24a 时线叶苔草数量明显上升,成为第三优势种,群落组成逐渐稳定㊂表2 不同建植年限样地植物群落优势种和伴生种组成T a b l e 2 C o m p o s i t i o n o f d o m i n a n t s p e c i e s a n d a s s o c i a t e d s pe c i e s of p l a n t c o m m u n i t i e s i n s a m p l e p l o t s o f d i f f e r e n t p l a n t i ng ye a r s 样地编号S e r i a l n u m b e r of p l o t s优势种名称D o m i n a n t s p e c i e s 重要值I m p o r t a n c e v a l u e 优势度A d v a n t a g e d e gr e e 伴生种名称D o m i n a n t s p e c i e s 重要值I m p o r t a n c e v a l u e 优势度A d v a n t a g e d e gr e e 伴生种名称D o m i n a n t s p e c i e s 重要值I m p o r t a n c e v a l u e 优势度A d v a n t a g e d e gr e e S 1垂穗披碱草E l ym u s n u t a n s 0.530.2784西伯利亚蓼P o l y go n u m s i b i r i c u m L a x m0.140.0209鹅绒委陵菜P o t e n t i l l a a n s e r i n a0.130.0159S 2垂穗披碱草E l ym u s n u t a n s 0.480.2309青海冷地早熟禾P o a c r y m o ph i l a 0.220.0478中华羊茅F e c t u a s i n e n s i s0.190.0348S 3垂穗披碱草E l ym u s n u t a n s 0.370.1385青海冷地早熟禾P o a c r y m o ph i l a 0.290.0828鹅绒委陵菜P o t e n t i l l a a n s e r i n a0.060.0034S 4垂穗披碱草E l ym u s n u t a n s 0.280.0800青海冷地早熟禾P o a c r y m o ph i l a 0.270.0736溚草K o e l e r i a m a c r a n t h a (L e d e b .)S c h u l t .0.170.0293S 5垂穗披碱草E l ym u s n u t a n s 0.320.1048青海冷地早熟禾P o a c r y m o ph i l a 0.260.0661米口袋G u e l d e n s t a e d t i a v e r n a(G e o r gi )B o r i s s 0.060.0036S 6垂穗披碱草E l ym u s n u t a n s 0.410.1709青海冷地早熟禾P o a c r y m o ph i l a 0.240.0557溚草K o e l e r i a m a c r a n t h a (L e d e b .)S c h u l t .0.120.0135S 7垂穗披碱草E l ym u s n u t a n s 0.370.1365青海冷地早熟禾P o a c r y m o ph i l a 0.340.1166线叶苔草C a r e x t r i s t a c h ya 0.070.0047C K冷蒿A r t e m i s i a f r i gi d a 0.210.0422棘豆O x y t r o pi s D C 0.080.0063秦艽G e n t i a n a m a c r o p h yl l a P a l l .0.130.01742.2 草地植物群落高度和盖度由图1可知,建植1~21a 的人工草地中禾本科高度显著高于其他3种经济类群(P <0.05),黑土滩草地4种经济类群高度无显著差异㊂建植3a 的人工草地中禾本科高度显著高于其他建植年限人工草地和黑土滩草地(P <0.05)㊂建植1a 到3a 禾本科高度明显上升,建植7a 到24a 呈现波动式下降的趋势㊂建植24a时莎草科植物群落高度显著最高为8.67c m(P <0.05)㊂人工草地豆科植物群落高度在各建植年限间无显著性差异,建植7a 豆科植物群落高度最高为4.69c m ㊂杂类草高度随着建植年限增加而逐渐增加,在建植1a 时为最低值3.87c m ,并且建植24a 的人工草地和C K 样地中杂类草高度显著高于其他建植年限样地(P <0.05)㊂ 由图2可知,建植3~24a 植物群落总盖度随着建植年限的增加呈现逐渐减小的趋势,且建植1a ㊁3a ㊁7a 植物总盖度显著高于其他年份(P <0.05),C K 样地植物总盖度显著低于其他年份(P <0.05),且建植21a 的人工草地相较于建植17a 的人工草地群落盖度增加7.44%㊂建植3~24a 人工草地的禾本科㊁莎草科㊁豆科盖度随着建植年限的增加呈现逐渐增加的趋势,且禾本科㊁莎草科在建植21a 时达到最大值,分别为75.67%㊁9.33%㊂人工建植3~24a 禾本科植物盖度显著高于其他3种(P <0.05),莎草科盖度㊃429㊃西 北 农 业 学 报33卷在建植7~12a时呈先增加后降低的趋势,并且建植21a时莎草科盖度显著大于其他建植年限人工草地(P<0.05),分析其原因可能是人工放牧管理措施不同导致,C K样地的禾本科和莎草科植被盖度显著低于其他建植年限(P<0.05)㊂豆科盖度在建植17a时显著最高,建植7a与建植21a无显著差异,建植1a㊁12a与C K样地无显著差异㊂C K样地杂类草盖度显著最高(P< 0.05),人工草地杂类草盖度在建植1a时为最大值,在建植12a和21a时有显著增高的趋势㊂不同大写字母表示相同经济类群不同建植年限间差异显著(P<0.05);不同小写字母表示相同建植年限不同经济类群间差异显著(P<0.05),下同D i f f e r e n t u p p e r c a s e l e t t e r s i n d i c a t e s i g n i f i c a n t d i f f e r e n c e s b e t w e e n t h e d i f f e r e n t p l a n t i n g y e a r s i n t h e e c o n o m i c g r o u p s(P<0.05), a n d l o w e r c a s e l e t t e r s i n d i c a t e s i g n i f i c a n t d i f f e r e n c e s b e t w e e n t h e d i f f e r e n t e c o n o m i c g r o u p s o f t h e s a m e p l a n t i n g y e a r s(P<0.05).T h e s a m e b e l o w图1不同建植年限人工草地植物群落高度F i g.1P l a n t c o m m u n i t y h e i g h t o f a r t i f i c i a l g r a s s l a n d i n d i f f e r e n t y e a rs图2不同建植年限人工草地植物群落盖度F i g.2T o t a l p l a n t c o m m u n i t y c o v e r a g e o f a r t i f i c i a l g r a s s l a n d i n d i f f e r e n t p l a n t i n g y e a r s㊃529㊃5期李思瑶等:三江源区不同年限黑土滩人工草地植被特征2.3 草地植物群落生物量由图3可知,建植3~21a 禾本科㊁莎草科㊁豆科的地上生物量均随着建植年限的增加而呈现波动式增加的趋势,建植24a 的人工草地各功能群的地上生物量均有所下降㊂建植12a ㊁24a 人工草地和C K 样地的禾本科地上生物量显著低于建植21a ㊁17a ㊁12a ㊁7a 和3a (P <0.05)㊂在同一建植年限间禾本科的地上生物量显著高于其他功能群(P <0.05)㊂各年限间莎草科无显著变化㊂建植24a ㊁12a ㊁1a 和C K 样地的豆科地上生物量显著低于建植21a ㊁17a ㊁7a 和3a,相较于C K 样地,豆科地上生物量分别显著增加128.72%㊁647.87%㊁1592.55%㊁425.53%(P <0.05)㊂杂类草地上生物量随着建植年限的增加而逐渐减少㊂C K 样地杂类草地上生物量显著高于其他建植年限的人工草地,其中建植3a 的人工草地地上生物量有显著下降的趋势(P <0.05)㊂图3 不同建植年限人工草地地上生物量F i g .3 T o t a l a b o v e g r o u n d b i o m a s s o f a r t i f i c i a l g r a s s l a n d i n d i f f e r e n t p l a n t i n g ye a r s 由图4可知,黑土滩人工草地的各土层地下生物量均随着建植年限的增加而逐渐增加㊂建植1a 的人工草地0~10c m ㊁10~20c m 地下生物量较C K 样地分别减小19.31%㊁25.41%㊂C K 样地各土层地下生物量均显著高于其他建植年限的人工草地(P <0.05),且除建植1a 的人工草地外,其他建植年限的人工草地地下生物量均无显著性差异㊂各年限的人工草地0~10c m 地下生物量显著高于10~20c m ㊁20~30c m 的地下生物量(P <0.05),建植17a 和建植24a 的人工草地10~20c m 地下生物量分别显著高于20~30c m 地下生物量93.41%㊁119.44%(P <0.05)㊂C K 样地各土层地下生物量之间并无显著差异㊂2.4 草地植物群落物种和功能群多样性人工草地禾本科㊁莎草科和豆科重要值均随着建植年限的增加呈现波动式上升的趋势,而C K 样地杂类草重要值显著高于其他3种功能群(P <0.05)㊂物种丰富度㊁香农-维纳指数和均匀度指数均随着建植年限的增加呈现先增加后减小的趋势㊂建植3a 的人工草地香农-维纳指数和均匀度指数最低,在建植7a 后各项多样性指数显著增加,在人工建植12a 时禾本科香农-维纳指数达到最高值,在之后的5a 内有显著性下降的趋势,建植21a 时又有所升高㊂莎草科和豆科群落多样性指数随着建植年限增加逐渐升高又减小,与植被群落总体趋势一致㊂禾本科均匀度指数在建植7a 时达到峰值为0.98㊂莎草科和豆㊃629㊃西 北 农 业 学 报33卷科在建植12a ㊁3a 时达到最大值,分别为0.95㊁0.91㊂黑土滩退化草地均匀度指数和香农-维纳指数较高,原因是杂类草占优势地位,其数量与种类都较为一致㊂图4 不同建植年限人工草地地下生物量F i g .4 U n d e r g r o u n d b i o m a s s o f a r t i f i c i a l g r a s s l a n d i n d i f f e r e n t p l a n t i n g ye a r s 表3 不同建植年限人工草地植物群落物种多样性T a b l e 3 C h a n g e s o f p l a n t c o m m u n i t y d i v e r s i t y c h a r a c t e r i s t i c s o f a r t i f i c i a l g r a s s l a n d i n d i f f e r e n t p l a n t i n g ye a r s 样地编号S e r i a l n u m b e r o f p l o t s物种丰富度S p e ci e s r i c h n e s s 香农-维纳指数S h a n n o n -W i e n e r i n d e x均匀度指数P i e l o u e v e n n e s s i n d e xC K 20.00ʃ0.81c0.95ʃ0.15a b0.69ʃ0.11a bS 15.67ʃ0.47f0.76ʃ0.03b c 0.55ʃ0.02b c S 29.00ʃ0.00f0.66ʃ0.09c0.48ʃ0.07cS 312.33ʃ1.24e f0.93ʃ0.18a b 0.67ʃ0.13a b S 417.67ʃ2.62d e0.83ʃ0.00a b c 0.60ʃ0.00a b c S 518.33ʃ2.05c d 1.00ʃ0.06a0.72ʃ0.04aS 624.00ʃ2.45b0.96ʃ0.10a b0.69ʃ0.07a bS 728.00ʃ1.63a0.94ʃ0.02a b 0.68ʃ0.01a b注:不同小写字母表示不同建植年限间人工草地植物群落多样性差异显著(P <0.05)㊂N o t e :D i f f e r e n t l o w e r c a s e l e t t e r s i n d i c a t e t h a t t h e r e a r e s i g n i f i c a n t d i f f e r e n c e s o f p l a n t c o mm u n i t y d i v e r s i t y o f a r t i f i c i a l gr a s s l a n d b e t w e e n d i f f e r e n t p l a n t i n g ye a r s (P <0.05).2.5 植被群落N M D S 分析对不同建植年限间人工草地的植被群落进行其s t r e s s 值小于0.2说明NM D S 分析在本研究中可行㊂如图6所示,人工草地植被群落与极度退化的黑土滩草地重合部分很少,说明人工草地植被群落与黑土滩草地的植被群落相似度很小,其中建植24a ㊁建植21a 和建植12a 的人工草地与C K 样地并无重合部分,说明之间并无共同的植被群落,差异度很大㊂人工草地各样地的样点之间距离较近且存在许多相互重叠的部分,表明各建植年限间人工草地相似性很高且物种较为丰富㊂3 讨论青藏高原高寒草甸由于受独特的气候㊁地理等因素作用,生态系统结构相对简单,易受环境和人为因素的扰动而发生草地退化[22],因此探讨时间因素对三江源区黑土滩人工草地植被特征的影响十分有必要㊂三江源区黑土滩退化草地与不同建植年限间人工草地植物群落的高度㊁盖度㊁地上地下生物量以及物种多样性指数之间都存在着显著性差异㊂植物群落的高度随着建植年限的增加而呈现逐渐升高又降低的趋势,这与郝红敏等[23]研究一致㊂不同建植年限人工草地中禾本科的盖度逐渐下降,莎草科㊁豆科和杂类草盖度随着建植年限的增加逐渐增大,原因可能是多年生禾本科植物在群落演替初期占据优势地位从而抑制毒杂草生长,植株矮小的莎草科㊁豆科更有利于吸收利用光照和土壤中的养分进行生长,盖度也随之增加,而建植年限较长的人工草地中禾本科在种植后可能未经过人工干预调节而导致杂类草扩增,使得其盖度和生物量随着建植年限的增加而逐渐增长[24]㊂随着演替的进行,以禾本科㊁莎草科为㊃729㊃5期李思瑶等:三江源区不同年限黑土滩人工草地植被特征I v-G.禾本科植物重要值;I v-C.莎草科植物重要值;I v-L.豆科植物重要值;I v-F.杂类草植物重要值;H'-G.禾本科植物香农-维纳指数;H'-C.莎草科植物香农-维纳指数;H'-L.豆科植物香农-维纳指数;H'-F.杂类草植物香农-维纳指数;E-G.禾本科植物均匀度指数;E-C.莎草科植物均匀度指数;E-L.豆科植物均匀度指数;E-F.杂类草植物均匀度指数I v-g.I m p o r t a n t v a l u e o f g r a m i n e o u s p l a n t s;I v-C.I m p o r t a n t v a l u e o f C y p e r a c e a e;I v-l.I m p o r t a n t v a l u e o f l e g u m e s;I v-f.I m-p o r t a n t v a l u e o f m i s c e l l a n e o u s g r a s s p l a n t s;H'-G.S h a n n o n W i e-n e r i n d e x o f g r a m i n e o u s p l a n t s;H'-C.S h a n n o n W i e n e r i n d e x o f c y p e r a c e a e;H'-L.S h a n n o n W i e n e r i n d e x o f l e g u m e s;H'-F. S h a n n o n W i e n e r i n d e x o f m i s c e l l a n e o u s g r a s s;E-G.E v e n n e s s i n-d e x o f g r a m i n e o u s p l a n t s;E-C.E v e n n e s s i n d e x o f c y p e r a c e a e p l a n t s;E-L.E v e n n e s s i n d e x o f l e g u m e s;E-F.E v e n n e s s i n d e x o f m i s c e l l a n e o u s g r a s s图5不同建植年限人工草地各经济类群植被多样性指数F i g.5V e g e t a t i o n d i v e r s i t y i n d e x o f e c o n o m i c g r o u p s o fa r t i f i c i a l g r a s s l a n d w i t h d i f f e r e n t p l a n t i n g y e a r s主的优良牧草慢慢影响并逐渐取代杂类草在植物群落中的主导地位,促进草地群落结构组成以禾本科㊁莎草科植物为主,促进了生态恢复的进程,这与前人[25]研究结果相吻合㊂草地群落生物多样性丰富程度对于草地生态系统的可持续利用和生产力的维持起着关键作用㊂建植人工草地对植物群落多样性的影响:时间梯度上的植物群落物种多样性变化在一定程度上可以反映出植被的演替变化[26]㊂不同建植年限草地植物群落的种类组成存在着一定差异,与黑土滩极度退化草地差异极显著,结果表明通过建植人工草地的方式恢复植被,随着建植年限的增加其物种多样性指数和植被群落的物种数量呈现逐渐增加的趋势,这与张耀生等[27]的研究结果具有一致性㊂本研究发现,黑土滩草地的物种丰富度较高,原因在于黑土滩草地的毒杂草种类较多导致其物种丰富度高于其他建植年限的人工草地㊂人工草地植物群落的物种丰富度㊁香农-维纳指数和均匀度指数均随着建植年限的增加呈现波动式上升的趋势,即先逐渐增加后又减小再增加的阶段性趋势变化,各经济类群也与整体的物种多样性变化趋势相一致,这与王长庭等[28]㊁罗少辉等[29]研究一致㊂群落的变化过程则可以从这种阶段式波动中很好地反映出来,即可以解释为:优势种在植被群落变化的更替过程中可表达为原有优势种及其伴生种群落的优势地位下降,新优势种及其伴生种群落逐渐占据优势地位,群落内各组成的优势地位相当,群落又达到一种较高的均匀程度,下一个转变过程开始,相关的指标开始出现阶段性的波动,直至达到相对最稳定[30]㊂本研究结果表明,在建植21a时与黑土滩退化草地群落相似度最小,差异度最高,两样地间并无共同植被物种,植被群落的经济类群之间的均匀度指数差异有减小趋势,各多样性指数波动趋势较小,表明植物群落组成趋于稳定,可以通过建植人工草地的方式恢复黑土滩型退化草地,且在人工草地建植21a时效果最好,本研究中建植3a人工草地与黑土滩极度退化草地的植被群落组成重合部分较多,且群落多样性指数有显著下降趋势,说明与黑土滩退化草地差异性指数较小,相似度较高,存在衰退现象㊂4结论对于恢复三江源区黑土滩退化草地,建植人㊃829㊃西北农业学报33卷C K.极度退化黑土滩草地;I.建植24a人工草地;J.建植21a人工草地;K.建植17a人工草地;L.建植12a人工草地;M.建植建植7a人工草地;N.建植3a人工草地;O.建植1a人工草地C K.R e p r e s e n t s e x t r e m e l y d e g r a d e d b l a c k s o i l l a n d g r a s s l a n d;I,J,K L,M,N,O r e p r e s e n t a r t i f i c i a l g r a s s l a n d f o r24a,21a,17a,12a, 7a,3a,1a,r e s p e c t i v e l y.图6不同建植年限间人工草地N M D S分析F i g.6N M D S a n a l y s i s o f a r t i f i c i a l g r a s s l a n d i n d i f f e r e n t p l a n t i n g y e a r s工草地年限的延长可以更好地促进其生态的修复㊂在本研究中,人工建植1~3a植被高度㊁盖度及生物量显著上升,3~7a出现退化现象㊂人工建植7a时样地的物种多样性指数较高,是杂类草拓殖的强烈阶段,是生产性能下降但生态多样性增加的关键阶段,应在人工草地建植3a至7a之间加强人工干预措施,提高其生产力㊂人工建植7~21a物种多样性指数逐渐上升,人工建植24a时又显著下降㊂建植21a后的人工草地与黑土滩极度退化草地差异性最大,相似度最低,群落多样性指数较高且植被群落组成较为稳定㊂参考文献R e f e r e n c e:[1]董锁成,周长进,王海英. 三江源 地区主要生态环境问题与对策[J].自然资源学报,2002,17(6):713-720.D O N G S C H,Z H O U C H J,WA N G H Y.M a i n e c o-e n v i-r o n m e n t a l p r o b l e m s a n d c o u n t e r m e a s u r e s i n t h e t h r e e r i v-e r s s o u r c e a r e a[J].J o u r n a l of N a t u r a l R e s o u r c e s,2002,17(6):713-720.[2]曹广民,龙瑞军.三江源区 黑土滩 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i c so f c u l t i v a t e d g r a s s l a n d p l a n t c o mm u n i t i e s w i t h d i f f e r e n te s t a b l i s h m e n t d u r a t i o n a n d t h e i r r e l a t i o n s h i p s w i t h s o i lp r o p e r t i e s i n t h e s o u r c e r e g i o n o f T h r e e R i v e r s i n C h i n e s e[J].J o u r n a l o f A p p l i e d E c o l o g y,2007,18(11):2426.[17] S HA N N O N E S,K A T H R Y N A Y,J O N A T H A N A N.S p e c i e s p a t c h s i z e a t s e e d i n g a f f e c t s d i v e r s i t y a n d p r o d u c-t i v i t y r e s p o n s e s i n e s t a b l i s h i n g g r a s s l a n d s[J].J o u r n a l o fE c o l o g y,2016,104(2):479-486.[18]董全民,马玉寿,赵新全.江河源区 黑土型 退化栽培草地管理技术研究[J].草业科学,2007(8):9-15.D O N G Q M,MA Y S H,Z H A O X Q.S t u d y o n m a n a g e-m e n t t e c h n o l o g y o f b l a c k s o i l t y p e d e g r a d e d c u l t i v a t e dg r a s s l a n d i n t h e s o u r c e a r e a o f r i v e r s a n d r i v e r s[J].P r a t-a c u l t u r a l S c i e n c e G r a 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i l m i c r o-b i a l d i v e r s i t y t o p l a n t i n g y e a r s o f a r t i f ic i a l g r a s s l a nd i n t h es o u r c e o f t h e Y e l l o w R i v e r[J].A c t a P r a t a c u l t u r a e S i n i-c a,2021,30(2):46-58.[22]刘育红,魏卫东,杨元武,等.高寒草甸退化草地植被与土壤因子关系冗余分析[J].西北农业学报,2018,27(4): 480-490.L I U Y H,W E I W D,Y A N G Y W,e t a l.R e d u n d a n c y a n a l-y s i s o f t h e r e l a t i o n s h i p b e t w e e n d e g r a d e d g r a s s l a n d v e g e-t a t i o n a n d s o i l f a c t o r s i n a l p i n e m e a d o w[J].A c t a A g r i c u l-t u r a e B o r e a l i-o c c i d e n t a l i s S i n i c a,2018,27(4):480-490.[23]郝红敏,刘玉,王冬,等.典型草原开垦弃耕后不同年限群落植物多样性和空间结构特征[J].草地学报,2016, 24(4):749-754.H A O H M,L I U Y,WA N G D,e t a l.P l a n t d i v e r s i t y a n ds p a t i a l s t r u c t u r e c h a r a c t e r i s t i c s o f c o mm u n i t i e s i n d i f f e r e n ty e a r s a f t e r r e c l a m a t i o n a n d a b a n d o n m e n t o f t y p i c a l g r a s s-l a n d[J].A c t a A g r e s t i a S i n i c a,2016,24(4):749-754.㊃039㊃西北农业学报33卷[24]王超,王晓丽,施建军,等.黄河源区不同建植年限黑土滩栽培草地植物群落变化特征[J].草业科学,2020,37(12):2422-2430.WA N G C H,WA N G X L,S H I J J,e t a l.C h a n g e s o f p l a n tc o mm u n i t y i n b l a c k s o i l b e a c h c u l t i v a t ed g r a s s l a n d w i t hd i f fe r e n t p l a n t i n g y e a r s i n t h e s o u r c e a r e a of t h e Y e l l o wR i v e r[J].P r a t a c u l t u r a l S c i e n c e,2020,37(12):2422-2430.[25]左万庆,王玉辉,王风玉,等.围栏封育措施对退化羊草草原植物群落特征影响研究[J].草业学报,2009,18(3):12-19.Z U O W Q,WA N G Y H,WA N G F Y,e t a l.E f f e c t s o f e n-c l o s u r e m e a s u r e s o n p l a n t c o mm u n i t y c h a r a c t e r i s t i c s o fd e g r a d e d L e y m u s c h i n e n s i s g r a s s l a n d[J].A c t a P r a t a c u l-t u r a e S i n i c a,2009,18(3):12-19.[26]徐彩琳,李自珍.干旱荒漠区人工植物群落演替模式及其生态学机制研究[J].应用生态学报,2003,14(9):1451-1456.X U C L,L I Z Z H.S t u d y o n s u c c e s s i o n m o d e l a n d e c o l o g i-c a l m e c h a n i s m o f a r t i f i c i a l p l a n t c o mm u n i t y i n a r id de s e r ta r e a[J].C h i n e s e J o u r n a l o f A p p l i e d E c o l o g y,2003,14(9):1451-1456.[27]张耀生,赵新全,黄德清.青藏高寒牧区多年生人工草地持续利用的研究[J].草业学报,2003,12(3):22-27.Z HA N G Y S H,Z H A O X Q,HU A N G D Q.S t u d y o n s u s-t a i n a b l e u t i l i z a t i o n o f p e r e n n i a l a r t i f i c i a l g r a s s l a n d i n a l p i n ep a s t o r a l a r e a o f Q i n g h a i T i b e t[J].A c t a P r a t a c u l t u r a eS i n i c a,2003,12(3):22-27.[28]王长庭,曹广民,王启兰,等.三江源地区不同建植期栽培草地植被特征及其与土壤特征的关系[J].应用生态学报, 2007(11):2426-2431.WA N G C H T,C A O G M,WA N G Q L,e t a l.C h a r a c t e r i s-t i c s o f c u l t i v a t e d g r a s s l a n d p l a n t c o mm u n i t i e s w i t h d i f f e r-e n t e s t a b l i s h m e n t d u r a t i o n a n d t h e i r r e l a t i o n s h i p s w i t h s o i lp r o p e r t i e s i n t h e s o u r c e r e g i o n o f t h r e e r i v e r s i n C h i n a[J].C h i n e s e J o u r n a l o f A p p l i e d E c o l o g y,2007(11):2426-2431.[29]罗少辉,李林栖,马玉寿,等.不同生长年限青海草地早熟禾栽培草地植被群落特征[J].草学,2018(5):24-29.L U O S H H,L I L Q,MA Y S H,e t a l.V e g e t a t i o n c o mm u-n i t y o f P o a p r a t e n s i s L.c v.Q i n g h a i c u l t i v a t e d g r a s s l a n dw i t h d i f f e r e n t g r o w t h y e a r s[J].J o u r n a l o f G r a s s l a n d a n dF o r a g e S c i e n c e,2018(5):24-29.[30]武胜男,张曦,高晓霞,等.三江源区 黑土滩 型退化草地人工恢复植物群落的演替动态[J].生态学报,2019,39(7):2444-2453.WU S H N,Z HA N G X,G A O X X,e t a l.S u c c e s s i o n d y-n a m i c s o f a r t i f i c i a l l y r e s t o r e d p l a n t c o mm u n i t i e s i n b l a c ks o i l b e a c h d e g r a d e d g r a s s l a n d i n t h e s o u r c e a r e a o f t h r e er i v e r s[J].A c t a E c o l o g i c a S i n i c a,2019,39(7):2444-2453.㊃139㊃5期李思瑶等:三江源区不同年限黑土滩人工草地植被特征。

高寒草甸坡地“黑土滩”土壤养分特征分析摘要：通过野外调查和室内分析，研究了高寒草甸坡地“黑土滩”土壤养分分布特征。

结果表明，除全磷和速效磷外，其他各养分在不同退化梯度下差异极显著。

土壤全氮、全磷、有机质、速效氮、速效磷、速效钾含量随着草地土层的加深呈下降趋势，滩地土壤养分高于坡地，滩地土壤各养分含量分别比坡地增加了37.78%、25%、26.12%、19.16%、22.12%和55.78%。

关键词：坡地；黑土滩；土壤养分；高寒草甸Nutrients Analysis of Slopin g Field “Black Soil Land” in Alpine MeadowAbstract：The purpose of this study was to investigate nutrients characteristics in Alpine Meadow “Black soil land”. The results showed that the content of total N，total P，organic matter available N，available P，available K reduced with the inrease of the depth of soil layer. Their content in sloping land were lower than that in plain land by 37.78%，25%，26.12%，19.16%，22.12% and 55.78%，respectively. Total P，available P and other kinds of nutrients has the visible diversity in different degree of degradation.Key words：sloping field；black soil land；soil nutrients；alpine meadow青藏高原东部分布最广的高寒草甸，是高原上最主要的放牧利用草地资源类型，也是青藏高原发展畜牧业生产的基础保证。

黄河源区黑土滩垂穗披碱草人工草地土壤水分动态研究王彦龙;马玉寿;董全民;施建军;王柳英;盛丽;孙小弟;杨时海;李世雄【摘要】对黄河源区不同龄垂穗披碱草人工草地及黑土滩退化草地土壤水分动态进行了研究。

结果表明：各样地0～20cm土层土壤含水量具有明显的季节变化规律,变化趋势总体上为先增高,后降低。

人工草地7月下旬土壤含水量达到最高,黑土滩退化草地8月下旬土壤含水量达到最高。

各个时期0～20cm土层土壤含水量总体上为黑土滩退化草地〉2龄人工草地〉6龄人工草地。

各时期0～20cm土层土壤水分垂直变化为人工草地随土层深度的增加而减小,黑土滩退化草地总体上随土层深度的增加而增大。

%Dynamics of soil moisture of Elymus Nutance artificial grassland at the different.age and black soil beach degraded grassland were studied in area of Yellow river headwater.The results showed that soil moisture variety trends at 0～20cm soil layer in different plots increased firstly,then decreased.At the last ten-day period of July,soil moisture of artificial grassland reached highest.At the last ten-day period of August,soil moisture of black soil beach degraded grassland reached highest.In different period,average soil moisture at 0～20cm showed that black soil beach degraded grassland2-year artificial grassland6-year artificial grassland.In each period.soil moisture at 0～20cm soil layar changed as verticality,with increasing of soil depth,soil moisture decreasing for artificial grassland,but soil moisture also increasing generally for black soil beach degraded grassland.【期刊名称】《青海畜牧兽医杂志》【年(卷),期】2011(041)005【总页数】3页(P11-13)【关键词】黄河源区;黑土滩;垂穗披碱草人工草地;土壤水分动态【作者】王彦龙;马玉寿;董全民;施建军;王柳英;盛丽;孙小弟;杨时海;李世雄【作者单位】青海省畜牧兽医科学院,青海西宁810016;青海省畜牧兽医科学院,青海西宁810016;青海省畜牧兽医科学院,青海西宁810016;青海省畜牧兽医科学院,青海西宁810016;青海省畜牧兽医科学院,青海西宁810016;青海省畜牧兽医科学院,青海西宁810016;青海省畜牧兽医科学院,青海西宁810016;青海省畜牧兽医科学院,青海西宁810016;青海省畜牧兽医科学院,青海西宁810016【正文语种】中文【中图分类】S813.21 材料与方法1.1 试验地概况试验地点位于青海省果洛州玛沁县大武镇(N34°27'56.9″，E100°13'06.5″)，海拔 3 736m。

三江源区“黑土滩”型退化草地人工恢复植物群落的演替动态武胜男;温璐;张曦;高晓霞;许驭丹;吴晓慧;单席凯;刘世梁;董全民;董世魁【摘要】选取青藏高原三江源区“黑土滩”型退化草地上建植的人工草地为研究对象,对不同建植年限人工草地植物群落及其各功能群的物种组成、平均高度、盖度和地上生物量及植物多样性等进行实地调查和对比分析,探讨“黑土滩型”退化草地在人工恢复过程中植物群落组成和多样性变化,以期回答人工恢复的草地植物群落何时才能接近天然草地、人工恢复的时间阈值应为多长等问题,从而为三江源区“黑土滩”型退化草地的恢复重建提供科学的理论指导.研究结果表明:草地恢复前5年内,禾本科植物的数量大量增加,植物群落的高度增加了847.6％,植物群落盖度增加了134.5％;不同恢复年限的草地植物群落的多样性指数都有相似的变化趋势,恢复8年后植物群落组成达到阶段性的稳定状态,在恢复时间达16-18年后,逐渐向更稳定的状态转化;恢复18年的草地与天然草地植物群落的Jaccard及Sorensen相似度指数分别为0.596、0.747,Cody差异度指数为9.5.由此可见,建植人工草地的方式恢复退化草地,可在建植8年后达较好的恢复效果;恢复时间达16年以上的人工草地采取适度的调控措施,有利于其向天然草地恢复演替;建植18年的人工草地物种组成情况与天然草地最接近,但仍有差异.因此,“黑土滩”型退化草地的人工促进恢复,到未退化的状态至少需要18年以上.【期刊名称】《生态学报》【年(卷),期】2019(039)007【总页数】10页(P2444-2453)【关键词】青藏高原;人工草地;群落特征;恢复时间【作者】武胜男;温璐;张曦;高晓霞;许驭丹;吴晓慧;单席凯;刘世梁;董全民;董世魁【作者单位】内蒙古大学生态与环境学院,呼和浩特010021;内蒙古大学生态与环境学院,呼和浩特010021;北京师范大学环境学院,环境模拟与污染控制国家重点实验室,北京100875;北京师范大学环境学院,环境模拟与污染控制国家重点实验室,北京100875;北京师范大学环境学院,环境模拟与污染控制国家重点实验室,北京100875;北京师范大学环境学院,环境模拟与污染控制国家重点实验室,北京100875;北京师范大学环境学院,环境模拟与污染控制国家重点实验室,北京100875;北京师范大学环境学院,环境模拟与污染控制国家重点实验室,北京100875;青海大学畜牧兽医科学院,青海省畜牧兽医科学院,西宁810000;北京师范大学环境学院,环境模拟与污染控制国家重点实验室,北京100875【正文语种】中文草地生态系统是陆地生态系统的重要组成部分,具有防风固沙、涵养水源、固氮储碳、调节碳循环及气候变化、维护生物多样性等诸多生态服务功能[1-2]。

2431-2443草　业　科　学第 37 卷第 12 期12/2020PRATACULTURAL SCIENCE Vol.37, No.12DOI: 10.11829/j.issn.1001-0629.2020-0184赵晓男，唐进年，樊宝丽，李银科，王祺，金红喜，张莹花，杨雪梅，何芳兰，刘有军，刘振恒. 高寒地区不同程度沙化草地土壤种子库特征. 草业科学, 2020, 37(12): 2431-2443.ZHAO X N, TANG J N, FAN B L, LI Y K, WANG Q, JIN H X, ZHANG Y H, YANG X M, HE F L, LIU Y J, LIU Z H. Soil seed bank characteristics of grasslands with different desertification degrees in a high-cold region. Pratacultural Science, 2020, 37(12): 2431-2443.高寒地区不同程度沙化草地土壤种子库特征赵晓男1，唐进年1, 2，樊宝丽3，李银科2，王 祺2，金红喜2，张莹花2，杨雪梅2，何芳兰2，刘有军2，刘振恒4（1. 甘肃农业大学资源与环境学院，甘肃 兰州 730070；2. 甘肃省治沙研究所，甘肃 兰州 730070；3. 西北师范大学生命科学学院，甘肃 兰州 730070；4. 玛曲县草原工作站，甘肃 玛曲 747300）摘要：为了探明高寒草甸土壤种子库对其沙化过程的响应，调查并分析了高寒区玛曲未沙化高寒草甸、沙化草地和流动沙丘土壤种子库特征与动态变化。

结果表明：1) 高寒草甸沙化过程中土壤种子库共出现物种13科32种，返青期和枯黄期均为11科24种，但物种组成有一定差异；2) 3种不同程度沙化草地0 − 15 cm土层种子库密度在返青期分别为3 096.0、679.4和56.6粒·m−2，集中分布在0 − 5 cm土层，且种子库密度均随沙化程度增加而显著降低(P <0.05)，在枯黄期低于返青期，但差异不显著(P > 0.05)；3) 无论是返青期还是枯黄期，高寒草甸土壤种子库物种的优势度、多样性、均匀度和丰富度指数均随沙化程度的增加而降低，典型高寒草甸一旦沙化，种子库物种多样性就会锐减；4) 3种不同程度沙化草地土壤种子库与地上植被的相似性均较低，在0～0.5，但枯黄期高于返青期。