荒漠草原植物种群株丛面积对放牧强度的季节性响应

温 超 ，单玉梅 ，陈海军 ，常 虹 ，木 兰 ，张璞进 ，晔薷罕 ，孙海莲

（1.内蒙古农牧业科学院，内蒙古呼和浩特 010031；2.中国科学院内蒙古草业研究中心，内蒙古呼和浩特 010031；3.内蒙古生物技术研究院，内蒙古呼和浩特 010010）

草地是可再生的自然资源之一，对人类的生存发展以及畜牧业的发展起着举足轻重的作用，也对生态环境的健康具有关键性的作用。作为欧亚大陆草原重要组成部分的内蒙古荒漠草原，地处草原向荒漠的过渡区域，地域辽阔，东起锡林浩特市的苏尼特，南至阴山北麓的山前地带，西至巴彦淖尔市的乌拉特，北面与蒙古国的荒漠草原相接，占地面积约为11.2万km2，处于内蒙古干旱与半干旱区的边缘地段，受气候因素和人为因素的双重干扰，生态系统十分脆弱。近年来，由于气候变化和人类的各种干扰活动，草地生态系统环境遭到严重破坏，结构与功能受到严重影响，草地出现了严重的荒漠化和土壤沙化现象，原本就脆弱的荒漠草原生态系统受到了前所未有的严峻挑战[1-2]。

荒漠草原生态系统中，放牧是人类的主要活动之一，也是草地的主要利用方式之一。放牧可以通过家畜的采食和践踏影响植物群落，尤其是地上植被的特征和属性，比如植被高度、盖度、株丛面积和生物量等，而且随着气候因素的变化而变化，因为放牧家畜的采食习性也是因季节而发生变化的[3-6]。鉴于此，本试验开展了不同放牧强度下植物种群株丛面积季节性变化规律的研究，为退化草原生态系统的修复以及草地生态系统的可持续发展提供一些理论基础。

1 试验区概况

试验地位于内蒙古自治区乌兰察布市四子王旗王府一队，北纬 41°47′17″，东经 111°53′46″，平均海拔为1 450 m。气候类型为典型的中温带大陆性气候，春季多风且干旱，夏季炎热且少雨。多年平均降雨量约为280mm，蒸发量很大，是降雨量的7～10倍。全年盛行西北风和北风，年平均风速为4～5 m/s。整个试验区土壤类型为淡栗钙土，草地类型为荒漠草原，植被草层较低矮，一般株高为8 cm，且植被较稀疏，盖度为20%左右，植物群落由20多种植物组成。建群种为短花针茅（Stipa breviflora），优势种为冷蒿（Artemisia frigida）和无芒隐子草（Cleistogenes songorica）。

2 材料和方法

2.1 试验设计

试验区设置在内蒙古农牧业科学院综合试验示范中心的长期放牧控制试验平台。采用随机区组设计，设4个放牧梯度，分别为不放牧对照样地（CK）、轻度放牧（LG）、中度放牧（MG）和重度放牧（HG），放牧强度分别为：0 只羊/hm2、0.93 只羊/hm2、1.82 只羊/hm2和2.71只羊/hm2，每个梯度设3个重复，共计12个试验小区。每个试验小区占地面积基本相等，整个试验区占地面积约为50 hm2。每一区组内的试验小区采用完全随机排列，分别表示为 CK1、LG1、HG1和 MG1；HG2、CK2、MG2和 LG2；LG3、CK3、MG3和 HG3，每个小区内的放牧羊只数量分别为0只、4只、8只和12只（图1）。

2.2 测定方法

本试验中的指标采用固定样方法测定。具体方法为：在每个试验小区内随机设置5个固定观测样方，用涂有不同颜色的铁丝分别标记待观测的植株（或株丛），在生长季（5—9月）进行测定。每次固定观测被标记的短花针茅、冷蒿以及无芒隐子草。观测时间分别为5月15日、6月3日、6月26日、7月20日、8月15日和9月16日，分别记录在各样方内出现的各植物种群的株丛面积。

3 结果与分析

3.1 短花针茅种群株丛面积的季节变化

短花针茅株丛面积，同一放牧强度不同月份间，整体表现为逐月增加的趋势。株丛面积相对较小期出现在6月末，此时短花针茅正处于生殖生长期，整个株丛所同化的能量主要用于生殖生长；峰值出现在9月。在同一月份不同放牧强度间，5月（放牧前期），短花针茅株丛面积随着放牧强度的增加而增加，各处理间差异显著（P＜0.05）；6—9月，其株丛面积均在LG下最大，显著高于其他处理（P＜0.05）（图2）。

3.2 冷蒿种群株丛面积的季节变化

冷蒿株丛面积在CK表现为先增加后降低的趋势，峰值出现在8月；在放牧区均表现为逐月增加，峰值出现在9月，除6月初期与末期间无显著差异外，其他月份间均存在显著性差异（P＜0.05）。在各月份不同放牧强度下，其株丛面积均表现为随着放牧强度的增加而显著降低（P＜0.05），各放牧强度间均存在显著性差异（P＜0.05）（图3）。

3.3 无芒隐子草种群株丛面积的季节变化

无芒隐子草株丛面积变化与冷蒿的变化趋势基本一致，即在各放牧强度下均表现为逐月增加，峰值出现在9月，8月和9月与其他月份间均存在显著性差异（P＜0.05），在各月份中，HG株丛面积均为最小（图4）。

4 结论与讨论

短花针茅、冷蒿和无芒隐子草种群株丛面积在不同放牧强度下呈现出不同的动态变化模式。

短花针茅株丛面积在同一放牧强度下整体表现为逐月增加的趋势。其中，6月末株丛面积相对较小，可能是短花针茅正处于生殖生长时期，整个株丛所同化的能量主要用于植株的生殖生长；9月达到最大值，可能原因有：一是9月份的短花针茅正处于二次生殖期，枝条木质化程度较高，羊只不乐于采食；二是羊只采食牧草选择性空间较大，短花针茅被采食概率变小。

冷蒿种群株丛在持续放牧条件下已发生了破碎及小型化，而且放牧强度越大，破碎及小型化程度越高。因为，随着放牧强度的增加，土壤渗透速率明显降低，从而影响了冷蒿根系的生长[7]，加之植物地上部分被家畜反复啃食和践踏，使株丛生活力减弱，生长发育受到抑制，故株丛面积减小[8-9]。

无芒隐子草株丛面积变化与冷蒿基本一致，即在各放牧强度下均表现为逐月增加，HG株丛面积均为最小。所以，无芒隐子草株丛面积也存在破碎化趋势。在放牧条件下，羊只践踏作用破坏了连接株丛间的枯死枝（或不定根），从而使原来大的株丛变成为小的株丛，破碎的株丛脱离母株进行营养繁殖，随着放牧时间的延长和放牧强度的增大，“分丛”现象会更加明显。

参考文献：

［1］中国科学院内蒙古宁夏综合考察队.内蒙古植被［M］.北京：科学出版社，1985.

［2］赛胜宝.内蒙古北部荒漠草原带的严重荒漠化及其治理［J］.干旱区资源与环境，2001，15（4）：34-39.

［3］李金花，李镇清，任继周.放牧对草原植物的影响［J］.草业学报，2002，11（1）：5-12.

［4］周丽艳，王明玖，韩国栋.不同强度放牧对贝加尔针茅草原群落和土壤理化性质的影响［J］.干旱区资源与环境，2005，19（7）：182-187.

［5］张荣华，安沙舟，杨海宽，等.不同放牧强度对针茅草地春季群落的影响［J］.新疆农业科学，2008，45（3）：570-575.

［6］闫瑞瑞，卫智军，杨 静，等.短花针茅草原优势种群特征对不同放牧制度的响应［J］.干旱区资源与环境，2008，22（7）：188-191.

［7］白永飞，李德新，许志信，等.牧压梯度对克氏针茅生长和繁殖的影响［J］.生态学报，1999，19（4）：479-484.

［8］焦树英，韩国栋，李永强，等.不同载畜率对荒漠草原群落结构和功能群生产力的影响［J］.西北植物学报，2006，26（3）：564-571.

［9］李博文集编辑委员会.李博文集［C］.北京：科学出版社，1995：154-158.