围封对草地土壤性质及地下繁殖体库影响的探讨

吴一鸣

（北票市草原工作站，辽宁北票 122199）

0 引言

草地是重要的绿色生态屏障，具有涵养水源、防风固沙、保持水土、调解气候等非常重要的生态功能，同时草地也为畜牧业发展提供重要物质保障。然而，随着自然气候的变化和人类活动对草地生态系统的破坏，导致草地退化。目前，我国90%的天然草地存在不同程度的退化，而围栏封育是目前应用最广的退化草地恢复措施。围封能够有效的改善草地环境，有利于草地的正向演替，对草地物种多样性、土壤理化性质及地下繁殖体库均产生不同的影响，为草地生态环境的健康发展起到了重要作用。草地围封条件下，土壤理化性质，土壤微生物以及土壤繁殖体库的动态变化进行探讨，为退化草地生产力的提升和可持续发展提供科学参考。

1 围封对退化草地土壤物理性质的影响

围封退化草地植被恢复过程是植被和土壤相互作用、相互促进的过程，地上的植被通过光合作用合成物质传递给土壤，一方面对土壤进行调节，另一方面植被对土壤进行覆盖起到保护作用，使土壤的理化性质得到不断改善，与此同时，植物生长所需要的营养直接来源与土壤，通过植物自身的导管与筛管运输营养物质到植物的各枝叶使其生长。土壤的容重是土壤紧实度的指标之一，容重越大，密实程度越大，草地容重的大小主要受土壤有机质含量、土壤结构、放牧践踏以及退化程度的影响。孔隙度是土壤内部空隙的体现，空隙决定了土壤的通气性，也决定着土壤的保水保肥作用。土壤容重和土壤孔隙度可以反映土壤结构的优劣，影响着土壤中保水和保肥的能力。学者研究表明，随着退化草地围封年限的增加，土壤容重呈下降的趋势，其中表层土壤容重下降最为明显，孔隙度增大土壤物理结构得到较大程度改善，围封初期总孔隙度增加明显，随着围封年限增加，孔隙度增加百分比下降，同时最大持水量也随个孔隙度的增加而变大，随着围封年限的增长土壤水分含量在不同土层均呈增加趋势，说明减少外界对土壤的干扰作用和增加草地植被覆盖度使土壤免受风蚀，会使土壤容重显著下降、孔隙度增大，持水能力增强，从而使围封明显改善了退化草地土壤物理结构，使地上植物生长有了很好的土壤环境。

2 围封对土壤化学性质的影响

土壤提供者植物生长所需要的营养物质的载体，土壤的环境决定这植物群落生长状况。土壤有机质是指示土壤肥力的关键指标，影响着土壤结构的形成、土壤稳定性以及土壤生物多样性，它是植物和微生物生命活动所需的营养和能量的源泉，其动态变化能够直接地反映土地的健康状况和植物的生长状态。围封对草地土壤化学性质的影响，国内学者研究表明，短期围封后的退化草地土壤中的有机质、全氮、全磷、全钾、速效磷速效钾含量均高于放牧草地；围封3年以上的草地土壤养分以及土壤有机碳储量均高于未围封草地；敖伊敏等人以内蒙古太卜寺旗典型草地为研究对象，研究了围封不同年限年的天然草地土壤有机碳，全氮储量的变化，结果也证明表，围封后的土壤碳氮储量明显增加，说明围封后草地土壤环境得以修复，形成碳汇。单贵莲等人以内蒙古干旱半干旱典型草地的天然草地为研究对象，发现季节性围封的管理方式可以使退化草地生态环境进行修复，但围封后对草地进行连续利用，土壤营养物质发生转移，土壤未能得到养分补给会导致土壤养分含量下降，草地植被发生逆向演替。尚雯等以流动沙丘为对照，研究了围封14年和26年下科尔沁退化沙质草地表层土壤有机碳、全氮以及活性有机碳的变化，结果表明，围封14年和26年的土壤有机碳、全氮和微生物量碳含量均显著高于流动沙丘，但是两个围封样地之间并无显著差异。大量研究表明围封作为治理草地退化的主要措施之一，对退化草地土壤的恢复具有积极作用，对土壤理化性质有所改善，土壤固碳能力有所提高。

3 围封对土壤微生物的影响

土壤微生物指生活在土壤中的细菌、真菌、放线菌、藻类的总称。微生物作为初级生产者，对土壤系统中有机物的降解和转化具有十分重要的意义，是土壤养分重要的源和汇，对土壤生态系统的养分循环、能量转换都起着重要的作用，是土壤生态系统破坏和修复的重要指示物。草地土壤微生物活性受土壤状况、气候因素、牧草生长、利用方式和强度等影响，微生物生命周期短，对土壤环境的变化较为敏感，能对土壤生态机制变化和环境胁迫做出反应。近年来，关于围封对土壤微生物的影响较为热点，单贵莲等选取生长季围封的恢复草地为对象，研究土壤微生物与草地植被及土壤养分的相关性，结果表明：与自由放牧草地相比，围封样地的土壤细菌、真菌和放线菌数量显著增加，土壤微生物量与草地植被多样性及土壤养分含量呈基本一致的变化规律。王少昆等研究表明，与围封禁牧相比，适度放牧有利于土壤微生物的增加，同时促进退化草地的恢复。这可能是由于一方面牲畜的践踏使得地表凋落物及牲畜粪便与土壤充分接触，促进凋落物及粪便的分解从而提升土壤微生物量，另一方面对草地进行合理利用，刺激地下根系的生长，有利于提高了微生物数量及活性。

4 围封对土壤酶活性的影响

土壤酶在土壤能量转化和物质循环中具有重要的作用，它们主要来自土壤中植物、动物和微生物，数量极微而作用很大，土壤酶对外界环境引起的变化极为敏感并能够在短期内发生变化，可以作为衡量生态系统土壤质量变化的预警和敏感指标，对维持土壤生态系统的稳定性起着重要作用。近年来，关于围封对土壤酶活性的影响已有不少的研究，斯贵才等人通过对青藏高原当雄县高寒退化草地进行围封，分析了围封时间对高寒草地土壤酶活性的影响，结果表明，土壤蔗糖酶，L-天冬酰胺酶活性随着围封年限的延长呈增加的趋势。李军保等人以伊犁河谷昭苏马场春秋草场围封草地为对象，对围封条件下退化草地土壤酶活性变化进行了分析，结果表明：土壤脲酶活性随围封年限的延长逐渐增加；也有研究显示，在中度放牧压力下不同类型草地土壤酶活性变化各不同，但整体呈上升趋势，说明围封后草地恢复到一定水平适度放牧有利于提高草地土壤酶活性。

5 围封对地下繁殖体库的影响

草地地下繁殖体库包括种子库和芽库。土壤种子库是存在于确定面积的土壤表层掉落物以及土壤中的有活性的、休眠与未休眠种子的总和，这些种子是潜在的植物种群，种子库影响着地上植被的发生、演替、更新和恢复，草地在周围生境受到干扰后，种子库能够补充丢失的物种，从而保持物种多样性，使一些被干扰的群落在禁牧一段时间后可以快速恢复，是天然草地种子的储备库。芽库是所有潜在的能进行营养繁殖的芽的集合，能够进行无性繁殖促进多年生植物更替过程，芽库与种子库共同组成了植物的繁殖库。在以多年生植物为优势物种的生态系统中，收到外界干扰后的植被恢复通过土壤芽库，可以快速响应以补充地上植被的缺失或竞争，适度刺激更有利于芽库的储备与芽体类型转换。学者研究表明：退化草地围封后，围封初期土壤种子库仍以一、二年生植物繁殖为主，围封4年以后草地植物由一年生繁殖为主演变为多年生繁殖为主，土壤芽库的繁殖起到主要作用；曹子龙等人以浑善达克沙地南缘围封7年的沙化草地及围栏周围不同地段为研究对象进行了研究，发现围封草地“种子岛”效应对围栏外近距离沙化草地的土壤种子库具有显著性影响，随着围栏距离增加，影响逐渐减小。另外，围封与放牧条件下土壤种子库的差异进行比较，放牧条件下，由于草地植物未达到成熟期，一些植物种类无法完成正常的生长周期，会造成土壤种子库一些重要物种的缺失；而围封状态下，植物能够完成正常的生命周期，所以土壤种子库数量和质量会更有利于植物的繁殖生长。

6 结语

围封是草地管理的重要手段之一。草地围封后避免了外界干扰，进行自我恢复，从而使其群落向着一定方向演替，使土壤理化性质的到很好的改善，土壤养分含量增加、透气性增强，土壤持水能力增强、土壤酶活性显著提高，土壤地下繁殖体库在围封一段时间后可以对退化草地地上生物量进行快速恢复，维持植物多样性，围封提高了土壤种子库数量和密度，改善草地质量。但是围封对草地的作用具有两面性。在退化草地恢复自我维持力的情况下，通过合理利用可以清除枯草层积作用，促进群体分蘖再生，即退化草地在围封治理过程中，可以适度开发利用，即可产出经济效益还能形成可持续发展的生态效益。