围封补播对辽西北灌草丛植物群落的影响

2022-01-04张道宏陶金山

辽宁林业科技 2021年6期

吴迪，张道宏，陶金山

(辽宁省林业发展服务中心，辽宁沈阳 110036)

辽宁省地处我国东北的南部，拥有丰富的植物资源和多种多样的植被类型，具有较高的生态价值。辽宁省地形以低山丘陵为主，广泛分布砂砾岩、泥灰岩、页岩、灰岩等易于风化剥蚀的岩石，极易发生水土流失，严重影响了地区的生态安全。以朝阳市为例，每年向大凌河输入的泥沙量就达到4 256万t，相当于刮去当地2.5 mm厚的地表土壤，同时也严重影响了大凌河的生态环境[1]。草原是重要的生态屏障，具有涵养水源、保持水土的功能[2]。围栏封育是目前应用最广泛的草原生态系统恢复治理技术手段之一[3-4]。辽宁省委省政府高度重视草原生态修复工作，2008年起实施了《辽西北草原沙化治理工程》、《退牧还草工程项目》、《退化草原人工种草生态修复项目》等一系列草原生态恢复工程。围封补播是常见的草原生态恢复手段。补播适宜牧草后，草地的生物量、土壤养分和微生物结构均能得到改善。季波等[5]在荒漠草原的研究表明，补播牧草可显著提高植物群落的高度和盖度，但不影响地上干质量。李泽等[6]选用小叶锦鸡儿、沙打旺、沙蒿和羊柴在退化沙地进行补播，发现补播可增加草地植物种类，提高地上植物生物量。

暖性灌草丛是辽西北丘陵坡地的主要草原类型，生境土壤贫瘠，多岩石，受雨水冲刷更严重，播种后幼苗可能随水土流失而死亡，从而影响补播效果。目前，鲜少有关于围封补播对暖性灌草丛植物群落影响的研究。为针对辽西北沙化、退化草原制定有效的补播技术，本文选取退化比较严重的朝阳县、义县头和凌源市为样点，进行优质牧草的补播，观察围封补播后植被恢复情况。

1 材料与方法

1.1 试验区概况

本试验在辽宁省3个地点进行，分别位于朝阳县木头城子镇、义县道河镇和凌源市宋杖子镇(表1)。该地区气候为大陆性季风气候，干旱少雨，雨热同季，降水多集中在6-8月。地形以低山丘陵为主，土壤质地为砾石质，草原类均为暖性灌草丛。由于试验区地形条件和植被组成不同，补播地点的坡向和坡位存在一定的差异，补播的植物种类也有区别(表2)。

表1 试验区位置和气候信息

表2 试验区地形和植被信息

1.2 试验方法

采取水泥立柱加刺线围栏封育隔离出试验区，之后采用条播、穴播及环山等高开沟的方式，每种牧草667 m2播种量为0.5～1 kg。草本牧草播深1～2 cm，灌木播深2～3 cm。播种后及时调查出苗情况并进行草原鼠虫害防治。于生长盛期，各随机选取6个1 m×1 m的样方测定植被特征，样方间距离不小于250 m。观测指标包括试验前后的植被盖度、高度、物种数和地上生物量。盖度测定采用针刺法，高度测定利用直尺测定样方内草本植物平均高度，物种数为样方内出现的植物物种数量，地上生物量测定时将样方内所有植物齐地刈割，装入牛皮纸袋，带回实验室65 ℃烘干至恒质量后称重。

1.3 数据分析

使用Excel 2010整理数据，采用SPSS 18.0进行方差分析，使用Tukey法进行多重比较，使用SigmaPlot绘图。

2 结果与分析

2.1 围封补播后植被盖度变化

围封补播牧草后，3个县试验区内群落植被盖度均显著提高(图1)。其中，朝阳县试验区群落植被盖度64.33%，较试验前提高55.65%(P<0.01)；凌源市试验区群落植被盖度72.00%，提高51.05%(P<0.01)；义县试验区群落植被盖度69%，提高53.33%(P<0.01)。

图1 围封补播前后植被盖度变化

2.2 围封补播后植被高度变化

围封补播牧草后，3个县试验区内植物群落平均高度均显著提高(图2)。其中，朝阳县试验区植物群落平均高度46.00 cm，较试验前提高62.35%(P<0.01)；凌源市试验区植物群落平均高度35.00 cm，较试验前提高25.00%(P<0.01)；义县试验区植物群落平均高度36.67 cm，提高了37.50%(P<0.01)。

图2 围封补播前后植被高度变化

2.3 围封补播后群落中物种数变化

由图3可知，围封补播牧草后，朝阳县试验区内样方物种数是补播前的1.69倍，凌源市试验区内样方物种数是补播前的1.5倍，义县试验区内样方物种数是补播前的2倍。

图3 围封补播前后物种数变化

2.4 围封补播后地上生物量变化

围封补播牧草显著提高3个县试验区植物群落地上生物量(图4)。其中，朝阳县试验区植物群落地上干质量达2 755 kg·hm-2，比试验前增加169.22%(P<0.01)；凌源市试验区植物群落地上干质量达3 120 kg·hm-2，比试验前增加81.04%(P<0.01)；义县试验区植物群落地上干质量达2 456 kg·hm-2，比试验前增加93.59 %(P<0.01)。