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单播措施下三江源区高寒退化草地恢复效果评估

2022-11-04张小芳张春平杨增增李彩弟杨晓霞刘文亭董全民

草地学报 2022年10期
关键词:样地生物量重度

张小芳, 张春平, 杨增增, 李彩弟, 杨晓霞, 刘文亭, 俞 旸, 董全民

(青海大学畜牧兽医科学院/青海省畜牧兽医科学院, 青海省高寒草地适应性管理重点实验室, 青海 西宁 810016)

草地是一种分布辽阔的陆地生态类型,也是最重要的生态系统之一[1-2]。中国草地面积约占世界草地面积的12%[3],青海省草地面积约占全国草地面积的16%[4]。位于青藏高原腹地的三江源地区(又称“江河源区”)是长江、黄河、澜沧江的源头,该地区占整个青海省土地总面积的50.3%[5],被称之为“江河之源”、“中华水塔”[6]。高寒草甸是三江源区主要的植被类型,在生态安全、水源涵养、防止水土流失和土地荒漠化等方面发挥着重要作用。近年来,由于长期的不合理利用与气候因子的变化,使得草地的群落结构发生了很大改变,草地发生大面积退化和沙化,原有的生态功能得不到发挥,草地退化成为天然草地面临的突出问题[6-8]。青藏高原位于世界第三极,由于自然因素和人为因素,青海省三江源区高寒牧区近90%的草地均存在不同程度的退化[9],其中50%以上的草地发生了严重退化[10-11],草地牧草生物产量下降、利用性能降低,生态系统严重失调[12-13],生态价值基本丧失,最终形成了黑土滩。因此,草地的恢复与重建已成为国内外学者的关注热点之一。目前,黑土滩已成为青海省天然草地的主要问题。黑土滩的自然恢复难度较大,必须通过人工干预才能遏制其退化趋势[14-18]。近年来的研究发现黑土滩恢复的主要技术手段是建植人工草地,人工草地对于社会效益、经济效益和生态环境保护具有极大的促进作用[17-19]。

生态系统健康是生态学研究的热点与前沿问题之一[20],草地健康是生态系统健康的重要组成部分,通常用来表征草地的某些特定功能与作用。草地健康评价是草地合理利用和管理的基础,能够反映草地的综合特征[21-22]。目前,草地健康评价大多从经济效益和生态效益两个角度考虑[23],而草地类型不同,所用的草地健康评价方法也不相同,常用的草地健康评价方法有VOR综合指数法、CVOR综合指数法、单因子罗列法、单因子复合法、功能评价法、模糊数学综合评价法、专家打分法和灰色关联法等[24]。其中,VOR综合指数在1999年被国际生态系统健康大会推荐为生态系统健康诊断的综合指标。VOR综合指数模型是基于活力(Vigor,V)、组织力(Organization,O)和恢复力(Resilience,R)构建[25],在实践中得到了一定的应用[26]。VOR评价体系更多的是反映植被状况,作为草地物质能量交换的土壤未纳入到其中,各单项指标的尺度尚不统一,制约着VOR评价方法的适用性[27-28]。CVOR综合指数是由任继周院士2000年提出[29],其在VOR指数基础之上,加入了表征生态系统的大气、土地与位点等因子综合的草地基况(Condition,C),建立了CVOR综合指数的计算模型和方法。相关研究发现,评价方法中CVOR优于VOR,CVOR具有综合、简单、准确和适用的特点[30],能更全面地评价草地健康状况[31]。陆均等[32]基于CVOR指数对巴音布鲁克高寒草原进行了健康评价,得出降水和放牧是影响高寒草原健康状况的主要因素。常骏[33]对呼伦贝尔草地进行利用单元划分与生态系统健康评价的研究表明,轻度和中度放牧有利于草地健康。马青青[34]基于遥感技术和地面实测数据相结合并利用CVOR指数评价不同放牧强度对青藏高原高寒草地健康的影响,发现适度放牧对草地健康有所裨益。董云龙[35]2014年利用均方差权值法对甘南桑科草甸草原的几种培育措施(划破草皮+补播、未施加措施草地、鼠丘补播处理、施肥,持续放牧)进行了健康评价,表明草地生态系统健康程度对草地基况的响应较为明显。尹燕亭等[36]利用牧户感知和野外调查相结合的方式对内蒙古东部草甸草原的健康进行了评价,结果表明,牧户感知和CVOR指数法评价结果具有一致性,均判定草原生态系统呈现不同程度退化。索晓璐[37]在围栏禁牧工程对沙生针茅草原生态系统健康状况的影响中研究发现,围封6年有利于草地健康恢复。

在退化草地恢复过程中,植被与土壤对草地质量评估及恢复治理具有重要意义,目前关于人工草地植被方面的研究主要集中于群落结构及稳定性的研究,群落结构的研究主要集中于群落生产力和物种多样性等方面[38-39],而不同区域环境内,人工草地的植物群落结构及草地生产力和土壤性质会有所差异,且目前国内草地生态系统评价多集中于放牧和封育等方面[40-41],研究多侧重于生态系统服务价值评估[42]、土壤质量评价[43]、群落结构及多样性和稳定性评价[44]等领域,而利用CVOR指数在不同区域的人工草地恢复效果的综合评价方面鲜有文献报道。因此,本研究的开展对青藏高原高寒草地的可持续发展意义重大。综上,本试验选择青海省三江源区海南州贵南县森多乡和果洛州玛沁县大武镇的人工单播草地为研究对象,通过分析不同区域单播人工草地的植被和土壤的年际变化特征,利用CVOR综合评价模型来定量评估单播措施对重度退化草地的生态恢复效果,为指导高寒人工草地的建植和后续管理提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 样地概况

研究地点选择青海省海南州贵南县森多乡和果洛州玛沁县大武镇两个地点。贵南县森多乡属典型的高原大陆性气候,冬长夏短。地处100°45′E,35°28′N,海拔3 607 m。年平均气温为2.3℃,年极端最高气温31.8℃,年极端最低气温-29.2℃,年降水量为403.8 mm,年平均日照时数为2 907.8 h,年平均蒸发量为1 378.5 mm。主要植被类型为高寒草甸,主要土壤为高山草甸土。青海省果洛州玛沁县大武镇地处果洛州东北部,属高原寒冷气候。地处100°15′E,34°25′N,海拔3 764 m。年平均温度-3.9℃,最冷月1月的平均气温为-12.6℃,最热月7月的平均气温为9.7℃。年降水量为513.2 mm,年平均蒸发量为2 471.6 mm,无绝对无霜期。主要植被类型为高寒草甸,土壤为高寒草甸土(图1)。

图1 研究区降水量和平均气温Fig.1 Precipitation and average temperature in the study areas (2013—2020)

1.2 样地设置

目前,有研究者根据高寒草地等级的划分,将三江源区黑土滩退化草地划分为三类:轻度、中度、重度和极度退化草地。针对不同退化程度采用不同的恢复措施,轻度退化草地采用围封措施,中度退化草地采用补播措施,重度和极度退化草地采用单播与混播措施。课题组依托前期项目,业已在贵南县和玛沁县建立了相应的草地早熟禾(Poapratensis)单播人工草地,其播量为0.03 kg·hm-2,施基肥1.33 kg·hm-2,面积约为66.67 hm2。选取两个地方的示范区作为试验样地。示范地在种植第一年禁牧,之后采用冬季放牧利用,放牧时间约为每年11月份到次年5月份,其他时间禁牧,放牧利用率均为50%左右。本研究选择的试验样地为:贵南县森多乡2014年建植的单播人工草地,建植期分别为2a,3a,4a,5a,6a的人工草地;玛沁县大武镇选择2007年、2009年和2015年草地早熟禾单播人工草地,建植期分别为2a,4a,6a,7a,10a的人工草地,选取各样地周边的重度退化草地为对照样地。

1.3 样品采集及指标测定

2013—2020年,于每年植物生长旺季(8月份)在每个样地和对照样地中设置5条样带,在每条样带随机设置5个1 m × 1 m的样方进行植被调查,取其平均值作为一个重复(共计5个重复)。

植物样品:用针刺法测定样方植被盖度,用卷尺测定每个物种高度。植被特征记录完后,将样方内所有植物按各物种分别齐地面剪下,装入信封,带回实验室,在65℃下烘干至恒重,以计算各物种生物量。

土壤样品:在收集完后地上植被的样方内,进行土壤取样,用直径为3.5 cm土钻采集0~10 cm土样,在每个样方内随机3钻,将同层的3钻混合为一个样。去除杂物后,将采集的土样风干后过1 mm的筛子用于测定土壤养分。

土壤样品分析:土壤有机质(Soil organic matter,SOM)含量测定采用重铬酸钾氧化——外加热法。土壤有机碳=土壤有机质/1.724[28]。

1.4 CVOR指数的测算模型与方法

(1)基况指数(C)的选取和计算

C=Ci/Cck

其中,Ci和Cck分别代表评价样地和对照样地中0~10 cm的土壤有机碳含量,C∈[0,1],若是C> 1,统一取C=1。

(2)活力指数(V)的选取和计算

V=Bi/Bck

其中,Bi和Bck分别代表评价样地中地上生物量和对照中地上生物量的含量,V∈[0,1],若是V> 1,统一取V=1。

(3)组织力指数(O)的选取和计算

(4)恢复力指数(R)的选取和计算

R=H/Hck(1-ΔF)I

其中,H和Hck分别代表评价样地中处理和对照的多样性指数,本研究中多样性指数为Shannon-Wiener指数,ΔF代表处理和对照总盖度的差值,I=1+草地早熟禾重要值[27]。恢复力指数是生态系统在出现外界压力的情况后,其能保持自身结构或者功能的抵抗能力的强弱程度,而本研究为多年生草地早熟禾单播人工草地,因此选择草地早熟禾的重要值来计算不同区域的恢复力。

(5)CVOR综合指数评价

VOR=WV×V+WO×O+WR×R;WV+WO+WR=1,WV,WO,WR≥0

CVOR=C×VOR

其中,WV,WO,WR分别是V,O,R的权重系数。反映各单项因素的重要性,同时避免或减轻由于数据背景不确定性、自然的空间不均匀性或时间波动性造成的结果误差。本研究中,因取样背景清晰,故取值WV=WO=WR=1/3。

采用CVOR指数进行数据分析时,利用四分法将草原生态系统健康状况划分为4个不同等级(表1)。

表1 草地健康评价指数及等级Table 1 Index and rank of grassland health evaluation

1.5 数据统计及分析

植被物种多样性采用Shannon-Wiener指数,计算方法如下:Shannon-Wiener指数(H)=-∑PilnPi。

采用Excel 2019对数据进行整理,采用R语言进行数据统计分析,采用Sigmaplot 14和Origin 9.1进行相关图的绘制。

2 结果与分析

2.1 不同建植期草地生产力与多样性

与重度退化草地相比,不同区域单播改良措施的草地地上生物量和Shannon-Wiener指数随年份的增加呈现出动态的变化。由图2可知,森多样地2016—2020年,地上生物量差异极显著(P<0.01),变化范围为303.55~912.50 g·m-2,3a单播人工草地的地上生物量最大(图2a);大武样地2013—2019年,单播改良措施对草地地上生物量的影响效果显著(P<0.01),变化范围为276.24~627.11 g·m-2,10a单播人工草地的地上生物量最大(图2b);单播后,不同区域退化草地的地上生物量显著明显高于重度退化草地。就地上生物量而言,在建植2a,4a人工草地中,单播恢复措施对森多样地的恢复效果较大武单播人工草地好。森多单播2a草地地上生物量是重度退化草地的8.59倍,差异极显著(P<0.01),大武单播2a样地地上生物量是重度退化草地的1.54倍,差异显著(P<0.05);森多单播4a草地地上生物量是重度退化草地的1.65倍,差异极显著(P<0.01),大武单播4a草地地上生物量是重度退化草地的1.3倍,差异不显著。此外,单播措施下年份和处理对森多和大武单播草地地上生物量有显著的交互作用(P<0.01)。

图2 不同区域单播人工草地地上生物量及多样性指数的变化Fig.2 Changes of aboveground biomass and Shannon-Wiener diversity index of single sowing grassland in different regions注:图中数值为平均值±标准误。不同小写字母表示同一样点不同年份之间差异显著,不同大写字母表示同一样点不同处理之间差异显著(P<0.05),下同Note:In the figure,values are mean±SE. Different lowercase letters mean that the same point varies significantly from year to year,different capital letters indicate the same point and there is a significant difference among different treatments at the 0.05 level,the same as below

森多样地2016—2020年,单播改良措施对Shannon-Wiener指数有显著影响(P<0.05,图2c),Shannon-Wiener指数在单播2a~4a人工草地逐渐下降,但随着时间继续增加又表现为波动上升趋势。大武样地2013—2019年,单播改良措施对Shannon-Wiener指数也有显著影响(P<0.01,图2d),在2a~7a单播人工草地逐渐增加,而10单播人工草地较前期有所下降。单播后,不同区域的物种多样性均有所降低,Shannon-Wiener指数在大武单播2a和4a人工草地最低,与重度退化草地相比分别降低了1.67和1.63倍。此外,单播措施下,年份和处理对森多和大武的Shannon-Wiener指数均没有交互作用。

2.2 不同建植期草地植物功能群比例

随着单播改良年限的增加,各区域植物功能群组分的比例也发生着显著的变化(图3),且受单播改良年限的影响,森多样地2016—2020年,禾本科功能群所占比例逐渐降低,由建植2a的91.68%下降到6a的79.48%;未出现莎草科牧草和豆科牧草;杂类草所占比例逐渐增加,由8.20%增长到18.78%(图3a)。大武样地2013—2019年,禾本科功能群所占比例逐渐降低,由2a的82.89%下降到7a的42.03%,在单播10a所占比例又增长到86.89%;莎草科只在单播4a草地出现,且所占比例只有2.24%;豆科牧草比例逐年增加,由4a的1.31%增长到7a的21.04%;杂类草则呈先增加后降低的变化趋势,由2a的17.11%增长到7a的36.92%,在单播10a样地又下降到13.11%(图3b)。总体来看,不同区域单播草地禾本科植物占主要优势,其次为杂类草。单播2a,4a,森多和大武研究区的禾本科牧草比例均高于重度退化草地,莎草科牧草均未出现,豆科比例在重度退化草地均高于单播样地,杂类草牧草比例单播样地低于重度退化草地。

图3 单播措施对不同区域植物功能群的影响Fig.3 Effect of single sowing on plant functional groups in different regions

2.3 不同建植期土壤有机碳含量变化

单播措施和年限改变了土壤有机碳含量(图4)。随单播改良年限增加,森多样地土壤有机碳(SOC)呈现为先降低后增加的变化趋势(图4a),SOC在第二年最高,为40.56 g·kg-2,较重度退化草地提高了45.59%,高于重度退化草地和其他年份,土壤有机碳年际间变化表现为单播2a>单播3a>单播5a>单播4a。大武样地土壤有机碳大体呈上升的变化趋势(图4b),SOC在种植10a草地最高,为32.59 g·kg-2,低于重度退化草地,土壤有机碳单播10a>单播4a>单播7a>单播6a>单播2a。森多和大武研究区单播样地和重度退化草地相同土层之间没有显著差异。与重度退化草地相比,单播措施提高了森多样地的土壤有机碳含量,但差异不显著;而单播措施下,大武样地的土壤有机碳含量除6a草地外均低于重度退化草地的土壤有机碳含量。

图4 单播措施对不同区域土壤有机碳含量的影响Fig.4 Effect of single sowing on soil organic carbon content in different regions

2.4 评价模型的各单项测算指数

由表2可知,单播改良年限对森多样地基况指数、活力指数、组织力指数和恢复力指数均未产生显著影响;单播改良年限下,大武样地的组织力指数7a显著高于4a草地(P< 0.05),随改良年限增加呈现为先降低后增加又降低的变化趋势,恢复力指数6a显著高于2a和10a草地(P< 0.05),随改良年限的增加呈先增加后降低的趋势。而单播改良年限对大武样地基况指数和活力指数没有产生显著影响。

表2 不同区域单播措施下评价模型的各单项测算指数Table 2 Single measure indexes under single sowing in different regions

2.5 草地生态系统CVOR健康指数的模型评价

利用CVOR综合指数对不同区域单播草地进行健康评价,研究发现森多样地2016-2019年,单播草地在建植5a草地CVOR值最高,数值达0.82,处在生态系统“健康”区间,与4a草地相比差异显著(P< 0.05)。单播2a草地处于“健康”区间,数值为0.76,单播3a和4a草地的CVOR值均处于“警戒”状态,且差异不显著(图5a),草地生态健康程度大致为:单播5a>单播2a>单播3a>单播4a。

大武样地2013—2019年,随着单播年限的延长,CVOR值变化不一,单播4a,6a和7a草地处于生态系统“健康”区间,数值均大于0.75,且4a单播草地的CVOR值最高,但与其他建植期相比差异不显著,在种植2a和10a的草地处于“警戒”区间,CVOR值分别为0.62和0.66(图5b)。草地生态健康程度大致为:单播4a>单播6a>单播7a>单播10a>单播2a。在单播2a草地,森多样地的CVOR值高于大武样地,而在4a草地,大武样地CVOR值又高于森多单播草地。

图5 不同区域单播人工草地健康评价结果Fig.5 Health evaluation results of single sowing grassland in different regions

3 讨论

3.1 草地生产力与多样性

草地植被恢复过程中,植物群落结构特征变化最为明显。生产力决定着草地的承载力,植物群落生产力是否增加是草地恢复最直观的标准,而地上生物量是反映草地状况和生产潜力的基本指标,也是反映群落结构的重要指标。本研究中单播措施显著提高了不同区域重度退化草地的地上生物量,说明单播措施促进重度退化草地群落数量特征得到恢复,生产力提高[45-47]。人工草地的建植是人为干扰植被自然状态的一种行为,是处于不断发展、变化和演替之中的[48]。因此,在不同建植时期,其群落结构特征、物种多样性以及土壤理化性质等均存在明显差异[45],而草地生产力的年际变化主要由当地降水、气温和日照辐射等环境因子所决定。韩海龙等[49]和杨慧茹等[50]研究发现单播措施随着生长年限的延长生物量逐渐下降,并且草地早熟禾单播人工草地植被地上生物量在2a草地达到最高。王长庭等[51]在三江源区不同建植年代人工草地群落演替中得到,人工草地建植14年后,其物种数、生物量与多样性指数回升。李斌奇等[52]研究表明,高寒草地生物量会随着降水量的增加而增加,吴红宝等[53]则认为温度是决定地上生物量的关键因子。本研究中,随着改良年限的延长,森多单播样地地上生物量呈上升-下降-上升的变化趋势,对3a草地的影响最为明显,大武单播样地呈下降-上升的变化趋势,对10a草地的地上生物量增产效果更明显,与上述研究不尽一致,造成这种结果的原因可能是当地的水热条件和年降水量等多方面的原因。另外,不同区域单播草地植被地上生物量、功能群和物种多样性均有差异,而这种差异主要受经纬度、海拔、降水量、日照时数等众多因素影响所致[46]。有研究表明高寒草地生物量随着海拔的升高而降低[53],随着经纬度的升高而显著减小[54],吴红宝等[53]在海拔对藏北高寒草地物种多样性和生物量的影响中表明温度是决定地上生物量的关键因子,而海拔的升高又会引起温度的降低[55]。因此,本研究中单播措施的2a和4a草地,地上生物量森多的增产效果均比大武好,其原因可能是与2个区域所处的生态环境差异较大有关,且森多的水热条件更有利于植被的生长发育。

物种多样性是反映群落结构类型、发展阶段、稳定程度和植被群落的生境差异的指标,在植被群落中具有重要的生态学意义[56]。本研究中,单播措施的草地植物群落的Shannon-Wiener指数因时间和空间的变化而有明显的差异,时间尺度上,随着改良年限的延长,森多单播样地的Shannon-Wiener指数呈先下降后上升的变化趋势,而大武单播样地则呈相反的变化趋势。区域尺度上,在相同建植2a和4a草地中,大武单播人工草地Shannon-Wiener指数最低。高小刚[5]研究发现,人工草地Shannon-Wiener指数随着建植年限的增长呈现先增大后不变的趋势。张强强[57]则认为,不同年限人工草地3年草地变化最明显,且随着建植年限的延长,多样性指数也随之提高,生态优势度反而降低。本研究结果中,与重度退化草地相比,森多单播草地物种多样性指数均显著降低,这与许涛等[58]研究结果一致。大武单播样地物种多样性指数变化趋势一致,均呈上升-下降的趋势,并且低于重度退化草地,研究结果与前人研究结果存在差异,这可能与地理位置、环境因素、土壤性质等有关。有研究表明,高寒草甸物种多样性指数随着年均温的升高而显著升高[54]。建植人工草地后,不同区域的物种多样性具有明显的不同,森多与大武2a,4a草地物种多样性均低于重度退化草地,且Shannon-Wiener指数在大武2a单播样地最低,这与上述研究结果一致。

3.2 草地植物功能群比例

功能群是将一个生态系统内一些具有相似特征或行为上表现出相似特征的物种进行归类,是物种在群内地位和功能的衡量指标[59]。本研究结果中,与重度退化草地相比,单播措施对植物功能群的占比具有显著的影响,主要体现在禾本科牧草生物量的提高以及杂类草生物量的下降,这与杨增增[60]在改良措施对退化高寒草甸植被与土壤的影响中的研究结果一致。以往研究表明,高寒草甸禾本科牧草对水分的要求较为严格,随着水分含量的增加,禾本科牧草生物量也会随之增加[61],因此降水量对禾本科牧草生物量的影响更为明显[54]。本研究中,禾本科牧草生物量在时间尺度方面,森多样地2016—2020年,8月份的降水量是逐年降低的,在2018年降水量达最大,为320.6 mm,禾本科功能群所占比例与降水量的变化趋势一致,在3a草地增产明显,与以往研究结果一致;而大武样地2013—2019年8月份的降水量先增加后降低,禾本科功能群所占比例的年际变化与降水量的变化相反,在10a草地增产更为明显,这与上述研究结果不一致,这差异可能是所在地区的环境因素和人为因素造成的,还需进一步研究。在区域尺度上,有研究发现禾草类生物量与海拔呈显著负相关,随着海拔的升高禾本科植物的地上生物量会逐渐降低,本研究中在相同建植2a和4a草地中,森多单播人工草地禾本科牧草所占比例均高于大武,与上述研究结果一致。杂类草生物量方面,本研究结果表明,单播措施中杂类草的生物量均明显减少,原因是禾本科牧草占用了更多的土壤养分,抑制了杂类草的生长[62]。杂类草生物量的影响因素主要是日照时数,杂类草会随着日照时数的增加而增加[54]。

3.3 土壤有机碳含量

土壤作为植被演替的重要驱动力之一,是植物生长发育的场所,其理化特性随着栽培草地的建植和群落的演替而改变[51]。土壤有机碳是表征土壤肥力的重要参数,是评价土壤健康的关键指标。有研究表明人工草地土壤有机碳含量逐年递减[57]。魏学红等[63]研究表明,随着人工草地建立年限的增加,土壤有机碳含量在0~10 cm呈显著上升趋势,本研究中,森多单播样地0~10 cm土层中土壤SOC含量随着种植年限的延长,呈降低的变化趋势,而大武单播样地土壤SOC含量相反,随着种植年限的延长,大体呈上升的变化趋势。总体来看,本研究中有些研究结果与前人研究结果不一致,因为不同类型人工草地植物群落特征不同,植被对土壤养分的汲取方式也略有差异,导致不同人工草地土壤具有较大的异质性。

3.4 草地生态系统CVOR健康指数

草地生态系统是相对比较复杂的生态系统,影响草地生态系统的因素较多,涉及植物、动物、微生物和环境因子(土壤、气候等),草地健康标准是研究生态系统健康的关键,因此对草地生态系统健康进行评价时需要综合考虑各种因素[37]。有研究发现,区域降水量显著影响着草地的健康状况[64]。另外,气候干旱降水量的减少和分布不均导致生物量降低,进而导致草原初级生长力下降[34]。此外,放牧干扰对草地也有直接和间接的影响,直接影响主要是牲畜的践踏和采食,使得地面裸露,土壤受到侵蚀,间接影响是通过对植被与土壤的影响进一步影响草地健康[34,65]。本研究利用CVOR综合指数对不同区域单播草地进行健康评价,研究发现森多2016—2019年,单播草地在建植5a草地CVOR值最高,处在生态系统“健康”区间,单播2a草地虽处于生态系统“健康”区间,但CVOR值低于5a单播草地,而3a和4a草地的CVOR值均处于“警戒”状态,且差异不显著。大武2013—2019年,随着单播年限的延长,CVOR值变化不一,4a,6a和7a均处于生态系统“健康”区间,且在种植4a的草地CVOR值最高。可能的原因是一方面草地基况不同,有研究发现,草地基况与CVOR指数有极显著正相关关系[31]。另一方面,草地土壤的变化与植被相比有一定的滞后性,较为缓慢[66]。在单播2a草地,森多样地的CVOR值高于大武样地,而在4a草地,大武样地CVOR值又高于森多单播草地,这是因为森多2016年的降水量181.2 mm高于大武2015年降水量58.2 mm。综上,单播措施对不同区域的植被和土壤都起到了一定的效果。

4 结论

对三江源区不同建植期单播人工草地研究发现,单播后,不同区域退化草地的植被地上生物量均有增加;单播后,功能群生物量也发生了变化,2个样地禾草类生物量均占据了重要地位,而杂类草的生物量显著下降;Shannon-Wiener指数均有所下降;CVOR指数综合评价得出,森多和大武研究区在单播后,均处于生态系统“警戒”和“健康”区间。因此,结合地上生物量、禾本科牧草生物量等各项指标,可得出单播是恢复黑土滩退化草地的有效措施。

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