家畜放牧对锡林郭勒大针茅草原植被及土壤特征的影响

发布时间：2017-10-14 10:36

  本文关键词：家畜放牧对锡林郭勒大针茅草原植被及土壤特征的影响

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【摘要】：草地生态系统(grassland ecosystem)是陆地生态系统的重要组成部分,也是人类重要的畜牧业基地。在我国,草地不仅是人们进行经济活动和赖以生存的基础,也是调节气候、保持水土、遏制沙漠化的重要绿色屏障。然而近几十年来,由于人类不合理的开发利用及气候变化的影响,我国的草地退化(grassland degradation)问题日趋严峻。由过度放牧引发的草地荒漠化和沙尘暴等问题,严重影响草地的生态环境和生态畜牧业等相关草原产业的可持续发展。放牧作为草地利用和管理的重要方式,能够通过家畜采食(foraging)、践踏(trampling)和粪尿(feces and urine)沉积等多种方式作用于草地,影响草地生态系统的结构和功能。目前,人们将研究主要集中于不同放牧强度对多种草地类型的影响上,而有关草地生态系统对不同放牧方式的响应的研究较少。探讨不同大型草食动物放牧时,对草地生态系统影响的差异及机制,具有十分重要的理论和实践意义。本研究以锡林郭勒大针茅草原为研究对象,通过放牧控制实验来研究不同放牧方式下,大型草食动物(西门塔尔牛和内蒙古细毛羊)对草地植被及土壤性质的影响。本研究获得的主要结论如下:(1)不同放牧方式对植物地上生物量及物种多样性的作用效果存在差异。在牛羊单牧及混牧处理时,各样地的植物地上生物量均显著降低,且各处理之间无显著差异。除此以外,在羊单牧处理时,样地的植物香农威纳指数和辛普森指数降低显著;在牛单牧处理时,样地的植物均匀度指数降低较大。以上结果表明单牧对大针茅草原植被可能存在负面的效应,而混牧时对草地植被的影响较小。(2)草地土壤理化性质对不同放牧方式的响应程度不同。在无牧、牛单牧和羊单牧处理时土壤含水量降低显著,而在牛羊混牧处理时土壤含水量降低不显著。经过处理后,无牧、牛单牧和羊单牧样地的土壤含水量差异不显著,但均显著低于牛羊混牧处理样地的土壤含水量。这表明混牧能更好的维持大针茅草原土壤含水量。在无牧、羊单牧处理时,样地的土壤CO2通量均降低显著;而在牛单牧和牛羊混牧处理时,样地的土壤CO2通量均降低不显著。经过处理后,牛羊单牧和混牧处理样地的土壤CO2通量均显著高于无牧处理样地的土壤CO2通量。说明放牧对土壤呼吸存在促进作用。同时,各处理样地的土壤有机碳含量、土壤总氮含量及土壤碳氮比均无显著变化。但在牛羊混牧处理时样地的土壤有机碳含量增加趋势最大;在牛羊单牧处理时样地的土壤总氮含量有降低趋势,而在牛羊混牧处理时样地的土壤总氮含量却有增加趋势;在牛单牧处理时样地的土壤碳氮比增加最高。经过处理后,各样地之间土壤有机碳含量、土壤总氮含量及土壤碳氮比均无显著差异。以上结果表明牛单牧不利于大针茅草原土壤总氮的增加,而混牧时会促进土壤有机碳和土壤总氮含量的累积。经过放牧处理后,各样地的土壤速效氮含量均显著增加,且各样地之间土壤速效氮含量无显著差异,但在短期无牧、牛单牧、牛羊混牧处理时样地的土壤速效氮含量增加不显著,而在短期羊单牧处理时样地的土壤速效氮含量却增加显著。这表明放牧对大针茅草原土壤速效氮的影响不大,但在短期内,羊单牧对土壤速效氮的作用更为显著。(3)草地土壤特征因子之间关系密切,而植被和土壤特征因子之间并无显著的线性回归关系。综上所述,放牧会对草地植被和土壤产生影响,并与放牧方式有关。不同放牧方式对草地植被和土壤理化性质产生不同的影响,并且一些土壤特征因子之间发生相互作用,从而,使不同放牧方式对草地生态系统结构和功能产生不同的作用。本实验通过研究不同放牧方式对大针茅草原的影响,揭示了家畜单牧和混牧时对草地产生不同影响的途径和机制,明确了家畜单牧及混牧在维持草地生态系统结构和功能稳定中起到的重要作用,填补了放牧对草地生态系统影响的研究中有关不同草食动物作用差异研究的空白,丰富了草地生态学研究理论。研究结论还表明了在大针茅草原,家畜单牧可能会对草地生态系统的稳定造成一定的影响,而混牧却能更好的实现草地的可持续利用,这为更好的开展草地的适应性管理提供了可靠的科学依据。
【关键词】：草食动物 放牧方式 大针茅草原 植被特征 土壤特征
【学位授予单位】：东北师范大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：S812
【目录】：

• 摘要5-7
• Abstract7-11
• 1 引言11-19
• 1.1 研究背景11-12
• 1.2 研究现状与分析12-18
• 1.2.1 放牧与草地植被12-15
• 1.2.2 放牧与草地土壤15-17
• 1.2.3 研究中存在的问题17-18
• 1.3 研究目的与意义18-19
• 2 研究区域与研究方法19-27
• 2.1 研究地点19-20
• 2.1.1 地理位置19
• 2.1.2 气候特点19
• 2.1.3 土壤特征19
• 2.1.4 植被特征19-20
• 2.1.5 动物资源20
• 2.2 实验样地20-22
• 2.3 研究方法22-27
• 2.3.1 样地设置及实验处理22-23
• 2.3.2 植被调查取样及测定23-24
• 2.3.3 土壤取样及测定24-25
• 2.3.4 数据处理与统计分析25-27
• 3 结果与分析27-42
• 3.1 放牧方式对植被特征的作用27-30
• 3.1.1 植物地上生物量变化27-28
• 3.1.2 植物多样性变化28-30
• 3.2 放牧方式对土壤特征的作用30-36
• 3.2.1 土壤含水量变化30-31
• 3.2.2 土壤CO2通量响应31-32
• 3.2.3 土壤有机碳响应32
• 3.2.4 土壤总氮响应32-33
• 3.2.5 土壤碳氮比响应33-34
• 3.2.6 土壤硝态氮变化34-35
• 3.2.7 土壤铵态氮变化35-36
• 3.2.8 土壤速效氮变化36
• 3.3 植被及土壤因子之间的关系36-42
• 3.3.1 地上生物量与土壤因子36-37
• 3.3.2 土壤含水量与土壤碳、氮37-38
• 3.3.3 土壤CO2通量与土壤碳、氮38-39
• 3.3.4 土壤有机碳与土壤氮39-40
• 3.3.5 土壤总氮与土壤速效氮（土壤硝态氮和土壤铵态氮）40-42
• 4 讨论42-47
• 4.1 放牧对草地植被特征的影响42-43
• 4.2 放牧对草地土壤特征的影响43-46
• 4.3 植被及土壤之间的相互关系46-47
• 5 结论47-49
• 参考文献49-56
• 致谢56

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本文编号：1030623