不同割草制度对大针茅草原群落动态及土壤理化特征的影响研究

发布时间：2020-05-12 05:27

【摘要】：刈割等人为干扰活动已成为引起草原退化的重要因素,因此如何制定科学合理的割草制度、保护和恢复草原固有的结构与功能,已成为一项刻不容缓的任务。本研究以内蒙古锡林郭勒典型草原区大针茅(Stipa grandis)草原群落为研究对象,设计多种割草制度并布置试验处理小区,进行不同强度的人为干扰,在对植被与土壤综合调查的基础上,开展不同割草制度下大针茅草原群落功能结构与物种多样性、物种间关系与生态位、植物养分与土壤理化特性的研究,利用17年连续观测数据分析不同割草制度下大针茅草原群落结构特征的动态演变过程,探索大针茅草原群落在割草干扰下的动态轨迹、趋势及相应的土壤特征变化。主要研究结论如下:(1)刈割导致大针茅草原群落高度、地上生物量下降,而且群落高度、地上生物量与刈割频次呈负相关性;刈割促进大针茅草原群落密度的增加,其中一年割一次对群落密度的促进作用最大;除高度、个体性状指标外,刈割有利于大针茅密度和生物量的维持,有利于糙隐子草密度的增加,但对羊草密度和生物量的作用相反。不同割草制度下,大针茅草原群落的种群分布以及物种多样性存在显著差异。刈割处理下,大针茅是群落中绝对优势物种,其建群种地位得以维持,但在不割草对照处理下,羊草成为群落中的优势物种,且优势显著增强。合理的刈割有助于提高群落的物种丰富度,但不割草对照处理更有利于物种多样性的恢复。(2)刈割使得大针茅草原群落总体关联性显著增加,导致群落结构与功能的不稳定,相同物种对在不同割草制度下的关联性存在一定差异。高频次的刈割会显著降低群落的稳定性,而不割草对照处理有助于提升群落的稳定性。刈割有助于提高植物种的生态位宽度,且刈割频次越大,促进作用越明显;刈割使得植物种间生态位重叠度平均值有所增长,植物种间的竞争加大;植物种间的生态位重叠指数与生态位宽度存在正向关联性,当物种对生态位宽度较大时,其生态位重叠指数也相对较高,反之亦然。(3)刈割有助于提高大针茅草原群落的物种丰富度,高频次和低频次刈割的促进作用更加明显,而中等频次刈割的促进作用相对较弱;累计刈割效应使得群落的物种多样性和均匀性有所下降,短期高频次刈割易导致群落物种的不均衡。(4)不同割草制度下,大针茅草原群落17年的演变过程大致可划分为三个阶段。一年割两次:第一阶段(2001～2006年),群落类型为大针茅+糙隐子草、羊草群落;第二阶段(2007～2012年),群落类型为大针茅+羊草、黄囊苔草群落;第三阶段(2013～2017年),群落类型为大针茅+黄囊苔草、羊草群落。一年割一次:第一阶段(2001～2006年),群落类型为大针茅+羊草、糙隐子草群落;第二阶段(2007～2012年),群落类型为大针茅+黄囊苔草、羊草群落;第三阶段(2013～2017年),群落类型为大针茅+羊草、黄囊苔草群落。割两年休一年:第一阶段(2001～2006年),群落类型为大针茅+糙隐子草、羊草群落;第二阶段(2007～2010年),群落类型为大针茅+羊草、黄囊苔草群落;第三阶段(2011～2017年),群落类型为大针茅+黄囊苔草、羊草群落。割一年休一年:第一阶段(2001～2004年),群落类型为大针茅、羊草+糙隐子草、黄囊苔草群落;第二阶段(2005～2011年),群落类型为大针茅+羊草、黄囊苔草群落;第三阶段(2012～2017年),群落类型为大针茅+羊草、黄囊苔草、米氏冰草群落。不割草对照:第一阶段(2001～2003年),群落类型为大针茅+羊草、糙隐子草、黄囊苔草群落;第二阶段(2004～2009年),群落类型为大针茅+羊草、米氏冰草、黄囊苔草群落;第三阶段(2010～2017年),群落类型为羊草+大针茅、米氏冰草、西伯利亚羽茅群落。(5)高频次刈割会在一定程度上减少土壤有机质含量,合理刈割则在一定程度提高土壤有机质含量,其中一年割一次的作用最明显;刈割减少了土壤中的全氮、速效磷含量,但增加了土壤中的速效氮、全磷含量;土壤中有机质含量、全量养分含量、速效性养分含量普遍随土层深度的增加而逐渐减少。刈割在一定程度上促进植物全氮含量的增加,且低频次刈割的促进作用更加明显;刈割使得植物的全磷含量减少,刈割频次越大,影响越明显。(6)0-40cm不同深度土层的土壤现存贮水量与植物地上生物量存在显著的正向关联性;优势物种的地上生物量与土壤速效养分存在明显的线性关系;群落高度、密度、地上生物量、地面凋落物与土壤全氮具有显著的正相关关系,地面凋落物与土壤速效磷存在显著的正相关关系,群落密度与土壤全钾存在显著的负相关关系,群落高度、地上生物量、地面凋落物与土壤有机质以及群落高度、地面凋落物与全钾之间具有极显著的正相关关系。
【图文】：

图 2.1 研究区地理区位及样本地块空间分布图Fig.2.1 Location map of the study region and spatial distribution of plots锡林郭勒草原区的气候类型属于中温带半干旱大陆性草原气候，是我国温带草原区中比较有代表性的区域。夏季时，锡林郭勒草原在一定程度上受海洋季风

图 2.3 本研究技术路线图Fig.2.3 The technology roadmap of this study.5.2 本研究的创新之处（1）设计多种割草制度（频次）来模拟不同强度的人为干扰因素，，在植
【学位授予单位】：内蒙古大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：S812.2

【相似文献】

相关期刊论文 前10条

1 杨涵越;聂梅;张景慧;黄永梅;;基于蜥蜴干扰的大针茅草原补偿生长研究[J];北京师范大学学报(自然科学版);2014年04期

2 董亭;李群;赵萌莉;贾乐;阿穆拉;韩国栋;白玮杰;;放牧对大针茅根系生物量影响的研究[J];草地学报;2011年02期

3 安渊,李博,杨持,闫志坚,韩国栋;不同放牧率对大针茅种群结构的影响[J];植物生态学报;2002年02期

4 马志广;陈敏;聂素梅;王育青;;松土改良大针茅草原的研究[J];中国草原;1987年03期

5 刘钟龄,李忠厚;内蒙古羊草+大针茅草原植被生产力的研究——Ⅱ.种群地上现存生物量的研究[J];干旱区资源与环境;1988年01期

6 袁清;;巴林左旗大兴安岭山麓大针茅草原生产力的研究[J];中国草原;1988年04期

7 马炜j;嵇绵;;植物运动拾趣(二)[J];植物杂志;1988年02期

8 杜占池,杨宗贵;土壤水分充足条件下羊草和大针茅光合速率午间降低的原因[J];植物生态学与地植物学学报;1989年02期

9 戚秋慧,盛修武,姜恕,金启宏,洪亮;羊草和大针茅群落光合速率的比较研究[J];植物生态学与地植物学学报;1989年04期

10 杨宗贵,杜占池;不同生长时期羊草大针茅光合速率与气温关系的比较研究[J];植物生态学与地植物学学报;1989年04期

相关会议论文 前3条

1 贾丽欣;杨阳;张峰;乔荠;赵萌莉;;不同刈割方式对大针茅草地群落特征和生物多样性的影响[A];中国植物学会八十五周年学术年会论文摘要汇编（1993-2018）[C];2018年

2 包玉英;王启;;羊草+大针茅草原群落AM真菌多样性及时空分布特征[A];中国菌物学会第五届会员代表大会暨2011年学术年会论文摘要集[C];2011年

3 汪季;周心澄;丁国栋;高永;史绣花;李玉宝;;草原荒漠化评价的植物指标研究[A];中国治沙暨沙产业研究——庆贺中国治沙暨沙业学会成立10周年（1993-2003）学术论文集[C];2003年

相关重要报纸文章 前1条

1 ;世界十大草原之“最”[N];兰州日报;2006年

相关博士学位论文 前3条

1 鲍雅静;羊草草原割草演替与能量固定及分配规律的关系研究[D];内蒙古大学;2001年

2 张彩琴;内蒙古典型草原生长季内植物生长动态的数学模型与计算机模拟研究[D];内蒙古大学;2007年

3 高慧;放牧/刈割干扰下物种适应策略及资源可利用性梯度上的群落构建机理研究[D];南开大学;2013年

相关硕士学位论文 前10条

1 时光;不同割草制度对大针茅草原群落动态及土壤理化特征的影响研究[D];内蒙古大学;2019年

2 郭健;中国北方草地大针茅的亲缘地理及其进化关系研究[D];辽宁大学;2015年

3 张泽;大针茅群落蒸发、蒸腾及蒸散观测研究[D];内蒙古大学;2018年

4 苏日高格;不同放牧率对典型草原大针茅种群特征的影响[D];中国农业科学院;2018年

5 武艳涛;利用放牧管理控制针茅颖果芒刺对家畜危害的研究[D];内蒙古大学;2018年

6 吴英;大针茅草原放牧退化过程中土壤有机碳组分及其来源研究[D];内蒙古大学;2017年

7 王颖杰;大针茅草原植被及土壤理化性质对放牧制度的响应[D];内蒙古农业大学;2012年

8 李春强;家畜放牧对锡林郭勒大针茅草原植被及土壤特征的影响[D];东北师范大学;2016年

9 董亭;放牧强度对大针茅根系生物量及其形态特征影响的研究[D];内蒙古农业大学;2011年

10 李怡;放牧对大针茅草原碳储量的影响[D];内蒙古农业大学;2011年

本文编号：2659736