|
表3-43 不同年份群落植物的重要值
|
|
2004.8.26 |
2005.8.30 |
|
|
RG |
CG |
CK |
RG |
CG |
CK |
|
短花针茅 |
6.4 |
13.03 |
5.19 |
8.42 |
18.77 |
10.47 |
|
无芒隐子草 |
12.24 |
7.41 |
6.28 |
15.95 |
9.58 |
14.37 |
|
糙隐子草 |
6.91 |
7.78 |
8.31 |
5.11 |
5.81 |
7.06 |
|
碱韭 |
14.74 |
13.03 |
11.72 |
19.08 |
7.81 |
9.65 |
|
银灰旋花 |
9.4 |
0.43 |
11.87 |
8.81 |
0.39 |
17.02 |
|
狭叶锦鸡儿 |
1.64 |
0 |
3.67 |
0.54 |
0 |
5.29 |
|
乳白花黄芪 |
0.71 |
2.06 |
1.95 |
0.26 |
1.08 |
0.62 |
|
木地肤 |
1.88 |
1.58 |
3.41 |
1.5 |
1.16 |
4.19 |
|
细叶葱 |
5.36 |
8.21 |
3 |
4.59 |
6.29 |
4.84 |
|
寸草苔 |
2.83 |
3.99 |
3.05 |
4.36 |
8.93 |
3.32 |
|
细叶苔草 |
0 |
0 |
0 |
1.84 |
1.21 |
0.19 |
|
茵陈蒿 |
4.15 |
4.13 |
0 |
0.3 |
2.37 |
0 |
|
兔唇花 |
0.21 |
1.51 |
0 |
0.05 |
0.51 |
0 |
|
点地梅 |
|
|
|
0 |
0.71 |
0 |
|
栉叶蒿 |
25.47 |
14.18 |
34.55 |
16.6 |
5.5 |
12.89 |
|
天冬 |
1.46 |
2.89 |
0 |
0.82 |
2.41 |
0 |
|
蒙古葱 |
0.99 |
4.34 |
0 |
0.81 |
7.62 |
0 |
|
棘豆 |
|
|
|
0.04 |
0.14 |
0 |
|
冷蒿 |
0 |
2.37 |
7.01 |
0 |
1.41 |
0 |
|
野韭 |
1.68 |
0 |
0 |
0.76 |
0 |
0 |
|
阿尔泰狗娃花 |
0.45 |
5.19 |
0 |
0.11 |
3.11 |
0 |
|
猪毛菜 |
0.28 |
8.52 |
0 |
1.1 |
1.25 |
0.89 |
|
虱子草 |
0 |
0 |
0 |
3.45 |
0.65 |
4.06 |
|
冠芒草 |
0 |
0 |
0 |
1.49 |
2.39 |
2.32 |
|
灰绿藜 |
0 |
0 |
0 |
0.34 |
0.2 |
0 |
|
马齿苋 |
0.1 |
0.46 |
0 |
0.12 |
0.19 |
0 |
|
委陵菜 |
0 |
1.27 |
0 |
0.07 |
0.29 |
0.09 |
|
画眉草 |
0 |
0 |
0 |
0.35 |
2.15 |
0.93 |
|
蛇葱 |
0 |
0 |
0 |
0.07 |
0.54 |
0 |
|
马莲 |
0 |
0 |
0 |
0.05 |
0 |
0 |
6.3 划区轮牧对群落α多样性指数的影响
不同放牧制度群落物种多样性指数分析（表3-44）表明， 2004年，不同处理多样性指数轮牧区4种多样性指数均低于自由放牧区。2005年，轮牧区的物种丰富度高于自由放牧区和对照区，Shannon-wiener、Simpson和Pielou指数均低于自由放牧区；两年度内对照区和轮牧区种类数量优势分化程度均低于自由放牧区，说明自由放牧区群落内种类优势差异程度最高，群落内种群数量结构趋向简单；而对照区和轮牧区群落数量结构关系较自由放牧区复杂和稳定，种群之间的等级差异相近。
从两年度间分析，经过两年的试验，对照区、轮牧区和自由放牧区的植物种类丰富度和多样性较前一年均有较大幅度增加，其中尤以对照区和轮牧区增加幅度较大，优势度指数除对照区有所增加，轮牧区和自由放牧区基本不变化；轮牧区和自由放牧区均匀度均略有下降。这主要是因为，群落物种丰富度和多样性程度越大，物种对生境的分割程度越高( Reynolds, 1997)，因而导致群落物种均匀度的降低。
表3-44 荒漠草原群落丰富度指数
|
丰富度指数 |
2004.8.26 |
2005.8.30 |
|
|
RG |
CG |
CK |
RG |
CG |
CK |
|
Margalef丰富度指数 |
4.02 |
4.88 |
1.99 |
6.08 |
5.86 |
3.69 |
|
Shannon-wiener多样性指数 |
2.39 |
2.71 |
2.11 |
2.48 |
2.77 |
2.47 |
|
Simpson优势度指数 |
0.88 |
0.92 |
0.83 |
0.89 |
0.92 |
0.90 |
|
Pielou均匀度指数 |
0.79 |
0.86 |
0.85 |
0.74 |
0.83 |
0.85 |
6.4 群落β多样性指数
以荒漠草原不同放牧制度为研究对象，分析群落的β－多样性随取样面积的变化趋势，结果表明，群落内物种替代程度与取样面积大小密切相关（图3-21），βw随样方面积的增加而减小，这是因为在面积较小的样方内，微环境相对一致，单位样方内平均物种数较小，样方间物种替代速率较高。随着取样面积的增加，样方内微环境类型或资源
图3-21不同放牧制度群落β多样性
异质性增加，而样方间的异质性逐渐降低，物种的周转速率也随之降低。荒漠草原在不放牧、自由放牧和划区轮牧下，在取样面积相同时, 3个处理差异不显著（p>0.05），但轮牧区β多样性指数最高，其次为不放牧区（对照区）和自由放牧区；这可能因为轮牧区有一定的休闲时期，草地植物生长加快，植被盖度增加，使草地践踏相对减轻，各轮牧小区植物分布异质性增加，所以轮牧区草地 β多样性指数较高。另外，轮牧区植物被选择采食的强度始终小于自由放牧区，特别是轮休期更是如此，都可能使轮牧区β多样性指数高于自由放牧区，说明轮牧区群落结构在一定程度上是相对复杂和稳定的。
6.5 群落现存量及其动态
从图3-22可看出，2004年，轮牧区、自由放牧区、对照区地上现存量分别为76.05g/m2、49.01 g/m2、86.24 g/m2，轮牧区和对照区显著高于自由放牧区（P<0.05）。2005年，轮牧区、自由放牧区、对照区地上现存量分别为43.28 g/m2、25.21 g/m2、48.17 g/m2，对照区和轮牧区现存量显著高于自由放牧区（P<0.05）。2005年群落现存量显著低于2004年，而且现存量高峰期出现的时间推迟。这主要是由于2005年6、7月份几乎没有降雨，且高温干热，8月初开始降雨，再使草地长出嫩草，但降雨量仍很少，所以地上现存量较低，而且现存量高峰期推迟。
图3-22 不同放牧制度草地产量
2005年对照区、轮牧区和自由放牧区群落现存量在试验开始（6月1日）时均处于最低水平，分别为6.33 g/m2、5.93 g/m2和9.32 g/m2（图3-23）。处理间现存量差异不
显著（P＞0.05）；随着放牧的延续，现存量开始增加，起初对照区增加较快，7、8月份对照区现存量均处于最高水平，显著高于轮牧区和自由放牧区（P<0.05），而轮牧区和自由放牧区之间差异不显著（P＞0.05）；8月份以后轮牧区现存量增长速度加快，9月份群落现存量达到最高峰 ，轮牧区和对照区显著高于自由放牧区（P＞0.05）；自9月份以后群落现存量开始下降。10月份三处理之间差异显著（P<0.05），对照区大于轮牧区，轮牧区又大于自由放牧区。在11月份，对照区群落现存量显著高于轮牧区
图3-23 2005年群落现存量动态
（P<0.05），而轮牧区和自由放牧区现存量差异不显著（P＞0.05）。
6.6小结
轮牧区短花针茅、碱韭高度显著高于自由放牧区，轮牧区无芒隐子草盖度显著高于自由放牧区和对照区，轮牧区和对照区碱韭盖度显著高于自由放牧区。
两年中短花针茅的重要值均是自由放牧区最高，无芒隐子草、碱韭均轮牧区高于自由放牧区，银灰旋花在对照区重要值较高。轮牧区保持了植物群落建群种和优势种的优势地位，轮牧区群落环境是相对稳定的。
对照区、轮牧区和自由放牧区的植物种类丰富度和多样性均较前一年均有所增加，其中尤以对照区和轮牧区增加幅度较大，优势度指数除对照区有所增加，轮牧区和自由放牧区基本不变化；轮牧区和自由放牧区均匀度均略有下降。群落βw多样性指数随取样面积增加而降低，荒漠草原在不放牧、连续放牧和划区轮牧下，轮牧区β多样性指数最高，其次为对照区和自由放牧区。
轮牧区和对照区地上现存量显著高于自由放牧区。荒漠草原轮牧区绵羊体重高于自由放牧区。
7. 模拟刈牧对坝上地区天然羊草草地群落影响的研究
试验于2005、2006年5－9月在河北坝上沽源牧场-国家草地生态系统野外科学观测站（塞北）进行。选取地势平坦、土壤肥力基本一致、草地植物长势良好的地段作为样地，共设五个摘除压力，采用随机区组设计，三次重复，每个小区面积为12m×8m。用剪草机割草来代替刈牧利用，在试验期间持续割草，给草地造成一种连续的摘除压力。摘除压力的大小以不同的留茬高度来表示，不同的压力使草地维持在不同的高度范围内，留茬越低，给草地施加的压力越大。摘除压力记为d0、d1、d2、d3、d4，即不利用（d0）、留茬15cm（d1）、留茬10cm（d2）、留茬5cm（d3）及2cm（d4，全部利用）。用割灌机（CG330）进行割草利用，使各处理保持一定的摘除水平，即羊草在试验期内维持在设定的留茬高度范围内。
7.1 不同刈牧强度对草地植被的影响
从图3-24可知，物种数与物种丰富度有着相同的变化趋势，通过两年的刈牧试验，对照样地（D0）的物种数和物种丰富度最低，而连续重度刈割下的物种数和物种丰富度最高，D2处理结果一般居中。
 
图3-24 不同处理强度对植物群落物种多样性的影响
7.2 对地上生物量的影响
7.2.1 地上现存量的变化
从表3-45可以看出，6-8月羊草种群地上生物量一直呈增加趋势，到了9月份稍
表3-45 不同摘除强度下羊草种群地上现存量的变化
|
时间
Time |
摘除强度 Defoliation intensity |
|
d0 |
D1 |
d2 |
d3 |
d4 |
|
6.15 |
43.9 |
40.5 |
36.8 |
10.2 |
3.5 |
|
7.11 |
122.0 |
88.4 |
68.2 |
17.8 |
5.2 |
|
8.9 |
161.3 |
86.5 |
76.4 |
22.2 |
7.3 |
|
9.10 |
147.6 |
96.7 |
66.5 |
20.1 |
6.5 |
|
平均值（Mean） |
118.7 |
78.0 |
62.0 |
17.6 |
5.6 |
有下降。随着摘除强度的增加而地上部分现存量逐渐减少。在8月中旬，现存量达到最大时，未摘除利用的现存量为161.3g/m2，随着摘除压的增大，降到86.5g/m2至76.4 g/m2，再进一步则降至22.2 g/m2，最后齐地面方式利用的最少。
7.2.2 摘除量（再生量）的变化
由表3-46可知，随着利用强度的增大，再生量出现了波动式的变化，除去未利用的处理外，轻度利用（d1）和重度利用（d4）在生长旺季的再生量要小于d2和d3的处理方式，其中d3要稍高于d2，所以一定程度的利用有助于羊草的再生，这与适度放牧优化假说的理论相符和。d2处理的羊草净积累量超过了不利用处理的积累量，出现了超补偿性生长的现象。
表3-46 不同摘除强度下再生量的变化
|
再生月份
|
摘除强度 |
|
d0 |
d1 |
d2 |
d3 |
d4 |
|
5-6 |
43.9 |
5.2 |
10.5 |
20.0 |
12 |
|
6-7 |
72.1 |
14.0 |
29.1 |
39.2 |
25.8 |
|
7-8 |
39.3 |
8.4 |
34.3 |
35.9 |
17.0 |
|
8-9 |
-13.7 |
3.7 |
16.9 |
13.7 |
4.4 |
|
总和 |
141.6 |
31.3 |
90.8 |
108.8 |
59.2 |
7.2.3 地上最大净初级生产力与摘除压的关系
地上最大净初级生产力（ANPP）是指各处理小区生长季中最大地上现存量的均值加上收获量的总和。从图3-25可以看出，地上现存量虽然随着摘除压的增大而急剧下降，
图3-25 地上净初级生产力与摘除压的关系
但地上净初级生产力的变化并没有出现相同的趋势，反而d2处理要高于未利用处理，d3处理与之相当，d1和d4处理降低的比较明显。这说明适当利用能刺激羊草的再生，具有补偿性或超补偿性生长的特点。d4处理虽然有一定的收获量，但其利用方式对草地造成了极大的破坏，从长远考虑，这种方式是不可取的。
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