放牧強度對荒漠草原植物種群高度的季節(jié)性影響

單玉梅 ，溫 超 ，陳海軍 ，常 虹 ，木 蘭 ，張璞進(jìn) ，曄薷罕 ，孫海蓮

（1.內(nèi)蒙古農(nóng)牧業(yè)科學(xué)院，內(nèi)蒙古 呼和浩特 010031；2.中國科學(xué)院內(nèi)蒙古草業(yè)研究中心，內(nèi)蒙古 呼和浩特 010031；3.內(nèi)蒙古自治區(qū)生物技術(shù)研究院，內(nèi)蒙古 呼和浩特 010010）

放牧強度對荒漠草原植物種群高度的季節(jié)性影響

單玉梅1，2，溫 超1，2，陳海軍3，常 虹1，2，木 蘭1，2，張璞進(jìn)1，2，曄薷罕1，2，孫海蓮1，2

（1.內(nèi)蒙古農(nóng)牧業(yè)科學(xué)院，內(nèi)蒙古 呼和浩特 010031；2.中國科學(xué)院內(nèi)蒙古草業(yè)研究中心，內(nèi)蒙古 呼和浩特 010031；3.內(nèi)蒙古自治區(qū)生物技術(shù)研究院，內(nèi)蒙古 呼和浩特 010010）

荒漠草原是處于草原和荒漠之間的過渡草原和緩沖地帶，其植物種群高度易受自然因素和人為因素的制約。研究了人為因素中的放牧對3種植物種群高度的季節(jié)性影響，分別為建群種短花針茅（Stipa breviflora），優(yōu)勢種冷蒿（Artemisia frigida）和無芒隱子草（Cleistogenes songorica）。 結(jié)果表明，在6—9月，3種植物種群高度均隨放牧強度的增加而降低。其中，短花針茅種群高度從6月初—9月呈現(xiàn)逐月降低的趨勢；冷蒿和無芒隱子草種群高度從5—9月表現(xiàn)為先增加后降低的趨勢，8月達(dá)到最大值。

放牧強度；荒漠草原；種群高度

荒漠草原是處于草原和荒漠之間的過渡草原和緩沖地帶，屬于草原植被中最干旱的草原類型。內(nèi)蒙古荒漠草原地處我國北部，能夠起到生態(tài)屏障的作用，是草原畜牧業(yè)主要的生產(chǎn)資料地，也是蒙古族等少數(shù)民族的文化發(fā)源地，在內(nèi)蒙古的草原類型中屬于旱生的代表性草原類型之一。內(nèi)蒙古荒漠草原的植被以強旱生矮禾草和小半灌木為主，植物種類比較貧乏，而且草層低矮、群落結(jié)構(gòu)較為簡單，因此，在生態(tài)學(xué)上顯示出特殊地域性導(dǎo)致的獨特性［1-3］。由此可見，相對于其他類型草原，荒漠草原也是特別脆弱的草原生態(tài)系統(tǒng)，容易受到自然因素和人為因素的制約，發(fā)生荒漠化的可能性很大，且其生態(tài)系統(tǒng)受到破壞后修復(fù)的難度更大。近年來，我國荒漠草原的退化問題已成為重要的環(huán)境和資源問題之一。目前，我國的不同類型草地中，已有90%以上的荒漠草原處于不同程度的退化中，有些地區(qū)已是寸草不生，且每年沙塵暴頻發(fā)，嚴(yán)重威脅著我國北方的生態(tài)安全［4］。

草原植被狀況和特征直接關(guān)系到畜牧業(yè)的發(fā)展?fàn)顩r，甚至與我國北方生態(tài)安全息息相關(guān)?；哪菰郝錉顩r和植被特征受到自然因素和人為因素的影響，而后者在草原植被大面積退化中起到催化作用。其中，最根本和最直接的原因就是人類長期的不合理活動以及不合理的放牧制度［5-7］。

1 試驗區(qū)概況

該試驗區(qū)位于內(nèi)蒙古短花針茅荒漠草原典型放牧地段。該地區(qū)隸屬于內(nèi)蒙古烏蘭察布市四子王旗王府一隊，其地理坐標(biāo)為 41°47′17″N，111°53′46″E，平均海拔為1 450 m。試驗區(qū)植被類型主要為旱生矮禾草和小半灌木，草層較低，植被較稀疏，種類組成較貧乏，群落主要由20多種植物組成，建群種為短花針茅（Stipa breviflora），優(yōu)勢種為冷蒿（Artemisia frigida）和無芒隱子草（Cleistogenes songorica）。

圖1 放牧試驗區(qū)完全隨機(jī)區(qū)組分布示意圖

圖2 不同放牧強度下短花針茅植物種群絕對高度動態(tài)

圖3 不同放牧強度下冷蒿植物種群絕對高度動態(tài)

2 材料與方法

2.1 試驗設(shè)計 試驗區(qū)設(shè)置在內(nèi)蒙古農(nóng)牧業(yè)科學(xué)院綜合試驗示范中心的長期控制試驗平臺，已具有連續(xù)10年的放牧歷史。

試驗區(qū)采用隨機(jī)區(qū)組設(shè)計，共設(shè)3個區(qū)組，每個區(qū)組內(nèi)設(shè)1個無牧區(qū)作為對照和3個放牧強度，即設(shè)4個處理，分別表示對照 （CK）、輕度放牧（LG）、中度放牧（MG）和重度放牧（HG），放牧強度分別為：0、0.93、1.82 和 2.71 羊單位/hm2，區(qū)組作為重復(fù)，共計12個試驗區(qū)，每個試驗區(qū)的面積基本相等，整個試驗樣地面積約50 hm2。每個區(qū)組內(nèi)的試驗區(qū)采用完全隨機(jī)排列，分別表示為CK1、LG1、HG1和 MG1；HG2、CK2、MG2和 LG2；LG3、CK3、MG3和HG3，即輕度、中度和重度放牧試驗內(nèi)的放牧羊只數(shù)量分別為4、8和12只（見圖1）。

2.2 測定方法 采用固定樣方法。每個試驗小區(qū)隨機(jī)設(shè)置5個測定樣方 （樣方面積為1 m×1 m），測定時間為生長季（5—9月），每一個觀測時間均在各試驗區(qū)的固定樣方內(nèi)，分別用涂有不同顏色的鐵絲標(biāo)記植株（或株叢），即每次進(jìn)行觀測時，固定觀測被標(biāo)記的短花針茅、冷蒿和無芒隱子草植株（或株叢）。觀測時，分別記錄在各樣方內(nèi)出現(xiàn)的植物種群的絕對高度。取樣時間分別為5月15日、6月3日、6月26日、7月20日、8月15日和9月16日。

3 結(jié)果與分析

3.1 短花針茅種群絕對高度的季節(jié)動態(tài) 由圖2可知，在同一放牧強度不同月份間，短花針茅種群絕對高度在各放牧強度處理下變化趨勢一致，即整個生長季均表現(xiàn)為先升高后逐漸降低，僅8月與9月間無顯著差異（P＞0.05），其他月份間均存在顯著差異（P＜0.05），并且在6月初達(dá)到峰值。在同一月份不同放牧強度下，5月（放牧前期），短花針茅處于營養(yǎng)生長期，其絕對高度呈現(xiàn)出隨放牧強度的增加而增加的趨勢，且CK與HG間存在顯著差異（P＜0.05）；6 月（初期和末期），其絕對高度在放牧區(qū)呈現(xiàn)出隨放牧強度增加而降低的趨勢；7月，LG處理下的絕對高度顯著高于其他處理 （P＜0.05）；8月和9月，絕對高度隨放牧強度的增加而降低，且8月的CK與MG和HG間存在顯著差異（P＜0.05）；9月，除LG與MG間外，其他均有顯著差異 （P＜0.05）。

3.2 冷蒿種群絕對高度的季節(jié)動態(tài) 由圖3可知，在同一放牧強度不同月份間，冷蒿種群絕對高度的變化趨勢一致，均表現(xiàn)為先升高后降低，8月達(dá)到峰值，除HG下的7月、8月和9月間無顯著差異外，其他放牧強度處理的月份間均有顯著差異（P＜0.05）。在同一月份不同放牧強度下，冷蒿絕對高度除5月外，其他月份在各放牧強度處理下均表現(xiàn)為隨放牧強度的增加而顯著降低（P＜0.05）。

圖4 不同放牧強度下無芒隱子草植物種群絕對高度動態(tài)

3.3 無芒隱子草種群絕對高度的季節(jié)動態(tài) 由圖4可知，在5月和6月初各放牧強度處理下，無芒隱子草種群絕對高度的變化不明顯（P＞0.05）。6月末—9月，絕對高度在各放牧強度下表現(xiàn)為逐月升高，其中8月和9月增幅顯著（P＜0.05），且峰值出現(xiàn)在9月。整個生長季，其絕對高度在放牧區(qū)變化趨勢一致，即隨著放牧強度的增加而逐漸降低。

4 結(jié)論與討論

在內(nèi)蒙古荒漠草原生態(tài)系統(tǒng)中，放牧是草地的主要利用方式之一，因其具有經(jīng)濟(jì)、簡便等特點，是干擾荒漠草原生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與功能的最主要因素之一，它通過多種途徑影響著草地植被特征，而且隨著放牧強度、方式和季節(jié)的不同而變化，因此其影響常顯示出累積效應(yīng)［8］。放牧作為一種人類的干擾因素，對草地植物種群的動態(tài)會產(chǎn)生直接或間接的影響，最終反映在植物種群高度等特征方面。

不同放牧強度下，短花針茅種群絕對高度整體呈現(xiàn)出逐月降低的趨勢，冷蒿和無芒隱子草種群絕對高度則呈現(xiàn)出相反的變化趨勢；同一生長期，3種植物種群絕對高度均隨著放牧強度的增加而降低，這與其他人的研究結(jié)果相一致［9-10］。放牧強度越大，羊只增多，對短花針茅、冷蒿以及無芒隱子草的采食強度和數(shù)量明顯增加，對植物生長產(chǎn)生的不利影響越明顯，植物的生長會受到顯著的抑制作用。長期高強度放牧下，植物種群趨于矮小化既是植物種群對放牧采食行為的形態(tài)適應(yīng)，也是“逃避采食”的一種方式，還是植物繁殖行為的表現(xiàn)。

［1］《內(nèi)蒙古草地資源》編委會．內(nèi)蒙古草地資源［M］.呼和浩特：內(nèi)蒙古人民出版社，1990.

［2］中國科學(xué)院內(nèi)蒙古寧夏綜合考察隊．內(nèi)蒙古植被［M］.北京：科學(xué)出版社，1985.

［3］王煒，劉鐘齡，郝敦元，等．內(nèi)蒙古草原退化群落恢復(fù)演替的研究Ⅰ.退化草原的基本特征與恢復(fù)演替動力［J］.植物生態(tài)學(xué)報，1996，20（5）：449-459.

［4］賽勝寶．內(nèi)蒙古北部荒漠草原帶的嚴(yán)重荒漠化及其治理［J］.干旱區(qū)資源與環(huán)境，2001，15（4）：34-39.

［5］李文龍，李自珍．荒漠化針茅草原退化機(jī)制與可持續(xù)利用放牧對策研究 ［J］.蘭州大學(xué)學(xué)報：自然科學(xué)版，2000，36（3）：161-169.

［6］許志信，趙萌莉，韓國棟．內(nèi)蒙古的生態(tài)環(huán)境退化及其防治對策［J］.中國草地，2000（5）：59-63.

［7］李德新．荒漠草原生態(tài)系統(tǒng)研究［M］.呼和浩特：內(nèi)蒙古人民出版社，1994.

［8］衛(wèi)智軍，常秉文，孫啟忠，等．荒漠草原群落及主要植物種群特征對放牧制度的響應(yīng)［J］.干旱區(qū)資源與環(huán)境，2006，20（3）：188-191.

［9］王靜，楊持，王鐵娟．冷蒿（Artemisia frigida）種群在放牧干擾下構(gòu)件的變化［J］.生態(tài)學(xué)報，2006，26（3）：960-965.

［10］王忠武．載畜率對短花針茅荒漠草原生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性的影響［D］.呼和浩特：內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué)，2009.

The Seasonal Effect of Grazing Intensity on Population Height in Desert Steppe

SHAN Yu-mei1，2，WEN Chao1，2，CHEN Hai-jun3，CHANG Hong1，2，Mulan1，2，ZHANG Pu-jin1，2，Yeruhan1，2，SUN Hai-lian1，2
（1.Inner Mongolia Academy of Agricultural and Animal Husbandry Sciences，Hohhot010031，China；2.Inner Mongolia Prataculture Research Center，Chinese Academy ofSciences，Hohhot 010031，China；3.InnerMongolia Institute of Biotechnology，Hohhot 010010，China）

Desert steppe is a type of transition form of steppe and the buffer zone between desert and typical steppe where the population height is sensitive to natural and human factors.The present study assessed the seasonal effect of grazing intensity,one of the human factors,on population height of three constructive species in desert steppe,including Stipa breviflora,Artemisia frigida and Cleistogenes songorica.We found that during the period from June to September,population height of the three constructive species was reduced with the increase of grazing intensity.During the period from early June to September,the population height of Stipa breviflora was gradually reduced.For Artemisia frigida and Cleistogenes songorica,their population height was increased at first and then decreasedfrom May to September,and the maximum was observed in August.

grazing intensity；desert steppe；population height

S812-05

A文章順序編號：1672-5190（2016）05-0019-03

2016－05－13

項目來源：國家自然科學(xué)基金項目（31200351）；內(nèi)蒙古自治區(qū)自然科學(xué)基金項目（2014MS0318）；內(nèi)蒙古自治區(qū)自然科學(xué)基金項目（2015MS3084）；內(nèi)蒙古農(nóng)牧業(yè)科學(xué)院青年創(chuàng)新基金項目（2014QNJJM11）。

單玉梅（1980—），女，助理研究員，博士，主要從事草地生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與功能方面的研究工作。

（責(zé)任編輯：慕宗杰）