不同海拔梯度高寒草甸生物量變化

黨永桂

(青海省海北藏族自治州草原工作站，青海 西海 810299)

青藏高原高寒草甸是全球生態(tài)系統(tǒng)的重要組成部分，是青藏高原畜牧業(yè)發(fā)展的重要物質(zhì)基礎(chǔ)[1]，面積約7×105km2，是我國主要的家畜放牧區(qū)，同時也是多年凍土區(qū)分布最廣泛的草地類型[2]。眾多學(xué)者以高寒草甸為研究對象展開了大量研究，其中海拔梯度由于包含了溫度、濕度和太陽輻射等環(huán)境因子，成為研究物種多樣性分布規(guī)律的重要方面。本文分析了海拔梯度3 800～4 450 m范圍內(nèi)，高寒草甸生物量的變化，以期為高寒草甸基礎(chǔ)研究提供參考。

1 材料與方法

1.1 研究區(qū)概況

研究區(qū)位于青海省海晏縣境內(nèi)，屬于高原半干旱氣候，春季干旱多風(fēng)，夏季涼爽，秋季短暫，冬季漫長，年平均氣溫1.5 ℃左右，年降水量在4 00 mm左右，年蒸發(fā)量為1 581.75 mm左右，無絕對無霜期。

1.2 試驗方法

樣地設(shè)置在海晏縣境內(nèi)，選取以莎草科為優(yōu)勢牧草的健康草地，按照3 881 m、4 063 m、4 160 m、4 355 m、4 379 m和4 450 m 6個海拔梯度設(shè)置固定樣地，每個樣地隨機(jī)選取5個1×1 m的樣方，于高寒草甸植被生長的旺盛期2010年7月底進(jìn)行樣方調(diào)查、地上植物量和土壤取樣。其中，樣方調(diào)查包括植物種類、蓋度、高度和密度。室內(nèi)準(zhǔn)確鑒定植物標(biāo)本，統(tǒng)計科、屬、種及其組成。

在樣方內(nèi)，對角線設(shè)置兩個0.5×0.5 m的觀測樣方，剪去植物地上部后，莎草科牧草、其他雜類草分別稱質(zhì)量，兩者之和為牧草鮮重；莎草科(Cyperaceae)、珠芽蓼(Polygonumviviparum)和圓穗蓼(Polygonumcapitatum)等為可食牧草鮮重。帶回實驗室進(jìn)行烘干稱重，分別為牧草干重和可食牧草干重。樣地具體情況見表1。

表1 樣地基本情況

1.3 植被類群

植物類群分優(yōu)良牧草和雜類草。禾本科(Gramineae)、莎草科(Cyperaceae)歸入優(yōu)良牧草一類，包括高山嵩草(Kobresiapygmaea)、異針茅(Stipaaliena)、乳白香青(Anaphalislacteal)、火絨草(Leontopodiumleontopodioides)、微孔草(Microulasikkinensis(Clarke)hen sl)、星狀風(fēng)毛菊(SaussureastellaMaxim)、秦艽(Gentianamacrophylla)、唐松草(Thalictrumalpinum)、龍膽(GentianaSpp.)、蒲公英(Taraxacummongolicum)等則歸入雜類草。

1.4 統(tǒng)計分析

利用SPSS 21.0進(jìn)行方差分析、相關(guān)分析，Excel2010制作表格。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同海拔高寒草甸形態(tài)指標(biāo)

如表2，不同海拔梯度高寒草甸株高、物種數(shù)和毒雜草物種數(shù)并不一致。海拔高度為3 881 m時，株高達(dá)到最大值，為15.33 cm。而海拔梯度為4 252 m時，株高則為最小值(3cm)。海拔高度為4 160 m時，物種數(shù)則為最大值(11種)，海拔高度為3 881 m和4 450 m時，物種數(shù)都為最小值(8種)。

表2 不同海拔梯度高寒草甸形態(tài)指標(biāo)變化

2.2 不同海拔高寒草甸生物量變化

如表3所示，隨著海拔高度增加，牧草鮮重、可食牧草鮮重、牧草干重和可食牧草干重表現(xiàn)出先增加、后降低的趨勢。在海拔高度為4063 m時，高寒草甸牧草鮮重、可食牧草鮮重、牧草干重和可食牧草干重均為最大值，分別為8 013.33、7 800、2 673.33和2 596.67 g/m2，顯著高于其他海拔梯度(P≤0.05)，而在海拔高度為3 881 m時高寒草甸牧草鮮重、可食牧草鮮重、牧草干重和可食牧草干重均為最小值，分別為3 456.67、2 813.33、1 150和936.67 g/m2。同樣，在海拔高度為4 063 m時，高寒草甸可食牧草比例達(dá)到最大值(97.15%)，而在海拔梯度為4 355 m時，高寒草甸可食牧草比例最低(71.83%)。

表3 不同類型高寒草甸生物量變化 g/m2

2.3 不同海拔梯度高寒草甸生物量相關(guān)分析

如表4，海拔梯度與高寒草甸株高、牧草鮮重、可食牧草鮮重、牧草干重和可食牧草干重都是負(fù)相關(guān)，而植被蓋度、物種數(shù)和毒雜草物種數(shù)與牧草鮮重、牧草干重呈顯著正相關(guān)(P≤0.05)。

表4 不同類型高寒草甸相關(guān)關(guān)系

3 討論

海拔梯度對天然草地植被溫度、水分和土壤肥力等環(huán)境異質(zhì)性有很大影響，比如海拔梯度每上升100 m時，溫度會降低0.6 ℃[3]。青藏高原是世界上海拔最高的高原，因平均海拔高、海拔落差大，形成了獨(dú)特的氣候條件，孕育了特有的高寒草甸群落結(jié)構(gòu)。研究表明，不同海拔梯度下，高寒草甸生物量差異明顯。李凱輝等[4]分析海拔2 460～2 760 m高寒草原群落結(jié)構(gòu)指出，隨海拔升高，水熱變化明顯，禾本科植物的地上生物量隨海拔升高逐漸降低，莎草科植物的地上生物量逐漸升高。對于高寒草甸，在海拔梯度4 056～4 427 m時，高寒草甸生物量呈先降低后增加的趨勢。本文發(fā)現(xiàn)，在海拔梯度3 881～4 450 m時，高寒嵩草草甸生物量呈先增加后降低的趨勢，這與劉哲等[5]的研究并不一致。必須要指出的是，而物種數(shù)的變化與氣溫、降雨、溫度乃至土壤養(yǎng)分、畜禽采食都不無關(guān)系。而研究尺度、海拔梯度范圍的大小都會造成物種數(shù)的變化，也會引起生物量變化。