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本文在黄土高原封育2年的典型草原样地,通过施尿量与施尿时期、降水与施尿量、尿斑块植物选择采食系列试验。研究了滩羊尿对草地植物种群生长、群落结构变化和尿斑块不同类型植物对家畜选择采食的响应;并结合野外试验,在实验室分析研究了尿斑与植物生长状况和土壤化学的关系,揭示滩羊尿排泄物在草地系统中的生态学机制。结果如下:
1.滩羊尿对草地植物种群生长的作用表现为明显时间、空间和种间效应。(1)时间效应。滩羊尿对植物生长的影响具明显阶段性:一是随植物发育阶段而异,一年生植物幼苗期是敏感期,滩羊尿对其生长的负效应随生长季延迟而降低;在茵陈蒿营养期和生殖期、委陵菜和狗尾草营养期、胡枝子和长芒草生殖期施尿时,所有植物对滩羊尿反应敏感。二是随尿的后效持续时间而变化,表现为短期伤害(1~4周内),长期有益(>4周),对植物生长的正效应至少持续2年;且滩羊尿能刺激多年生禾草植物生殖枝的发育。(2)空间效应。滩羊尿对植物生长的效应随施尿量降低而降低,尿斑中心(4Lm-2)所有植物伤害;尿斑中心至边缘区域(2Lm-2),植物局部器官伤害(叶片);尿斑外渗圈(1Lm-2),所有植物无明显伤害。(3)种间效应。滩羊尿对牧草的影响因植物种和生活型而异,与时空格局交互作用。根茎型地下芽植物受益,丛生和根蘖型地面芽植物局部器官(嫩枝叶、生殖枝)受损;地上芽(小半灌木)植物受害。一般禾草受益,豆科草受害,杂类草因种而异。C4白草生长对畜尿的响应比C3长芒草更明显。
2.滩羊尿对植物种群生长的效应与尿液浓度和土壤水分条件有关。提高土壤含水量或降低尿液浓度,均显著降低畜尿对植物生长的负效应。尿斑处禾草枯黄期延迟,返青期提前。
3.滩羊尿对植物营养和生理特性的效应存在成分间、种间、器官间或年间分异,并受降水量的影响。滩羊尿增加植物N、K含量,对植物全P含量影响小,对其有机C含量无影响;滩羊尿能提高禾草和杂类草抗逆性,对豆科草抗逆性影响因种而异,胡枝子增强,沙打旺降低。植物营养成分含量和抗逆性对滩羊尿的响应敏感顺序为长芒草和狗尾草>茵陈蒿>胡枝子和沙打旺。
4.滩羊尿对群落物种数无影响,适量施尿(4~2Lm-2)增加群落Shannon-Weaver多样性和Pielou均匀性指数;遮雨+滩羊尿或灌水+滩羊尿的综合作用对群落多样性和均匀性指数影响大。滩羊尿降低尿沉积当年群落地上生物量,增加地上凋落物量;高滩羊尿沉积量(6Lm-2)增加尿沉积当年群落根系生物量,提高正常降水(或降低灌水)区翌年群落地上、地下生物量;群落根系生物量垂直分布受滩羊尿和降水影响小,约80%分布于0~20cm土层。
5.滩羊尿沉积增加0~10cm土壤全N、NH4+-N和NO3--N、全P和总盐含量,对土壤全K含量影响小。降水处理间0~10cm土层全N、NH4+-N和NO3--N含量为遮雨>灌水>正常降水。0~10cm土层NH4+-N和NO3--N季节模式存在分异,后者高峰值出现比前者迟,存在明显时滞现象。施尿与非施尿处理0~10cm土层营养成分含量比10~20cm低,但其总盐含量与之相反;滩羊尿沉积显著增强土壤N和P的正效应作用。
6.滩羊具优先选食尿斑植物的特性。尿斑处长芒草、茵陈蒿和胡枝子具较高的采食率,较低的株高、冠幅直径和植株大小;随放牧强度增加,尿斑植物采食率呈增加,株高和分蘖(枝)重呈降低变化。
7.尿斑与非尿斑植物对滩羊选食的响应存在植物种内和种间尺度差异。滩羊对尿斑与非尿斑植物的采食率大小为豆科草胡枝子>杂类草茵陈蒿>禾草长芒草,但其对不同斑块类型间同种植物采食率的差异大小则与之相反。
8.滩羊尿沉积增加尿斑植物的采食面积和采食尺度(草丛采食深度和采食器官量),滩羊尿沉积、优先选食尿斑植物和放牧强度及三者间的互作均对草地异质性形成起关键作用,放牧家畜在尿斑(高营养资源)与非尿斑(中质营养资源)资源选食方面,采取权衡策略。