围封恢复对内蒙古典型草原植物群落结构和土壤特征的影响

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围封是最简单、实施面积最广和实施时间最充分的天然退化草地恢复的有效措施之一,围封不仅有助于恢复草地物种多样性、提升生产力,而且有利于草地土壤结构与功能的维持。尽管围封效果方面的研究已经有很多报道,而且大部分研究基于不同退化程度、不同土地利用方式类型等方面展开,但是围封对不同建群种类的典型草原植被和土壤的影响及其对比研究还不多见。本试验以内蒙古锡林河流域长期围封和自由放牧的羊草(Leymus chinensis)和大针茅(Stipa grandis)典型草原为研究对象,分别选取两种典型草地的长期围封样地,并与围栏外自由放牧样地做比较,研究围封对两种不同优势物种的草地植被群落特征和土壤理化性质的影响,并探究地上植被与土壤养分之间的关系,为指导退化草地恢复提供科学依据。主要研究结果如下:1.围封影响羊草和大针茅草原植物群落特征。围封显著增加了羊草和大针茅典型草原植物群落的总盖度、平均高度、平均密度和物种丰富度(P<0.05),但对两种草原植物群落的物种多样性指数的影响不显著。2.围封改变了羊草和大针茅草原植物生物量和碳的分配格局。围封显著增加了羊草和大针茅典型草原的地上生物量(AGB),显著降低了根冠比(P<0.05);围封显著增加了羊草草原的地下生物量(BGB),但显著降低了大针茅草原的BGB(P<0.05);羊草和大针茅草原的BGB多集中0-10 cm的土层中。围封显著增加了羊草和大针茅草原根系养分中全碳的含量(P<0.05)。3.围封影响羊草和大针茅草原土壤养分含量和化学计量比。围封显著增加了羊草草原各土层之间全碳(TC)、全氮(TN)和全磷(TP)的含量,但显著降低了大针茅草原0-10 cm土层中TC、TN和TP的含量(P<0.05);围封增加了羊草草原的C/P和N/P,显著降低了大针茅草原C/N和C/P(P<0.05)。4.围封影响羊草和大针茅草原土壤理化性质。围封显著增加了羊草草原的土壤含水量(SWC)、微生物生物量碳(MBC)、微生物生物量氮(MBN)、铵态氮(NH4+-N)和硝态氮(NO3--N)的含量(P<0.05),显著降低了大针茅草原土壤MBC、MBN和NO3--N的含量(P<0.05);围封与放牧对两种草原土壤p H值的影响均不显著。5.羊草和大针茅草原地上植被与土壤的关系。相关性分析表明,在围封处理下,植物群落的物种数、AGB和BGB与土壤理化性质之间存在显著的相关关系;而在放牧处理下,植物群落的总盖度、物种数和α多样性与土壤理化性质之间存在显著的相关关系。综上所述,围封对内蒙古典型草原生态系统植物群落特征和土壤理化性质的变化存在正反馈作用,尤其是对生物量和土壤养分的作用效果明显,因此通过围封管理草地可以提升草地的生产与生态功能。
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