彭波河谷高寒草地主要植物对不同放牧强度和放牧年限的响应

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青藏高原高寒草地不仅是我国重要的畜牧业基地,更是我国乃至亚洲的重要生态安全屏障。在众多人类活动中,主要认为过度放牧是导致草地退化的主要因素。在一定程度上,放牧强度直接决定草地的退化程度。本文通过设置两种放牧强度(即:中度放牧(MG)和重度放牧(HG)强度)以及围栏封育作为对照(CK),研究放牧强度与放牧年限对彭波河谷高寒草地植物群落主要物种的影响,首先从主要物种特征出发,揭示不同放牧强度对物种高度、盖度以及重要值的影响,并分析这些特征对不同放牧年限的响应特征;然后系统分析这两者因素对主要物种的生态位宽度与生态位重叠影响,最后阐明了主要物种种间关系的在不同放牧强度与放牧年限之间的变化特征。不仅对高寒草地生态系统稳定性和可持续利用具有重要意义,而且对青藏高原畜牧业的可持续性发展与适应性管理具有重大的现实指导意义。得到以下主要结果:(1)草沙蚕既是研究地的建群种,又是优势物种,更是放牧家畜喜食的对象植物。在放牧之处(2016年),其高度并无显著性差异,经过一年放牧之后,中度放牧与对照之间无显著性差异,而在放牧第三年及放牧第五年,其高度发生显著变化,表现为CK>MG>HG。作为草地退化指示种的狼毒、劲直黄芪和酸模叶橐吾,其高度在不同处理下表现出一定差异性。因此,不同放牧强度对不同物种高度的影响不同,并且不同物种高度在不同放牧年际之间差异明显。(2)方差分析发现,2016年草沙蚕、高山嵩草、黑褐苔草、劲直黄芪、狼毒、丝颖针茅和酸模叶橐吾盖度在各处理之间无显著性差异(P>0.05)。经过三年的放牧,2019年草沙蚕和黑褐苔草盖度在MG处理下显著高于CK和HG(P<0.05)。经过五年的放牧,2021年放牧处理(MG和HG)下白草和丝颖针茅盖度显著低于CK(P<0.05),HG处理下草沙蚕、高山嵩草和黑褐苔草盖度显著低于在CK与MG(P<0.05)。因此,不同放牧强度对不同物种盖度的影响不同,但放牧强度和放牧年限对物种盖度的影响小于对物种高度的影响。(3)方差分析发现,2016年至2021年草沙蚕、高山嵩草、黑褐苔草、劲直黄芪、丝颖针茅、酸模叶橐吾和小蓝雪花重要值在各处理下均无显著性差异(P>0.05)。但是上述物种的重要值在不同放牧年限之间存在一定波动。因此,不同放牧强度和放牧年限对物种重要值的影响不大。(4)不同放牧强度与放牧年限对物种生态位宽度的影响较小。在各处理下群落中建群种和优势种的Shannon生态位宽度均处于绝对优势,生态位宽度表现为草沙蚕>白草>黑褐苔草>高山嵩草。不同物种生态位重叠在不同放牧强度下存在差异,而在不同放牧年限差别不大。(5)放牧改变了物种之间的联结性。在CK处理下,除了2019年外,其他年限草沙蚕与白草均呈显著负联结,表明这两个物种存在较强的资源竞争关系。在MG处理下,在放牧之初草沙蚕与黑褐苔草呈显著负联结,之后(2017、2019和2021年)中度放牧改变了物种之间的联结性,或为显著正联结,或两者不相关。值得注意的是,在HG处理下,2016年放牧之初白草与草沙蚕、白草与黑褐苔草、草沙蚕与黑褐苔草呈显著负联结,之后(2017、2019和2021年)经过重度放牧处理,改变了这些物种之间的联结性,或为正联结,或不相关。因此,禁牧使白草和草沙蚕之间对资源的竞争较强,而放牧减弱了其竞争强度。表明放牧通过对优势物种的采食从而改变优势种与其他物种之间的联结性。(7)优势种之间关系紧密,而其他物种之间的关系松散。放牧改变了群落中物种相伴出现的概率。CK处理下在各年际之间白草、草沙蚕、高山嵩草与黑褐苔草之间的OI值均较大,表明它们相伴出现的概率较大,在群落中的关系比较紧密,而群落中的其他物种相伴出现的概率较小,它们在群落中的关系比较松散。放牧区(MG和HG)在放牧之初(2016年与2017年)白草、草沙蚕、高山嵩草、黑褐苔草、丝颖针茅以及劲直黄芪之间的OI值较大,而在放牧第三年和第五年(2019年与2021年)仅白草、草沙蚕、高山嵩草与黑褐苔草之间的OI值均较大。因此,优势物种与次优势物种相伴出现的概率较大,而群落中其他物种相伴出现的概率较小,表明优势种之间关系紧密,而与其他物种之间的关系松散。
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