黑土滩草地群落及土壤化学计量特征对重建年限的响应_邢云飞.pdf
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1、第 42 卷 第 6 期草 原 与 草 坪 2022 年黑土滩草地群落及土壤化学计量特征对重建年限的响应邢云飞1,2,王晓丽1,2,施建军1,2*,汪海波3,贾小红4,李思瑶1,2(1.青海大学,青海省畜牧兽医科学院,青海 西宁 810016;2.三江源区高寒草地生态教育部重点实验室,青海 西宁 810016;3.青海省果洛州草原站,青海 玛沁 814000;4.青海环森工程技术咨询有限公司,青海 西宁 810007)摘要:研究三江源人工草地植物群落和土壤化学计量特征,有助于评价退化草地修复效果。本试验以黑土滩作为对照,与建植 12,19年的人工草地及天然草地的植物群落和土壤化学计量特征进行比
2、较,分析了环境因子对植物群落组成的影响。结果表明:(1)植被重建改变了黑土滩退化草地的群落组成,优良牧草比例增加,人工草地的优势种是垂穗披碱草、矮生嵩草和高山嵩草,黑土滩的优势种是臭蒿、细叶亚菊和黄帚橐吾;植被丰富度、多样性指数和均匀度指数均为天然草地黑土滩人工草地。(2)土壤有机碳、全氮和全磷含量变化趋势呈现为天然草地人工草地黑土滩,土壤有机碳、全氮和全磷间显著相关(P黑土滩人工草地,不同草地类型的根冠比间差异显著,植被重建 12 年人工草地和植被重建 19 年人工草地根冠比间差异不显著。不同样地植物物种多样性存在差异,物种丰富度、多样性和均匀度均表现为天然草地黑土滩植被重建 19 年人工草
3、地植被重建 12 年人工草地。黑土滩和人工草地物种丰富度和均匀度均显著低于天然草地。2.2不同样地草地土壤 C、N、P含量及其化学计量变化特征土壤有机碳质量分数为 21.8182.66 g/kg,变化特征为天然草地植被重建 19 年人工草地植被重建 12年人工草地黑土滩,天然草地土壤有机碳质量分数显著高于人工草地和黑土滩。全氮质量分数为2.495.27 g/kg,变化特征与有机碳一致。全磷质量分数为 0.921.71 g/kg,变化特征为天然草地植被重建 12年人工草地植被重建 19年人工草地黑土滩,人 工 草 地 和 黑 土 滩 的 全 磷 质 量 分 数 间 无 显 著差异。C N、C P
4、、N P 在不同草地土壤中的变化范围分别为 8.1814.19、23.6942.86、2.783.38。其中,C N 和 N P在不同样地间无差异显著;C P的变化特征为天然草地植被重建 19 年人工草地黑土滩植被重建 12年人工草地,人工草地和黑土滩的全磷质量分数间无显著差异。植被重建 12 年人工草地比例最小,天然草地比例最大。对不同样地土壤碳、氮、磷元素及其计量比进行相关性分析,结果显示,不同样地土壤有机碳、全氮和全磷质量分数三者之间显著相关,C N 和 C P 两者之间显著相关。其中,有机碳和全氮质量分数、有机碳和全磷质量分数、全氮和全磷质量分数、C N 和 C P之间呈现良好的线性拟
5、合关系(图 1)。2.3环境因子对植物群落的影响对环境因子与群落物种重要值进行相关分析,结果表明,禾本科、蔷薇科和玄参科植物重要值与土壤3GRASSLAND AND TURF(2022)Vol.42 No.6 pH 值呈负相关,与土壤含水量呈正相关;菊科植物重要值与土壤 pH 值呈正相关,与土壤含水量呈负相关;莎草科和毛茛科植物重要值也与土壤含水量呈负相关,与土壤容重呈正相关(图 2)。对物种重要值和环境因子进行冗余分析,探讨土壤理化性质对物种分布特征的影响。RDA 分析的轴1 解释变量 66.4%的方差,轴 2 解释变量 22.9%的方差,表明土壤理化性质对物种分布得到很好的解释(图 3)。
6、其中,土壤 pH 对植物群落组成解释 37%的方差(P=0.002),土壤含水量对植物群落组成解释 29%表 1不同样地草地物种组成及其重要值Table 1Ths species composition and the important values of different sample areas植物种类禾本科 Gramineae莎草科 Cyperaceae菊科 Compositae龙胆科 Gentianaceae蔷薇科 Rosaceae毛茛科 Ranunculaceae玄参科 Scrophulariaceae其他 Others垂穗披碱草 Elymus nutans冷地早熟禾 Poa c
7、rymophila针茅 Stipa capillata中华羊茅 Festuca sinensis洽草 Koeleria macrantha矮生嵩草 Kobresia humilis高山嵩草 K.pygmaea黑褐穗薹草 Carex atrofusca线叶嵩草 K.capillifolia臭蒿 Artemisia hedinii细叶亚菊 Ajania tenuifolia矮火绒草 Leontopodium nanum乳白香青 Anaphalis lactea美丽风毛菊 Saussurea pulchra冷蒿 A.frigida黄帚橐吾 Ligulariavir gaurea蒲公英 Taraxac
8、um mongolicum圆萼刺参 Morina chinensis龙胆 Gentiana scabra秦艽 G.macrophylla獐牙菜 Swertia bimaculata湿生扁蕾 Gentianopsis paludosa喉毛花 Comastoma pulmonarium蕨麻 Potentilla anserina多裂委陵菜 P.multifida二裂委陵菜 P.bifurca朝天委陵菜 P.supina金莲花 Trollius chinensis毛茛 Ranunculus japonicus伏毛铁棒锤 Aconitum flavum甘肃马先蒿 Pedicularis kansuen
9、sis肉果草 Lancea tibetica车前 Plantago asiatica大戟 Euphorbia pekinensis长叶微孔草 Microula trichocarpa黄花棘豆 Oxytropis ochrocephala狼毒 Stellera chamaejasme石竹 Dianthus chinensis香薷 Elsholtzia ciliata西伯利亚蓼 Polygonum sibiricum重要值BSL3.306.042.448.006.191.144.438.678.335.936.624.641.538.247.673.514.954.092.602.0112a13.
10、278.561.224.894.873.965.905.463.206.864.903.084.160.893.343.184.135.564.332.116.1219a9.216.846.726.979.057.373.570.883.612.664.122.176.051.102.974.804.591.932.336.691.465.420.262.13ND6.735.124.365.220.3510.6515.381.798.452.433.643.651.190.932.770.650.361.883.470.541.762.831.101.220.352.182.102.741.1
11、30.564.46注:BSL表示黑土滩;12AG表示建植 12年的人工草地;19AG表示建植 19年的人工草地;NG表示天然草地,下同4第 42 卷 第 6 期草 原 与 草 坪 2022 年的方差(P=0.016),土壤全氮质量分数对植物群落组成解释 21%的方差(P=0.002),土壤全磷质量分数对植物群落组成解释 19%的方差(P=0.004)。3讨论3.1黑土滩草地群落特征对重建年限的响应草地植被特征是衡量其生态稳定性的重要指标21。本研究自黑土滩、人工草地和天然草地共调查发现草地植物 40种,其中黑土滩退化草地 20种,优势种为臭蒿,伴生种为细叶亚菊和黄帚橐吾;人工草地25种,优势种
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