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补播羊草和黄花苜蓿对退化草甸植物群落特征的影响

花匠小妙招
2024-11-28 20:44

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补播羊草和黄花苜蓿对退化草甸植物群落特征的影响草地学报孙伟跤窳,王德平悦,杨合龙钨,肖红蹩@,曹婧钟羝肌珊..酰/甶琗籖补播是治理退化草地的有效手段,人为添加适应当地退化草地生态系统自然条件的、有价值的优良牧草,增加其种类和比例,控制杂草数量及入侵速度,达到提高草地生产力和改善牧草品质的目的,在维持植被生产力和植物群落更新等方面具有重要作用补播恢复退化草地实践过程中,适宜补播时间能为草种萌发提供良好的水热条件,且有利于补播幼苗避开不良气候,但由于区域气象条件的差异,不同地区补作者简介:孙伟,男,内蒙古鄂尔多斯人,硕士研究生,主要从事草地生态的研究,簄.ⅲ,北京;肥性傲致袒乱捣⒄怪行模诿晒虐摘要:呼伦贝尔草原区是我国北方重要的生态屏障,近年来不合理的利用方式导致该地区退化草地而积不断扩大,为了探宄牧草补播时间及补播比例对呼伦贝尔退化草甸草原植物群落特征的影响,为该地区退化草地修复提供依据。本研究以..突苹ㄜ俎为试验材料,采用双因素随机区组试验设计,通过测定幼苗数、高度、生物量等群落指标,并综合评价补播效果,结果表明:┨岣吡送嘶莸刂参锶郝銼—指数、甘蚉甘箍坪秃瘫究浦参镏匾V党试黾忧魇疲渌浦参锍氏陆登魇啤:袈妆炊地区夏季补播羊草和黄花苜蓿以补播效果较好,而春播由于恢复时间短,需进一步观察。关键词:退化草甸;羊草;黄花苜蓿;补播时间;补播比例;综合评价中图分类号:.文献标识码:文章编号:———,—琖琖。畐。猈篗籑羊草—琙。—珻琑:.’琣甌猣,..琤琱琤甌’瑆—籸琒瑃纋瑆甊,篋籐;.—,.收稿日期:—一;修回日期:——基金项目:国家自然科学基金和国家重点研发计划“典型脆弱生态修复与保护研究,,..瓸‘蟆痚,,.,
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海,蘥发率%;羊草种子来源于东北牧嫌敕椒鑣,其中式邓草地学报播时间的选择也有所不同,如地中海地区适宜的补播时间应避开月和隆氖室瞬共时问为誋。补播比例则主要影响植物群落生物量,比例过低会导致生长空间占据少,过高则会导致植物种群激烈竞争,抑制单个植物产量和生长,甚至造成植物死亡9谕庋д咴诓同地区探讨了牧草补播比例对植物群落生物量的影响,均得到了适宜本地区最优牧草补播比例,如张翊碧等吐在贵州的研究发现,以:难济白三叶多年生黑麦草播的草地草产量最高;韩学明在青海省的研究表明,的燕麦和箭箸豌豆混播后增产明显;粼诎⒗辜臃⑾郑愣—与燕麦以和:幕觳ケ壤产草量最高。综上,补播时间和补播比例的选择是补播成功的关键。羊草为禾本科嗄晟荼荆哂形性繁殖能力强、适口性好的特点,是北方草原区的优势植物⋯,黄花苜蓿为豆科嗄晟草本,是紫花苜蓿的近缘野生种,因其抗逆性强、营养品质高,被广泛种植于自然条件恶劣的地区。薄M醯畈拧坏韧ü共パ虿恢复齐齐哈尔重度退化草地,旰笾脖桓哺嵌和干草产量均比对照区增加%陨希涣醭┩谠谒嫩平原补播羊草后发现,植物群落稳定性增强,杂类草入侵速度降低;周冀琼¨诤袈妆炊菰共セ花苜蓿后发现,草地生产力平均提高Ч飨浴呼伦贝尔草原生物多样性丰富,生产力高,生态服务价值大,是我国北方重要的生态屏障,但近年来由于气候变化、农业开发和建设用地等原因,年该地区退化草地面积己达%以上口““⋯,草地修复尤为迫切。近年来关于补播恢复退化草地的研究已有诸多报道,但不同补播时间和补播比例及其交互作用对退化草地植物群落的影响未见报道,因此,本文通过系统性研究补播时问及补播不同比例羊草和黄花苜蓿对植物群落特征的影响,旨在为呼伦贝尔退化草地修复提供依据。研究区概况研究区位于内蒙古呼伦贝尔市陈巴尔虎旗特尼河九队”0,温带大陆性季风气候,土壤类型为黑钙土。年均气温。.,与历史总降水量相比表现为缺水,年总降水量为,缺水情况得到缓解,月平均气温与历史相差不大T谘芯壳蛑脖蛔槌芍校虿莺捅醇尔针茅.=ㄈ褐郑饕0生种有斜茎黄芪.⒍嘁棘豆.、寸草苔瓵.、,净度%,千粒重天然草地,种子萌发率%,净度%,干粒重0凑罩肿邮导视眉郏チ可柚梦Q虿图匝榍戮潞驮陆邓”。年第卷痚痠·貸绱頾≈康弊╟’
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~№.呱涨瞄~嗡嗡嗡吣。一降嗡嗡嗡峁敕治吣嗡呱嗡~降吣。∽。降吠瞄降呱。综合评价值弧荩海,弧裂担一弧骼盼瓯瓯。降眯‰。:‰。。咣吠№一№弧吠盼.Ⅲ№,黄花苜蓿补播时间和补播比例按双因素随机区组设计,补播时间有鏊剑牟年日锊年眨俣淖和春播月。补播比例有鏊剑粗子播量设羊草和黄花苜蓿琹:中刑醪ズ脱虿莸ゲ,花苜蓿单播烊徊淮聿莸匚6哉沾。同一补播时间内设上述龃恚个区组。不同补播时间样地间隔∏婊∏涓刈苊婊播种前刈割原生植被,留茬高度,播种开沟深度,人工播种,播种深度,播种行距,原位土回填并镇压。群落调查年露韵牟セ苹ㄜ俎:脱虿莩雒缡行统计,年日开始测定全部小区植物群落特征叨取⒏嵌取⑸锪,每个小区随机设置一个的样方,共个;随机选取同种植物株蛔株的全部测量舛ㄆ渥匀桓叨取T难侥谒婊∪∫桓⊙方,将全部植物按种类齐地面刈割后装入纸质信封袋,嫔鼻后置于℃烘箱中于称重。避开上述样方测定区域,随机放置一个由小方格组成的样方框,共个,针刺法测定植物物种盖度。数据处理与分析猈甘指数币口指数用.“卑扑悖匾V蛋垂δ苋悍为豆科、禾本科和其他科,计算公式为:重要值—琁一喽愿嵌相对高度喽生物量痵。所有数据通过正态分布性检验头讲钇胄约煅螅贸全部数据符合正态分布且方差齐性。用两因素方差分析程序—分析不同补播时间和比例及其交互作用对羊草和黄花苜蓿幼苗数和植物群落锪俊⒍嘌灾甘的影响。用单因素方差分析程序畐分析相同时间不同处理对上述指标及重要值的影响,统计分析软件为,@各类群植物生物量、甘椭匾V档个指标综合评价补播效果,采用相对值对上述指标进行标准化,通过主成分分析计算各指标权重/詈蠹扑阕酆掀兰壑,统计分析软件为.<扑愎饺缦耾相对值一某一指标值/该指标对照值隶属函数值,戈,式中,硎镜趇个综合指标,,⋯瑇。。与!#直鸨硎镜趇个综合指标的最大值和最小值。补播时间和比例对黄花苜蓿、,秋播黄花骼飚图共バ∏疽馔~叉伟等:补播羊草和黄花菖蓿对退化草甸植物群落特征的影响··隆:×夏播秋播春播××.,第孙。.,注:Q虿荩夯苹ㄜ俎:籖虿荩夯苹ㄜ俎:籖痠海夯苹ㄜ俎:籑,羊草单播;。黄花苜蓿单播;,对照,下同籆琫—:琺;琺陑,’:“;琺籑琺瑃一甿:
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薄播时间显著影响禾本科生物量,补播比赗琁、.:、秋播和春播黄花苜蓿幼苗均为畹停直为,和株·;罡撸直鹞,和辍,分别是,的,和倍。。外,与其他处理差异不显著;春播:显著高于其他处理。补播时问和比例显著影响羊草幼苗数琍一,两者交互作用不显著,·最低,分别为株·,而秋播为。最低,为辍。不同补播时间羊草幼苗数均为罡撸直鹞和辍。夏播除,显著高于,外,其余各处理差异不显著。,但两者交互作用显著.,图翰プ苌锪肯灾陀谙牟和秋播。与相比,夏播各处理下总生物量均表现为增加趋势,但差异不显著;与相比,秋播灾黾篖;而春播各处理与相比均表现为降低,其中。,直鹣灾档土补播时问和比例对豆科和其他科植物生物量无显著影响,两者交互作用不显著。补例对禾本科总生物量无显著影响,两者交互作用不显著。补播对植物功能群重要值的影响与相比,豆科植物重要值表现为增加趋势,其中夏播琑分别显著增加了和,春播琑:蚆分别显著增加%,相比,多数处理表现为增加趋势,但差异均不显著。与豆科和禾本科不同,其他科植物重要值与相比则表现为下降趋势暑:蒊痵眦凇F┦浅雅駉撕魃图共ナ奔浜捅壤曰苹ㄜ俎!⒀虿萦酌缡康挠跋罨躲妞挂瓤时问/篜夏播秋播春播竺卅姿唬疪:补播时问,、。如∞第卷比例/篎善饕时问厂:韈產注:数据代表平均值±标准误。不『一⌒.±:.。诠“篎.:繱瓺【·“癷‘癵尽嚣‘‘
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图共ザ陨锪康挠跋剖慈藻将长型夏播秋播春播补播时间如巧加艿第孙伟等:补播羊草和黄花菖蓿对退化草甸植物群落特征的影响划导捌:注:数据代表平均值±标准误。¨吖汀住鬃┝縪∽【猽馈酌窍雎∞矗暑。删Ⅲ】】:玎皿噩皿母】面母】:—瓺..灼魇頾譮【“;呷吖
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坠!!籐业生—一骸±篞§:旦』点圭旦』堕∑———生』王兰生&壁一草地学报一注:数据代表平均值±标准误。不同小写字母表示多样性指数相同时间不同处理间差异显著补播对植物群落多样性的影响如图荆共ナ奔浜捅壤匀郝涞腟甘尴灾跋欤秸呓换プ饔貌幌灾2共ナ间对甘蚉甘尴灾跋欤ú共ケ例显著影响甘蚉甘,两者交互作用不显著。与相比,,但表现为增加趋势。■表共ザ灾参锕δ苋褐匾V档挠跋图共ザ灾参锶郝涠嘌灾甘挠跋堕坠:基丝型￡￡§簀§±篞§:骸±篞§:骸臁莨鏠:欤第卷￡夏播豆科禾本科其他科秋播豆科甧其他科春播注:数据代表平均值±标准误。’.”...“..“.纎..“纎..±.±啊.±啊.“..“’.“:繱甐曼量罚■■■■■●召±.±鵳±±±“卜弘弘铲铲铲《诨室唬簅面√
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▄薹薹慨慨削鱸蓥鼢慨鱸薹鼢慨致补播效果综合评价利用各类群植物生物量、甘椭匾值等鲋副曜酆掀兰鄄共バЧ煌共ナ奔渥秋播一,不同补播比例平均值综合表现为:.:,夏播共バЧ虾谩补播时间和比例对羊草、黄花苜蓿建植的影响水分和温度直接影响植物种子萌发和生长速率,是我国北方草原区的主要限制因素,决定补播能否成功”锊パ虿莺突苹ㄜ俎V肿釉谠绱好确ⅲ狙芯区早春气温波动较大,容易出现“倒春寒”,威胁幼苗生存。止,即使补播幼苗能正常发芽,原生植被中返青早的阔叶类植物易对幼苗造成“遮荫效应”,有研究表明植物鲜重、根鲜重和分株数会随遮光度增大表现为逐渐减小趋势G锊ビ酌缍怨饩赫τ诹邮疲致使秋播植株矮小、黄化,生长发育受限,。认为,秋播可能由于苗床准备不足、土壤肥力低下及昆虫袭击等原因而导致失败,而春播和夏播前的刈割处理降低了原生植被与补播幼苗的资源竞争,为幼苗存活提供了有利条件,因此秋季补播效果差。本研究发现春播和秋播黄花苜蓿建植率均为单播处理最高,而夏播则较低,可能是年夏季干旱所致,高密度播种导致黄花苜蓿种内对水资源竞争激烈,而低密度下竞争相对较小,幼苗更易存活。此外,研究区年总降水量较低导致蝗虫罅糠殖,黄花苜蓿幼苗生长时的“独特香味”更易诱导昆虫袭击,致其出现损伤甚至死亡。但土壤含水量低可能利于羊草种子萌发,马红媛等“’、杨煜等现羊草种子在土壤含水量较低条件下更易萌发,且羊草种子萌发率随土壤含水量上升而表现为下降趋势。此外,杨伟光等⑾郑虿葜肿釉诒湮绿件下萌发率较高,夏播处理部分羊草种子萌发,其余种子在经过严寒后打破种子休眠在第二年萌发,因此,夏播羊草幼苗数较高。本研究发现,羊草建植率在播种密度低时较高,这与羊草繁殖策略有关,羊草低密度播种有利于其种群数量鳧,使群落中羊草未来种群数量维持在适宜水平”。补播对植物群落特征影响本研究发现多数补播比例处理下的总生物量表煌共ナ奔浜捅壤ナ艉怠⑷ㄖ亍值及排序睦怖渤苊髈第孙伟等:补播羊草和黄花菖蓿对退化草甸植物群落特征的影响畐
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结论草地学报与无显著差异,这是由于新补播的草种还未完全定居,仅表现为补充退化草地空缺生态位,不同补播比例对群落生物量的影响可能会随补播年限的增加有所变化口“。补播后草地生态系统植物群落总生物量的变化主要由禾本科植物生物量决定。⋯,本研究发现夏播禾本科植物生物量最高,这是由于补播羊草种子在该时期建植较好,羊草幼苗数增加。另一方面,天然草甸易形成土壤通透性低和水汽含量小的紧实土壤表层,导致羊草无性繁殖受阻口⋯,补播能打破致密草层提高土壤通透性,刺激羊草无性繁殖,夏播恢复时间相对于秋播和春播最长,划破草皮的“效应”也最长,而春播由于恢复时间短,原生植被未完全恢复,补播效应也没有体现出来埃贾麓翰ジ鞑共ケ壤苌锪烤陀,因此有待于进一步观察。杨增增等。谕嘶高寒草地补播试验表明,群落中禾本科植物重要值由仙.,其他科植物重要值则从下降到庥氡狙芯糠⑾忠恢拢共ズ笱虿莺黄花苜蓿迅速占领退化草地空缺生态位,促使植物群落竞争机制和竞争格局发生改变。贾缕渌科植物生长和繁殖受限,重要值下降。补播能降低退化草地生态系统中种子缺乏的限制,使植物群落丰富度增加,打破原有群落竞争格局,而补播前划破草皮改变了原有植物空问格局,抑制杂类草生长,二者共同影响植物群落多样性。⋯。“。本研究发现补播比例显著影响指数和指数,可能是不同补播比例问各植物种内竞争和种问竞争大小不同而导致,但同一补播时间多数处理问群落多样性指数差异不显著,这是由于补播虽然改变了原有群落竞争格局,但由于补播恢复时问短,群落处于不稳定状态,补播物种与原有植被之间需要通过长时间物种竞争重新调整生长格局。醒芯勘砻鞑共年后退化草地植物群落能达到较好的恢复效果,年以后才能达到未退化效果。。⋯,因此,补播对多样性指数的影响也需要长时间深入观察。本研究以羊草和黄花苜蓿为补播对象,设置不同补播时间和不同:院袈妆炊嘶莸椴菰进行人工恢复,研究结果显示该地区夏播羊草和黄花苜蓿幼苗数量显著高于秋播和春播,夏播和秋播植物群落总生物量呈增加趋势,而春播呈下降趋势。无论是从补播时间还是从补播篒二纯矗斯补播措施能提高退化草地植物群落中豆科和禾本科植物的重要值,降低其他科植物重要值,植物群落多样性指数呈上升趋势,但需要长时间深入观察。从综合效果来看,夏季补播羊草和黄花苜蓿比例为综合得分最高,可为该地区退化草地恢复提供参考。:甀甊鳎∠匮嗦笥爰芡愣故室嘶觳ケ壬秆∈匝閇..碳水化合物含量及产量的影响莸匮Пǎ::.第卷琖痮曾庆飞,孙兆敏,贾志宽,:—篷幢蹋尉玻婪遥觳ゲ葜旨捌浔壤郧号鸭茅草地产量的影响不张┮悼蒲В:.青海草业,簂盘炜。庞懒粒钔龋参锷ぱ踊杭炼匝虿莘墙峁剐茫来,宝音陶格涛,布仁其其格,,郑金艳,ⅲ::中国农业大学,:,李政海,周延林,,.——.,瓻狿:.:—
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