荒漠草原精確灌溉的物種多樣性特征

賀美林　楊曉紅　李小凡

摘要[目的] 研究灌溉對希拉穆仁荒漠草地物種多樣性的影響，為當地生態恢復提供理論依據。[方法] 在希拉穆仁荒漠草地設計不同水分梯度的草地恢復試驗，對封禁草地不同水分供給條件下的物種多樣性進行分析。[結果] 水分是影響草地植物長勢的關鍵因子，水分條件不同導致物種多樣性指數差異明顯。[結論] 半干旱荒漠草原地區，植物物種多樣性特征對水分響應較為敏感。

關鍵詞荒漠草原；灌溉；物種多樣性

中圖分類號S152.5文獻標識碼A文章編號0517-6611（2014）09-02701-02

作者簡介賀美林（1971- ），女，內蒙古東勝人，工程師，從事沙漠化治理研究。

溫性荒漠草原在內蒙古地區分布較廣，主要分布在內蒙古中西部陰山北麓沿線。該類草原是在干旱、半干旱氣候條件下形成的一種特有產物，不僅是我國北方一道重要的生態屏障，也為邊疆地區的畜牧業生產提供堅實的物質保障。然而，隨著氣候的變化和人為負面的干擾，草地日益退化，生產力降低。王彥榮等對不同退化紅砂草地的水分分配格局進行了研究[1]；涂文霞等研究了荒漠草地植物多樣性對肥料添加的響應[2]；汪詩平等對內蒙古蒿屬草地放牧強度對多樣性指數的影響進行了分析[3]；崔向新等對荒漠草原干草材料覆蓋的土壤蒸發效應做了大量研究[4]。但是，針對灌溉對荒漠草地物種多樣性的影響研究鮮有報道。為此，筆者通過在希拉穆仁荒漠草原開展不同水分供給條件的草地生態恢復試驗，旨在為當地生態恢復提供理論依據。

1研究區概況

試驗區位于水利部牧區水利科學研究所達茂旗草地水土保持生態監測試驗基地。具體位置位于達茂旗東南希拉穆仁鎮，地理位置41°12′～41°31′ N，111°00′～111°20′ E之間，屬低山丘陵荒漠草原類型。研究區內主要分布有栗鈣土和草甸土類，有190多種植物，草場主要群落結構為“克氏針茅（Stipa krylovii）+羊草（Leymus chinensis）+冷蒿（Artemisia frigida）”。

2試驗設計與研究方法

2.1樣地選擇目前，草地群落多樣性調查較多采用的有效方法為大面積巢式樣方法[3-5]。該試驗根據研究區特點，大樣地范圍采用1 000 m×1 000 m，記錄1 m×10 m小樣方中植物名稱，進行統計分析。經統計發現，試驗地植物種類稀少，一般樣圈內只有不到10種植物，平均蓋度為30%，干草產量50.5 g/m2，幾個多樣性指數都處于較低水平。

2.2灌溉方案設計選擇嚴重退化的平坦地區布設1 m×2 m的隔離小區，設計3、4、5、7、9、10、12、15、17 kg/d共計9種水分梯度，每處理3重復，試驗時間從植物返青到生長末期（4～9月），監測指標包括土壤水分、地上生物量、植被蓋度、植物種類等。

2.3濃度指標計算方法用于結果分析的多樣性指標取優勢度Simpson指數、多樣性信息度ShannonWiener指數、Pielou均勻度指數和Margalef豐富度指數，公式分別為[6]：

3結果與分析

3.1植被蓋度變化特征水分條件不同對草地植物蓋度、建群種分蓋度有明顯影響。從圖1中可以看出，建群種分蓋

3.2物種多樣性的變化采用SPSS 軟件對多樣性指數與水分條件的相關變化趨勢進行了擬合，擬合結果見圖2～5，由圖2～5可以看出，除Pielou指數外，其他指數與水分條件均有較好的相關性。而隨著水分條件的好轉，ShannonWiener指數增加了1.14倍。值得注意的是，生物多樣性指數并不是與土壤水分供給成正比，這是由土壤種子庫分布差異造成的。

4結論

通過在希拉穆仁荒漠草地進行的灌溉試驗，結果發現，水分條件不同導致物種多樣性指數差異明顯，說明半干旱荒圖4ShannonWiener指數變化趨勢圖5Pielou指數變化趨勢漠草原地區，植物物種多樣性特征對水分響應較為敏感。

參考文獻

[1] 王彥榮，曾彥軍，張寶林，等.不同退化紅砂荒漠草地的水分分配格局[J].應用生態學報，2002（8）：964-966.

[2] 涂文霞，葉茂，徐海量，等.荒漠草地植物多樣性對肥料添加的響應[J].中國沙漠，2013（5）：1350-1354.

[3] 汪詩平，李永宏，王艷芬，等.不同放牧率對內蒙古冷蒿草原植物多樣性的影響[J].植物學報，2001，43（1）：89-96.

[4] 崔向新，高永，蒙仲舉，等.干草覆蓋對草地土壤蒸發的影響研究[J].灌溉排水學報，2008（1）：94-97.

[5] 陽含熙，盧澤愚.植物生態學的統計分析方法[M].北京：科學出版社，1981：386-404.

[6] 徐海量，喬木，艾合買提，等.荒漠草地物種多樣性的水分特征研究[J].干旱地區農業研究，2006（2）：106-110.