呼倫貝爾草甸草原不同退化程度植物群落結構特征變化分析

李杰等

摘要：以呼倫貝爾草甸草原羊草+雜類草群落與貝加爾針茅+羊草群落為研究對象，對不同退化程度下的植物群落結構進行分析。結果表明，不同退化程度下草地地上現(xiàn)存量、群落蓋度、群落高度等數量特征等均隨著退化程度的加大而加大；不同退化程度下草地群落密度差異不顯著，與輕度退化草地相比，中度退化草地群落密度降低；羊草+雜類草群落退化程度比貝加爾針茅+羊草群落大。

關鍵詞：草甸草原；退化程度；群落；結構特征

中圖分類號： Q948.1；S812.29 文獻標志碼： A 文章編號：1002-1302（2014）03-0309-03

呼倫貝爾草原總面積 997.3萬 hm2，是歐亞大陸草原的重要組成部分，是世界著名草原之一，也是我國迄今為止保護相對完好的一塊天然草地。近年來，由于全球性氣候干旱、牧區(qū)人口增加、自然災害頻發(fā)、草原利用不合理等原因，造成了大面積草原退化、沙化、鹽化，嚴重影響畜牧業(yè)生產發(fā)展。目前，呼倫貝爾市草原退化、沙化、鹽化面積已達到398.28萬hm2，而且每年以2%的速率向縱深擴展，退化草地中重度退化面積最大，占退化草原面積的59.8%，中度退化草原面積占33.1%，輕度退化草地面積占7.1%，草原生產力不斷下降[1]。草原布氏田鼠鼠害4～5年大暴發(fā)1次，受害面積達100萬 hm2，草原上的3條沙帶總面積88萬hm2，且逐年擴大。部分草原開墾后出現(xiàn)了嚴重的水土流失現(xiàn)象[2]。呼倫貝爾草原的退化不僅嚴重制約了該地區(qū)畜牧業(yè)的可持續(xù)發(fā)展，而且給當地帶來了嚴峻的生態(tài)環(huán)境、社會經濟問題。目前對呼倫貝爾退化草甸草原的研究較少。本研究采用野外調查方法，探討不同退化程度下草甸草原植物群落結構變化規(guī)律，分析不同退化程度對草地植被的影響，旨在為草甸草原退化指標體系的建立提供理論依據。

1 研究地區(qū)與方法

1.1 試驗樣地概況

羊草+雜類草試驗區(qū)位于內蒙古自治區(qū)呼倫貝爾市海拉爾區(qū)謝爾塔拉鎮(zhèn)六隊，位于120°2′06″～120°2′14″E， 49°23′14″～49°23′65″N，海拔629～635 m，主要物種有羊草（Aneurolepidium chinense）、貝加爾針茅（Stipa baicalensis）、日蔭菅（Carex pediformis）、蓬子菜（Galium verum）、狹葉柴胡（Bupleurum scorzoneraefolium）、線葉菊（Filifoloum sibiricum）等。貝加爾針茅+羊草群落位于海拉爾區(qū)謝爾塔拉鎮(zhèn)十一隊，位于120°7′51″～120°8′66″E， 49°7′51″～49°8′66″N，海拔656～653 m，主要物種有貝加爾針茅、羊草、日蔭菅、糙隱子草（Cleistogenes squarrosa）、洽草（Koeleria crista）、扁蓄豆（Pocockia ruthenica）等，屬中溫帶半干旱大陸性氣候，年均氣溫-2.4 ℃，最高、最低氣溫分別為36.17、- 48.5 ℃；≥10 ℃ 年積溫為1 580～1 800 ℃，無霜期110 d，年平均降水量 350 mm，多集中在7—9月。土壤為暗栗鈣土，自由放牧，六隊奶牛612頭，十一隊868頭。

1.2 研究方法

1.2.1 試驗設計 根據草地利用情況以及草地植被現(xiàn)狀，依照草地退化分級及其劃分標準[3]，在植被、土壤、地形條件相對一致的地段，以居民點為一端，沿草原群落變化的方向由里向外輻射，沿輕度退化區(qū)向居民點方向每個退化程度設置2個樣帶，樣帶設置見圖1。

1.2.2 植被調查方法 在8月中旬草原植物群落生物量達到高峰期時，試驗區(qū)每條樣帶的每個退化程度隨機取1 m×1 m 的樣方，重復5次。采用常規(guī)調查法調查植被[4]。采用計數法測定植物多度、采用目測法測定植被蓋度、用直尺測量每個物種的自然高度。測定地上生物量時，在齊地面處剪取莖葉，分種計數并稱取鮮質量后，裝入紙袋中在105 ℃下烘 12 h，稱其干質量。

2 結果與分析

2.1 植物群落數量特征變化

2.1.1 群落蓋度變化 由圖2可知，羊草+雜類草群落不同退化程度群落蓋度之間差異顯著，輕度顯著高于中度、重度，中度、重度之間差異顯著。貝加爾針茅+羊草群落不同退化程度群落蓋度之間差異顯著，輕度顯著高于中度、重度，中度、重度之間差異顯著。

2.1.2 群落高度變化 由圖2可知，羊草+雜類草群落不同退化程度群落高度之間差異顯著，輕度顯著高于中度、重度，中度、重度之間差異顯著。貝加爾針茅+羊草群落不同退化程度群落高度之間差異顯著，輕度顯著高于中度、重度，中度、重度之間差異顯著。羊草+雜類草群落高度的降低幅度大于貝加爾針茅+羊草群落，說明羊草+雜類草群落退化程度要比貝加爾針茅+羊草群落嚴重。

2.1.3 群落密度變化 由圖2可知，羊草+雜類草群落不同退化程度群落密度之間差異不顯著，輕度高于中度、低于重度。

貝加爾針茅+羊草群落不同退化程度群落密度之間變化趨勢與羊草+雜類草群落相同，輕度高于中度、低于重度。

2.1.4 群落現(xiàn)存量變化 由圖2可知，羊草+雜類草群落不同退化程度群落現(xiàn)存量之間差異顯著，輕度顯著高于中度、重度，中度、重度之間差異顯著。貝加爾針茅+羊草群落不同退化程度群落現(xiàn)存量之間差異顯著，輕度顯著高于中度、重度，中度、重度之間差異顯著。

2.1.5 地表枯落物 由圖2可知，羊草+雜類草群落不同退化程度群落地表枯落物之間差異顯著，輕度顯著高于中度、重度，中度、重度之間差異顯著。貝加爾針茅+羊草群落不同退化程度地表群落枯落物之間差異顯著，輕度顯著高于中度、重度，中度、重度之間差異顯著。

2.2 植物群落多樣性變化

2.2.1 植物群落α多樣性指數變化 呼倫貝爾草甸草原物種豐富度指數、物種多樣性指數、優(yōu)勢度指數、均勻度指數均隨著草地退化程度的加劇而呈下降趨勢 （表1）。羊草+雜類草群落輕度退化草地物種豐富度指數顯著高于中度、重度。貝加爾針茅+羊草群落輕度退化草地物種豐富度指數顯著高于中度、重度。羊草+雜類草群落輕度退化草地物種多樣性指數顯著高于中度、重度。貝加爾針茅+羊草群落輕度退化草地物種多樣性指數與中度草地之間差異不顯著。羊草+雜類草群落輕度退化草地優(yōu)勢度指數顯著高于中度、重度。貝加爾針茅+羊草群落輕度退化草地優(yōu)勢度指數顯著高于重度，輕度與中度之間差異不顯著。羊草+雜類草群落輕度退化草地均勻度指數顯著高于中度、重度，中度與重度之間差異不顯著。貝加爾針茅+羊草群落輕度退化草地均勻度指數顯著高于重度，輕度與中度之間差異不顯著。endprint

3 結論與討論

本研究表明，不同退化程度下草地地上現(xiàn)存量、群落蓋度、群落高度等數量特征等均隨著退化程度的加大而加大。不同退化程度下草地群落密度差異不顯著，與輕度退化草地相比，中度退化草地群落密度降低，中度退化草地群落密度增加。此結果與姜恕等的結論一致[5]。這可能是由于隨著放牧強度的加大，羊草與寸草苔的個體數量增加所致。凋落物是土壤有機物的主要來源，同時也改善了土壤的微氣候，為微生物提供食物。隨著退化程度的加劇，地表枯落物數量下降明顯，此結果與王德利等的結論一致[6]。生物多樣性是生態(tài)系統(tǒng)中生物群落的重要特征，任何一種干擾因子對植物群落產生影響都要首先考慮多樣性的變化。生物多樣性的破壞與喪失是生態(tài)系統(tǒng)退化的主要表現(xiàn)形式，也是生態(tài)系統(tǒng)退化的關鍵所在。群落β多樣性指數指群落物種沿著某一環(huán)境梯度的替代程度，反映生境的變化程度或指示生境被物種分隔的程度[7]。因此，植物群落β多樣性指數與群落相似性系數也能體現(xiàn)群落的退化程度。本研究表明，呼倫貝爾草甸草原

植物α多樣性指數均隨草地退化程度的增加而降低，這與錢迎請等的結論一致[8]。隨著草地退化程度的加劇，植物群落的β多樣性指數逐漸增大，這與楊利民等的研究結果一致[9]，說明從輕度退化草地到重度退化草地，其生境在空間序列上的變化越來越大，物種替代率越來越高，物種數量越來越少，群落基本結構逐漸趨于簡單化，草地植被生態(tài)系統(tǒng)逐漸由穩(wěn)定狀態(tài)向不穩(wěn)定狀態(tài)過渡。本研究表明，羊草+雜類草群落退化程度比貝加爾針茅+羊草群落大，說明牲畜喜歡采食羊草+雜類草群落植物。

參考文獻：

[1]Mcnaughton S J，Banyikwa F F，Mcnaughton M M. Promotion of the cycling of diet-enhancing nutrients by African grazers[J]. Science，1997，278（5344）：1798-1800.

[2]吳虎山，寶 柱. 呼倫貝爾天然草原退化原因及治理對策[J]. 內蒙古草業(yè)，2006，18（3）：26-27.

[3]毛文永. 生態(tài)環(huán)境影響評價概論[M]. 北京：中國環(huán)境科學出版社，1998：31.

[4]李 博. 中國北方草地退化及其防治對策[J]. 中國農業(yè)科學，1997，30（6）：1-9.

[5]姜 恕，李 博，王義鳳. 草地生態(tài)研究方法[M]. 北京：農業(yè)出版社，1988：15-22.

[6]王德利，呂新龍，羅衛(wèi)東. 不同放牧密度對草原植被特征的影響分析[J]. 草業(yè)學報，1996，5（3）：28-33.

[7]王仁忠，李建東. 采用系統(tǒng)聚類分析法對羊草草地放牧演替階段的劃分[J]. 生態(tài)學報，1991，11（4）：367-371.

[8]錢迎請，甄仁德. 生物多樣性進展[M]. 北京：中國科學技術出版社，1994.

[9]楊利民，王仁忠，李建東，等. 松嫩平原主要草原群落放牧干擾梯度對植物多樣性的影響[J]. 草地學報，1999，7（1）：8-16.endprint

3 結論與討論

本研究表明，不同退化程度下草地地上現(xiàn)存量、群落蓋度、群落高度等數量特征等均隨著退化程度的加大而加大。不同退化程度下草地群落密度差異不顯著，與輕度退化草地相比，中度退化草地群落密度降低，中度退化草地群落密度增加。此結果與姜恕等的結論一致[5]。這可能是由于隨著放牧強度的加大，羊草與寸草苔的個體數量增加所致。凋落物是土壤有機物的主要來源，同時也改善了土壤的微氣候，為微生物提供食物。隨著退化程度的加劇，地表枯落物數量下降明顯，此結果與王德利等的結論一致[6]。生物多樣性是生態(tài)系統(tǒng)中生物群落的重要特征，任何一種干擾因子對植物群落產生影響都要首先考慮多樣性的變化。生物多樣性的破壞與喪失是生態(tài)系統(tǒng)退化的主要表現(xiàn)形式，也是生態(tài)系統(tǒng)退化的關鍵所在。群落β多樣性指數指群落物種沿著某一環(huán)境梯度的替代程度，反映生境的變化程度或指示生境被物種分隔的程度[7]。因此，植物群落β多樣性指數與群落相似性系數也能體現(xiàn)群落的退化程度。本研究表明，呼倫貝爾草甸草原

植物α多樣性指數均隨草地退化程度的增加而降低，這與錢迎請等的結論一致[8]。隨著草地退化程度的加劇，植物群落的β多樣性指數逐漸增大，這與楊利民等的研究結果一致[9]，說明從輕度退化草地到重度退化草地，其生境在空間序列上的變化越來越大，物種替代率越來越高，物種數量越來越少，群落基本結構逐漸趨于簡單化，草地植被生態(tài)系統(tǒng)逐漸由穩(wěn)定狀態(tài)向不穩(wěn)定狀態(tài)過渡。本研究表明，羊草+雜類草群落退化程度比貝加爾針茅+羊草群落大，說明牲畜喜歡采食羊草+雜類草群落植物。

參考文獻：

[1]Mcnaughton S J，Banyikwa F F，Mcnaughton M M. Promotion of the cycling of diet-enhancing nutrients by African grazers[J]. Science，1997，278（5344）：1798-1800.

[2]吳虎山，寶 柱. 呼倫貝爾天然草原退化原因及治理對策[J]. 內蒙古草業(yè)，2006，18（3）：26-27.

[3]毛文永. 生態(tài)環(huán)境影響評價概論[M]. 北京：中國環(huán)境科學出版社，1998：31.

[4]李 博. 中國北方草地退化及其防治對策[J]. 中國農業(yè)科學，1997，30（6）：1-9.

[5]姜 恕，李 博，王義鳳. 草地生態(tài)研究方法[M]. 北京：農業(yè)出版社，1988：15-22.

[6]王德利，呂新龍，羅衛(wèi)東. 不同放牧密度對草原植被特征的影響分析[J]. 草業(yè)學報，1996，5（3）：28-33.

[7]王仁忠，李建東. 采用系統(tǒng)聚類分析法對羊草草地放牧演替階段的劃分[J]. 生態(tài)學報，1991，11（4）：367-371.

[8]錢迎請，甄仁德. 生物多樣性進展[M]. 北京：中國科學技術出版社，1994.

[9]楊利民，王仁忠，李建東，等. 松嫩平原主要草原群落放牧干擾梯度對植物多樣性的影響[J]. 草地學報，1999，7（1）：8-16.endprint

3 結論與討論

本研究表明，不同退化程度下草地地上現(xiàn)存量、群落蓋度、群落高度等數量特征等均隨著退化程度的加大而加大。不同退化程度下草地群落密度差異不顯著，與輕度退化草地相比，中度退化草地群落密度降低，中度退化草地群落密度增加。此結果與姜恕等的結論一致[5]。這可能是由于隨著放牧強度的加大，羊草與寸草苔的個體數量增加所致。凋落物是土壤有機物的主要來源，同時也改善了土壤的微氣候，為微生物提供食物。隨著退化程度的加劇，地表枯落物數量下降明顯，此結果與王德利等的結論一致[6]。生物多樣性是生態(tài)系統(tǒng)中生物群落的重要特征，任何一種干擾因子對植物群落產生影響都要首先考慮多樣性的變化。生物多樣性的破壞與喪失是生態(tài)系統(tǒng)退化的主要表現(xiàn)形式，也是生態(tài)系統(tǒng)退化的關鍵所在。群落β多樣性指數指群落物種沿著某一環(huán)境梯度的替代程度，反映生境的變化程度或指示生境被物種分隔的程度[7]。因此，植物群落β多樣性指數與群落相似性系數也能體現(xiàn)群落的退化程度。本研究表明，呼倫貝爾草甸草原

植物α多樣性指數均隨草地退化程度的增加而降低，這與錢迎請等的結論一致[8]。隨著草地退化程度的加劇，植物群落的β多樣性指數逐漸增大，這與楊利民等的研究結果一致[9]，說明從輕度退化草地到重度退化草地，其生境在空間序列上的變化越來越大，物種替代率越來越高，物種數量越來越少，群落基本結構逐漸趨于簡單化，草地植被生態(tài)系統(tǒng)逐漸由穩(wěn)定狀態(tài)向不穩(wěn)定狀態(tài)過渡。本研究表明，羊草+雜類草群落退化程度比貝加爾針茅+羊草群落大，說明牲畜喜歡采食羊草+雜類草群落植物。

參考文獻：

[1]Mcnaughton S J，Banyikwa F F，Mcnaughton M M. Promotion of the cycling of diet-enhancing nutrients by African grazers[J]. Science，1997，278（5344）：1798-1800.

[2]吳虎山，寶 柱. 呼倫貝爾天然草原退化原因及治理對策[J]. 內蒙古草業(yè)，2006，18（3）：26-27.

[3]毛文永. 生態(tài)環(huán)境影響評價概論[M]. 北京：中國環(huán)境科學出版社，1998：31.

[4]李 博. 中國北方草地退化及其防治對策[J]. 中國農業(yè)科學，1997，30（6）：1-9.

[5]姜 恕，李 博，王義鳳. 草地生態(tài)研究方法[M]. 北京：農業(yè)出版社，1988：15-22.

[6]王德利，呂新龍，羅衛(wèi)東. 不同放牧密度對草原植被特征的影響分析[J]. 草業(yè)學報，1996，5（3）：28-33.

[7]王仁忠，李建東. 采用系統(tǒng)聚類分析法對羊草草地放牧演替階段的劃分[J]. 生態(tài)學報，1991，11（4）：367-371.

[8]錢迎請，甄仁德. 生物多樣性進展[M]. 北京：中國科學技術出版社，1994.

[9]楊利民，王仁忠，李建東，等. 松嫩平原主要草原群落放牧干擾梯度對植物多樣性的影響[J]. 草地學報，1999，7（1）：8-16.endprint