張小明
(鄂溫克族自治旗錫尼河東蘇木孟根畜牧獸醫站,內蒙古呼倫貝爾 021109)
休牧對草原生態系統影響研究進展
張小明
(鄂溫克族自治旗錫尼河東蘇木孟根畜牧獸醫站,內蒙古呼倫貝爾 021109)
關于受損草地生態系統的恢復,休牧是最常用的方法,它是人類有意識調節草地生態系統中草食動物與植物的關系以及管理草地的手段。文章討論了休牧對草原生態系統影響。
休牧;草原生態系統;影響
縱觀我國草地資源的利用、更新以及草地畜牧業的可持續發展,完全禁牧是不合理的。現階段,為保證牧區草原畜牧業的可持續發展,對草地實行適當的休牧是現實可行方法。草原休牧投資少、見效快、操作簡單易行,可作為當前退化草地恢復與重建的重要措施之一。
1.1 休牧對草原植物群落特征和生產力的影響
草原植被是草原生態系統中受人為活動影響最敏感的組成部分。通過休牧,草地植被得到自然更新與恢復,草地生態系統得到恢復,從而有效恢復了草地生態系統的生態功能。從群落特征變化看,群落高度、密度、蓋度均隨休牧時期的增加而增加;但也有研究顯示,蓋度和密度隨休牧時期的延長呈先增加后降低的趨勢;還有研究表明,群落蓋度、高度隨著休牧年限增加表現為先顯著降低,后顯著升高,再顯著降低。從群落生物量看,休牧對植被地上生物量有正面效應,可顯著提高草地生產力,恢復植被。在內蒙古錫林河中游北岸二級臺地上典型草原,不同放牧率退化草地休牧4年后,群落生物量表現增加趨勢。草原休牧后,凋落物生物量呈增加趨勢;也有研究發現,凋落物量隨季節及休牧年限均呈“W”型動態變化。草地植物群落的地下生物量是草地生態系統物質循環和能量流動不可缺少的環節。休牧有利于植物地下生物量增加,促進根系向土壤更深更廣空間層次延伸;實施不同年限休牧后,表層根系生物量比重下降,而隨土層加深,地下生物量比重增加。
1.2 休牧對草原群落植物多樣性的影響
草原群落植物多樣性對維持草地生產力和草地生態系統結構、功能穩定及其可持續發展有重大作用。休牧后,草原植物群落功能群發生了不同的變化。從水分生態型來看,中生植物增加11.2%,旱生植物、旱中生植物、中旱生植物頻度下降。
2.1 休牧對草原土壤物理性質的影響
土壤細顆粒增加是草地恢復的一個重要體現。草原休牧后,土壤機械組成的變化主要發生在土壤表層,土壤淺層顆粒組成發生了變化。隨著休牧年限的增加,粘粒和粉粒比例總體呈上升趨勢。放牧地由于牲畜的踐踏使土壤變得緊實,從而降低對水分的滲透與蓄積能力,土壤含水量變小。隨著草原放牧強度的增大,土壤容重升高。草原休牧初期,土壤容重降低,隨休牧年限的延長,容重增加,但也有研究顯示,隨著休牧年限的延長,土壤容重先降低后升高。放牧使土壤的保水和持水能力因土壤的滲透阻力加大而下降,而休牧有利于土壤含水量的增加。pH值和可溶性總鹽量是影響草原土壤質量的重要因素,休牧可降低土壤的鹽堿化程度。
2.2 休牧對草原土壤養分的影響
土壤養分的變化能夠直接地反映植物與土壤環境作用的關系。草地休牧會使土壤狀況發生改變。草地休牧后,土壤有機質、全氮、全磷、全鉀及速效氮、磷、鉀含量均有所提高,隨著休牧年限的增加,土壤養分含量有逐漸增加的趨勢。
2.3 休牧對草原土壤酶活性的影響
土壤酶的功能多樣性與土壤功能多樣性緊密相關,土壤生態系統退化均伴隨著不同土壤酶活性的下降。如藏北退化高寒草原中度、嚴重退化草地土壤酶(纖維素酶、脲酶、堿性磷酸酶)活性均呈顯著降低趨勢。酶活性的增加可作為退化草地土壤恢復的重要標志之一。土壤酶對休牧較為敏感,休牧對不同土壤酶的影響也不盡相同。草原休牧后,土壤脲酶、磷酸單酯酶、脫氫酶、蛋白酶活性均有不同程度的增加,氧化酶-多酚氧化酶和過氧化氫酶活性則降低。
2.4 休牧對草原固碳潛力的影響
從休牧對草地碳儲量影響來看,休牧使土壤有機碳含量有明顯的增加。草地生態系統參與了陸地生態系統的全球碳循環過程。因此,草地生態系統在全球碳循環中也占有非常重要的地位。草地土壤碳庫是全球碳循環中重要的組分,估算土壤有機碳儲量及分布特征在研究土壤碳對全球變化的響應中具有重要意義。草地碳素行為很活躍,具有相當大的碳蓄積能力,應對氣候變化,草原的固碳能力不容忽視,碳成本相對低廉,固碳形式較穩定,這些潛在碳匯在全球碳循環中起著重大作用。因此,對草地生態系統碳循環主要過程及其影響因素的研究是認識全球碳循環的關鍵之一。
我國對于土壤有機碳貯量的研究有逐漸增加的趨勢。土壤有機碳含量變化的拐點大約都是在40cm左右,40cm以上土層有機碳受地上植被的影響比較明顯,而40cm以下土層同樣受到植被的影響,但影響相對較小。土壤有機碳含量在剖面上的這種分布格局與地上枯落物、植物地上地下物質分配、根系深度和根生物量密切相關,因為土壤有機碳主要來源于枯落物和根系分解所產生的有機質,因此它們的變化都將影響土壤有機碳輸入的模式、速度、質量和數量。
土壤碳密度已成為評價和衡量土壤中有機碳儲量的一個極其重要的指標。長期過度放牧將顯著降低土壤碳貯量。從增加碳固持潛力角度而言,如能采取合理的草地恢復措施,退化草地具有更大的固碳潛力。
2.5 休牧對草原土壤微生物的影響
土壤微生物生物量碳、氮表征著土壤的生物狀態、能量循環和土壤養分的生物有效性。土壤微生物量的變化主要受環境條件、植物生長、放牧強度、土壤深度及其他因素的綜合影響。放牧管理措施會對土壤微生物生物量碳產生不同的影響。休牧有利于保持或提高土壤中各類微生物數量。
休牧成為當前生態立國、環境治理的一項重大舉措,成為保護草原生態環境、促進草原畜牧業可持續發展的有效措施。草原休牧制度是國家進行草原管理的重要政策,隨著草原休牧工程的深入,科學評價休牧工程所帶來的生態效益、社會效益和經濟效益,具有重要的理論和現實意義。
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