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內蒙古典型草原凋落物分解對不同草地利用方式的響應

2016-06-28 08:54:03單玉梅溫超楊勇陳迪馬白永飛陳海軍王明玖
生態環境學報 2016年3期

單玉梅,溫超,楊勇,陳迪馬,白永飛,陳海軍,王明玖

1. 內蒙古自治區農牧業科學院,內蒙古 呼和浩特 010031;2. 中國科學院內蒙古草業研究中心,內蒙古 呼和浩特 010031;3. 內蒙古農業大學生態環境學院,內蒙古 呼和浩特 010019;4. 中國科學院植物研究所植被與環境變化國家重點實驗室,北京 100093;5. 內蒙古自治區草原勘察規劃院,內蒙古 呼和浩特 010051;6. 內蒙古自治區生物技術研究院,內蒙古 呼和浩特 010010

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內蒙古典型草原凋落物分解對不同草地利用方式的響應

單玉梅1, 2, 3, 4,溫超1, 2,楊勇5,陳迪馬4,白永飛4,陳海軍3, 6*,王明玖3*

1. 內蒙古自治區農牧業科學院,內蒙古 呼和浩特 010031;2. 中國科學院內蒙古草業研究中心,內蒙古 呼和浩特 010031;3. 內蒙古農業大學生態環境學院,內蒙古 呼和浩特 010019;4. 中國科學院植物研究所植被與環境變化國家重點實驗室,北京 100093;5. 內蒙古自治區草原勘察規劃院,內蒙古 呼和浩特 010051;6. 內蒙古自治區生物技術研究院,內蒙古 呼和浩特 010010

摘要:以2005年設置的中德放牧控制試驗為平臺,研究了內蒙古典型草原群落凋落物的分解速率、失重率及其碳氮損失率在不同草地利用方式和放牧強度下的變化規律。草地利用方式包括:傳統放牧、傳統割草和放牧、割草輪換利用(混合利用)。放牧強度包括7個:0、1.5、3.0、4.5、6.0、7.5、9.0 sheep·hm-2。結果表明:傳統放牧和混合利用方式下,放牧都不同程度地加速了群落凋落物的分解和失重。在傳統放牧平地系統中,放牧強度為7.5 sheep·hm-2小區群落凋落物的分解速率和失重率均顯著高于對照區,分別高出45.0%和40.0%;在混合利用平地系統中,放牧強度為6.0 sheep·hm-2小區群落凋落物的分解速率顯著高于對照區,高出35.0%;在混合利用坡地系統中,放牧強度為9.0 sheep·hm-2小區群落凋落物的分解速率和失重率均顯著高于對照區,分別高出82.4%和62.0%。群落凋落物碳損失率和氮損失率在傳統放牧系統中,隨放牧強度的增加呈現出相似的變化趨勢,而在混合利用系統中,隨放牧強度的增加呈現出相反的變化趨勢,但是總體表現為,增加放牧強度會加速群落凋落物中碳氮的釋放。高放牧強度下,群落凋落物的分解速率、失重率和碳損失率差異顯著,表現為:混合利用>傳統割草>傳統放牧,這一試驗結果在一定程度上驗證了放牧優化假說。

關鍵詞:草地利用方式;放牧;割草;凋落物;放牧強度;碳和氮

引用格式:單玉梅, 溫超, 楊勇, 陳迪馬, 白永飛, 陳海軍, 王明玖. 內蒙古典型草原凋落物分解對不同草地利用方式的響應[J]. 生態環境學報, 2016, 25(3): 377-384.

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凋落物不僅是草原第一生產力的重要組成部分,也是草地生態系統結構的重要組成部分,植物通過光合作用所固定的有機質最終以凋落物形式儲存于地表(郭繼勛等,1994)。凋落物的產生、積累和分解動態直接或間接地影響著植物的萌發與保護(Molofsky et al.,1992;郭繼勛等,2000)、群落結構演替(Facelli et al.,1991),在改善生態環境及土壤理化性狀(Naeth et al.,1991)、能量流動和營養物質循環以及生產力維持過程(郭繼勛等,1994;高永恒等,2007;陳瑾等,2011;王靜等,2013)中起著重要作用。其中凋落物分解既是草地生態系統中有機質殘體分解轉化的基本過程,也是生態系統養分循環中的重要環節(高永恒等,2007;陳瑾等,2011),生態系統通過凋落物分解將養分釋放到土壤中,補充植物生長所需,對調節土壤養分的可利用性和維持草地生產力具有重要作用(Koukoura,1998;汪詩平等,2001;高永恒等,2007;Meyer et al.,2011;陳瑾等,2011)。

長期以來,國內外的研究者對凋落物分解和養分釋放的影響因素進行了深入的研究。歸納起來,主要包括植物群落結構(Facelli et al.,1991;王靜等,2013)、凋落物自身的特性(或基質質量,Substrate quality)(Aerts et al.,1997;Vitousek et al.,1994;Kalburtji et al.,1999;Hobbie et al.,2000;陳瑾等,2011)、土壤理化性狀(Aerts et al.,1997)、生物環境(Setala et al.,1990)、環境因子(Vitousek et al.,1994;Austin et al.,2000)以及草地利用方式(Hamilton et al.,2001;Willms et al.,2002;高永恒等,2007)等方面,其中草地利用方式是諸多因素當中最重要的外因之一(汪詩平等,1999;Hamilton et al.,2001;Willms et al.,2002;高永恒等,2007;薛睿等,2010)。在內蒙古典型草原生態系統中,放牧和打草是兩種主要的草地利用方式。已有研究表明,放牧(特別是過度放牧)可以改變群落結構和影響植物繁殖特性,引起凋落物質的降低和量的減少,草地生產力顯著下降(汪詩平等,1999),嚴重影響生態系統的養分循環和服務功能(Wardle et al.,2002;Bai et al.,2004;薛睿等,2010;Shan et al.,2011)。打草是刈割方式的一種,適當的刈割不僅能改善草地生態環境,刺激牧草分蘗,促進牧草的再生和凋落物的積累,在一定程度上也能緩解放牧對草原的持續性壓力。但是連續打草不利于牧草的再生,因為連續打草嚴重影響牧草種子的繁殖,抑制其持續性生長和更新(陳佐忠等,2000)。同時,打草也是放牧的代替性行為,連續打草會導致草地上的群落凋落物減少,生態系統養分循環受阻,養分輸入減少,土壤日益貧瘠(Augustine et al.,2006;Ilmarinen et al.,2009)。近年來,內蒙古草原退化嚴重,草原群落的初級生產力逐漸下降,呈現出諸多的生態環境問題,主要歸因于不合理的草地利用方式(王煒等,1996a,1996b;Bai et al.,2007)。因此,合理地協調放牧與打草的關系,使二者有機結合,提高生態系統養分循環速率是維持草地可持續發展的動力之一(薛睿等,2010)。

目前,針對凋落物分解的研究不僅集中在繼續探討分解時的營養動態、分解與凋落物質量、生境、生物以及與氣候間的相互關系(郭繼勛等,1994;郭繼勛等,2000;陳瑾等,2011),也將分解與草原生態環境問題結合起來,并涉及到營養循環等生態系統過程(王蕾等,2013),而對不同草地利用方式下凋落物分解過程的研究少見報道。為此,本研究以內蒙古典型草原為研究對象,基于長期放牧控制實驗平臺,從群落水平上對不同草地利用方式和放牧強度下凋落物的分解特性及其碳氮損失率進行了野外試驗測定和室內分析,以探討該類型的生態系統中草地利用方式對凋落物分解過程的影響,旨在為內蒙古典型草原生態系統的科學管理提供理論依據,擬回答兩個方面的科學問題,(1)不同草地利用方式對內蒙古典型草原凋落物分解有何影響?(2)群落凋落物分解速率以及碳氮損失率隨放牧強度(尤其是過度放牧)的變化規律如何?

1 研究地區與研究方法

1.1 研究區自然概況

本試驗在中國科學院內蒙古草原生態系統定位研究站的中德放牧試驗樣地(43°37′N,116°43′E)進行。該站位于內蒙古錫林河流域,平均海拔在1100 m左右,氣候類型為溫帶半干旱大陸性季風氣候,冬季寒冷干燥,夏季溫暖濕潤。多年平均氣溫為0.4 ℃,其中最冷月(1月份)均溫為-21.4 ℃,最熱月(7月份)均溫為19.0 ℃?!?0 ℃的年積溫約為1600 ℃,多年平均降水量為337 mm,主要集中分布于5─8月份,降水量的年際變異較大。地帶性土壤類型為栗鈣土(陳佐忠等,2000)。群落類型為典型的羊草草原,常見植物約有45種,以廣旱生根莖禾草羊草(Leymus chinensis)占顯著優勢,其次為大針茅(Stipa grandis)、菭草(Koeleria cristata)和冰草(Agropyron cristatum)等旱生密叢禾草,這些禾草的相對生物量達到60%以上;雜類草中80%為多年生,如黃囊苔草(Carex rostrata kor-shinskyi)、星毛委陵菜(Potentilla acaulis)、野韭(Allium ramosum)等(Bai et al.,2007)。

1.2 研究方法

1.2.1 試驗設計

放牧控制實驗平臺始建于2005年6月,占地面積近300 hm2。實驗處理包括兩種放牧制度,即傳統利用(放牧場和割草場分開,放牧場每年生長季放牧,割草場每年秋季割草)和混合利用(放牧場和割草場每年進行輪換);包括兩種草地利用方式,即放牧和割草。每種利用方式設有7個放牧強度(0、1.5、3.0、4.5、6.0、7.5、9.0 sheep·hm-2)和2個區組重復(平地和坡地),實驗采用隨機區組設計,共計56個實驗小區。為了消除空間異質性,每個區組下的主效應為利用方式,對每種利用方式下的7個放牧強度采用裂區設計,即兩個相鄰小區的放牧強度相同。其中,1.5 sheep·hm-2水平下的放牧小區和對應的割草小區面積為4 hm2(確保每個試驗小區至少有6只羊),其它試驗小區均為2 hm2。放牧時間為每年的6月初到9月中旬,持續100 d左右,晚上不歸牧;打草時間為每年的8月中旬。

1.2.2 樣品的采集和處理

于2009年5月,采用尼龍網袋法在每個小區中隨機收集植物群落凋落物樣品,去除其中雜物,將剩余凋落物用清水洗滌干凈裝入信封置于65 ℃恒溫條件下烘干至恒重后,再將凋落物剪成10 cm左右小段,稱取樣品10 g,裝入已編號的尼龍網袋中,網袋大小為15 cm×25 cm,網孔為1 mm×1 mm(陳瑾等,2011),放回相應的小區內,為使其充分與地面接觸采用鐵絲固定于地表,每個小區放3袋,作為3個重復。在分裝凋落物的同時,取出一部分用于測定其全碳、全氮及全磷含量,即分解前凋落物的碳氮磷含量。生長季結束時,于2009 年10月取回初期裝有凋落物的尼龍袋,并去除其中雜物(如小石礫、鉆進網袋內的小動物等)后用清水漂洗,使用60目的篩子協助漂洗。漂洗后立即裝入信封袋中,再置于65 ℃恒溫下烘48 h后稱其干重,然后粉碎,測定分解后凋落物中的碳氮磷含量。

1.3 樣品測定

粉碎后的凋落物樣品,用H2O2/H2SO4消煮,消煮液用于測定全氮(N)、全磷(P)的含量。全N的測定采用半微量凱氏定氮法,全P的測定采用鉬藍比色法。初始凋落物除用于測定全N、全P的含量外,還采用重鉻酸鉀外加熱氧化法測定全碳(C)含量(董鳴等,1996)。

1.4 數據處理與統計分析

為了更加直觀地反映凋落物損失情況,采用變化率來表示分解過程中凋落物質量和元素含量的變化,主要測定指標包括分解速率(r)、失重率(RW)以及碳氮損失率(RC、RN)。其計算公式如下:

其中,r為凋落物分解速率;RW為凋落物失重率;t1和t2分別為野外放置凋落物的時間和取回凋落物的時間;W1和W2分別為t1和t2時凋落物的重量;RC和RN分別為凋落物碳氮損失率;C1(N1)和C2(N2)分別為t1和t2時凋落物有機碳(全氮)含量。

所有數據采用SAS(Version 9.0)軟件進行統計分析。采用Repeated Measure ANOVA 方法來分析放牧制度(傳統利用和混合利用)、利用方式(放牧和割草)、放牧強度(0、1.5、3.0、4.5、6.0、7.5 和9.0 sheep·hm-2)和地形(平地和坡地)及其交互作用對群落凋落物分解速率的影響。采用One-way ANOVA方法來分析傳統放牧平地、傳統放牧坡地、混合利用平地和混合利用坡地4個系統中,不同放牧強度下群落凋落物的分解速率、失重率和碳氮損失率以及不同利用方式下群落凋落物分解速率、失重率和碳氮損失率的差異并用Duncan′s極差法進行顯著性檢驗(P<0.05表示為差異顯著)。

2 結果與分析

2.1 不同放牧強度下凋落物分解速率和失重率的變化

多因素方差分析表明,放牧強度對凋落物分解速率的影響極顯著(P<0.001),而放牧制度(傳統放牧和混合利用)、利用方式(放牧和割草)和地形(平地和坡地)對凋落物分解速率的影響不顯著,但放牧制度和利用方式及放牧強度和地形的兩因素交互作用對分解速率的影響均顯著(P<0.001),且放牧強度與放牧制度、利用方式和地形的三因素交互作用對群落凋落物分解速率的影響均顯著(P<0.05),四因素交互作用不顯著(表1)。

表1 放牧制度、利用方式、地形和放牧強度對群落凋落物分解速率的影響Table 1 Effects of grazing system, management regime, topography and grazing intensity on the decomposition rate of litter in community

在傳統放牧平地(TGF)、傳統放牧坡地(TGS)、混合利用平地(MGF)和混合利用坡地(MGS)4個系統中,群落凋落物的分解速率和失重率隨放牧強度的增加呈現出相同的變化趨勢,且混合利用方式下群落凋落物的分解速率和失重率高于對照區(圖1A)。在TGF中,放牧強度為7.5 sheep·hm-2小區群落凋落物的分解速率和失重率顯著高于對照區(P<0.05),分別高出45.0%和40.0%。但是在TGS中,群落凋落物的分解速率和失重率在各個放牧強度之間差異均不顯著(P>0.05)。在MGF中,放牧強度為6.0 sheep·hm-2小區群落凋落物的分解速率顯著高于對照區,高出35.0%(P<0.05),而各個放牧強度之間的失重率差異不顯著(P>0.05)。在MGS中,放牧強度為9.0 sheep·hm-2小區群落凋落物的分解速率和失重率顯著高于對照區(P<0.05),分別高出82.4%和62.0%(圖1A)。

2.2 不同放牧強度下凋落物碳氮損失率的變化

在傳統放牧系統中,群落凋落物碳損失率和氮損失率隨放牧強度的增加呈現出相似的變化趨勢,而在混合利用系統中,群落凋落物碳損失率和氮損失率隨放牧強度的增加呈現出相反的變化趨勢(圖1B)。

圖1 傳統放牧和混合利用系統中,不同放牧強度下群落凋落物分解速率(r)、失重率(RW)(A)以及碳氮損失率(RC、RN)(B)的變化。TGF:傳統放牧平地系統;TGS:傳統放牧坡地系統;MGF:混合放牧平地系統;MGS:混合放牧坡地系統Fig. 1 Decomposition rate (r), weightless rate (RW) (A) and relative carbon and nitrogen loss (RC and RN) (B) in the litters at different grazing intensities in traditional and mixed grazing systems. TGF, Traditional grazing flat system; TGS, Traditional grazing slope system; MGF, Mixed grazing flat system; MGS,Mixed grazing slope system (n=3)

在TGF中,放牧強度為6.0 sheep·hm-2小區群落凋落物碳氮損失率最小(分別為14.0%和0.7%),放牧強度為7.5 sheep·hm-2小區群落凋落物碳損失率最大(31.4%),而對照區群落凋落物氮損失率最大(1.2%)。在TGS中,群落凋落物碳氮損失率隨放牧強度的增加呈現增加的趨勢,碳損失率的最大值出現在放牧強度為7.5 sheep·hm-2的小區,高出對照區47.5%,存在顯著差異(P<0.05),氮損失率的最大值出現在放牧強度為9.0 sheep·hm-2的小區,顯著高于對照區27.0%(P<0.05)。在MGF中,群落凋落物碳損失率隨放牧強度的增加呈現逐漸增加的趨勢,放牧區顯著高于對照區(P<0.05),且放牧強度為9.0 sheep ·hm-2的小區群落凋落物碳損失率為對照區的1.5倍;而群落凋落物氮損失率的最大值出現在放牧強度為6.0 sheep·hm-2的小區。在MGS中,放牧區群落凋落物碳損失率顯著高于對照區(P<0.05),最大值出現在放牧強度為3.0 sheep·hm-2的小區,而放牧區群落凋落物氮損失率除放牧強度為1.5 sheep·hm-2的小區外,其他小區均顯著低于對照區(P<0.05)(圖1B)。

2.3 草地利用方式對凋落物分解速率和失重率的影響

在放牧強度為9.0 sheep·hm-2(代表過度放牧利用)的小區,平地系統中群落凋落物分解速率和失重率呈現出相同的變化趨勢,傳統割草>混合利用>傳統放牧(圖2A),各處理間差異不顯著(P>0.05);坡地系統中群落凋落物分解速率和失重率的變化趨勢相一致,即混合利用>傳統割草>傳統放牧(圖2B),且混合利用系統群落凋落物分解速率和失重率顯著高于傳統放牧系統(P<0.05)。

2.4 草地利用方式對凋落物分解過程中碳氮損失率的影響

在放牧強度為9.0 sheep·hm-2的小區,平地系統中,群落凋落物碳損失率大小依次為混合利用>傳統割草>傳統放牧,且混合利用系統顯著高于傳統割草系統和傳統放牧系統(P<0.05);群落凋落物氮損失率則為傳統割草>傳統放牧>混合利用,傳統割草系統凋落物氮損失率顯著高于傳統放牧系統,傳統放牧系統又顯著高于混合利用系統(P<0.05)(圖2A)。在坡地系統中,凋落物碳損失率在各處理間差異不顯著(P>0.05);凋落物氮損失率的變化趨勢和平地系統中相同(P<0.05)(圖2B)??梢姡瑥娜郝涞蚵湮锓纸馓嫉獡p失角度而言,今后在制定草地管理措施時不僅要考慮放牧強度的大小,還應考慮地形因素的影響。

3 討論

3.1 放牧強度對凋落物分解的影響

凋落物分解是草地生態系統中有機質殘體分解轉化的基本過程,也是系統養分循環的重要環節,對調節土壤養分的可利用性和維持草地生產力具有重要作用(Koukoura,1998;汪詩平等,2001)。本研究中,不同的草地利用方式下,凋落物的分解速率和失重率隨著放牧強度的增加都呈現出增加的趨勢,放牧區的碳氮損失率也顯著高于對照區,一方面放牧家畜的踐踏活動促使凋落物與地面的緊密接觸,有助于凋落物的分解(Manley et al.,1995;高永恒等,2007);另一方面,家畜糞便中的養分增強了土壤微生物的活性(Shan et al.,2011),從而加速了土壤中有機質的分解速率。放牧不僅促進了凋落物中碳氮的釋放,也有利于群落凋落物中的碳氮參與草地生態系統的碳氮循環,對維持草地生態系統中碳氮的平衡具有重要意義(Shariff et al.,1994)。但重度放牧盡管加速凋落物的分解,但同時會大幅度地減少群落蓋度和地上現存生物量(薛睿等,2010),這也不利于草地生態系統的健康發展。因此,適度放牧有利于調節草地生態系統的碳氮循環(Mcnaughton,1979;Schuman et al.,1999)。

3.2 草地利用方式對凋落物分解的影響

放牧與割草輪換利用的草地利用方式可以減緩持續放牧帶來的壓力,對草場起到較好的保護作用。尤其是在過度放牧的情況下,混合利用方式是最佳的利用方式之一(薛睿等,2010)。本研究中,在放牧強度為9.0 sheep·hm-2時,混合利用方式下的群落凋落物的分解速率和失重率最大,且在MGF中的群落凋落物碳損失率也最大,這說明混合利用方式有利于草地生態系統的養分循環。傳統放牧系統一直面臨持續性的壓力,而傳統割草系統會因割草量過多而使地上生物量減少,導致土壤養分流失(Ilmarinen et al.,2009)。但是,本研究中混合利用系統并不利于群落凋落物氮的釋放,導致這一結果的原因可能是,放牧可以通過改變土壤的微氣候,如土壤溫度和濕度,增加土壤氮的有效性和土壤微生物的活性(Shariff et al.,1994;Kielland et al.,1998),已有數據表明,傳統割草系統土壤濕度比混合利用系統高出30.3%,傳統放牧系統土壤溫度比混合利用系統高出20.0%,因此,混合利用系統中群落凋落物氮釋放較低。但是,不同利用方式下的各個物種凋落物的分解速率及碳氮釋放特性還有待進一步的研究。

4 結論

以內蒙古典型草原為研究對象,基于長期放牧控制實驗平臺(已具有連續11年放牧的歷史),對草原群落凋落物的分解速率、失重率及其碳氮損失率在不同草地利用方式下的變化規律與響應過程進行了研究,結果表明:在傳統放牧和混合利用方式下,放牧活動均不同程度地加速了群落凋落物的分解和失重。在傳統放牧平地系統中,放牧強度為7.5 sheep·hm-2的小區群落凋落物的分解速率和失重率分別顯著高于對照區;在混合利用平地系統中,放牧強度為6.0 sheep·hm-2的小區群落凋落物的分解速率高出對照區35.0%,存在顯著差異;在混合利用坡地系統中,放牧強度為9.0 sheep·hm-2的小區群落凋落物的分解速率和失重率分別顯著高于對照區。此外,群落凋落物碳氮損失率在傳統放牧系統中,隨放牧強度的增加呈現出相似的變化趨勢,而在混合利用系統中,隨放牧強度的增加呈現出相反的變化趨勢,總體表現為,放牧強度的增加會加速群落凋落物中碳氮的釋放。在高放牧強度下,群落凋落物的分解速率、失重率和碳損失率差異顯著,均表現為:混合利用>傳統割草>傳統放牧,該試驗結果在一定程度上驗證了放牧優化假說。

圖2 凋落物分解速率、失重率以及碳氮損失率在傳統放牧、傳統割草和混合利用的平地(A)和坡地(B)系統中的變化。不同小寫字母表示各個指標在不同草地利用方式下具有顯著差異(P<0.05)。TG:傳統放牧系統;TH:傳統割草系統;MG:混合放牧系統Fig. 2 The variation of decomposition rate, weightless rate and relative carbon and nitrogen loss of community litters in traditional grazing, traditional haymaking and mixed grazing systems in flat (A) and slope (B) blocks. Different lowercase letters denote significant difference among different grassland management types at P < 0.05. TG, Traditional grazing system; TH, Traditional haymaking system; MG, Mixed grazing system (n=3)

致謝:感謝中國科學院內蒙古草原生態系統定位研究站的工作人員和師弟師妹們在野外工作和室內樣品分析中給予的大力幫助。

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Impacts of Management Regimes on the Litter Decomposition of Typical Grassland Community in Inner Mongolia

SHAN Yumei1, 2, 3, 4, WEN Chao1, 2, YANG Yong5, CHEN Dima4, BAI Yongfei4,CHEN Haijun3, 6*, WANG Mingjiu3*
1. Inner Mongolia Academy of Agriculture & Animal Husbandry Science, Hohhot 010031, China;2. Inner Mongolia Research Center for Prataculture, Chinese Academy of Science, Hohhot 010031, China;3. College of Ecology and Environmental Science, Inner Mongolia Agricultural University, Hohhot 010019, China;4. State Key Laboratory of Vegetation and Environmental Change, Institute of Botany, Chinese Academy of Sciences, Beijing 100093, China;5. Inner Mongolia Institute of Grassland Survey and Planning, Huhhot 010051, China; 6. Inner Mongolia Institute of Biotechnology, Huhhot 010010, China

Abstract:The study was carried out in the Sino-German grazing experiment site, which was established in June 2005, and located in the typical steppe region of Inner Mongolia grassland In order to explore two Our objective, 1) how litter decomposition vary with grazing intensity and haymaking in typical steppe of Inner Mongolia grassland, and 2) how the litter decomposition rate, weightless rate, relative carbon and nitrogen loss rates respond to grazing intensity. The experimental treatments included traditional grazing,traditional haymaking and alternate mixed utilization of grazing & haymaking, and seven levels of grazing intensity (i.e., 0, 1.5, 3.0,4.5, 6.0, 7.5, 9.0 sheep·hm-2). Our results showed that grazing accelerated decomposition and weightless of litters in both traditional and mixed grazing plots after one growing season. In flat area of traditional grazing plots, the decomposition and weightless rates of litters in 7.5 sheep·hm-2plots were significantly higher than that in control plots by 45.0% and 40.0%, respectively. In flat area of mixed grazing plots, the decomposition rate of litters in 6.0 sheep·hm-2plots was significantly higher than control plot by 35.0%. While in slop area of mixed grazing plots, the decomposition and weightless rates of litters in 9.0 sheep·hm-2plots were significantly higher than that in control plots by 82.4% and 62.0%, respectively. With the increases of grazing intensity, the variations of carbon and nitrogen loss in litters were similar in traditional system, whereas they showed divergent trends in mixed system. But as a whole,grazing accelerated carbon and nitrogen releasing during litter decomposition. At high grazing intensity, the decomposition,weightless and relative carbon loss rates of litters in mixed grazing plots were significantly higher than that in the traditional grazing plots. Our results were partially in agreement with the grazing optimization hypothesis.

Key words:management regimes; grazing; haymaking; litter; grazing intensity; carbon and nitrogen

DOI:10.16258/j.cnki.1674-5906.2016.03.003

中圖分類號:Q948; X17

文獻標志碼:A

文章編號:1674-5906(2016)03-0377-08

基金項目:國家自然科學基金項目(31200351);內蒙古科技創新引導獎勵基金計劃項目(20140701);內蒙古自治區自然科學基金項目(2014MS0318);內蒙古自治區自然科學基金項目(2015MS3084)

作者簡介:單玉梅(1980年生),女,博士,助理研究員,主要從事草地放牧生態系統結構與功能方面的研究。E-mail: shanym2008@163.com*通信作者,E-mail: wangmj_0540@163.com; chenhaijun2004@163.com

收稿日期:2016-01-13

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