陳亭亭, 孫士浩, 王正莉, 吳海燕, 張敬蕓
(1.青海師范大學 生命科學學院, 青海 西寧 810008; 2.青海師范大學,青海 西寧 810008; 3.青海師范大學地理科學學院, 青海 西寧 810008;4.青海師范大學 教育學院, 青海 西寧 810008)
草地生態系統屬于陸地生態系統,是陸地生態系統中面積最大的一類,在調節生態系統功能方面發揮著重要作用[1-2]。但受全球氣候變暖等不利因素影響,草地的退化十分嚴重,給草地生態系統、社會、經濟及生態環境的可持續發展帶來負面影響[3]。而草地圍欄封育具有投資少、見效快等優點,已成為退化草地恢復的重要措施之一[4]。
我國在圍欄封育方面的研究雖起步較晚,但近幾十年國內很多學者研究了圍欄封育對植物多樣性、蓋度、高度、生物量等方面的影響[5]。因此,筆者通過梳理、歸納出近年來圍欄封育對植物多樣性、蓋度、高度、生物量影響的研究成果,系統地展現圍欄封育對植被群落特征影響的研究進展,以期為后續科研工作提供參考。
圍欄封育對植物多樣性的影響呈顯著增加、基本不變、顯著降低3種不同的結果。楊靜等[6]指出,沙質荒漠草地物種豐富度、Simpson指數、Shannon-wiener指數在封育后均顯著增長。同時吳建波等[7]指出,圍封8年后樣地內物種數、Shannon′s多樣性指數顯著高于自由放牧樣地和圍封4年樣地。XU LJ等[8]研究表明,植物多樣性、均勻度以及豐富度指數僅圍封第5年出現短暫的增加。趙盼盼等[9]研究表明,圍封對植物多樣性指數有增大趨勢,但差異不顯著。但也有研究表明,圍欄內多樣性指數與均勻度均低于圍欄外[10-11]。以此可知,圍欄封育對植物多樣性的影響不一,且影響效果受植被類型、地理環境、封育年限等多因素限制。
多位學者研究表明,短期圍欄封育可顯著提高植被群落的蓋度、高度[12-15]。廖晗茹等[16]研究表明,圍封顯著增加荒漠草原雜草類植物覆蓋度,減少禾本科和蒿類植物覆蓋度。旦增塔慶等[17]指出,圍封顯著提高了退化高寒草甸植物蓋度。熊好琴等[18]研究表明,與持續放牧樣地相比,圍欄禁牧5年樣地群落維管植物總蓋度增加顯著。圍欄禁牧是高寒草地恢復的重要技術手段之一,但學術界對適宜的圍欄年限還存在較大爭議[17]。王蕾等[19]指出,短期圍封可增加草地的產草量,但隨著圍封年限的繼續延長又有所降低。因此,封育時間不宜過長,應結合植被類型、植被生長環境等多方面因素,制定合理的封育時間,以期達到更好的封育效果。
生物量是基本生物學特征之一,是植物物質、能量積累的重要體現[20]。植被群落樣方調查表明,圍欄封育使植物群落的生物量明顯增加[21-22]。趙凌平等[23]發現,隨著封育年限的增加植被地上生物量呈先增加后降低趨勢,且在封育23年草地達到峰值。張雄偉等[24]研究表明,草地群落地上生物量至少經過5年的圍欄封育才高于放牧地。劉思洋等[25]研究表明,隨施氮量增加,圍封草地植被生物量顯著增加。但也有學者指出,圍欄放牧對促進退化高寒草甸地上植被的生長是有效的,圍欄可達4年,對青藏高原的高寒草原可達8年,并建議在嚴重退化的草原上采用短期圍欄(4~8年)[26]。
綜上所述,圍欄封育能顯著提高植被群落的蓋度、高度、生物量,但不同植被類型對圍欄封育響應存在差異。對植物多樣性存在顯著增加、基本不變、顯著降低等形式。但長期圍欄對退化草場帶來的效益不顯著,甚至有學者指出,長期圍欄不能增加生態和經濟效益,反而給野生動物的遷徙、牧民的放牧、國家的經濟發展帶來不利影響,并建議在可行的情況下鼓勵傳統的自由放牧[26]。
圍欄封育作為一種有效的退化草場恢復措施,其封育效果受植被類型、地理環境、封育前退化程度和其他施加條件等因素的影響,同樣的封育處理可能帶來不同結果。應針對不同的原有條件繼續開展封育多方面研究,根據當地特點及封育目的探尋出最適宜的圍封年限,最大程度發揮圍封效益。