典型草原群落微斑块生态特性研究

典型草原群落微斑块生态特性研究

放牧是自然牧场的主要使用方法之一。然而，过度放牧将导致天然草地栖息地的破碎化、鼠的活动和自然微地形的差异，植物群落的祖尔结构将成为草地的基本景观。同时，植物群落的祖尔结构也能反映牧场生态系统的结构和功能特征。呼伦贝尔草原是我国目前景观生态类型和生物多样性较为丰富的草原生态系统类型,同时也是我国重要的畜牧业生产基地,亦是重要的生态屏障,其功能的正常发挥对维持全球及区域性生态系统平衡有极其重要的作用1材料和方法1.1试验面积的总结试验地位于新巴尔虎右旗境内克鲁伦河流域的中温型典型草原区,该区域属中温带大陆性季风干旱气候,盛行西北风,年平均风速4.49m·s1.2植物多样性指数的测定1.2.1试验设计2013年7月在试验区内选取代表性草原斑块类型,即羊草斑块(轻度放牧)、冷蒿斑块(中度放牧)、野韭斑块(重度放牧),为处理,每种斑块面积2m×2m。每个样地分别设置两个1m×1m的样方,1.2.2测定项目及方法登记样方内的物种组成,分种测定地上部高度、盖度、密度、采用SPAD:CCM-200plus叶绿素测定仪测量羊草、冷蒿和野韭叶片的叶绿素含量,采用LNC:N-Pen掌上叶氮测量仪测定叶片氮含量,采用PRI:PlantPen系列植物PRI测定仪测定光化学植被指数,采用NDVI:Mini植物NDVI测量仪测定归一化植被指数。采用刈割法获取植物地上部分,将植物分别放在烘箱中烘干(80℃,48h),称量各物种的干物质重量。同时,取0~10cm的土壤,带回实验室风干,过筛,测定土壤有机碳、全氮、铵态氮、硝态氮、全磷和有效磷含量。植物群落多样性指数计算公式:Shannon-Wiener多样性指数(H′):Simpson生态优势度多样性指数:E.Pielou均匀度指数(E):E=H′/ln(S)式中:i为第i个物种;P土壤化学性质的测定:土壤有机碳含量采用重铬酸钾容量法测定(重铬酸钾溶液﹑邻啡啰啉指示剂﹑硫酸亚铁铵溶液);全氮含量采用凯氏定氮法测定(硫酸铜溶液、硫酸钾溶液、硼酸溶液、混合指示液、硫酸标准溶液);铵态氮、硝态氮、有效磷含量均采用EasyChemPlus全自动化学分析仪测定;全磷含量采用钼锑抗比色法测定(氢氧化钠﹑无水乙醇﹑碳酸钠溶液﹑硫酸溶液﹑钼锑抗显色剂)。1.2.3数据统计分析数据进行同质性和正态分布检验,然后采用单因素方差分析检验不同斑块性状之间的差异性,利用LSD法比较均值间的差异性(a=0.05),采用SPSS19.0进行统计。2结果与分析2.1类斑块的物种从表1中可看出,三类斑块中,羊草、冷蒿和野韭在群落中成为单优物种,具有最高的盖度和地上生物量。三类斑块共有物种为羊草、冷蒿、乳白花黄芪、糙隐子草、黄囊苔草和地锦。单独在羊草斑块出现的有兴安天门冬、冰草、麻花头、丝叶蒿、乳浆大戟和早熟禾。猪毛菜和阿尔泰狗娃花单独在冷蒿斑块中出现,野韭、星状刺果藜和二裂委陵菜只在野韭斑块中出现。羊草、冷蒿和野韭斑块出现的物种数分别为15、12和12种。2.2冷蒿和野形态斑块的simpson指数由表2可知,羊草斑块的物种丰富度显著高于冷蒿和野韭斑块,而三类斑块的Simpson指数,Shannon-Wiener指数和均匀度指数之间没有表现出显著差异性。2.3羊草、冷蒿和野形态的pri和ndvi羊草斑块、冷蒿斑块和野韭斑块的群落地上生物量分别为80.27、100.86和72.99g·m羊草、冷蒿和野韭叶片之间的SPAD,PRI和NDVI三个指标有显著差异,LNC没有显著差异(见图2B)。羊草的SPAD和PRI显著高于冷蒿和野韭,而冷蒿和野韭之间没有显著差异(见图2A,2C)。羊草和冷蒿的NDVI显著高于野韭(见图2D)。2.4核心斑块的有机碳从图3可看出,三类斑块的土壤除了全磷(见图3E)之外,其它5个指标都有显著的差异性。野韭斑块的土壤有机碳显著高于羊草和冷蒿斑块,羊草和冷蒿斑块的有机碳没有显著差异(见图3A);冷蒿斑块的全氮含量显著低于羊草和野韭斑块(见图3B);羊草斑块的铵态氮含量显著高于冷蒿和野韭斑块(见图3C);羊草斑块的硝态氮含量显著高于野韭斑块,但是冷蒿斑块的硝态氮与羊草斑块和野韭斑块都没有显著性差异(见图3D);羊草斑块的有效磷含量显著高于冷蒿和野韭斑块,而冷蒿也野韭斑块之间没有显著性差异(见图3F)。3羊草斑块的地上生物量通过对内蒙古克鲁伦河流域克氏针茅典型草原群落微斑块的生态特性的研究表明,羊草、冷蒿和野韭斑块都表现出了单优势种的特征,但是三类斑块的群落特征没有显著的差异,如Simpson指数、Shannon-Wiener指数和均匀度指数均没有显著的差异性,而羊草斑块的物种数显著高于冷蒿和野韭斑块;羊草、冷蒿和野韭斑块的地上生物量无显著性差异(P>0.05);相对于冷蒿和野韭,羊草叶片具有较高的叶绿素含量、DNVI和RPI,表现出羊草在放牧干扰系统中较强的适应性和耐受性;羊草斑块土壤有较高的铵态氮、硝态氮和有效磷含量,而土壤有机碳含量较低。生物量是研究植被净初级生产力的基础,是评价生态系统结构与功能的