遼西北草原植物群落與土壤特征研究

吳 迪，劉慧林，崔 蕾，金成宇（遼寧省草原監(jiān)理站，遼寧 沈陽(yáng) 110161）

遼西北草原植物群落與土壤特征研究

吳 迪，劉慧林，崔 蕾，金成宇
（遼寧省草原監(jiān)理站，遼寧 沈陽(yáng) 110161）

以遼西北不同草原區(qū)黃背草+羊草、羊草+>羊胡苔草+百里香、野古草+荊條和隱子草+狗尾草+雜草類群落4種典型群落為研究對(duì)象，分析不同植物群落的特征和土壤特性。結(jié)果表明，隱子草+尾草+雜草類群落在植被特征和土壤特性上均顯著差于其他3種草原典型植被群落。因此，隱子草+狗尾草+雜草類植被群落應(yīng)予以重點(diǎn)保護(hù)，實(shí)施全面禁牧促進(jìn)植物群落穩(wěn)定，提高群落特征值和土壤肥力。

遼西北草原區(qū)；典型植物群落；土壤特性

草原是陸地上最大的生態(tài)系統(tǒng)，是保護(hù)生態(tài)環(huán)境的重要屏障，同時(shí)也是畜牧業(yè)生產(chǎn)的重要基地[1]。遼寧屬北方重要草原區(qū)，草原資源主要分布在東西兩部，其中西北部與內(nèi)蒙古典型草原區(qū)相連，據(jù)20世紀(jì)80年代普查，西部低山丘陵區(qū)可利用草原面積150萬(wàn)hm2，占全省可利用草原面積的46%。西北部主要草原類型按面積由大到小依次為溫性草原、暖性草叢、暖性灌草叢和溫性草甸草原[2]。

本文通過(guò)對(duì)遼西北草原區(qū)4種典型植物群落特征和土壤特性進(jìn)行調(diào)查和測(cè)定，可以為該區(qū)域草原保護(hù)和草場(chǎng)改良提供基本信息和理論依據(jù)，并補(bǔ)充此方面的研究，豐富遼西北草原植物群落與土壤特性研究理論體系，并為當(dāng)?shù)夭菔承竽翗I(yè)生產(chǎn)提供參考依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 研究區(qū)概況本研究區(qū)位于遼寧省境內(nèi)西北部地區(qū)，行政區(qū)劃上包括昌圖縣、康平縣、法庫(kù)縣、新民市、彰武縣、阜新全市、黑山縣、北票市、建平縣、朝陽(yáng)市、喀喇沁左翼蒙古族自治縣以及凌源市等共12個(gè)縣市。該地區(qū)處于科爾沁沙地的東南邊緣，地勢(shì)自西南向東北呈階梯式降低，屬于溫帶半干旱季風(fēng)氣候，年均氣溫5.2～9.6℃，無(wú)霜期131～190 d，年均降水量350～700 mm，集中在夏季，占全年降水量的70%～80%，降水總趨勢(shì)由東南向西北逐漸減少，年均蒸發(fā)量1 000～2 000 mm，約為降水量的3～5倍。土壤類型主要為森林土、褐色土、草甸土、風(fēng)沙土和鹽漬土等[3]，屬于北方典型的半干旱風(fēng)沙區(qū)。

通過(guò)5年左右的封育禁牧，遼西北地區(qū)草原草地生態(tài)系統(tǒng)在不同的土壤條件下，恢復(fù)成為適應(yīng)各自生長(zhǎng)環(huán)境的植物群落，其中分布面積較大的植物群落有黃背草+羊草、羊草+羊胡苔草+百里香、野古草+荊條和隱子草+狗尾草+雜草類群落。

1.2研究方法

1.2.1樣地設(shè)置及樣品采集2015年8月分別在阜蒙縣、建平縣、北票市和彰武縣四地取廣泛分布的4種典型植物群落（黃背草+羊草、羊草+羊胡苔草+百里香、野古草+荊條、隱子草+狗尾草+雜草類群落）樣地各3處。在每個(gè)樣地中采用“X”形布設(shè)5個(gè)樣方，樣方面積大小為草本1 m×1 m，灌木為5 m× 5 m（只針對(duì)灌草群落，灌木郁閉度小于0.4，在樣方中心點(diǎn)同步設(shè)1 m×1 m草本樣方）。在樣方調(diào)查之后，將樣方內(nèi)地面以上的所有綠色部分植株用剪刀齊地面剪下后，65℃烘干至恒重后稱量干重。并在每個(gè)樣方內(nèi)用土鉆取土層30 cm處土樣，不少于500 g（按鮮重計(jì)），即每個(gè)樣地采集5個(gè)樣品，帶回實(shí)驗(yàn)室分別進(jìn)行土壤容重、含水量、顆粒含量及理化性質(zhì)測(cè)定等。

1.2.2測(cè)定方法土壤容重測(cè)定采用環(huán)刀法[4]；含水量采用烘干法；土壤顆粒含量采用比重計(jì)法；pH采用電位法；含鹽量采用電導(dǎo)法；有機(jī)質(zhì)含量采用重鉻酸鉀氧化容量法；速效鉀含量采用醋酸銨浸提火焰光度法；速效磷含量采用碳酸氫鈉提取鉬銻抗比色法；速效氮含量采用堿解擴(kuò)散法測(cè)定[5]。

1.3 數(shù)據(jù)處理所有試驗(yàn)數(shù)據(jù)利用Excel 2003進(jìn)行數(shù)據(jù)處理并利用SPSS 16.0軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析和Duncan法顯著性。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同典型群落植被的基本特征見(jiàn)表1。

表1 不同典型植被群落特征和生境特點(diǎn)Table1 The characteristics of different plant communities and environment conditions

在遼西北草原區(qū)4種典型植被群落中，黃背草+羊草、羊草+羊胡苔草+百里香和野古草+荊條群落植被蓋度分別為67.5%、56.2%和60.3%，大于隱子草+狗尾草+雜草類群落，黃背草+羊草、野古草+荊條群落與隱子草+狗尾草+雜草類群落植被蓋度差異顯著（P＜0.05）；黃背草+羊草、羊草+羊胡苔草+百里香和野古草+荊條群落植被高度分別為37.1、23.8和32.2 cm，遠(yuǎn)高于隱子草+狗尾草+雜草類群落，黃背草+羊草、羊草+羊胡苔草+百里香、野古草+荊條群落與隱子草+狗尾草+雜草類群落植被高度差異顯著（P＜0.05）；黃背草+羊草、羊草+羊胡苔草+百里香和野古草+荊條群落的地上生物量分別為386.0、250.7和293.1 g/m2，隱子草+狗尾草+雜草類群落地上生物量?jī)H為151.1 g/m2，黃背草+羊草、羊草+羊胡苔草+百里香、野古草+荊條群落與隱子草+狗尾草+雜草類群落地上生物量具有顯著性差異（P＜0.05）。

2.2 不同典型群落土壤理化性質(zhì)特征

2.2.1土壤物理性質(zhì)4種遼西北草原區(qū)典型植被群落之間，土壤機(jī)械組成均以砂粒的比例最大，粉粒次之，粘粒最少。通過(guò)對(duì)不同顆粒直徑的土壤百分含量進(jìn)行方差分析，可知，砂粒（＞0.05 mm）含量在4種不同植被群落之間存在顯著差異（P＜0.05），表現(xiàn)為隱子草+狗尾草+雜草類（95.56%）＞黃背草+羊草（87.00%）＞羊草+羊胡苔草+百里香（76.02%）＞野古草+荊條（64.09%）群落；粉粒（0.05～0.002 mm）和粘粒（＜0.002 mm）含量在4種不同植被群落之間也存在顯著差異（P＜0.05），其中野古草+荊條群落最高，分別為30.10%和5.71%，隱子草+狗尾草+雜草類群落最低，分別為2.98%和0.46%。見(jiàn)表2。

表2 不同典型植被群落土壤顆粒百分含量Table2 The ratio of soil grain diameter in different plant communities

通過(guò)測(cè)定遼西北草原區(qū)4種典型植被群落的土壤容重和水分含量可知，土壤容重和水分含量在4種不同植被群落之間均存在顯著差異（P＜0.05）。其中，野古草+荊條群落土壤容重最?。?.685 g/ cm3）、水分含量最高（17.58%）；隱子草+狗尾草+雜草類群落容重最大（0.920 g/cm3），水分含量最小（3.66%）。見(jiàn)表3。

表3 不同典型植被群落土壤容重、水分含量Table3 The soil water content and bulk density of different plant communities

2.2.2土壤化學(xué)性質(zhì)對(duì)4種不同典型植被群落的土壤化學(xué)研究表明，野古草+荊條和黃背草+羊草群落的土壤pH（呈堿性）顯著高于羊草+羊胡苔草+百里香和隱子草+狗尾草+雜草群落（呈弱堿性）（P＜0.05）；土壤速效鉀、速效磷、速效氮和有機(jī)質(zhì)含量在4種不同典型植被群落之間存在顯著差異（P＜0.05）。見(jiàn)表4。

表4 不同典型植被群落土壤養(yǎng)分含量Table4 The soil nutrients of different plant communities

3 討論與結(jié)論

3.1黃背草+羊草群落植被高度、蓋度和地上生物量最大；隱子草+狗尾草+雜草類群落植被高度、蓋度和地上生物量最小。

3.24種典型植被群落的土壤中，顆粒組成均為砂粒的比例最大，粉粒次之，粘粒最少。

3.3野古草+荊條群落土壤容重最小、水分含量最高；隱子草+狗尾草+雜草類群落容重最大，水分含量最小。

3.4羊草+羊胡苔草+百里香群落土壤的速效鉀供應(yīng)能力最高；野古草+荊條群落土壤的速效磷和速效氮的供應(yīng)能力最高；隱子草+狗尾草+雜草類群落土壤的速效鉀、磷、氮的實(shí)際供應(yīng)能力最低；土壤肥力為羊草+羊胡苔草+百里香＞野古草+荊條＞黃背草+羊草＞隱子草+狗尾草+雜草類群落。

綜上所述，相較于其他3種草原典型植被群落，隱子草+狗尾草+雜草類群落的植被高度、蓋度和地上生物量最小，土壤水分含量最少，土壤速效氮磷鉀的實(shí)際供應(yīng)能力最低、土壤肥力最低。且該群落中雜草類植被種類以蒿類、委陵菜為主，根據(jù)草原退化演替過(guò)程植被群落變化的相關(guān)研究，冷蒿、委陵菜為重度或過(guò)度放牧的沙化退化草原的典型植被類型[6]。因此，隱子草+狗尾草+雜草類植被群落應(yīng)予以重點(diǎn)保護(hù)，實(shí)施全面禁牧促進(jìn)植物群落穩(wěn)定，提高群落特征值和土壤肥力。

[1]孫國(guó)李.草地在人類生存和社會(huì)發(fā)展中的作用[J].草業(yè)科技，2000，27（5）：41.

[2]王國(guó)山，劉慧林，顧恒琴，等.遼寧省草原資源調(diào)查與研究[J].現(xiàn)代畜牧獸醫(yī)，2007，12：24-26.

[3]楊秀春，朱曉華，徐斌，等.遼西北地區(qū)土地荒漠化研究及其進(jìn)展[J].災(zāi)害性，2008，23（2）：117-122.

[4]黃昌勇.土壤學(xué)實(shí)驗(yàn)實(shí)習(xí)指導(dǎo)書[M].北京：中國(guó)農(nóng)業(yè)出版社，1989.

[5]鮑士旦.土壤農(nóng)化分析[M].北京：中國(guó)農(nóng)業(yè)出版社，2000.

[6]劉鐘齡，王煒，郝敦元，等.內(nèi)蒙古草原退化與恢復(fù)演替機(jī)理的探討[J].干旱區(qū)資源與環(huán)境，2002，1：84-91.

Plant Community and Soil Characteristic in Northwestern Liaoning Steppe

Wu Di,Liu Huilin,Cui Lei,Jin Chengyu
(Grassland supervision station of Liaoning Province,Liaoning Shenyang 110161)

In order to expolre the plant community and soil characteristics of different steppe region,four typical vegetation communities,the Themeda triandra var.japonica-Leymus chinensis community,Leymus chinensis-Carex callitrichos-Thymus mongolicus Ronn community,Arundinella anomala-Vitex negundo L.var.heterophylla community,Cleistogenes squarrosa(Trin.)Keng-Setaria viridis(L.)Beauv.-weeds community were investigated.The result showed that the plant and soil characteristics of the Cleistogenes squarrosa(Trin.)Keng-Setaria viridis(L.)Beauv.-weeds community were both significant lower than the other three typical vegetation communities.Therefore, the Cleistogenes squarrosa(Trin.)Keng-Setaria viridis(L.)Beauv.-weeds communities in northwestern Liaoning steppe should be focused on protection and implementing complete graze-prohibiting,in order to promote the community stabilities,improve community eigenvalues and soil fertilities.

Northwestern Liaoning Steppe region;Typical vegetation communities;Soil characteristics;Cleistogenes squarrosa(Trin.)Keng-Setaria viridis(L.)Beauv.-weeds community

S812

A

1672-9692(2015)12-0047-04

2015-10-14

吳迪（1987-），女，碩士研究生，主要從事草原生產(chǎn)、建設(shè)、保護(hù)和利用方面研究。