圍欄封育對高寒草甸生物量和群落結(jié)構(gòu)的影響

桑丁松毛

（青海省玉樹市林草綜合服務中心，青海 玉樹 815099）

草地施肥、圍欄封育是恢復退化高寒草甸的主要措施［1］。草地施肥能在短時間內(nèi)快速改善土壤表層肥力以及草地植物群落結(jié)構(gòu)，有助于草地生產(chǎn)力的恢復［2］。但也有研究指出，草地施肥會減少群落物種數(shù)量，降低物種多樣性［3］。相比于草地施肥，圍欄封育在增加地上生物量的同時，還能顯著改善土壤理化性質(zhì)和生物活性，增加土壤種子庫多樣性［4］。本文以青海玉樹州長期固定高寒草甸監(jiān)測樣地為研究對象，分析了多年圍欄封育對其生物量和群落結(jié)構(gòu)的影響，以期為退化的高寒草甸研究提供數(shù)據(jù)參考。

1 材料與方法

1.1 試驗地概況

試驗地位于玉樹州囊謙縣（30.79°N、97.20°E），選取10 m×10 m 的固定監(jiān)測樣地，自2009 年開始對監(jiān)測樣地進行圍欄封育。試驗地為冬季牧場，土壤類型為高寒草甸土，植被類型主要是以莎草科高山嵩草、禾本科細柄茅和蓼科圓穗蓼等為主。主要伴生植物為火絨草、委陵菜、垂穗披堿草及高山唐松草等，并伴有其他雜草。

1.2 試驗方法

在固定樣地隨機選取10 個1 m×1 m 的小樣方，2009—2019年連續(xù)11年對采取的樣方進行觀測，并對1 m2樣方的植被蓋度、群落平均株高、物種數(shù)及毒雜草物種數(shù)等形態(tài)指標進行測定。對1 m2高寒草甸樣方的生物量指標進行測定，牧草鮮重為剪去植物地上部后的稱重；可食牧草鮮重為莎草科牧草等優(yōu)勢牧草的重量；將地上生物量分別稱取鮮重后，在65 ℃恒溫箱內(nèi)烘干至恒重，分別計算牧草干重和可食牧草干重；可食牧草比例為可食牧草干重與牧草干重之比。

1.3 數(shù)據(jù)處理

采用Excel 2010 對數(shù)據(jù)進行處理，利用SPSS 17.0進行方差分析和相關(guān)性分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 圍欄封育對高寒草甸形態(tài)指標的影響

由表1 可見，圍欄封育下，高寒草甸形態(tài)指標呈現(xiàn)不同的變化。其中，植被蓋度在11年內(nèi)的變化范圍為72.17%～89.44%，在2015 年達到最大值，為89.44%，而在2011 年最小，為72.17%；群落平均株高和物種數(shù)均在2013 年達到最大值，分別為15.89 cm 和17.44 種，這2 個指標較2009 年圍欄封育開始時均明顯提高（P＜0.05），分別增加了117.67%和66.10%，2 個指標分別在2012、2011 年達到最小值，分別為6.50 cm 和8.33 種；毒雜草物種數(shù)自2009 年圍欄封育開始后呈不斷減少的趨勢，2019 年達到最小值，為1.40 種。

表1 圍欄封育后高寒草甸形態(tài)指標變化情況

2.2 圍欄封育對高寒草甸生物量的影響

由表2 可見，在2009—2019 年圍欄封育期間，高寒草甸樣方各個生物量均表現(xiàn)出先增后降的趨勢。在2013年，牧草鮮重、可食牧草鮮重、牧草干重和可食牧草干重均達到最大值，分別為708.33、655.56、360.96 和309.79 g，與2009 年相比均顯著增加（P＜0.05），分別增加了2.07 倍、3.53 倍、1.41 倍和2.49 倍；之后，隨著圍欄封育年限的增加，這4 個生物量均逐漸減少。隨著圍欄封育年限增加，可食牧草比例大幅增加，在2017年達到最大值，為89.74%，與2009年相比增加了51.00%。

表2 圍欄封育后高寒草甸生物量變化情況

2.3 圍欄封育下高寒草甸各指標相關(guān)性分析

由表3 可知，圍欄封育年限與物種數(shù)呈極顯著正相關(guān)（P＜0.01），與牧草鮮重顯著負相關(guān)（P＜0.05）。物種數(shù)與牧草鮮重呈顯著正相關(guān)（P＜0.05），與可食牧草鮮重、牧草干重及可食牧草干重均呈極顯著正相關(guān)（P＜0.01）。

表3 高寒草甸各指標之間的相關(guān)性

3 小結(jié)與討論

圍欄封育是利于退化高寒草甸恢復的有效措施，其可以有效減少動物的啃食踩踏，促進優(yōu)勢牧草生長［5］。研究表明，圍欄封育能顯著增加高寒草甸生物量和物種組成［6，7］。本研究也同樣發(fā)現(xiàn)，隨著圍欄封育年限增加，高寒草甸樣地上生物量、可食牧草鮮重及物種數(shù)都明顯增加；此外，相關(guān)性分析也表明封育年限與物種數(shù)呈極顯著正相關(guān)。

封育年限對高寒草甸生物量及物種數(shù)的影響很大。王蘭英等［8］研究發(fā)現(xiàn)，圍封降低了高寒草甸物種數(shù)。陳智勇等［9］在西藏退化高寒草甸圍欄封育研究中發(fā)現(xiàn)，退化草地生物多樣性及生物量均隨著圍封年限的增加呈現(xiàn)先增后減的現(xiàn)象，這與本研究結(jié)果一致。

目前，關(guān)于高寒草甸圍封年限拐點并無一致結(jié)論。本研究的拐點出現(xiàn)在封育第5 年，而陳智勇等［9］研究發(fā)現(xiàn)第7 年時出現(xiàn)拐點，也有研究指出，在封育第4年為高寒草甸生物量變化拐點［10］。但不論是短期還是長期圍欄封育，其對高寒草甸土壤微生物和土壤結(jié)構(gòu)等多方面確實存在重要影響［11］，能夠促進退化高寒草甸恢復。要進一步探究圍封對高寒草甸的影響，還需要通過長期動態(tài)監(jiān)測圍欄封育高寒草甸的生物量及土壤理化性狀的變化。