混播比例對三江源人工草地植被和土壤養(yǎng)分特征的影響

李文 ，魏廷虎 ，永措巴占 ，才仁塔次 ，周玉海 ，張雁平 ，李文浩 ，郭衛(wèi)興

（1. 青海省畜牧獸醫(yī)科學(xué)院，青海大學(xué)畜牧獸醫(yī)科學(xué)院，青海西寧810016；2. 青海省青藏高原優(yōu)良牧草種質(zhì)資源利用重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，青海西寧810016；3. 青海省玉樹市畜牧獸醫(yī)工作站，青海玉樹815000）

三江源區(qū)（又稱江河源區(qū)）位于青藏高原腹地，是長江、黃河和瀾滄江的發(fā)源地，素有“江河之源”“中華水塔”的美譽(yù)，是國家級生態(tài)功能保護(hù)重點(diǎn)區(qū)域。作為三江源區(qū)的原生植被，高寒草甸具有重要的水源涵養(yǎng)、碳固存、氣候調(diào)節(jié)、生物多樣性保護(hù)等生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能，也是當(dāng)?shù)啬撩駛鹘y(tǒng)放牧和文化傳承基地［1］。三江源區(qū)氣候嚴(yán)酷、環(huán)境惡劣、生態(tài)系統(tǒng)極其脆弱，對全球氣候變化十分敏感［2］。在全球氣候變化、過度放牧和鼠害等因素的作用下，三江源區(qū)高寒草甸退化嚴(yán)重，甚至出現(xiàn)了大面積次生裸地—黑土灘，導(dǎo)致水土流失加劇、碳匯減少、多樣性嚴(yán)重喪失、畜牧業(yè)生產(chǎn)力降低，危及長江、黃河、瀾滄江中下游地區(qū)的生態(tài)環(huán)境以及社會經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展，甚至威脅東南亞地區(qū)的生態(tài)安全［3］。盡管我國一直高度重視三江源區(qū)生態(tài)恢復(fù)與治理，并成立了三江源國家公園，但仍沒有遏制黑土灘的擴(kuò)張態(tài)勢［4］。三江源區(qū)黑土灘仍以每年0.5%的速度繼續(xù)擴(kuò)張［5］。黑土灘的恢復(fù)與治理仍是擺在科技、管理、政府面前的巨大挑戰(zhàn)［4-6］。因此，加強(qiáng)三江源區(qū)黑土灘退化草地研究，提出恢復(fù)重建的有效措施，對退化草地資源的恢復(fù)與管理、維護(hù)我國及周邊國家生態(tài)安全具有重要意義［7］。

黑土灘是全球草地生態(tài)系統(tǒng)退化行為在三江源區(qū)的特殊表現(xiàn)形式，已完全失去自我恢復(fù)能力，需人工輔助來恢復(fù)［5］。建植人工草地是恢復(fù)黑土灘最有效的方法，已廣泛應(yīng)用，并產(chǎn)生了“黑土灘人工草地”，作為一種人工植被出現(xiàn)在三江源區(qū)［4］。目前，關(guān)于三江源區(qū)黑土灘人工草地的研究，主要集中在黑土灘的分類分級［8］、形成過程與機(jī)制［9-10］、發(fā)生發(fā)展［11-12］、恢復(fù)模型［13］、植被演替過程［7，14］、土壤養(yǎng)分循環(huán)［14］、鼠害及毒雜草［15］、草種及混播組合篩選［16-17］等方面。前人研究表明，禾本科上繁草和下繁草的合理搭配可有效地優(yōu)化群落結(jié)構(gòu)，能有效遏制單一草種人工草地快速退化問題，是黑土灘退化草地人工恢復(fù)的關(guān)鍵技術(shù)［17］。此外，由多個(gè)種群構(gòu)成的群落不但比單一種群群落能更加有效地利用環(huán)境資源，而且還能長期維持較高的生產(chǎn)力和穩(wěn)定性。建植黑土灘人工草地應(yīng)用最廣泛、使用時(shí)間最長的植物是垂穗披堿草（Elymus nutans），而最具代表性的新種質(zhì)資源是青海草地早熟禾（Poa pratensiscv. Qinghai），中華羊茅（Festuca sinensis）抗寒性最好，也適宜于黑土灘人工恢復(fù)［4］。馬玉壽等［18］研究表明，三江源區(qū)生態(tài)和放牧兼用型多功能黑土灘人工草地的最優(yōu)組合為垂穗披堿草+中華羊茅+早熟禾。然而，對于上述多年生人工草地混播組合，缺少各組分混播比例方面的研究，制約該區(qū)退化草地的快速、穩(wěn)定恢復(fù)。

因此，本研究以不同混播比例垂穗披堿草+中華羊茅+青海草地早熟禾人工草地為對象，分析植被群落組成和結(jié)構(gòu)以及土壤特征的變化，從而篩選適宜于三江源區(qū)建植黑土灘人工草地的最佳混播比例，以期為三江源區(qū)退化草地的生態(tài)恢復(fù)提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)地位于青藏高原腹地的青海省玉樹藏族自治州玉樹市結(jié)古鎮(zhèn)藏霸喇種畜場牛溝（33°03′28″N，96°42′04″E），海拔4432 m，年均氣溫-3.8 ℃，年降水量513 mm。草地類型為高寒草甸，土壤類型為高山黑鈣土。原生植被優(yōu)勢種為高山嵩草（Kobresia pygmaea）、矮生嵩草（K. humilis）和垂穗披堿草。近年來，受全球氣候變化、超載過牧、鼠害等因素的影響，研究區(qū)草地植被的優(yōu)勢種退化為鐵棒錘（Aconitum pendulum）、黃帚橐吾（Ligularia virgaurea）和臭蒿（Artemisia hedinii）等毒雜草，可食牧草比例低于5%；此外，退化草地禿斑面積約占草地總面積的50%以上，根據(jù)馬玉壽等［16］對三江源區(qū)退化草地等級的劃分標(biāo)準(zhǔn)，研究區(qū)屬于典型黑土灘退化草地。

1.2 試驗(yàn)設(shè)置

2018 年5 月初，在試驗(yàn)區(qū)地勢較為平坦（坡度＜5°）的黑土灘退化草地上設(shè)置7 個(gè)不同比例的垂穗披堿草+中華羊茅+青海草地早熟禾混播處理（表1），并以各組分單播為對照。各處理3 個(gè)重復(fù)。采用隨機(jī)區(qū)組試驗(yàn)設(shè)計(jì)，小區(qū)面積10 m×10 m，間距50 cm。垂穗披堿草、中華羊茅和青海草地早熟禾種子均由青海省畜牧獸醫(yī)科學(xué)院提供，垂穗披堿草的純凈度和發(fā)芽率分別為96%和93%；中華羊茅分別為93%和91%；青海草地早熟禾分別為95%和92%。于2018 年5 月13 日，參照馬玉壽等［16，18］的方法，采用機(jī)械翻耕-耙磨-撒播-鎮(zhèn)壓等工序進(jìn)行播種，垂穗披堿草、中華羊茅和青海草地早熟禾的單播播種量分別為30、20 和10 kg·hm-2，混播播種量為各組分所占百分比乘小區(qū)面積乘單播播種量的和。以（NH4）2HPO4為底肥，施肥量為150 kg·hm-2。試驗(yàn)地播種后用鐵絲網(wǎng)進(jìn)行全年圍封，試驗(yàn)期間不施肥、不灌溉。

表1 垂穗披堿草、中華羊茅和青海草地早熟禾混播比例Table 1 The mixed ratio of E. nutans×F. sinensis×P. pratensis cv.Qinghai（kg·hm-2）

1.3 野外觀測及取樣

于2020 年9 月初，當(dāng)植物生物量達(dá)最大時(shí)進(jìn)行野外觀測及取樣工作。在各小區(qū)隨機(jī)設(shè)置5 個(gè)0.5 m×0.5 m的樣方用于植被群落結(jié)構(gòu)與組成的調(diào)查。各處理15 個(gè)樣方，共計(jì)150 個(gè)樣方。首先記錄樣方內(nèi)的物種名稱及數(shù)量，然后測定各物種的高度、蓋度和生物量。用鋼卷尺測各物種的自然高度，采用針刺法測定蓋度，然后齊地面刈割測定各物種的生物量。在上述刈割后的樣方內(nèi)用內(nèi)徑3.5 cm 的土鉆采集0～10 cm 層土樣，各樣方內(nèi)取2 鉆，混合為1 個(gè)土樣，各小區(qū)5 個(gè)土樣，各處理15 個(gè)土樣。將上述土樣平均分為兩份，一份裝入尼龍網(wǎng)袋，用清水沖洗，測定根系生物量；另一份帶回實(shí)驗(yàn)室，在陰涼處自然陰干后，碾碎并過篩，用于土壤有機(jī)質(zhì)（soil organic matter，SOM）、全氮（total nitrogen，TN）、全磷（total phosphorus，TP）、全鉀（total potassium，TK）、速效氮（available nitrogen，AN）、速效磷（available phosphorus，AP）和速效鉀（available potassium，AK）含量的測定。上述化學(xué)指標(biāo)的具體測定方法均參照鮑士旦［19］的《土壤農(nóng)化分析》。將植物地上、地下樣品帶回實(shí)驗(yàn)室后先在105 ℃下殺青30 min，然后在70 ℃下烘干至恒重，稱取重量。

1.4 統(tǒng)計(jì)分析

1.4.1 多樣性計(jì)算 物種的重要值、群落的Shannon-Wiener 多樣性指數(shù)、Pielou 指數(shù)和豐富度指數(shù)的計(jì)算均參照馬克平等［20］的多樣性計(jì)算方法。

1.4.2 超產(chǎn)、超產(chǎn)效應(yīng)和多樣性效應(yīng)計(jì)算 超產(chǎn)（overyielding，OY）為混播群落生物量與各組分植物單播生物量平均值的差值。OY=Bmc-Bs，式中：Bmc為混播群落生物量；Bs為混播群落各組分植物單播生物量平均值；若OY＞0，表明存在超產(chǎn)。

超產(chǎn)效應(yīng)1（transgressive overyielding effect 1，OY1）為混播群落生物量超過該群落中生物量最高物種的單播生物量，解釋混播物種成分的差異與超產(chǎn)效應(yīng)之間的關(guān)系。OY1=（Bmc-maxBimno）/maxBimno，式中：maxBimno為混播群落組分物種中最高產(chǎn)物種的單播生物量，OY1＞0，表明存在超產(chǎn)效應(yīng)。

超產(chǎn)效應(yīng)2（transgressive overyielding effect 2，OY2）為混播群落生物量超過該群落內(nèi)各組分物種的平均單播產(chǎn)量，解釋混播群落生物量與混播組分單播生物量間的關(guān)系。OY2=（Bmc-Bmno）/Bmno，式中：Bmno為混播群落中各組分種的平均單播生物量，OY2＞0，表明存在超產(chǎn)效應(yīng)。

參照Loreau 等［21］的方法，將混播群落生物量的增加量（多樣性凈效應(yīng)，ΔY）分解為選擇效應(yīng)（selection effect，SE）和互補(bǔ)效應(yīng)（complementary effect，CE）。

1.4.3 數(shù)據(jù)分析 采用 Microsoft Excel 2019 整理數(shù)據(jù)，用 SPSS 19.0（SPSS for Windows，Version 19.0，Chicago，USA）單因素方差分析（One-way ANOVA）中的多重比較（LSD）對各處理植被特征和土壤化學(xué)性質(zhì)在95%的置信區(qū)間上進(jìn)行顯著性分析，數(shù)據(jù)以均值±標(biāo)準(zhǔn)誤的形式表示。采用R 4.0.2（R Development Core Team）plyr 數(shù)據(jù)包多準(zhǔn)則決策模型-TOPSIS（technique for order preference by similarity to an ideal solution），綜合評價(jià)各處理植被和土壤養(yǎng)分特征，從而篩選出最優(yōu)混播比例。采用Origin 8.0 作圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同混播比例對人工草地物種組成的影響

共統(tǒng)計(jì)到5 科，9 屬，10 種植物（表2）。S1～S3單播處理中，垂穗披堿草、中華羊茅和青海草地早熟禾的重要值最大；S1～S3單播處理中雜類草均有3 種，主要有鵝絨委陵菜（Potentilla anserina）、多裂委陵菜（P. multifida）和細(xì)葉亞菊（Ajania tenuifolia）。而M4～M10混播處理中，垂穗披堿草的重要值最大（除M10），雜類草均為2 種，主要有獨(dú)一味（Lamiophlomis rotata）、蒲公英（Taraxacum mongolicum）和小大黃（Rheum pumilum）?？偽锓N數(shù)在混播處理中最多，在單播處理中最少。

表2 不同混播比例人工草地物種重要值Table 2 Changes in species important values of artificial grassland under different mixed-planting ratios

2.2 不同混播比例對人工草地植物生物量的影響

M4～M10處理地上生物量較S2和S3單播處理顯著提高，較S1處理顯著降低（圖1）。禾本科生物量在S1單播處理中顯著高于其他處理，各混播處理均顯著高于S2和S3處理?；觳ヌ幚碇?，M8處理禾本科生物量顯著高于其他處理，M8較 M4、M5、M6、M7、M9和 M10分別提高了 13.6%、9.6%、22.0%、22.4%、7.8% 和 13.4%。混播相較于單播雜類草生物量顯著降低?；觳ヌ幚碇校琈9處理雜類草生物量最高，較 M4、M5、M6、M7、M8和 M10分別提高了138.1%、35.9%、38.8%、22.1%、60.5%和23.9%。各混播處理地下生物量無顯著差異，均顯著低于S1單播處理，而顯著高于S3單播處理。

圖1 不同混播比例人工草地地上生物量和地下生物量Fig.1 Changes in aboveground biomass and belowground biomass of artificial grassland under different mixed-planting ratios

2.3 不同混播比例對人工草地超產(chǎn)及多樣性效應(yīng)的影響

與單播處理相比，M5、M8、M9和 M10混播處理存在超產(chǎn)，且 M5、M8和 M9顯著高于其他混播處理，達(dá) 40.43～71.12 g·m-（2表3）。M5、M8和M9混播處理的OY1顯著高于其他處理，但均小于0，因此均不存在超產(chǎn)效應(yīng)1。M5、M8、M9和 M10混播處理的 OY2大于 0，因此 M5、M8、M9和 M10存在超產(chǎn)效應(yīng) 2。M4～M6混播處理的多樣性凈效應(yīng)均小于0，說明群落中物種競爭導(dǎo)致群落減產(chǎn)。而M7～M10混播處理的多樣性凈效應(yīng)均大于0，說明物種生態(tài)位的互補(bǔ)使得群落高產(chǎn)。選擇效應(yīng)在M9處理最高，在M4和M5處理較低（圖2）。M8和M9的選擇效應(yīng)顯著高于其他混播處理，而在M6、M7和M10處理間無顯著差異。除M6外，其余混播處理的互補(bǔ)效應(yīng)均大于0，且在M10中最大。綜合多樣性凈效應(yīng)、選擇效應(yīng)和互補(bǔ)效應(yīng)分析可知，選擇效應(yīng)和互補(bǔ)效應(yīng)共同主導(dǎo)了M8和M9混播處理的超產(chǎn)效應(yīng)，而M5和M10處理主要由互補(bǔ)作用主導(dǎo)超產(chǎn)效應(yīng)。將OY1與多樣性凈效應(yīng)、選擇效應(yīng)和互補(bǔ)效應(yīng)進(jìn)行擬合，均呈極顯著（P＜0.01）正相關(guān)關(guān)系（圖3）。

圖2 不同混播比例人工草地多樣性凈效應(yīng)、選擇效應(yīng)和互補(bǔ)效應(yīng)Fig. 2 Changes in net effect of biodiversity，selection effect and complementarity effect of artificial grassland under different mixed-planting ratios

圖3 超產(chǎn)效應(yīng)1 與多樣性凈效應(yīng)、選擇效應(yīng)和互補(bǔ)效應(yīng)的關(guān)系Fig. 3 The relationship between transgressive overyielding effect 1 and net effect of biodiversity，selection effect and complementary effect

表3 不同混播比例人工草地超產(chǎn)和超產(chǎn)效應(yīng)Table 3 Changes in over yielding and transgressive overyielding effect of artificial grassland under different mixed-planting ratios

2.4 不同混播比例對人工草地植物群落多樣性的影響

不同混播比例對人工草地物種多樣性具有顯著影響（表4）。各混播處理Shannon-Wiener 多樣性指數(shù)顯著（P＜0.05）高于單播處理，混播M4～M7處理顯著高于 M8～M10處理。M4～M10處理 Pielou 均勻度指數(shù)顯著高于S1～S3單播處理，但各混播處理間無顯著差異（P＞0.05）。M4～M7混播處理豐富度指數(shù)較高。

表4 不同混播比例人工草地物種多樣性Table 4 Changes in species diversity of artificial grassland under different mixed-planting ratios

2.5 不同混播比例對人工草地土壤養(yǎng)分的影響

M4～M10混播處理較單播處理顯著提高了表層土壤有機(jī)質(zhì)含量（圖 4）?；觳ヌ幚碇?，M6、M7和 M10有機(jī)質(zhì)含量較高，顯著高于其他混播處理；M6較M4、M5、M8和M9分別提高了8.1%、24.4%、12.1% 和14.2%；M7較 M4、M5、M8和 M9分 別 提 高 了 10.3%、26.9%、14.3% 和 16.5%；M10較 M4、M5、M8和 M9分別提高了7.9%、24.1%、11.9%和14.0%?；觳ヌ幚碇?，M6和M10全氮含量較高，顯著高于其他混播處理；M6較M4、M5、M7、M8和 M9分別提高了 13.8%、29.4%、14.3%、17.9% 和 19.5%；M10較 M4、M5、M7、M8和 M9分別提高了 12.9%、28.4%、13.4%、17.0%、18.6%。M6、M7和M10混播處理土壤全磷含量顯著高于其他處理。土壤全鉀含量在各單播和混播處理間無顯著差異。土壤速效氮含量在S3單播處理中最高，顯著高于其他處理，混播處理中，M4、M6、M7和M10顯著高于其他混播處理。M10速效磷和速效鉀含量顯著高于其他處理，M10速效磷含量較M4～M9分別提高了6.2%、16.2%、1.4%、4.7%、10.4%和9.4%。M10速效鉀含量較M4～M9分別提高了6.2%、16.2%、1.4%、4.7%、10.4%和9.6%。

圖4 不同混播比例人工草地0~10 cm 層土壤養(yǎng)分Fig.4 Changes in soil nutrient in 0-10 cm layer of artificial grassland under different mixed-planting ratios

2.6 多準(zhǔn)則決策模型-TOPSIS 評價(jià)

TOPSIS 綜合評價(jià)模型分析表明，不同處理貼合度大小順序?yàn)椋篗10＞M7＞M6＞M8＞M9＞M4＞M5＞S1＞S3＞S2。混播處理的貼合度均超過0.62，其中M10混播處理貼合度最高，為0.83；S2單播處理貼合度最低，僅為0.22（圖5）。因此，垂穗披堿草、中華羊茅和青海草地早熟禾按1∶2∶2 混播是三江源區(qū)黑土灘人工草地的理想選擇。

圖5 不同混播比例人工草地綜合評價(jià)Fig. 5 Comprehensive evaluation of artificial grassland with different mixed-planting ratios

3 討論

本研究中，不同混播處理生物量顯著高于中華羊茅和青海草地早熟禾單播，但顯著低于垂穗披堿草單播，這主要是因?yàn)榇顾肱麎A草是上繁草，植株高大，而中華羊茅和青海草地早熟禾個(gè)體較小，長勢較弱，在混播處理中，垂穗披堿草競爭能力較強(qiáng)，迅速生長并占領(lǐng)較高的生態(tài)位，在整個(gè)混播群落中處于優(yōu)勢地位，因而地上生物量較大。此外，本研究發(fā)現(xiàn)混播處理雜類草生物量顯著降低，這主要是因?yàn)閱尾ト郝鋬?nèi)植物個(gè)體高度差異較小，生態(tài)位存在空缺，更易遭受雜類草的入侵；而混播群落由于生態(tài)位發(fā)生分化，能夠有效抑制雜類草的入侵［22-23］?；觳ハ到y(tǒng)通過增加物種多樣性使植物在形態(tài)和資源利用方面存在相互補(bǔ)充而非競爭的關(guān)系［24］，從而實(shí)現(xiàn)對有限資源在不同時(shí)空條件下的最大化利用［25-26］。前人研究表明，在混播系統(tǒng)中存在超產(chǎn)效應(yīng)［27-29］。本研究發(fā)現(xiàn)，M4、M6和 M7混播處理不存在超產(chǎn)效應(yīng)，僅 M5、M8、M9和 M10混播處理存在超產(chǎn)效應(yīng)，超產(chǎn)可達(dá)40.43～71.12 g·m-2。這主要是因?yàn)樵贛5、M8、M9和M10混播處理中，垂穗披堿草所占的比例較大，草群結(jié)構(gòu)在空間分布上存在較大空缺，這種比例搭配可最大化實(shí)現(xiàn)對空間、光照和土壤養(yǎng)分資源的互補(bǔ)利用，使群落生產(chǎn)力達(dá)最高。揭示物種多樣性與生產(chǎn)力之間的作用機(jī)理是多樣性-生產(chǎn)力關(guān)系研究中的核心問題。在混播群落中，當(dāng)選擇效應(yīng)占主導(dǎo)地位時(shí)，群落中競爭能力較強(qiáng)的物種對系統(tǒng)的影響較大，而當(dāng)互補(bǔ)效應(yīng)占主導(dǎo)地位時(shí)，群落中不同物種相互促進(jìn)對資源的利用，從而對系統(tǒng)產(chǎn)生較大的影響。本研究發(fā)現(xiàn)，M7、M8、M9和M10混播處理的多樣性凈效應(yīng)大于0，表明混播處理的群落高產(chǎn)受物種生態(tài)位互補(bǔ)作用影響。而M4、M5和M6混播處理的多樣性凈效應(yīng)小于0，表明群落中多物種競爭導(dǎo)致群落減產(chǎn)。此外，超產(chǎn)效應(yīng)與多樣性凈效應(yīng)、選擇效應(yīng)和互補(bǔ)效應(yīng)均呈極顯著正相關(guān)關(guān)系（圖3），表明選擇效應(yīng)和互補(bǔ)效應(yīng)共同主導(dǎo)了混播草地的超產(chǎn)效應(yīng)。黎松松等［28］在新疆伊犁昭蘇馬場研究發(fā)現(xiàn)，豆禾混播草地在建植初期互補(bǔ)效應(yīng)和選擇效應(yīng)共同主導(dǎo)了混播草地的超產(chǎn)效應(yīng)。

土壤養(yǎng)分是衡量退化生態(tài)系統(tǒng)功能恢復(fù)的重要指標(biāo)［30］。在混播系統(tǒng)中，混播植物根系的分布在空間和時(shí)間上都可能存在生態(tài)位的分離，同時(shí)，各混播物種在養(yǎng)分的吸收利用上也可能存在差異，從而導(dǎo)致生態(tài)位的分離，這些生態(tài)位的分離均能有效降低混播植物群落對土壤養(yǎng)分的競爭［31］。目前，大多數(shù)研究主要關(guān)注豆禾牧草混播后土壤養(yǎng)分的變化，并普遍認(rèn)為豆禾牧草混播有利于改善土壤養(yǎng)分的供應(yīng)［32-33］。本研究中，混播處理較單播處理普遍提高了表層土壤的有機(jī)質(zhì)、全氮、全磷含量，在M6、M7和M10混播處理中較高。此外，M6、M7和M10混播處理植物根系生物量較其他混播處理高，較高的根系生物量通過返還有機(jī)物的形式來提高土壤養(yǎng)分含量。TOPSIS 模型綜合評價(jià)表明，垂穗披堿草、中華羊茅和青海草地早熟禾按1∶2∶2 混播不但可保持較高的生產(chǎn)力，還可顯著提高表層土壤的養(yǎng)分含量，是三江源區(qū)黑土灘人工草地建植的最佳混播比例。然而，多年生混播人工草地群落和土壤特征受氣候因素、管理措施和自身演替等影響較大，應(yīng)綜合多年數(shù)據(jù)進(jìn)行評價(jià)。而本研究采用一年的觀測數(shù)據(jù)，展示了人工草地建植初期植物群落和土壤養(yǎng)分特征，在后續(xù)研究中，應(yīng)加強(qiáng)多年持續(xù)觀測，以綜合評判人工草地演替過程中的植被和土壤特征。

4 結(jié)論

混播處理中，M5、M8、M9和 M10處理地上生物量較高，而地下生物量無顯著差異；混播處理中，僅 M5、M8、M9和M10處理超產(chǎn)，達(dá)40.43～71.12 g·m-2，其中，M5和M10混播處理由于物種間的互補(bǔ)作用主導(dǎo)超產(chǎn)效應(yīng)，而M8和M9混播處理由互補(bǔ)效應(yīng)和選擇效應(yīng)共同主導(dǎo)超產(chǎn)效應(yīng)；M4～M7混播處理Shannon-Wiener 多樣性指數(shù)顯著高于其他處理，而Pielou 均勻度指數(shù)和豐富度指數(shù)在各混播處理間無顯著差異；表層土壤有機(jī)質(zhì)、全氮、全磷、速效磷和速效鉀含量在M6、M7和M10混播處理中較高；TOPSIS 模型綜合評價(jià)表明，M10混播處理不但可保持較高的生產(chǎn)力，還可顯著提高表層土壤的養(yǎng)分含量，是三江源區(qū)黑土灘人工草地建植的最佳混播比例。