摘要:長(zhǎng)期圍欄封育對(duì)青海湖退化溫性荒漠植被群落特征的影響及其調(diào)控因素尚不明晰。本研究分析了封育15年溫性荒漠的物種豐富度、蓋度和生物量變化,并揭示其時(shí)間穩(wěn)定性特征及主要驅(qū)動(dòng)因素。結(jié)果表明:封育1年顯著提高溫性荒漠物種豐富度、蓋度和地上生物量,分別為15種,64%和185.65 g·m-2,增幅依次為66.67%,326.67%和255.24%,15年后相應(yīng)指標(biāo)分別為322.22%,233.33%和343.26%,其中豐富度和地上生物量均達(dá)到極顯著檢驗(yàn)水平。封育1~5年,5~10年,11~15年后,青海湖地區(qū)溫性荒漠地上生物量時(shí)間穩(wěn)定性呈現(xiàn)顯著增加趨勢(shì),中期和長(zhǎng)期圍封比短期圍封增加27.10%和61.23%。長(zhǎng)期封育條件下,物種豐富度受降雨量極顯著影響,地上生物量則顯著受雜類草生物量的影響。未來(lái)降雨量增加的氣候情景下,物種豐富度將顯著提高,并對(duì)植被蓋度和地上生物量產(chǎn)生促進(jìn)作用,本研究為青海湖地區(qū)溫性荒漠生態(tài)系統(tǒng)的恢復(fù)與管理提供了科學(xué)依據(jù)。
關(guān)鍵詞:長(zhǎng)期封育;物種豐富度;溫性荒漠;生物量時(shí)間穩(wěn)定性;降雨量
中圖分類號(hào):S812 """""""文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A """""""文章編號(hào):1007-0435(2025)03-0929-07
Impact of Fencing on the Characteristics of the Temperate Desert Vegetation Community in the Qinghai Lake Basin
CAI Hai1,"SHI Qian-qian2,"WANG Ting3,"DU Yan-gong4*
(1.Modern Agriculture College of Wuwei Vocational College,"Wuwei,"Gansu Province 733000,"China;"2.Qinghai Lake National Nature Reserve Administration,"Gangcha,Qinghai Province 812300,"China;"3.College of Life,"Qinghai Normal University,"Xining,"Qinghai Province 810008,"China;"4.Northwest Institute of Plateau Biology,"Chinese Academy of Science,"Xining,"Qinghai Province 810001,"China)
Abstract:The temperate desert exhibits non-zonal distribution in the eastern and northeastern regions of the Qinghai Lake basin. However,"the impact of long-term fencing on the characteristics of degraded temperate desert vegetation communities and the controlling factors remained unclear. This study analyzed the monitoring data of species richness,"cover,"and above-ground biomass of the temperate desert subjected to 15 years of continuous fencing. It elucidated the response characteristics of vegetation community traits and biomass temporal stability to long-term fencing. Based on structural equation modeling,"the driving factors behind the changes in the fenced temperate desert vegetation community characteristics were analyzed. These results indicated that one year after fencing,"there was a significant increase in species richness,"cover,"and above-ground biomass of the temperate desert,"reaching 15 species,"64%,"and 185.65 g·m-2,"respectively,"with increases of 66.67%,"326.67%,"and 255.24%. After 15 years of fencing,"the increases were 322.22%,"233.33%,"and 343.26%,"respectively,"compared to the control. During the 15 years of continuous fencing,"both species richness and above-ground biomass of the temperate desert showed a highly significant increasing trend. The temporal stability of above-ground biomass in the Qinghai Lake region’s temperate desert exhibited a significant increasing trend after 1~5 years,"5~10 years,"and 11~15 years of fencing,"with medium-"and long-term fencing showing increases of 27.10% and 61.23% compared to short-term fencing. Long-term fencing significantly influenced species richness,"which was highly affected by precipitation. The above-ground biomass was significantly influenced by the biomass of miscellaneous grasses (Plt;0.05). In addition,"the increased precipitation significantly enhanced species richness in long-term fenced temperate desert and had a positive regulatory effect on vegetation cover and above-ground biomass. This study provides a scientific basis for the restoration and management of the temperate desert ecosystem.
Key words:Long-term fencing;Species richness;Temperate desert;Biomass temporal stability;Precipitation.
荒漠化防治和生物多樣性保護(hù)是目前面臨的主要環(huán)境問(wèn)題。緩解人為氣候變化和維持全球生物多樣性,很大程度上依賴于全球植被系統(tǒng)的恢復(fù)[1]。植被恢復(fù)的長(zhǎng)期趨勢(shì)具有顯著的空間異質(zhì)性,短期內(nèi)恢復(fù)力可能因環(huán)境壓力下降,但長(zhǎng)期恢復(fù)可逐步逆轉(zhuǎn)趨勢(shì),然而,高緯度地區(qū)因極端氣候和生態(tài)脆弱性,植被恢復(fù)力呈現(xiàn)出持續(xù)下降趨勢(shì)[1]。鑒于此,研究青海湖地區(qū)溫性荒漠植被對(duì)長(zhǎng)期圍欄封育的響應(yīng)特征,不僅有助于理解荒漠生態(tài)系統(tǒng)的恢復(fù)機(jī)制,還對(duì)溫性荒漠生物多樣性的保護(hù)和可持續(xù)利用具有重要意義。
圍欄封育是一種有效的草地管理措施,通過(guò)避免人為干擾的不利影響,增加土壤養(yǎng)分的固持,提升草地生產(chǎn)功能,直接或間接影響植物生長(zhǎng)發(fā)育和繁殖策略[2]。已有研究發(fā)現(xiàn),封育2年蒿類荒漠草地群落地上生物量時(shí)間穩(wěn)定性較對(duì)照增加38.36%[3]。封育3年的甘肅省環(huán)縣沙地物種數(shù)高于對(duì)照,且以多年生物種為主,形成穩(wěn)定的植物群落,圍欄內(nèi)蓋度比圍欄外增加了34.4%[4]。封育4年的新疆伊犁絹蒿生物量是自由放牧的29.73倍[5]。封育8年的中度退化草地多年生植物物種增加6種,禾本科植物的地上生物量比例由27.5%上升到55.7%[6]。圍封10年顯著提高了內(nèi)蒙古荒漠草原的植被蓋度和地上生物量,分別增加了95%和35%[7]。25年圍封的新疆三種類型草地生物量、株高和均勻度指數(shù)均顯著高于對(duì)照,但降低了香濃維納指數(shù)[8]。然而,也有研究發(fā)現(xiàn),11年封育顯著降低了高寒草甸的物種豐富度[9]。隨著圍封年限增加,高寒草甸物種豐富度指數(shù)和香濃指數(shù)均顯著降低[10],圍欄8年后并沒(méi)有可持續(xù)的效益,且可能產(chǎn)生負(fù)面影響[11-12]。綜上所述,圍欄封育年限對(duì)草地生態(tài)系統(tǒng)生物量和物種多樣性的影響存在較強(qiáng)異質(zhì)性,長(zhǎng)期圍欄封育對(duì)青海湖地區(qū)溫性荒漠植被群落特征的影響尚不清晰。
封育作為退化草地恢復(fù)治理的主要措施,可以使植物群落的組成趨于穩(wěn)定,但是長(zhǎng)期完全封育可能不利于群落的穩(wěn)定[13]。已有研究表明,封育促進(jìn)了昆侖山北坡溫性草原禾本科等生活力強(qiáng)的優(yōu)勢(shì)種與多年生適口性較好的牧草生長(zhǎng)[14]。物種豐富度通過(guò)增加物種補(bǔ)償效應(yīng)提高地上生物量時(shí)間穩(wěn)定性[15],優(yōu)勢(shì)物種時(shí)間穩(wěn)定性是驅(qū)動(dòng)群落地上生物量時(shí)間穩(wěn)定性的重要因子[3]。封育后消除放牧干擾,促進(jìn)禾本科和莎草科牧草完成生長(zhǎng)發(fā)育中期,增加退化草場(chǎng)優(yōu)良牧草地比例[16]。封育高寒草地植物群落蓋度增加,可有效控制鼠害強(qiáng)度,促進(jìn)植被恢復(fù)[16]。增溫和降水變化,可能是植被長(zhǎng)期恢復(fù)變化的重要驅(qū)動(dòng)因素[1],且封育可以提升高寒草甸土壤貯水量和持水能力,促進(jìn)退化草地恢復(fù)[17]。但長(zhǎng)期的封育使土壤板結(jié),影響土壤水分的運(yùn)輸,限制植被的生長(zhǎng),致使群落穩(wěn)定性下降[18]。目前尚缺少青海湖地區(qū)長(zhǎng)期封育溫性荒漠草地生物量穩(wěn)定性變化規(guī)律,以及物種豐富度和生物量地調(diào)控機(jī)制研究。
青海湖是維系青藏高原東北部生態(tài)安全的重要水體,是阻遏西部荒漠化向東蔓延的天然屏障,亦是我國(guó)重點(diǎn)保護(hù)野生動(dòng)物普氏原羚棲息地[19]。為探究青海湖地區(qū)溫性荒漠植被對(duì)長(zhǎng)期封育的響應(yīng)機(jī)制,本研究基于青海湖地區(qū)封育15年溫性荒漠植被群落特征長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)研究,擬解決兩個(gè)科學(xué)問(wèn)題:(1)長(zhǎng)期圍欄封育是否顯著增加溫性荒漠生物量和物種豐富度?(2)增溫和降水增加對(duì)長(zhǎng)期圍欄封育草地物種多樣性的影響如何?該研究可為青海湖地區(qū)溫性荒漠植被適應(yīng)性管理提供科學(xué)依據(jù)。
1 材料與方法
1.1 研究區(qū)概況
青海湖國(guó)家級(jí)自然保護(hù)區(qū),位于青藏高原東北部,祁連山系南麓。其北部和東部是大面積的風(fēng)沙堆積區(qū),其中有流動(dòng)沙丘、半固定沙丘和固定沙地,在湖邊和低洼地帶有少量的沼澤地分布。研究樣地位于青海湖東岸海晏縣與共和縣交界的克圖地區(qū)(100.864°E,36.810°N,海拔3419 m),地處青海湖流域西南部,按照青海省天然草地類型與分類系統(tǒng),為溫性荒漠類[20]。
溫性荒漠植被是在溫暖和干旱的氣候條件下由強(qiáng)旱生的半灌木和灌木組成的植被類型。自上世紀(jì)80年代以來(lái),因?yàn)槌掷m(xù)的過(guò)度放牧,土壤沙化現(xiàn)象較為嚴(yán)重,部分地區(qū)形成高地沙丘。在2008年之前,該區(qū)域主要作為休眠季重度放牧利用區(qū)。2009年至今已進(jìn)行了連續(xù)15年圍欄封育處理,且作為普氏原羚(Procapra przewalskii)棲息區(qū)域。
青海湖溫性荒漠灌木層除金露梅(Potentilla fruticosa)外,還有叢生分布的西藏沙棘(Hippophae thibetana)、矮生忍冬(Lonicera minuta)等,針茅(Stipa capillata)、西北針茅(Stipa sareptana)、賴草(Leymus secalinus)、早熟禾(Poa annua)、伴生草本植物包括乳白香青(Anaphalis lactea)、多枝黃芪(Astragalus polycladus)、平臥軸藜(Axyris prostrata)、蓬子菜(Galium verum)、刺沙蓬(Salsola tragus)、洽草(Koeleria cristata)、天山鳶尾(Iris loczyi)、圓萼刺參(Morina chinensis)、密生波羅花(Incarvillea compacta)等。
青海湖位于我國(guó)東南部暖濕季風(fēng)區(qū)和西北部寒流區(qū)的交匯地帶,雨量偏少,雨熱同季。多年觀測(cè)數(shù)據(jù)顯示,實(shí)驗(yàn)期間年均氣溫和降雨量分別為1.13 ℃和568.8 mm,總體呈現(xiàn)逐年增加趨勢(shì),其中降雨量達(dá)到顯著性檢驗(yàn)水平(Plt;0.0001,圖1)。年均氣溫呈現(xiàn)較強(qiáng)的波動(dòng)性,且通常以3~5年為波動(dòng)周期。青海湖流域2010年,2013年,2015年,2016年和2022年的年均氣溫相對(duì)偏高。2020年至2023年,年降雨量相對(duì)偏高,2012年和2013年期間,年降雨量相對(duì)偏低。
1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)與樣品處理方法
本研究選擇青海湖地區(qū)長(zhǎng)期封育溫性荒漠生態(tài)系統(tǒng)為研究對(duì)象,設(shè)置長(zhǎng)期定點(diǎn)觀測(cè)樣地和樣方,樣地面積為100 m×100 m,3次重復(fù),不同樣地間隔500 m,樣地的中心位置布設(shè)1個(gè)永久樣方。持續(xù)16年開(kāi)展草地植被群落特征監(jiān)測(cè)工作。
溫性荒漠地上生物量和物種豐富度采用樣方調(diào)查法,樣方面積50 cm×50 cm,調(diào)查時(shí)間為每年8月中旬。采用目測(cè)法估測(cè)樣方植物群落的總蓋度,并測(cè)定群落植物高度、記錄物種名稱。采用刈割法齊地面剪取地上部分,并稱量鮮重,表征草地生產(chǎn)力。
物種豐富度:R=n
其中,n為樣方內(nèi)物種總數(shù)。
地上生物量的時(shí)間穩(wěn)定性:地上生物量在時(shí)間尺度上的變異系數(shù)倒數(shù)獲得,"S越大,生產(chǎn)力穩(wěn)定性越高,反之越低。
S=μ/σ
其中,μ為地上生物量或功能群地上生物量平均值,σ為標(biāo)準(zhǔn)差。本研究以2009—2013年,2014—2018年,2019—2023年,開(kāi)展生物量的時(shí)間穩(wěn)定性變化特征研究。
1.3 數(shù)據(jù)檢驗(yàn)及統(tǒng)計(jì)分析
溫性荒漠地上生物量、物種豐富度和蓋度等數(shù)據(jù)的整理采用Excel完成,平均值及標(biāo)準(zhǔn)誤差計(jì)算采用R(4.3.2)軟件mean和sd函數(shù)計(jì)算。溫性荒漠物種豐富度和地上生物量與不同年份間回歸方程及作圖均采用Sigmaplot 10.0軟件完成。氣象因素、植被指數(shù)和總蓋度等指標(biāo)對(duì)溫性荒漠生產(chǎn)力與物種豐富度的直接和間接作用,采用R(4.3.2)軟件piecewise SEM程序包通過(guò)結(jié)構(gòu)方程模型進(jìn)行研究。
2 結(jié)果與分析
2.1 長(zhǎng)期封育溫性荒漠物種豐富度、蓋度和地上生物量變化特征
2008年青海湖地區(qū)溫性荒漠物種豐富度、蓋度和地上生物量依次為9種、15%和52.3 g·m-2,均為多年生植物。圍欄封育1年,顯著提升了溫性荒漠物種豐富度(圖2a)、蓋度和地上生物量(Plt;0.05),分別為15種、64%和185.65 g·m-2,增幅分別為66.67%,326.67%和255.24%。封育15年后,相應(yīng)指標(biāo)依次為38種、50%(圖2b)和231.65 g·m-2,一年生植物3種,分別為豬毛菜屬的刺沙蓬(S. tragus)、軸藜屬的平臥軸藜(A. prostrata)、紅葉藜屬的灰綠藜(Oxybasis glauca)。長(zhǎng)期封育顯著提升青海湖地區(qū)溫性荒漠植被群落特征,物種豐富度、蓋度和地上生物量相比2008年增幅分別為322.22%,233.33%和343.26%(圖2c,Plt;0.01)。
連續(xù)15年封育期間,溫性荒漠物種豐富度、蓋度和地上生物量均呈現(xiàn)增加趨勢(shì),且物種豐富度和地上生物量均達(dá)到極顯著檢驗(yàn)水平(Plt;0.001),基本均呈現(xiàn)出前5年,物種豐富度、蓋度和地上生物量均呈現(xiàn)較快幅度增加,中間5年,增加趨勢(shì)相對(duì)平緩,近5年物種豐富度呈現(xiàn)較強(qiáng)增加趨勢(shì)。青海湖地區(qū)短期封育1~5年(2009年—2013年),中期封育5~10年(2014年—2018年),長(zhǎng)期封育11~15年階段(2019年—2023年),溫性荒漠物種豐富度的5年平均值依次為21,22和33種,蓋度的5年平均值依次為62.2%,72.8%和63.6%,地上生物量的5年平均值依次為185.28 g·m-2,239.7 g·m-2和344.97 g·m-2。這亦表明長(zhǎng)期圍欄封育顯著提高青海湖地區(qū)溫性荒漠物種豐富度和生產(chǎn)力。
2.2 長(zhǎng)期封育溫性荒漠地上總生物量及功能群生物量的時(shí)間穩(wěn)定性變化特征
青海湖地區(qū)封育1~5年,5~10年,11~15年后,青海湖地區(qū)溫性荒漠地上總生物量時(shí)間穩(wěn)定性呈現(xiàn)顯著增加趨勢(shì),中期和長(zhǎng)期圍封比短期圍封增加27.10%和61.23% (表1)。優(yōu)良牧草禾本科植物和莎草科生物量穩(wěn)定性最高時(shí)期分別出現(xiàn)在中期和短期圍封處理,隨著封育時(shí)間的延長(zhǎng)豆科牧草時(shí)間穩(wěn)定性逐漸增強(qiáng),降低雜類草生物量的時(shí)間穩(wěn)定性。
短期封育溫性荒漠莎草科植物地上生物量時(shí)間穩(wěn)定性最高,豆科植物最低,分別為13.72和3.25,雜類草亦相對(duì)較高約為6.96。中期封育溫性荒漠禾本科植物地上生物量時(shí)間穩(wěn)定性最高,莎草科植物最低,分別為7.37和3.61。長(zhǎng)期圍封雜類草生物量時(shí)間穩(wěn)定性最高,而莎草科植物最低,分別為6.48和3.12。綜上,圍欄封育增加溫性荒漠總生物量穩(wěn)定性,短期、中期和長(zhǎng)期圍封主要增加了莎草科和雜類草,禾本科和雜類草,以及雜類草生物量穩(wěn)定性。
2.3 氣象因素和植被群落特征因素對(duì)長(zhǎng)期圍欄封育溫性荒漠物種豐富度和生物量的影響
青海湖地區(qū)長(zhǎng)期封育的溫性荒漠物種豐富度受降雨量直接影響,直接通徑系數(shù)約為0.652,且達(dá)到極顯著性檢驗(yàn)水平(Plt;0.01)。此外,物種還受到植被蓋度和年均氣溫的直接影響,通徑系數(shù)為0.271和0.005 (圖3),但未達(dá)到顯著性檢驗(yàn)水平。植被蓋度主要受到年均氣溫和降水量的影響,其直接通徑系數(shù)分別為0.271和0.074。
圖3 基于結(jié)構(gòu)方程模型揭示溫性荒漠生物量和物種豐富度影響因素
Fig.3 Revealing factors influencing biomass and species abundance of temperate desert based on structural equation model
注:直線和虛線分別標(biāo)注正向和負(fù)向直接作用通徑系數(shù),*和**表示Plt;0.05和"Plt;0.01
Note:Black solid lines and dashed lines respectively indicate positive and negative direct effects. * and ** indicate Plt;0.05 and"Plt;0.01
封育溫性荒漠地上生物量受到雜類草生物量增加的顯著性影響(Plt;0.05),莎草科和禾本科的直接通徑系數(shù)分別為0.327和0.311,年均氣溫和降雨量的作用通徑系數(shù)分別為-0.049和0.034(圖4)。全球變暖會(huì)明顯增加溫性荒漠植被蓋度,但對(duì)物種豐富度具有微弱的提升作用,同時(shí)會(huì)較弱地降低地上生物量。降雨量增加極顯著提高長(zhǎng)期封育溫性荒漠植物物種豐富度,對(duì)植被蓋度和地上生物量具有較弱的正向調(diào)控作用。
3 討論
青海湖流域阻擋柴達(dá)木盆地荒漠化向東蔓延,亦是青藏高原生物多樣性最豐富的寶庫(kù)[19]。受長(zhǎng)期超載放牧和氣候變化影響,青海湖區(qū)域溫性荒漠植被退化嚴(yán)重,圍欄封育措施對(duì)溫性荒漠植被恢復(fù)的促進(jìn)效果明顯。已有研究?jī)H關(guān)注中短期圍封對(duì)植被群落特征的影響,且缺少長(zhǎng)期圍欄封育對(duì)青海湖地區(qū)溫性荒漠植被特征的影響研究[18,"21]。
封育對(duì)草地植被群落結(jié)構(gòu)的影響在不同區(qū)域存在較強(qiáng)異質(zhì)性,本研究發(fā)現(xiàn)連續(xù)15年封育期間,青海湖地區(qū)溫性荒漠蓋度、物種豐富度和地上生物量均呈現(xiàn)增加趨勢(shì),且后兩者均達(dá)到極顯著檢驗(yàn)水平,基本均呈現(xiàn)出圍欄封育早期5年和近5年,均呈現(xiàn)較快幅度增加,長(zhǎng)期圍欄封育可作為青海湖流域退化溫性荒漠植被恢復(fù)的重要措施。相似研究亦發(fā)現(xiàn)青海湖地區(qū)圍欄封育溫性草原物種豐富度和多樣性指數(shù)顯著高于放牧草地[22]。已有研究封育2年使新疆溫性草原植物地上生物量與蓋度分別增加82.3%和27.7%[14]。相比于草灌種植與自由放牧處理,3年圍封處理顯著提高青海湖地區(qū)高寒草甸土壤速效養(yǎng)分[21]。封育4年能夠提高群落生產(chǎn)力[10]。封育2、4和6年蒿類荒漠草地地上生物量較對(duì)照依次提高38.83%,136.26%和87.21%[3]。圍欄封育5年可顯著增加祁連山地區(qū)重度放牧金露梅灌叢草甸的枯草、禾草及莎草生物量[16]。地上生物量和根系生物量在13年圍封下均顯著增加[10],圍欄禁牧16年后草本蓋度顯著增加,半灌木蓋度大幅減少了,但要實(shí)現(xiàn)毛烏素沙地更大尺度上物種豐富度的恢復(fù),圍欄恢復(fù)的時(shí)間還需要更長(zhǎng)[23]。24 年完全封育的寧夏荒漠草地多年生植物及總地上生物量,顯著低于13 年的生長(zhǎng)季封育草地[24]。長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)方法對(duì)于生態(tài)學(xué)研究極為重要,短期研究可能會(huì)忽略生態(tài)系統(tǒng)在長(zhǎng)期動(dòng)態(tài)過(guò)程的重要趨勢(shì)和波動(dòng)[8]。
本研究發(fā)現(xiàn)青海湖地區(qū)溫性荒漠地上生物量及其時(shí)間穩(wěn)定性均呈現(xiàn)顯著增加趨勢(shì),這可能是因?yàn)槲锓N豐富度的增加直接提升溫性荒漠生態(tài)系統(tǒng)的生產(chǎn)力,還通過(guò)促進(jìn)物種間的互補(bǔ)作用和功能多樣性,進(jìn)一步增強(qiáng)了生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性和抗逆性[25]。此外,水分是溫性荒漠生產(chǎn)力提升的主要限制因素,封育期間該區(qū)域年均降雨量呈顯著增加趨勢(shì),這也是溫性荒漠生態(tài)系統(tǒng)地上生物量增加的重要原因。封育時(shí)間超過(guò)5年的樣地,其植物種類顯著增加,尤其是耐寒、耐旱的本地植物種群得以恢復(fù),增強(qiáng)草地生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性和抵抗力[26]。隨著封育年限增加,荒漠草地植物種類逐漸增多,植被群落日趨穩(wěn)定[27]。同時(shí),長(zhǎng)期圍欄封育有助于保持和增加土壤種子庫(kù)的多樣性[28]。而且,物種的恢復(fù)不僅提高草地的生物多樣性,還增加了生態(tài)系統(tǒng)的遺傳多樣性和物種間的相互依存性。長(zhǎng)期圍欄封育通過(guò)減少植被的物理?yè)p傷和生長(zhǎng)壓力,促進(jìn)了植物的生長(zhǎng)和生物量積累[29]。植物殘?bào)w的累積和微生物分解作用增強(qiáng)了土壤有機(jī)碳和氮的積累,改善了土壤結(jié)構(gòu)和肥力[30],這種養(yǎng)分的積累促進(jìn)草原的生產(chǎn)力提升。
封育能夠顯著提高植被蓋度,從而減少土壤侵蝕和水分蒸發(fā),增加土壤水分的保持能力[31]。長(zhǎng)期封育通過(guò)減少地表蒸發(fā)和增加土壤水分含量,緩解了干旱對(duì)植物生長(zhǎng)的不利影響[32]。本研究發(fā)現(xiàn)青海湖地區(qū)長(zhǎng)期封育的溫性荒漠物種豐富度受降雨量直接影響。已有研究發(fā)現(xiàn),降雨量的增加顯著提高了長(zhǎng)期封育溫性荒漠植物的物種豐富度,對(duì)植被蓋度和地上生物量具有正向調(diào)控作用[33]。本研究同樣發(fā)現(xiàn)封育溫性荒漠植被生物量增加主要受到雜類草生物量增加的影響,且短期、中期和長(zhǎng)期圍封溫性荒漠生物量時(shí)間穩(wěn)定性增加均受到雜類草生物量穩(wěn)定性影響。這可能是因?yàn)殡s類草多為一年生植物,種子發(fā)芽率較高,而且雜類草在資源競(jìng)爭(zhēng)中對(duì)其他草本植物具有顯著優(yōu)勢(shì),在干旱條件下,雜類草的存活率顯著高于禾本科等植物[34]。因此,雜類草在退化植被生態(tài)屏障功能恢復(fù)過(guò)程具有重要作用。
4 結(jié)論
封育措施顯著提高溫性荒漠的物種多樣性、植被蓋度和地上生物量,同時(shí)增強(qiáng)生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性。封育初期,生態(tài)指標(biāo)增加幅度較大,中期趨于平緩,而后期物種豐富度再次顯著增加。長(zhǎng)期封育不僅改善植物群落的整體結(jié)構(gòu),還對(duì)不同植物功能群的時(shí)間穩(wěn)定性產(chǎn)生影響。
降雨量和年均氣溫等氣候因子對(duì)溫性荒漠的物種豐富度、植被蓋度和地上生物量具有重要的調(diào)控作用。降雨量顯著增加了物種豐富度,而全球變暖對(duì)這些生態(tài)指標(biāo)的影響較為復(fù)雜,但對(duì)植被蓋度具有一定程度的促進(jìn)作用。綜上所述,長(zhǎng)期封育措施對(duì)青海湖地區(qū)溫性荒漠的植被恢復(fù)和生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性具有積極作用,為荒漠生態(tài)系統(tǒng)的保護(hù)和恢復(fù)提供了科學(xué)依據(jù)。
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引用格式:蔡海, 史倩倩, 王婷,"等.青海湖圍欄封育下溫性荒漠植被群落長(zhǎng)期變化特征[J].草地學(xué)報(bào),2025,33(3):929-935
Citation:Cai Hai, Shi Qian-qian, Wang Ting, et al.Impact of Fencing on the Characteristics of the Temperate Desert Vegetation Community in the Qinghai Lake Basin[J].Acta Agrestia Sinica,2025,33(3):929-935
基金項(xiàng)目:國(guó)家自然科學(xué)基金(U21A20186);河西走廊寒旱區(qū)生態(tài)環(huán)境保護(hù)與生態(tài)文明建設(shè)科研創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)和武威職業(yè)學(xué)院校級(jí)重點(diǎn)團(tuán)隊(duì)-智慧農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)應(yīng)用研究科研團(tuán)隊(duì)資助
作者簡(jiǎn)介:蔡海(1984-),"男,"漢族,甘肅武威人,"碩士,"副教授,"主要從事群落生態(tài)學(xué)研究,E-mail:"caihai98@ 163.com;*通信作者Author for correspondence,"E-mail:"ygdu@nwipb.cas.cn