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禁牧年限对温性荒漠草地群落特征及土壤因子的影响

郎鹏 王勇辉 徐海量 赵万羽 刘星宏 金额斯别克·木哈德勒 哈勒哈什·唆坦哈机 库丽沙依拉·吾那提汗

引用本文: 郎鹏,王勇辉,徐海量,赵万羽,刘星宏,金额斯别克·木哈德勒,哈勒哈什·唆坦哈机,库丽沙依拉·吾那提汗. 禁牧年限对温性荒漠草地群落特征及土壤因子的影响. 草业科学, 2022, 39(3): 431-442 doi: shu
Citation:  LANG P, WANG Y H, XU H L, ZHAO W Y, LIU X H, Jinesibieke·muhadele, Hlehashi·Suotanhaji, Kulishayila·Wunatihan. Effects of grazing prohibition years on community characteristics and soil factors in temperate desert grassland. Pratacultural Science, 2022, 39(3): 431-442 doi: shu

禁牧年限对温性荒漠草地群落特征及土壤因子的影响

    作者简介: 郎鹏(1996-),女,河北唐山人,在读硕士生,主要从事干旱区资源利用与植被恢复方面的研究。E-mail: 1289037128@qq.com
    通讯作者: 王勇辉(1977-),男,新疆奎屯人,教授,博士,主要从事干旱区资源利用与环境演变方面的研究。E-mail: wyhsd_3011@163.com
  • 基金项目: 自治区国土空间生态修复标准研究和评估(一标段)干旱区微地形整治修复关键技术标准制定[JTZB(2021)-035(01)]

摘要: 为明确温性荒漠草地群落对围栏封育及土壤环境的响应,采取野外采样和室内试验相结合的方法,研究了不同禁牧年限(未禁牧、禁牧5年和禁牧9年)对春秋牧场草地群落特征及土壤养分特征的影响,为合理利用与管理春秋牧场提供理论依据。结果表明:随着禁牧年限的增加,草地群落的平均高度、平均盖度和生物量均显著高于未禁牧草地群落(P<0.05);未禁牧的草地群落平均密度显著高于禁牧5年和9年的草地群落(P<0.05)。不同禁牧年限Simpson和Shannon-Wiener多样性指数的大小均表现为禁牧9年>禁牧5年>未禁牧,但禁牧5年草地群落空间分布较为均匀,而禁牧9年草地群落物种丰富度较高。典范对应分析(CCA)结果表明,影响不同禁牧年限草地植被生长特征的主要土壤因子是土壤含水量(39.7%),其次为土壤pH (9.6%)。围栏禁牧可以显著提高草地生产力,并且对物种多样性有一定的促进作用,是应对退化温性草地群落恢复的有效措施。

English

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    图 1  研究区概况图

    Figure 1.  Overview of the study area

    图 2  不同禁牧年限对草地群落生态特征的影响

    Figure 2.  Effects and important values of different grazing prohibition years on ecologicalcharacteristics of grassland communities

    不同小写字母表示不同禁牧年限间差异显著(P<0.05);下同。

    Different lowercase letters indicate significant differences between different grazing prohibition years at the 0.05 level; the error bar represents the standard error of the average; this is applicable for the following tables and figures as well.

    图 3  不同禁牧方式对草地群落植物多样性的影响

    Figure 3.  Effects of different grazing prohibition methods on plant diversity of grassland community

    图 4  物种数据与环境数据的二维空间排序图

    Figure 4.  Two-dimensional spatial sorting diagram of species data and environmental data

    表 1  不同禁牧年限草地群落主要物种名录

    Table 1.  List of main species in grassland communities with different grazing prohibition periods

    禁牧类型
    Grazing prohibition type

    Family

    Genera

    Species
    生态型
    Ecotype
    重要值
    Importance value
    未禁牧
    Unforbidden grazing
    禾本科
    Gramineae
    羊茅属
    Festuca
    羊茅
    F. ovina
    多年生草本
    Perennial herbs
    0.26
    针茅属
    Stipa
    针茅
    S. capillata
    多年生草本
    Perennial herbs
    0.04
    赖草属
    Leymus
    赖草
    L. secalinus
    多年生草本
    Perennial herbs
    0.05
    菊科
    Compositae
    绢蒿属
    Seriphidium
    纤细绢蒿
    S. gracilescens
    多年生草本
    Perennial herbs
    0.58
    莎草科
    Cyperaceae
    苔草属
    Carex
    苔草
    Carex spp.
    多年生草本
    Perennial herbs
    0.09
    藜科
    Chenopodiaceae
    地肤属
    Kochia
    木地肤
    K. prostrata
    一年生草本
    Annual herbaceous
    0.04
    禁牧5年
    Grazing prohibition
    for 5 years
    禾本科
    Gramineae
    羊茅属
    Festuca
    羊茅
    F. ovina
    多年生草本
    Perennial herbs
    0.48
    藜科
    Chenopodiaceae
    假木贼属
    Anabasis
    盐生假木贼
    A. salsa
    多年生草本
    Perennial herbs
    0.27
    角果藜属
    Ceratocarpus
    角果藜
    C. arenarius
    一年生草本
    Annual herbaceous
    0.14
    猪毛菜属
    Salsola
    猪毛菜
    S. collina
    一年生草本
    Annual herbaceous
    0.01
    菊科
    Compositae
    绢蒿属
    Seriphidium
    纤细绢蒿
    S. gracilescens
    多年生草本
    Perennial herbs
    0.21
    禁牧9年
    Grazing prohibition
    for 9 years
    禾本科
    Gramineae
    羊茅属
    Festuca
    羊茅
    F. ovina
    多年生草本
    Perennial herbs
    0.63
    针茅属
    Stipa
    针茅
    S. capillata
    多年生草本
    Perennial herbs
    0.10
    赖草属
    Leymus
    赖草
    L. secalinus
    多年生草本
    Perennial herbs
    0.06
    豆科
    Leguminosae
    岩黄耆属
    Hedysarum
    准噶尔岩黄芪
    H. songaricum
    多年生草本
    Perennial herbs
    0.05
    棘豆属
    Oxytropis
    新疆棘豆
    O. sinkiangensis
    多年生草本
    Perennial herbs
    0.07
    蔷薇科
    Rosaceae
    绣线菊属
    Spiraea
    金丝桃叶绣线菊
    S. hypericifolia
    多年生草本
    Perennial herbs
    0.02
    菊科
    Compositae
    绢蒿属
    Seriphidium
    纤细绢蒿
    S. gracilescens
    多年生草本
    Perennial herbs
    0.19
    莎草科
    Cyperaceae
    苔草属
    Carex
    苔草
    Carex spp.
    多年生草本
    Perennial herbs
    0.12
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    表 2  土壤环境因子与前 4 个排序轴的特征值、相关系数、解释方差排序结果

    Table 2.  Comparison of soil environmental factors with eigenvalues, correlation coefficients and explanatory variance of the first four axes

    环境因子
    Environmental factor
    第1轴
    Axis 1
    第2轴
    Axis 2
    第3轴
    Axis 3
    第4轴
    Axis 4
    土壤酸碱度 Soil acidity and alkalinity −0.6933** −0.3544 −0.3242 −0.1343
    土壤电导率 Soil electrical conductivity 0.8445*** 0.2558 −0.2889 −0.2123
    土壤含水率 Soil moisture content 0.9589*** −0.0747 0.1545 −0.0963
    全氮 Total nitrogen 0.4052 −0.1174 0.094 0.4605*
    全钾 Soil total potassium 0.7965*** 0.2901 0.0781 0.2081
    全磷 Total phosphorus 0.8987*** 0.1197 0.0337 −0.0663
    特征值 Eigenvalue 0.4033 0.1396 0.0712 0.0534
    物种与环境相关系数
    Correlation coefficient between species and environment
    0.9966 0.8391 0.8686 0.8597
    物种与环境关系方差解释的累计比例
    Cumulative proportion of variance interpretation of
    species-environment relationship/%
    57.40 77.28 87.41 95.01
    第1轴的显著性检验 Significance test of the first axis 0.0020
    所有典范轴的显著性检验 Significance test of all canonical axes 0.0020
     *、**和***分别表示P < 0.05、P < 0.01和P < 0.001。
     *, ** and *** indicate significant correlation at 0.05, 0.01 and 0.001 levels, respectively.
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    表 3  CCA分析各环境因素解释率和显著性检验

    Table 3.  CCA analysis of various environmental factors interpretation rate and significance test

    环境因素
    Environmental factor
    解释率
    Interpretation rate/%
    P
    土壤含水率
    Soil moisture content
    39.7 0.002**
    土壤酸碱度
    Soil acidity and alkalinity
    9.6 0.118
    土壤电导率
    Soil electrical conductivity
    8.4 0.182
    全钾 Soil total potassium
    6.1 0.332
    全磷 Total phosphorus
    7.0 0.226
    全氮 Total nitrogen
    6.6 0.232
      *和**分别表示相关性在 P < 0.05 和 P < 0.01 水平具有统计学意义。

      *and ** indicate significant correlation at 0.05 and 0.01 levels, respectively.
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  • 通讯作者:  王勇辉, wyhsd_3011@163.com
  • 收稿日期:  2021-09-01
  • 接受日期:  2020-11-30
  • 网络出版日期:  2022-01-28
  • 刊出日期:  2022-03-15
通讯作者: 陈斌, bchen63@163.com
  • 1. 

    沈阳化工大学材料科学与工程学院 沈阳 110142

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