科尔沁沙质草地封育过程中的植被变化及其机制.pdf

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1、第3O卷第2期干旱区研究V01．3ONO．22013年3月ARIDZONERESEARCHMar．2O13科尔沁沙质草地封育过程中的植被变化及其机制苗仁辉，蒋德明，王永翠(1．中国科学院沈阳应用生态研究所，辽宁沈阳110016；2．中国科学院研究生院，北京100049)摘要：对科尔沁沙地乌兰敖都地区的沙质草地封育后的植被变化及其机制进行分析研究。结果表明：①围栏封育使植被物种丰富度、密度显著提高，群落的优势种发生明显变化；围封地的Simpson多样性指数和Shannon—Wie—ner多样性指数均表现为随封育时间增加而下降，而Pielou

2、均匀度指数随围封时间增加表现出先增加后下降的趋势。②围栏封育可以增加土壤表层(0～10cm)的养分含量，但电导率随围封时间表现出先降低后增加的趋势，同时围栏封育使土壤水分含量下降。③土壤表层(0～10cm)各因子对多样性的影响不同，全氮和pH与Pielou指数呈显著(P<0．05)负相关；全氮对于丰富度指数呈显著(P<0．05)正相关；其他土壤环境因子与多样性指数间关系均不显著，表明在沙质草地封育不利于植物多样性的维持，但有利于土壤养分的积累。关键词：围栏封育；沙化草地；植物群落；土壤性质；土壤水分；科尔沁不合理的土地利用方式和过度放牧是

3、干旱、半1材料与方法干旱地区土地沙漠化的主要原因之一¨j。为使沙漠化草地植被得以恢复，必须采取相应的措施。常1．1研究区概况试验地位于科尔沁沙地西部乌兰敖都地区用的沙漠化草地植被恢复和重建措施有围栏封育、(43。02N，119。39E)，海拔高度约479m。年平均机械沙障、生物沙障、飞播和化学方法等。其降雨量340mm，主要集中在雨季6—8月，占全年降中，围栏封育是沙漠化草地植被恢复和重建的一项雨量的70％左右，潜在蒸发量约2500mm；年平均最为常用的措施j。围栏封育主要是通过人为降气温5．8～6．4oC，年平均积温3000～3200，

4、无低或完全排除牲畜对生态系统的影响，使系统在自霜期140～160d。地貌以流动、半流动沙丘、固定、身的弹性下得以恢复和重建¨]。半固定沙丘、丘间低地和石质残丘为特征。本区代目前，围栏封育作为一种主要的草场恢复和重表植物有小黄柳(Salixgordejevii)、小红柳(Salixmi—建的措施已为世界各国广泛采用。国内已开展许多crostachya)、小叶锦鸡儿(Caraganamicrophylla)、双有关围栏封育对草场植被恢复影响方面的研究，提穗麻黄(Ephedradistachya)、白草(Pennisetumcentra—出封育

5、措施可以显著提高退化草场的生产力¨，siaticum)、雾冰藜(Bassiadasyphylla)、羊草(Leymus改善放牧草场的土壤理化性质¨、提高植被盖度和chinensis)、沙蓬(Agriophyllumsquarrosum)、差巴嘎物种丰富度以及生物量¨，等。但恢复过程中蒿(Artemisiahalodendron)等。草地的结构和功能随围封时间如何变化?围封地植1．2研究方法被恢复的机制如何?这些都是研究沙化草地植被恢根据研究区沙丘固定程度评价指标¨(表1)，复和重建需要关注的问题。然而，涉及到封育对沙2011年8月选择封育

6、前基质相同、不同封育年限、质草地植被特征的变化和变化机制的系统研究较不同类型的沙丘植被恢复区：未封育(封育0a)的少。本文通过研究围栏封育对沙漠化草地植被恢复半流动沙丘(0．year~ncedsemi．mobiledune，的影响，旨在探讨沙质草地围封过程中植被变化及SMD0)、封育3a的半流动沙丘(3-year~ncedsemi—其机制，以期为今后制定科学合理的沙质草地植被mobiledune，SMD3)、封育6a的半固定沙丘(6-year恢复管理提供参考。fencedsemi．fixeddune，SFD6)和封育11a的半固定收稿日期

7、：2012—05—02；修订日期：2012—09—19基金项目：国家林业局行业专项(201004023)；国家自然科学基金项目(41071187)作者简介：苗f_=辉(1985一)，男，在读硕士，主要从事荒漠化防治与植被恢复研究．E—mail：miaorenhui0130@】63com通讯作者：蒋德明．E-mail：jiangdeming@iae．ac．cn2期苗仁辉等：科尔沁沙质草地封育过程中的植被变化及其机制265流动沙丘无结皮或只有少量物理性结皮，地表完全被流沙覆0～1O如果地表完全为流沙覆盖，盖度达到30％，甚至达到盖60％，也为

8、流动沙丘半流动沙丘30％覆盖物理结皮或较少生物结皮，流沙面积大于10～30只要土壤结皮低于30％，无论植被盖度30％或60％，都70％是半流动沙丘半固定沙丘30％～80％的生物结皮或土壤，流沙