第２４卷第２期 ２０１０年６月 干旱环境监测 ＡｒｉｄＥｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌＭｏｎｉｔｏｒｉｎｇ Ｚ．２４Ⅳ０．２ Ｊｕｎ．．２０１０ 草地不同利用方式对 吉 同 草甸群落物种 多样性和生物量的影响 麦地娜・买买提，闫虎 ８３００１１） （新疆环境监测总站，新疆乌鲁木齐摘要：通过对新疆那拉提高寒草甸天然草地进行围栏（３、５、３０ ａ）和自由放牧处理，探讨草地不同利用方式对草地 植物多样性和生物量的影响。结果表明，在自由放牧制度下，由于干扰过于剧烈，草地已呈退化趋势，物种多样性和生 物量均较低；在围栏草地中，随着围封年限的增加，群落高度、盖度、地上生物量逐渐增加；地上生物量的变化趋势为放 牧草地＜围栏３ ａ草地＜围栏５ ａ草地＜围栏３０ ａ草地。 关键词：高寒草甸；天然草地；生物量；那拉提；新疆 中图分类号：Ｘ１７１．１ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００７—１５０４（２０１０）０２—００９９—０４ Ｅｆｆｅｃｔ ｏｎ ｔｈｅ Ｄｉｖｅｒｓｉｔｙ ａｎｄ Ｂｉｏｍａｓｓ ｏｆ ｔｈｅ Ｃｏｍｍｕｎｉｔｙ Ｓｐｅｃｉｅｓ ｉｎ Ａｌｐｉｎｅ Ｓｔｅｐｐｅｓ Ｕｓｉｎｇ Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ Ｆａｓｈｉｏｎ ｆｏｒ Ｇｒａｓｓ－ ｌａｎｄ Ｍａｉｄｉｎａ・ＭＡＩＭＡＩＴＩ，ＹＡＮ Ｈｕ（Ｘｉｎｊｉａｎｇ Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌ Ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ Ｃｅｎｔｅｒ，Ｕｒｕｍｑｉ Ｘｉｎｊｉａｎｇ ８３００１１，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ ｍａｉｎ ｐｕｒｐｏｓｅ ｏｆ ｔｈｉｓ ｓｔｕｄｙ ｉｓ ｔｏ ｒｅｓｅａｒｃｈ ｔｈｅ ｄｉｆｅｒｅｎｔ ｅｆｆｅｃｔ ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ ｅｎｃｌｏｓｕｒｅ（ｆｏｒ ３ ｙｅａｒｓ，５ ｙｅａｒｓ ａｎｄ ３０ｙｅａｒｓ）ａｎｄ ｆｒｅｅ ｇｒａｚｉｎｇ ｏｎ ｔｈｅ ｂｉｏｄｉｖｅｒｓｉｔｙ ｎｄ ａｂｉｏｍａｓｓ ｏｆ ｔｈｅ ｃｏｍｍｕｎｉｔｙ ｓｐｅｃｉｅｓ ｉｎ ａｌｐｉｎｅ ｓｔｅｐｐｅｓ．Ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔｓ ｓｈｏｗ ｔｈａｔ ｕｎｄｅｒ ｆｒｅｅ—ｇｒａｚｉｎｇ ｓｙｓｔｅｍ，ｈｏｗｅｖｅｒ，ｔｈｅ ｅｏｍｍｔｍｉｔｙ ｓｐｅｃｉｅｓ ｈａｖｅ ｂｅｅｎ ｓｅｒｉｏｕｓｌｙ ｄｅｇｅｎｅｒａｔｅｄ ｄｕｅ ｔｏ ｔｈｅ ｓｅｖｅｒｅ ｅｆｆｅｃｔ，ａｎｄ ｂｏｔｈ ｔｈｅ ｓｐｅｃｉｅｓ ｄｉｖｅｒｓｉｔｙ ａｎｄ ｂｉｏｍａｓｓ ｏｆ ｔｈｅ ｃｏｍｍｕｎｉｔｙ ｓｐｅｃｉｅｓ ａｎｄ ｌｏｗ．Ｉｎ ｔｈｅ ｅｎｃｌｏｓｕｒｅ ｓｔｅｐｐｅｓ，ｔｈｅ ｖｅｇｅｔａｔｉｏｎ ｃｏｖｅｒａｇｅ， ｍｅａｎ ｐｌａｎｔ ｈｅｉｇｈｔ，ａｂｏｖｅｇｒｏｕｎｄ ｂｉｏｍａｓｓ ａｎｄ ｕｎｄｅｒｇｒｏｕｎｄ ｂｉｏｍａｓｓ ａｒｅ ｇｒａｄｕａｌｌｙ ｉｎｃｒｅａｓｅｄ ｗｉｔｈ ｐｒｏｌｏｎｇｉｎｇ ｔｈｅ ｅｎｃｌｏｓｕｒｅ ｔｉｍｅ， ｔｈｅ ａｂｏｖｅｇｒｏｕｎｄ ｂｉｏｍａｓｓ ｏｆ ｓｔｅｐｐｅｓ ｉｓ ｉｎ ａｎ ｏｒｄｅｒ ｏｆ ｇｒａｚｉｎｇ ｓｔｅｐｐｅ＜３一ｙｅａｒｓ ｅｎｃｌｏｓｕｒｅ ｓｔｅｐｐｅ＜３０一ｙｅａｒｓ ｅｎｃｌｏｓｕｒｅ ｓｔｅｐｐｅ． ＜５一ｙｅａｒｓ ｅｎｃｌｏｓｕｒｅ ｓｔｅｐｐｅ Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ａｌｐｉｎｅ ｓｔｅｐｐｅ；ｇｒａｓｓｌａｎｄ；ｂｉｏｍａｓｓ；Ｎａｌａｔｉ；Ｘｉｎｊｉａｎｇ 草地是地球陆地上一项巨大的自然资源，它 既是人类发展畜牧业的基础，也是稳定地球陆地 环境的重要条件。草地生态系统是受人类活动 收稿日期：２０１０—０４—２６；第二次修回日期：２０１０—０５一ｌ１ 影响最大的陆地生态系统之一，在草地不同利用 方式下对生物多样性和生物量变化的研究是草 地生态系统恢复与重建工作中的重要内容之 作者简介：麦地娜・买买提（１９７９一），女，新疆喀什人，助理工程师，学士，主要从事生态遥感监测工作。 －：・｝ ・｝ｕ÷Ｈ・｝斗｝一｛・｝ ・｝＿｛・｝＿｛・｝ ・｝１｛・｝１｛・｝＿｛－｝＿｛－Ｈ・｝＿｛・｝＿｛・卜｛・｝ －｝＿｛・｝＿｛・卜｛・｝＿｛・｝斗｝÷Ｈ・｝＿｛・｝－亏・｝＿｛・｝＿｛・｝＿｛・｝ ・｝＿｛・Ｈ・｝＿｛・｝＿｛・｝ －｝＿｛・｝＿｛・｝＿｛・｝＿｛・｝｛・｝ ・｝ ［１６］ 杨戈，郭永平．塔里木河下游末端实施生态输水后植被４８５． 变化与进展［Ｊ］．水科学进展，２００４，１５（２）：２２３—２２７． 【１７］徐海量，叶茂，丁宇，等．塔里木河下游地下水抬升的地 表植被恢复价值的初探［Ｊ］．干旱区地理，２００７，４（３０）：４８２— ［１８］雷加强，李生字，靳正忠，等．塔里木沙漠公路防护林生 态工程的综合生态环境效应［Ｊ］．科学通报，２００８，５３（增刊Ⅱ）： １６９—１７８． ・１００・ －１］。干旱环境监测 第２４卷 一放牧和围栏是人类在草地生态系统管理 原的天然草地上。放牧样地选择在围栏外的自 实践中施加于草地的主要影响因素，对生态系统 会产生重要的影响。那拉提草原是新疆主要的 畜牧业发展基地之一，由于长期忽视对草地资源 的科学管理，粗放经营，超载过牧以及对草地资 源不合理的开发利用，使大面积草地退化，环境 日趋恶化 ］。近年来，我国已有很多学者对高 寒草甸生态系统做了大量的工作，但对于高寒草 原进行深入研究的报道并不多见。那拉提高寒 草甸由于其特殊的地理和气候条件，加之人们更 多地看重短期经济效益而忽视长远生态效益，以 草原退化为主要标志的生态问题已十分突 出 一］。因此，深入系统地研究那拉提高寒草甸 等可再生资源和环境的现状、演化趋势以及优化 管理模式，对草地资源的合理利用、保护、环境治 理及提高畜牧业经济效益具有重要的现实意义。 目前草地生态系统的恢复与重建受到广泛 关注Ｌ５ Ｊ。本文通过对那拉提草地不同利用方式 下，高寒草甸植物群落的种类组成、物种多样性 以及植物地上生物量变化的系统研究，探讨人类 活动对高寒草地的结构、功能和物种多样性的影 响，进而为高寒退化草地的治理、恢复及草地生 产力的提高和持续利用提供科学依据。 １研究方法 １．１研究区概况 那拉提高寒草甸位于东经８５。１７ 一８５。２８ ， 北纬４３。０１ 一４３。１５ 之间，总面积４００ ｋｍ ，平均 海拔１ ８００ ｍ，年降雨量为８８０ ｍｍ左右，年平均 气温为２０ ｃＩ＝左右，三面环山，巩乃斯河蜿蜒流 过，属典型的高寒气候。那拉提草地类型单一， 主要包括亚高山草甸、高山草甸等。本研究所选 择的５个样地均属于亚高山草甸类型，植被构成 主要以鸭茅、无芒雀麦、小糠草、红三叶草等为建 群种。 １．２样地设置 草地不同利用方式的样地均设在那拉提草 由放牧草场。通过对当地牧民的访问调查，分别 选择围栏３、５ ａ和３０ ａ的地段作为围栏试验样 地。 １．３野外取样 在每种类型样地内随机取５个１ Ｉｎ Ｘ １ ｍ的 样方，调查并记录每个样方内的植物种类、各物 种在样方中的高度和盖度，同时进行地上生物量 测定。地上生物量测定采用收获法，将样方内的 植物齐地面刈割，除去粘附的土壤、砾石等杂质 后带回室内，在６５℃恒温箱内烘干至恒重；全部 生物量均以烘干计重。 １．４数据分析 选取样地内的物种进行重要值分析，重要值 的计算公式为： 重要值＝（相对盖度＋相对高度＋相对频 度）×１００／３。 ２结果与分析 ２．１群落物种组成和结构的变化 不同利用方式对草地群落的物种组成及其 结构有显著的影响。在不同样地中，处于相对优 势地位的植物组成差别明显，反映出不同群落的 外貌特征（见表１）和生境差异。 植物群落结构可以通过其高度和盖度加以 反映【６】。高寒草甸的垂直结构一般相对复杂， 常常分为上、中、下三层，其中上层包括禾草和高 杂草的生殖枝，中层包括禾草和高杂草的营养 枝，下层常包括低杂草和莎草。结果表明，不同 利用方式的草地高度和盖度存在较大差异。在 ４种影响因素中，围栏３０ ａ的上、下层高度和盖 度最高，而放牧草地最低。围栏３ ａ与５ ａ草地 的上、下层高度和盖度居于围栏３０ ａ草地和放 牧草地之间，并且随着围栏年限的增加，草地上、 下层高度和盖度呈现逐渐增长的趋势。 草原植物群落的外貌通常以优势种和种类 组成为特征，因此，优势种的更替成为群落变化 第２期 麦地娜・买买提等草地不同利用方式对高寒草甸群落物种多样性和生物量的影响 ・１０１・ 为了说明不同利用方式下植物种群的种类 组成和优势种，表ｌ列举了构成各个群落的植物 及其重要值。放牧草地群落中的优势种为白喉 乌头，主要的伴生种有鸭茅、小糠草、高山唐松 草、早熟禾等，在自由放牧下植物群落结构变得 愈来愈简单，草地植被发生了较大变化，品质较 唐松草、早熟禾、老灌草等。作为本地区建群种 的鸭茅、小糠草等适口性较好的优势牧草，逐渐 在群落组成中占据优势。相反，白喉乌头等退化 指示植物在群落中的竞争力逐渐下降，标志着草 地质量已经有了明显的改善。围栏３０ ａ样地由 ｌ２种植物组成，群落中优势种为鸭茅、唐松草、 小糠草、白喉乌头，主要的伴生种有高山黄芪、委 差的白喉乌头在群落中占据了绝对优势地位 （重要值为３８．２１％）。在围栏３ ａ的草地群落 陵草等。经过多年的围栏封育，群落优势种变化 中，白喉乌头的竞争力有所减弱，但仍占优势地 位（重要值为１５．３２％），同时处于相对优势地位 的还有鸭茅、羽衣草、小糠草，主要伴生种有委陵 菜、唐松草、早熟禾等。围栏５ ａ草地群落中优 势种为鸭茅、白喉乌头、小糠草，主要的伴生种有 显著，鸭茅、小糠草在群落中占有绝对优势（重 要值为４４．９７％）。 ２．２对生物量的变化 草地植被生物量对于研究草食动物的环境 容纳量、草地植被的恢复等是必不可少的定量化 ・１０２・ 干旱环境监测 第２４卷 指标，也是草地管理的重要依据＿８ Ｊ。分析结果 表明，草地的植物群落地上生物量随利用方式的 不同而不同。自由放牧草原群落的一个显著特 征是群落生产力低下。草地群落生产力水平在 自由放牧条件下仅有４１．５５ ｇ／ｍ ，在４种干扰类 型草地中最低。在围栏（３、５、３Ｏ ａ）草地中，草地 要远远优于围栏外自由放牧草地，因此围栏封育 是实现退化草原植被向顶极状态恢复演替的有 效措施。 ３） 根据草地生态系统的可持续性原理，围栏 封育时间的长短应根据草地退化程度和草地恢 复状况而定，如果封育期过长，不但不利于牧草 群落围封后在恢复演替进程中地上生物量在时 的正常生长和发育，反而枯草会抑制植物的再生 间尺度上有较大变化，其中，围栏３ ａ草地较放 牧草地地上生物量增加了５．２９％，平均每年增 加１．７６％；围栏５ ａ草地较放牧草地地上生物量 增加了２４．９５％，平均每年增加４．９９％；围栏３０ ａ草地地上生物量较放牧草地地上生物量增加 了３８．２９％，平均每年增加１．２８％。调查结果显 示，围栏初期，草地地上生物量增长迅速，而经过 多年的围封，草地的结构和组成逐渐趋于稳定， 在一定的群落可利用资源的限度内，地上生物量 的增长趋于平缓。 ３讨论 １）在自由放牧条件下，草地过度利用，使草地 群落结构愈来愈简单。物种对放牧干扰的适应 性有一定的限度，植被在放牧干扰下能否保持稳 定、发生变化的程度有多大以及干扰后回到原来 状态的时间等取决于放牧干扰本身的性质、强度 和草地植物群落的特征。如果忽略了草地本身 的适应能力而持续进行超强度的放牧干扰，其他 物种多样性和生产力必然受到影响。所以，对草 原的放牧利用须持慎重态度，这就需要适度的放 牧规模、干扰频次和干扰强度，只有这样才能达 到草原的可持续利用。 ２） 围栏是一种人为的对草原利用的调控措 施。对草地实施围栏封育不同年限后，草地植被 盖度、平均高度以及地上生物量均有不同程度的 提高。分析表明，３种围栏年限样地内植物群落 的地上生物量、植物高度、植物盖度、物种多样性 和幼苗的形成，不利于草地的繁殖更新 引。因 此，草地围封一段时间后，应进行适当的利用，这 样可刺激牧草分蘖，促进牧草再生，使草地生态 系统的能量流动和物质循环保持良性状态，进而 保持草地生态系统平衡。根据本次调查结果分 析，一般围栏时间在３～５ ａ为宜。 参考文献： ［１］ＷＥＳＴ Ｎ Ｅ．Ｂｉｏｄｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆ ｒａｎｇｅｌａｎｄｓｐ［Ｊ］．Ｊ Ｒａｎｇｅ Ｍａｎａｇｅ。 １９９３，（４６）：２—１３． ［２］王恺．中国国家级自然保护区［Ｍ］．合肥：安徽科学技术 出版社，２００３．５２—５３． ［３］周兴民．中国嵩草草甸［Ｍ］．北京：科学出版社，２００１．１２ —１３． ［４］王启基，王文颖，邓自发．青海海北地区高山嵩草草甸植 物群落生物量动态及能量分配［Ｊ］．植物生态学报，１９９８，２２ （３）：２２２—２３０． ［５］戎郁萍，韩建国，王培．不同草地恢复方式对新麦草草地 土壤和植被的影响［Ｊ］．草业学报，２００２，１１（１）：１７—２３． ［６］任继周．草业科学研究方法［Ｍ］．北京：中国农业出版社， １９９８．１—２９． ［７］ＭＩＬＣＨＵＮＡＳ Ｄ Ｇ，ＳＡＬＡ ０ Ｅ，ＬＡＵＥＮＲＯＴＨ Ｗ Ｋ．Ａｇｅｎｅｒ－ ａｌｉｚｅｄ Ｍｏｄｅｌ ｏｆｔｈｅ ｅｆｆｅｃｔｓ ｏｆｇｒａｚｉｎｇ ｂｙｌａｒｇｅ ｈｅｒｂｉｖｏｒｅｓ ｏｎ ｇｒａｓｓｌａｎｄ ｃｏｍｍｕｎｉｔｙ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ［Ｊ］．Ａｍｅｒｉｃａｎ Ｎａｔｕｄｉｓｔ，１９８８，（１３２）：８７— １０６． ［８］ 杨利民，韩梅．中国东北样带草地群落放牧干扰植物多样 性的变化［Ｊ］．植物生态学报，２００１，２５（１）：１１０—１１４． ［９］ＨＯＢＢＳ Ｒ Ｊ，ＨＵＥＮＮＥＫＥ Ｌ Ｆ．Ｄｉｓｔｕｒｂｎａｃｅ ｄｉｖｅ￣ｉｙｔ ａｎｄ ｉｎ— ｖａｓｉｏｎ ｉｍｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ ｆｏｒ ｃｏｎｓｅｒｖａｔｉｏｎ［Ｊ］．Ｃｏｎｓｅｒｖ Ｂｉｏｌ，１９９２，（６）：２４ —３７．
