放牧梯度上克氏針茅saun-blance群落組成結(jié)構(gòu)及物種組合

放牧梯度上克氏針茅saun-blance群落組成結(jié)構(gòu)及物種組合

植被是一個地區(qū)植物群落的整體，是對生態(tài)環(huán)境因素的綜合反映。許多生物因子和非生物因子如動物啃食、人為采伐、地貌、氣候、土壤、水分等分布的不規(guī)則性和復(fù)雜性,導(dǎo)致植被分布的差異性?；谥参锏乩韺W(xué)發(fā)展而來的法瑞學(xué)派是世界地植物學(xué)的主要學(xué)派之一,其群落分類系統(tǒng)是國際植被生態(tài)學(xué)界公認(rèn)的規(guī)范性的等級分類系統(tǒng)內(nèi)蒙古呼倫貝爾草原是歐亞大陸草原區(qū)亞洲中部亞區(qū)的重要組成部分,在東北地區(qū)生態(tài)安全體系中占有重要地位,是全球氣候變化和人為干擾的代表性區(qū)域1材料和u3000方法1.1水分生長情況研究區(qū)域位于內(nèi)蒙古自治區(qū)呼倫貝爾市新巴爾虎右旗境內(nèi)的克魯倫河流域,東經(jīng)115.31°-126.04°,北緯47.05°-53.20°,年均降水量339mm,年平均氣溫-5~2℃,無霜期115~124d,海拔在650~700km之間。地帶性植被為克氏針茅草原,主要物種有克氏針茅、糙隱子草(Cleistogenesu3000squarrosa)和羊草(Leymusu3000chinensis)等,地帶性土壤為栗鈣土。1.2u3000采樣區(qū)的選擇和研究方法根據(jù)放牧草原載畜量的計算方法1.3u3000覆蓋率分類蓋度1.4u3000存在度分類存在度1.5u3000生長、生長分類依據(jù)水分生態(tài)型、生活型、生長型水分生態(tài)型(wateru3000ecotypes):1)強旱生植物;2)旱生植物;3)中旱生植物;4)旱中生植物;5)中生植物。生長型(growthu3000form):1)直立型;2)叢生型;3)分枝型;4)匍匐型;5)蓮座叢型;6)部分蓮座叢型;7)假蓮座叢型;8)藤繞型;9)棘刺型。繁殖散布型(disseminuleu3000form):1)重力傳播;2)風(fēng)力傳播;3)機械作用;4)動物傳播;5)營養(yǎng)繁殖。1.6u3000不同方法的比較式中,P放牧對群落多樣性的作用采用單因素方差分析(Oneu3000wayu3000ANOVA)和LSD方法比較均值的差異性(a=0.05)。所有統(tǒng)計均用SPSSu300017.0軟件進行數(shù)據(jù)處理和分析。2u3000的結(jié)果和分析2.1群落結(jié)構(gòu)類型區(qū)域尺度上共出現(xiàn)32種植物,根據(jù)存在度/蓋度等級劃分命名法對該調(diào)查區(qū)域的植被類型進行劃分,表明該區(qū)域植被主要為克氏針茅草原群落,羊草和糙隱子草是穩(wěn)定的、廣泛分布的亞優(yōu)勢種(表1)。物種在群落中的優(yōu)勢地位由物種的存在度和蓋度共同決定,放牧活動對植物群落的組合過程以及功能群結(jié)構(gòu)具有重要影響。因此,不同放牧梯度上的主要群落類型分別為:輕度放牧為克氏針茅+羊草群落;中度放牧為克氏針茅+糙隱子草群落;重度放牧為多根蔥+黃囊苔草+二裂委陵菜群落。根據(jù)Braun-Blanquet存在度/蓋度等級劃分命名方法得到兩個具有明顯放牧退化特征的群叢(Ⅰ、Ⅱ)及相對應(yīng)的典型下位單位(Ⅰa、Ⅰb):Ⅰ:細葉蔥+冷蒿群叢;Ⅰa:細葉蔥+冷蒿亞群叢;Ⅰb:尖頭葉藜+阿爾泰狗娃花亞群叢。在輕度放牧和中度放牧梯度上,細葉蔥和冷蒿具有較高的存在度;在重度放牧梯度上,狗尾草、地堇、虎尾草等物種的存在度有所增加,由一年生和多年生草本植物組成群叢Ⅱ,形成與群叢Ⅰ明顯互相獨立的群落分類單位。2.2不同放牧強度上群落的生長優(yōu)勢不同放牧梯度上群落科構(gòu)成結(jié)構(gòu)顯著不同。輕度放牧梯度上群落主要由禾本科、菊科、豆科等11個科構(gòu)成;中牧條件下主要有菊科、百合科、禾本科等9個科構(gòu)成;重牧階段群落主要由禾本科、百合科、菊科等11個科構(gòu)成(圖1)。隨放牧強度的不斷增強,豆科植物的數(shù)量逐漸下降,禾本科植物表現(xiàn)出較好的優(yōu)勢性,而百合科植物在中度放牧階段具有較明顯的生長優(yōu)勢。3個放牧梯度上的群落均以多年生、旱生、叢生型和重力傳播的草本植物為主,但不同放牧壓力使各功能群類型在群落中占有的比例表現(xiàn)出差異性(圖2)。從水分生態(tài)型來看,輕度放牧梯度上存在4種類型,無強旱生植物和中生植物分布;中牧和重牧梯度上有5種類型。旱生植物和中旱生植物隨放牧強度的增加表現(xiàn)出下降的趨勢,隨著放牧壓力的增強,中生植物和強旱生植物開始出現(xiàn),旱生-中生植物因放牧強度增加而消亡(圖2a)。在生活型功能群類別中,多年生草本植物表現(xiàn)出較好的生長優(yōu)勢,從輕度放牧向重度放牧的退化過程中,一年生草本植物呈現(xiàn)明顯的增加趨勢(圖2b)。輕度放牧梯度上群落物種包含8種生長型,無蓮座叢型;中度放牧包含7種類型,無蓮座叢型和分枝型;重度放牧梯度上,共出現(xiàn)6種生長型,蓮座叢型開始出現(xiàn);部分蓮座叢型、假蓮座叢型植物消失(圖2c)。繁殖散布型中,依靠機械作用和重力傳播型物種隨放牧強度的增加而減少;風(fēng)力傳播方式物種在放牧退化過程中呈現(xiàn)增加趨勢;動物傳播型物種在重度放牧條件下表現(xiàn)出較好的優(yōu)勢;營養(yǎng)繁殖型物種在不同放牧梯度上均占有較少的比例(圖2d)。2.3放牧多樣性指數(shù)中度放牧梯度上的物種豐富度顯著高于輕度和重度放牧梯度(P<0.05),而輕牧物種豐富度雖高于重牧,卻未表現(xiàn)出明顯的差異性;Simpson多樣性指數(shù)在3個梯度上均無顯著差異;Shannon-Wiener多樣性指數(shù)在放牧退化過程中的變化趨勢為:中度>輕度>重度,輕牧與中牧、重牧無顯著差異,而中度和重度放牧條件下差異顯著(P<0.05);物種均勻度指數(shù)從輕牧到中牧梯度明顯下降(P<0.05),中牧階段的均勻度指數(shù)低于重度放牧,差異性不顯著,輕度放牧條件下均勻度指數(shù)雖高于重度放牧,但也沒有表現(xiàn)出顯著的差異性(表2)。3不同放牧強度下的物種優(yōu)勢種群的發(fā)生情況,一般通過兩種植物群落結(jié)構(gòu)是物種與環(huán)境長期以來相互適應(yīng)、相互作用的結(jié)果一些對放牧干擾具有敏感性的放牧退化指示物種,伴隨著放牧梯度的變化而表現(xiàn)出不同的適應(yīng)能力。由輕度向重度過渡過程中,蔥屬植物逐漸增加,表現(xiàn)出隨放牧強度增大出現(xiàn)頻度增高的變化趨勢;耐牧、耐干旱物種(如黃囊苔草)的出現(xiàn)頻度也明顯增加;一些適口性好、耐牧能力差的物種(如冰草、細葉蔥等),隨著放牧強度的增大出現(xiàn)頻度降低甚至消失。隨著放牧壓力的持續(xù)加劇,冷蒿逐漸消失,生命力旺盛、耐旱耐貧瘠的藜、狗尾草等一年生草本植物增多,因其植株矮小、適口性差等特點使該物種較好的躲避了動物的踐踏與采食活動,甚至在群落中形成了單優(yōu)勢種小斑塊。群落功能群是影響草地生產(chǎn)力和群落結(jié)構(gòu)的主要因子法瑞學(xué)派將植物群落生態(tài)學(xué)稱為“植物社會學(xué)”,用特征種和區(qū)別種劃分群落類型,從而建立了嚴(yán)密的植被等級分類系統(tǒng)。從法瑞學(xué)派觀點來看,生境條件優(yōu)越的優(yōu)質(zhì)群落,由于人為活動的干擾而導(dǎo)致植物群落種類成分的不穩(wěn)定,形成混合群叢,可將其視為反映不穩(wěn)定生境條件的特征指標(biāo)4群落生活型特征根據(jù)Braun-Blanquet蓋度等級劃分命名方法,得出兩個代表性的群落分類單位,群叢Ⅰ為細葉蔥+冷蒿群叢,群叢Ⅱ為狗尾草+地堇群叢;兩個下位單位Ⅰa:細葉蔥+冷蒿亞群叢和Ⅰb:尖頭葉藜+阿爾泰狗娃花亞群叢。不同放牧梯度上,植物功能群類型發(fā)生明顯改變。群落生活型特征表現(xiàn)為多年生植物隨放牧強度的增加而逐漸減少,一年生植物逐漸增加。放牧壓力對群落豐富度、多樣性指數(shù)