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内蒙古锡林河流域原生植被是以羊草和大针茅为优势种的典型草原,但近年来旱生灌木小叶锦鸡儿(Caragana microphylla)的密度和盖度呈不断增加的趋势。这种草原中木本植物增多的现象在全球范围内已普遍发生。引起草原灌丛化的主要原因是长期高强度放牧导致火烧频率和强度降低。火烧对灌木的影响因植物种类、大小或年龄的不同而不同。目前,小叶锦鸡儿灌丛以斑块的形式广泛分布在内蒙古典型草原群落中,但是其空间分布格局以及对火烧的响应机制尚未有报道。
本研究在中国科学院内蒙古草原生态系统定位研究站围封23年的退化样地内进行,以样地内大量分布的小叶锦鸡儿灌丛为研究对象,通过人为控制的火烧试验,从空间分布格局以及群落和个体水平下灌丛地上部分生产力及生物量分配的角度,研究火烧对小叶锦鸡儿灌丛的影响,进而为合理地利用和管理草场提供理论依据。本研究的主要研究结果如下:
1.内蒙古典型草原群落中,小叶锦鸡儿种群无论年龄大小都呈现为聚集分布,并且大部分灌丛个体主要集中于距样地北边300-500m的区域内,主要与研究区域存在很强的空间异质性有关。
2.目前,内蒙古典型草原中小叶锦鸡儿种群以增长型为主,其中,小型个体(灌幅0-50cm)约占种群的30％、中等个体(灌幅51-150cm)约占50%、大型个体(灌幅＞150cm)约占20%,表明该灌丛在今后还将继续保持不断增长的趋势:虽然小叶锦鸡儿种群内中小型个体所占的比例较大,但种群的动态变化却主要受大型个体所控制。
3.群落水平下,第一年火烧和连续两年火烧均使小叶锦鸡儿灌丛地上部分净初级生产力(ANPP)明显降低,与火烧前相比分别减少了27%和66%,这主要与火烧后果实生物量的缺失和叶片生物量的减少有关,虽然新枝生物量明显增加,也不足以弥补这种损失;尽管火烧可以有效的减少灌木的ANPP,但是却使枝条数增加了63%,表明将来在没有火烧控制时,灌丛光合能力以及ANPP有继续增加的潜能。
4.个体水平下,火烧对小叶锦鸡儿灌丛的影响与群落水平表现出相一致的变化趋势,即第一年火烧和连续两年火烧均使灌丛地上部分净初级生产力明显减少;三个大小等级中,火烧对小型个体的影响最为剧烈,使其ANPP减少了近60%,明显高于其他两组灌丛的减少量,但是,连续两年火烧后,其ANPP较火烧第一年又有所增加,这表明虽然火烧对小型个体的影响较大,但是该类个体的恢复能力是最强的,主要体现在火烧第二年其枝条数的增加幅度较大。