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本实验以藏北当雄、那曲为研究地点,选取不同退化程度和恢复阶段的草地,在生长季内对不同群落的物种及其功能群组成、多样性、生物量以及土壤营养成分进行了动态调查,研究不同退化和恢复过程中群落生物多样性(本文主要指物种多样性和功能群多样性)、地上、地下生物量的分配和土壤养分的变化,及其之间存在的关系。主要结论如下:
1)退化和恢复过程群落结构和生物多样性变化
退化过程中的草地随着退化程度的加深,群落物种组成和优势种均发生了变化,禾本科和莎草科的优势度下降,物种多样性指数也随之变小,以莎草科和禾本科为主草地逐渐被以杂草类为主的草地所取代。
因恢复过程中的草地恢复年限较短,群落组成和物种多样性基本无变化。围封一年草地与其对照相比较仅物种数有所减少;围封两年的草地与其对照相比较,优势种的优势度增大,物种数减少了13.8%。短期的围封未能使莎草科和禾本科植物的优势度增加。
2)退化和恢复过程生物量变化
退化过程中,群落地上生物量随退化程度的增强而减少,不同功能群的地上生物量在退化过程中的变化亦不同。莎草科和禾本科植物的地上生物量表现为轻度退化草地>中度退化草地>重度退化草地,杂草类植物地上生物量的规律性不明显。
4种类型草地的地下生物量在垂直方向上均呈“T”型分布,集中分布在0~10cm土层中,轻度、中度和重度退化草地0~10cm土壤深度所占总生物量的比值分别为80.9%、80.9%和77.9%。随着退化程度的增加,地上总生物量、地下和地上生物量的比值也随之减少。地上、地下生物量呈正相关关系,中度退化草地地下和地上生物量的相关性最好,相关系数为0.9999,重度退化草地两者的相关性最差,相关系数为0.482。
围封使草地地上生物量增加。杂草类植物地上生物量的增加是造成群落地上生物量增加的主要原因。围封草地地下生物量也高于未围封草地的,各个草地地下生物量在生长季内持续增加。地下、地上生物量之间则呈显著正相关关系。
3)退化和恢复过程土壤养分的变化
随着草地退化程度的加剧,0~10cm土层中的有机质、氨态氮和硝态氮含量随之下降,而全氮变化无规律性。在整个生长季内氨态氮和硝态氮呈现先减小后增加的趋势。恢复过程中,0~10cm土层中土壤的各养分物质含量无规律性变化,氨态氮和硝态氮含量在生长旺季急剧减少。
草地在退化过程中群落的地上生物量和土壤中的营养成分均称正相关关系,其中植物能直接利用的硝态氮部分与其相关性最强(R2=0.9634);恢复过程中群落的地上生物量和土壤中的营养成分没有明显的相关性。