全 文 ：第 4 5卷第 2 期
2 0 0 9 年 4 月
兰州大学学报 (自然科学版 )
J o u r nal o f L a nz h o u U nie vr s it y (N at
u r l aS e ie e e s n)
V 1 6
.
4 5No
.
2
A p r
.
20 0 9
文章编号 :0 4 55一 20 9 5 (20 0 9 )02 一0 04 3一0 5
高寒篙草草甸不同土地管理措施
对植被生产力的影响
王文颖 , 曾智科 , 殷恒霞 , 陈开华
(青海师范大学 生命与地理科学学院 , 西宁 81 0 008 )
摘 要 : 将原生高寒篙草草甸封育系统作为对照 , 研究了土地退化对植被生产力的影 响 , 检验了退化
土地在不同人工重建措施下对植被生产力的相对影响程度 . 研究结果表明: 原生植被封育处 理总地
上 生物量为 2 65 . 1 9 /m “ , o 、 30 c m 土层地下 根系生物量达 6 9 82 9 /m Z ; 而重度退化处理总地 上生物量
仅为 139 习 g /m Z , o 、 30 c m 土层地下根系生物量为 91 6 9 /m Z , 仅占原生植被封育处理地下根系生物量
的 13 % , 因此重度退化地主要特征之一是天然篙草草甸坚实而富有弹性的草皮层的丧失 . 土地退化
使地下根系生物量的损失量大约为地上损失量的50 倍 . 混播 、 松耙单播和翻耕单播人工种植处理经
过 7个生长季后 , 总地 上生物量分别为原生封育处理的 116 % , 75 % , 68 % ; 自然恢复处理总地上生物量
为原生植被封育处理的 76 % . 与重度退化草地相 比较 , 种植 可以有效恢复地上生物量 , 尤其是禾草生
物量 , 这对于提供冬季饲草 、 减少天然草地的压力是至关重要的 . 混播 、 松耙单播 、 翻耕单播和 自然恢
复处理 , 经过 7个生长季后 , 地下根系生物量分别为 1 3 23 , 1 0 94 , 1 16 9 , 一4 12 9 /m Z , 重建措施 (如混播 )自
然恢复处理可部分恢复地下根系生物量 ;恢复重建处理与原生植被封育处理相比较而言 , 有更多的生
物量是分配在地上的 . 但随恢复年限的增加 , 恢复重建草地都是将更多的生物量分配给地下 , 且随恢
复时间的增加 , 人工种植处理向地下转移生物量的速率比自然封育处理的更快 .
关键词 : 土地管理措施 ;植被生产力 ; 高寒篙草草甸
中图分类号 : Q 145 ; Q 14 9 文献标识码 : A
E fe
e t s o f d i fe
r e n t l a n d m a n a g e m e nt m e a s u
r e s o n ve g e t at i o n
P r o d u e t iv i t y o n a l P i n e K o b爬s 葱a m e a d ow
环仍 N G 队 n 一娜gn , Z召刃 G hZ 乞一 ke , Y几V eH gn 一欢 a , 己万召万 aK 乞一hu a
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o ll e g e o f L i fe a n d G oe 罗叩 h i e S e i e n e e s , Qi n g h ia N o r m a l U n i ve r s i t y , X in i n g 8 10 00 1 , C h i n a )
A b s t r ac t
: I n o r d e r t o e x P l o r e a m a n ag
e m e n t a P P r o a e h fo r s u s t a i n a b l e d e v e lo Pm e nt o f ve g e t a t i o n qu
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s t u d i e d t h e e fe
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r e l a t iv e i n fl u e n e e o f va
r i o u s r e h a b i l i t a t i o n P r a e t i e e s o n ve g e t at i o n P r o d u e t iv i t y i n e a r l y s e e o n d a r y s u e e e s s i o n
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T h e r e s u l t s sh o we d t h
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d is t u r b e d n a t i v e m e a d o w (Y F )
,
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g r o u n d b i o m as s w as o n ly 13 9
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e r i n t h e n a t ive K o乙咫 s 坛a m e a dow
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s e e d t r e at m e nt (HB )
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e n a t u r a l r e e o ve r y t r e at m e n t (N R ) was
1 16%
,
7 5%
,
6 8%
收稿 日期: 2 0 0-8 0-5 1 3 ; 修回 日期: 2 0 0 -5 2-0 2 2
甚金项目 : 国家自然科学基金项 目 (30 6 0 1 20) 和三江源区科技支撑项 目 (Zo -s SN 一2 )
作者简介: 王文颖 (19 73 一 ) , 女 , 青海徨源人 , 教授 , 博士 , -e m ia :l ~ gw y 0 106 @ y
a
h。 。
.
co m cn
, 研究方向为恢复生态学 .
DOI : 10. 13885 /j . i ssn. 0455 -2059. 2009. 02. 021
兰 州大学学报 ( 自然科学版 )第 4 5 卷
a n d 7 6%
, r e s p e e t ive l从 o f t h a t i n t h e Y F . T h e r e fo r e , e o m p a r e d w i th s e ve r e l y d e g r a d e d g r as s lan d , s e e d i n g
t r e a t m e n t m i g h t b e m o r e e fe
e t ive i n im P r vo i n g t h e a b voe
一
g r o u n d b i o m as s
,
Par t ie u l a r i n g r as s b io m as s
.
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w as ve r y im P o r t a n t fo r t h e r e g i o n t o s u p P ly w in t e r fo r ag e a
n d t o le s s e n P r e s s u r e o n n a t u r a l g ras l
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b io m as s i n t玩 H B , D B B , D B F a n d N R t r e a t m e n t s w as 1 3 2 3 , 1 0 9 4 , 一16 9 a n d 1 4 12 9 / m Z , r e s p e e t ive l y ,
a ft e r s e v e n g r o w i n g s e as o n s
.
T h e r e h a b i l i t a t i o n m e as u r e s
, s u e h as H B a n d N R
,
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B u t w i t h r e h a b i li t a t io n t im e
,
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g r o u n d i n a l l r e h a b i l i t a t i o n t r e a t m e n t s
, a n d t h e r a t e o f b i o m as s t r a n s fe r t o b e low gr
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e n t s t h a n o n t h e n at
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.
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e m e n t m e as u r e s ; v e g e t a t i o n p r o d u e t iv i t y : a lp i n e OK b咫 s 坛a m e a dow
青藏高原是中国主要畜牧业 基地 , 天然草地
约 1 . 5 x 1s0 h m 2 , 约 占中国草地 面积 的三分之一
其中高寒草甸草场面积约有 .0 7 x 1s0 hm 2 , 占青藏
高原草地 面积的 49 % . 草地资源丰富 , 草质柔软 ,
营养丰富 , 具有高蛋白 、 高脂肪 、 高碳水化合物以
及纤维素含量低 , 热值含量高等特点卜 2 1, 是发展
高原草地畜牧业 的物质基础 15] . 但由于以往管理
粗放 , 资源利用不合理等人为因素和气候变化等
自然因素的影响 , 高寒草甸生物多样性受到严重
威胁 , 草地退化严重 , 优质牧草减少 、 杂草和毒草
增加 . 为弥补牧草生产的赤字 、 减少天然草地的压
力 、 改善局域生态环境 , 在国家基金委的支持下 ,
于 19 9 8一 2 0 0 2年在青海省果洛州大约对 2 000 h m 2
重 度退化草地进行了恢复重建 . 通过人工培育的
土著种建植多年生人工 、 半人工 草地是重建重度
退化草地的主要途径 .
植被生产力是生态系统最基本的功能特征之
一 初级生产力的测定不 仅为研究高寒草甸生态
系统能流 、 物质循环提供基础资料 , 而且为合理利
用 、 保护和科学管理草地资源提供科学依据 l’] .
本研究针对中国西部地 区草地大面积退化及
由此引发的一系列生 态环境问题 , 从植被生态功
能恢 复和区域可持续发展的角度出发 , 将原生封
育植被系统作为对 照 , 检验土地退化对植被生产
力的影响程度 ; 同时 , 将重度退化草地人为恢复重
建后 , 发生次级演替的初级阶段 , 检验高寒草甸不
同人工重建措施 (3个人工种植处理 : 混播 、 松耙单
播 、 翻耕单播和 1个重度退化草地 自然恢复处理 )
对植被生产力的相对影响 .
1 研究地区概况
青海省果洛藏族自治州达 日县 , 位于青藏高原
东南 、 青海省南部 , 地处 3 2 0 3 6`4 2` , 、 54 0 1 5` 2 0“ N ,
98
0
1 5
,
2 9 “ 、 10 0 0 3 2 ,4 1’ `E . 全县土地 面积为 l . 6 2 x 10 4
km 2
. 境内巴颜喀拉山由西北 向东南横贯全境 , 其
地势西北高而东南低 , 海拔高度多在 4 00 m 以上 .
气候属高寒半湿润性类型 , 年平均气温 一 1 . 3 O C,
7月平均气温 9 . 1“ C , 1月平均气温 一 12 .9 “ C . 县境内
) 0
“
C 的积温为 75 1 . 9、 1 0 7 0 . 7 “ C . 年降雨量 4 8 6 . 9 、
6 .6 5 m m
, 多集中在 5、 9月 , 期间降水量占年降水
量的 85 % . 全年蒸发量为 1 1 19 . 07 m m , 年总辐射量
为 6 2 3 . 8、 6 2 9 . 9 k J /e m 2 . 全县草地面积为 14 o l 7 h m Z ,
占总土地面积的94 % , 可利用草地面积 1 1 17 2 . 4 hm 2 .
草地类型主要以高寒草甸为主 , 土壤类型以高山
草甸土为主15] .
2 材料和方 法
.2 1 样地选设
于 2 0 0 4年 8月在果洛州达 日县窝赛乡进行试
验 , 本项试验包括 6个处 理 : (l) 自 1 998 年 5月封
育的原 生高寒篙草草甸 (Y )F ; (2 ) 于 19 9 8年 5月
在重 度退 化草地上 重建 的老芒麦 (vlE m。 骊沉ir -
c。 )+ 冷地早熟禾护 oa c印。 op 从 la ) 翻耕混播人工
草地 (H B ); (3 ) 于 1 9 9 8年 5月在重度退化草地上 翻
耕单播老芒麦人 工草地 (D B F ) ; (4 ) 于 19 9 5年 5月
在重度退化草地上松耙单播老芒麦人工草地 (D B )B ;
(5 )于 1 9 9 8年 5月封育的重度退化草地即自然恢复
处理 (N R ); (6 ) 自然状态下重度退化草地 ( SD L ) . 每
个处理选择 3个植被较为均匀 , 面积为 50 m x 50 m
的样地为固定观察测定样地 . 本研究所有处理样
地 是在 19 9 8年 5月建成的 , 而所有的试验数据是
在 2 0 0 4年 8月取得的 .
本文中原生高寒篙草草甸由 41 种植物组成 ,
植被总覆盖度为 95 % , 优势种为高山篙草 (oK b , is 。
p” 。 a e a ), 主要伴生种为麻花芜 (G e n t坛a o a s t ar o i。 -
ea )
、 异叶米 口袋 ( G o e lde n , t a det 幼 d i o e sr ifo il a ) 、 青藏
棱子芹 ( lP e。。 即 e。 。。 p u is :句乞) 、 早熟禾 (p o a 即 . ) 、
苔草 (aC二 sP . ) 16] . 高寒草甸下 发育着高山草甸
土 , 地下生物量的 85 %左右主要分布在 0、 10 c m 深
第 2期 王文颖 , 等: 高寒高草草甸不 同土地管理措施对植被生产力的影响
的土层中 . 高山草甸土淋溶作用强 , 土层薄 , 一般
为 3 0、 50 c m . 高山草甸土常以细沙粒和粗粉料为
主 , 粘粒较少 , 质地为轻壤 、 沙壤 , 除草皮层外 , 全
剖面含砾石 5%、 30 % , 自上而下逐层增多 . 有机质
含量高 , 一般无石灰反应 , p H值 6 . 0、 7 . 5 . 在一定深
度往往 出现多年冻土层 .
人工草地重建措施如下 : 将重度退化地翻耕
一遍 , 用 圆盘 耙耙磨整地 , 将种子和底肥 (二铁 )混
合撒播 , 用轻型 圆盘耙耙磨覆种 、 镇压 ; 单播老芒
麦播种量为 37 . 5 k g / h m Z , 混播处理 时老芒 麦播种
量为 2 0 k g / h m Z , 冷地早熟禾播种量为 1 5 k g / hm Z ,
播深 3、 4 c m ; 松耙 处理不翻耕 , 其余与上同 . 人工
草地建植后 第 1、 2年的牧草生长期绝对禁牧 , 此
后各处理区均可在冬季枯草期 (10 月至翌年 5月 )放
牧 , 夏季生长季 (6、 9月 )禁牧 .
.2 2 群落调查及取样
在每个处理样地 , 用收割法 测定生物量 , 随
机设置 5个 .0 5 m x .o s m 的样方 , 将样方中的植被
沿地表剪下 , 收获的植物被分成禾草 、 莎草和杂
草 . 根系生物量在 3个 2 5 e m x 2 5 e m , 深 3 0 e m 的土
坑中取样 , 土块用手弄碎过 4 m m 筛分出根系 , 然
后将分出的根系放在 0 . 25 m m 的筛上用水冲洗 , 得
到根系 . 所有收获的植物材料在 70 “ C 的恒温箱中
烘 48 h , 然后秤重 .
.2 3 统计分析
在 E x e e l 2 0 0 3和 S P SS 1 1 . 0统计软件上用方差
分析 (A N OVA , L S D ) 比较不 同处理间生物量差异
显著性 .
量 显著高于其他处理的 , 且其他处理间莎草生物
量无显著差异性 .
表 1
口
I妞b . l
不 同处理禾草 、 杂草和莎草地上 平均生物 t
M
e a n b i o m as s o f g r as s e s
,
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r b s a n d
s e d罗 5 i n d i fe r e n t t r e a t m e nt s g /m Z
3 研究结果
3
.
1 不同土地管理措施下地上生物 , 比较
由表 1可以看出 , 禾草在所有种植处理和原生
植被封育处理地上生物量中占明显优势 , 杂草在
退化草地 自然恢复处理和重度退化处理地上生物
量中占明显优势 , 而莎草在原生植被封育处理中
较其他处理占明显优势 .
从禾草生物量看 , 混播处理 显著高于其他处
理 , 翻耕单播 、 松耙单播和原生植被封育处理间禾
草生物量无显 著差 异性 , 且 它们显著高于退化草
地 自然恢复处理和重度退化处理 , 退化草地 自然
恢复处理和重度退化处理禾草生物量无显著差异
性 . 各处理中杂草生物量递减的次序为: 退化草地
自然恢复处理 > 重度退化草地> 原生植被封育处
理 > 人工种植处理 , 三个人工种植处理间杂草生物
量无 显著差异性 . 原生植被封育处理中莎草生物
处理 禾草 杂草 莎草 总地上生物量
H B 2 9 5
.
2 (3 9
.
4 )
a 1 1
.
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.
3 )d 0
.
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1 (3 9刀 ) a
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.
6 )b 6 5 6 ( 17
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.
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.
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.
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·
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.
7 ( 10
.
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.
0 ) b 19 8
.
1 (2 1
,
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c
D B F 1 7 0
.
1 (2 4
.
5 )
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.
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.
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.
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0 )
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,
0 )
C
N R 1
.
2 (0
·
8 )
c
19 5 名 (1 4 7 ) a o 滩(0
.
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,
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.
5 )
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.
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.
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.
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.
0 )
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.
9 )
C
原生植被封育处理地上总生物量为 265 . 1 9加“ ,
混播 、 松耙单播和翻耕单播处 理中地上总生物量
分别为原生植被封育处 理的 1 16 % , 75 % , 68 % . 退
化草地 自然恢复处理地上总生物量为原生植被封
育的 76 % , 而重度退化处 理地上 总生物量仅为原
生植被封育地上生物量 的 53 % . 可以看出 : 人工种
植草地可 以有效恢复地上生物量 , 尤其是禾草生
物量 ; 自然封育恢复 7年后 , 地上生物量恢复效果
也可以 , 但地上生物量绝大多数是由杂草贡献的 .
.3 2 不 同土地管理措施下地下根 系生物 , 比较
不 同土地管理措施下地下根系生物量见表 .2
不 同处 理间地下各层生物量格局 是相似的 : 原生
植被封育处理地下根 系生物量显著高于其他处理
的 , 而人工种植处理 、 自然恢复处理与重度退化处
理间各层地下根系生物量差异均不显著 .
原生植被封育处理 0、 30 Cm 土层地 下根系生
物量达 6 9 8 2 9 /m Z , 人工草地经过 7个生长季后 , 混
播处理 、 翻耕单播处理和松耙单播处理 。、 30 c m 土
层地下根系生物量分别为 1 3 2 3 , 1 一6 9 , 2 0 9 4 9 / m Z ,
重度退化地 自然恢复 7年后 0、 30 。m 土层地下 根
系生物量为 1 4 1 2 9 /m Z , 而 重度退化地 。、 3O e m 层
地下 根系生 物量是 9 16 9 /m Z , 仅占原生植 被封育
地下根系生物量的 13 % . 尽管人工种植处理 、 自然
恢复处理和重度退化处理间地下根系生物量差异
并不显 著 , 但从平均值看 , 植被恢复处 理 , 尤其是
自然恢复处理和混播处理地下生物量还是比重度
退化处理 的高约 4 0 9 /m 2 .
从各层地下根系生物量占总地下根系生物量
的比例看 , 各处理中 0 、 10 c m 层地下生物量占地下
总生物量的比例最高 , 尤其是 自然恢复处理和重
度退化处理 , 该 比例分别高达 92 % 和 93 % , 翻耕单
播和松耙单播处理次之 , 混播处理 和原 生植被封
育处理最低 , 该比例分别为 74 % 和 75 % . 可以看出 ,
高寒草甸无论是原生的 、 还是退化的或人工的 , 地
兰 州大学学报 (自然科学版 ) 第 5 4卷
表 2 不同处理分层地下根系生物 t 及各层根系生物 t 占总地下根系生物 t 的比例
1 妞b . 2 M e a n b e l o w g r o un d r o o t b io mas s in d ife r e nt lay e r s an d t he Pr o Po r t io n o f b e low
-
g r o un d b io m
a s s in e ac l h扭y e r t o t o t a l b e low g
r o n ud b io mas s in d ife
r e nt t r e a t me 毗s
g / mZ
处理 各层根系生物量 各层根生物量占总生物量的 比例/%
10 、 20 c m
1 0 5 5 (1 70 )
a
2 0 、 30 c m
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Y F
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0 、 10 e m
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a
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b
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b
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2 7 1 (7 3 )
8 0 (2 7 )
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8 0 (2 9 )
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2 0 、 3 0 c m
2 5 5 (4 7 )
a
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b
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b
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b
12 ( l )b
总根生物量
0 、 3 0 C m
6 9 8 2 (4 5 1 )
a
1 3 2 3 (1 5 7 ) b
1 0 9 4 (2 70 )b
1 1 6 9 (2 3 7 )
b
1 4 1 2 (5 9 6 )
b
9 1 6 (4 7 ) b
0 、 10 c m
7 5 (1 )
e
74 (4 )
e
8 7 (1 )
a b
8 2 (5 )
b c
9 5 (1 )
a
9 2 ( l )
a
1 0、 2 0 c m
2 1 (2 )
a
2 0 (4 )
a
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a b
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a
6 (2 )
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5 (4 )
a b
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b
一(o )b
下 生 物 量 的 70 % 以 上 都 分 布 在 0 、 10 Cm 土 层 .
10 ~ 20
c m 土层 根系生物量 占地下 总根系生物量
的比例在原生植被封育和混播处理中最高 , 松耙
单播处理 , 自然恢复处理和重度退化处理的最低 .
20 ~ 30
c m 层该比例是混播处理的最高 , 原生植被
封育和两个单播处理的次之 , 自然恢复处理和重
度退化处理 的最低 . 这说明混播处理地下生物量
分配格局与原生植被封育处理的相似 , 而 自然恢
复处理地下根系生物量格局与重度退化处理的相
似 , 根系的 90 % 以上都分布在 0、 10 。 m 土层中 .
.3 3 不 同土地管理措施及不 同恢复年限植被根
茎 比分配策略
不同处理及不同恢复年限植被根茎 比见表 .3
假设原 生 植被封育处 理植被根茎 比保持稳定 ,
为 2 .6 3 4 , 而 混播处理 、 翻耕单播处理和 自然恢复
处理随着恢复年限的增加 , 根茎 比不断增加 . 混
播处理恢复 2年后 , 根茎比仅为 .0 9 , 恢复 7年后 的
达到 4 . 31 ; 翻耕单播处理恢复 2年后根茎 比为 1 . 95 ,
恢复 7年后的达到 .6 5; 而 自然恢复处理恢复 2年后
根茎 比为 .4 46 , 恢复 7年后的为 .7 05 . 如果 比较 不
同处理间的根茎比 , 基本上都是自然恢复处理 > 翻
耕单播处理 > 混播处理 .
表 3
月
r s b
.
3
不同处理措施及不 同恢夏年限植被根茎比
R a t i o o f r o o t t o s h o o t al o n g s u e e e -s
s i o n a l s e r i e s i n d l if
三r e n t t r e a t m e n t s
处理 2年 3年 5年 7年
Y F
H B
D B F
N R
0
.
9 0
1
.
9 5
4
.
4 6
3
.
4 9
4 9 1
4 7 6
3
.
9 9
4
.
4 8
5
.
9 8
天然篙草草甸中根茎 比达 26 . 34 , 表明植物生
物量的绝大部分是分配在地下的 . 相比较而言 , 恢
复重建处理与原生植被封育处理 , 有更多的生物
量是分配在地上的 . 但随恢复年限的增加 , 3种恢
复重建措施都将更 多的生物量分配给地下 , 且随
恢复时间的增加 , 人工种 植处理向地下转移生物
量的速率比自然封育处理的更快 .
4 讨论
4
.
1 原生植被封育处理与皿度退化处理 间植被
比较
篙草草甸分布地域辽阔 , 地势高亢 , 类型多样 ,
由于组 成植物群落的种类和数量特征各不相同 ,
因此不同植被类型 的篙草草甸地下生物量及垂直
分布特征亦有差异 . 但是垂直分布的总趋势基本
相同 , 即呈倒金字塔模式 , 地 下生物量主要分布
在 。、 10 c m 深的土层中 . 王启基日的结果显示 : 海
北站 9月初矮篙草草甸地下生物量为 2 4 28 . 3 9 /m Z ,
0、 10 C m 层生物量占总地下生物量的 8.4 35 % ; 高山
篙草草甸地 下生物量为 5 6 0 4 . 5 9 /m Z , 0 、 10 e m 层
生物量占总地下 生物量的 90 . 43 % ; 藏篙草草甸地
下生物量为 2 1 18 3 . 2 9 / m Z , o~ 1 0 e m 层生物量占总
地下生物量的 45 . 5 1% ; 根茎 比依次为: 藏篙草草甸
( 2 1
.
5 7 )> 高山篙草草甸 ( 1 5 . 2 1) > 矮篙草草甸 (7 . 5 6 ) .
原生植被封育处理总地上生物量平均为 2 65 . 1
g /m Z
, 而重度退化地地上生物量平均为 139 . 9 9 /m Z ,
土地退化导致丧失的地上生物量为 1 15 . 2 9 /m “ . 在
天然篙草草甸 , 绝大多数生物量 分配在 地下 , 根
系输人 是土 壤有机质的主要来源 , 原生 植被地
下 。、 5 0 e m 土层根系生物 量达 到 6 9 82 9 /m Z , 而重
度退化草地 地下根系生物量为 91 6 9 / m Z , 故土地
退化导致丧失的根系生物量达到 6 06 9 /m Z , 因此
重度退化草地主要特征之一是天然篙草草甸坚实
而富有弹性的草皮层 的丧失 . 土地退化后 , 丢失 的
地下生物量远远超过地上生物量 , 地下生物量的
损失大约为地上损失量的 50 倍 .
.4 2 恢复皿建处理间植被 比较
退化草地 自然恢复 7年后总地 上生物量平均
为 20 0 . 4 9 /m Z , 而人工种植 7年后地上生物量平均
为 179 . 9、 30 7 . 1 9 /m 2 . 自然恢复处理自封育后地上
4
..1
0
工JQ UJ3即勺0.…64ō02 7
第 2 期 王文颖 , 等: 高寒篙草草甸不 同土地管理措施对植被生产力的影响
生物量逐年呈上升趋势 , 但地上生物量绝大多数
以杂类草为主 ; 人工草地 自种植后 , 地上生物量经
历 了先升高后逐渐降低的过 程 , 地 上生物量仍然
以禾草为主 . 恢复重建后 7年 , 除混播处理地上生
物量显著高于 自然恢复处理的外 , 单播处理与 自
然恢复处理间地上 生物量差异不显 著 . 自然恢复
植 被地下 。、 30 c m 层根系生物量为 1 41 2 9 /m Z , 而
人工种植草地根 系生物量为 1 0 94 、 1 3 2 3 9 / m “ , 不
同措施间根系生物量差异不显著 , 但从平均值看 :
自然恢复处理 > 混播处理 >单播处理 . 对原生植被
地下 6 9 8 2 9 /m Z的根生物量而言 , 恢复重建 7年后 ,
根 生 物量 也仅达到原 生 植被 的 15 . 67 %、 20 . 2 % .
而 H a m m e r m e i s t e r IS ]在加拿大 A一b e r t a 研究 了采矿
点 自然恢复和人工种植恢复 3年后 , 群落根生物量
恢复情况 , 结果表明 : 经 过 3个生长季 , 自然恢复
和种植处理根生物量就已达到原生植被的. 30 % 和
50 %
. 这是由于与北美草原相 比 , 高寒草甸原生植
被地下庞大的生物量 , 此外与群落中的物种组成 、
它们的生物一生态学特征 、 繁殖特征有关 . 草毡层
的形成与植被演替阶段有关 , 高寒草甸只有篙草
人侵并逐渐发展成优势种的过程中 , 表土层才开
始有草毡状有机物积聚 , 到形成篙草一杂类草草甸
或篙草一禾草草甸时 , 草毡层趋于形成并积累冈 .
在恢复重建 7年后 , 所有恢复重建措施下地上
生物量 、 根系生物量 和植被盖度都比重度退化草
地的高 , 这表明重建措施可 以有效提高植被生物
量和地表覆盖度 , 种植处理 (特别是混播处理 )可有
效恢复禾草生物量 , 这对于提供冬季饲草 、 减少天
然草地 的压力是至关重要 的 .
不 同处理间的根茎 比 , 基本上都是 自然恢复
处理 > 翻耕单播处理 > 混播处理 ; 所有恢复重建
处理 , 随着恢复年限的增加 , 根茎 比也不断增 加 .
iT lm
a n 图的研究结果表明 : 在贫痔 的土壤中 , 更多
的资源将分配给根而不是茎 , 可 以帮助植物维持
植物养分平衡 ; 相反在营养富集的环境中 , 更多的
养分分配到根 , 将导致这些物种不能成为有效的
光竞争者 . 所以 , 植物增加根茎 比是对可利用养分
少 的一个反映 , 在养分缺乏的条件下 , 植物产生更
小 /更厚的叶子 , 但根生长和相应 的营养摄取增加 ,
从而增 加养分的可利用性 . 土壤 中可利用养分发
生赤字的程度 : 混播处理 > 单播处理 > 自然恢复处
理 , 这正好与植被生产力成正比 . 随着恢复年限的
增加 , 根茎 比也不断增加 , 土壤中可利用养分越来
越匾乏 . 由于人工草地是在冬季放牧 , 一部分氮素
随放牧移出系统 , 人工草地较高的生物量产出 , 使
草地一土壤系统的物质循环强度增强 , 要求土壤具
有较高的供肥能力 . 赵新全等 [` 01在老芒麦人工草
地进行了施用氮肥 、 磷肥和氮磷复合肥 的试验研
究 , 结果表明: 施肥可有效改善土壤对植物养分供
给状况 , 促进牧草植株个体发育 , 获得较高的产量 .
自建植 n 年的老芒麦草地 生长仍然良好 , 老芒麦
仍然是群落的优势物种 , 未发生杂草横生 、 牧草产
量剧减的退化现象 . 因此速效氮磷可能是人工草
地的限制因子 , 为了人工草地的可持续发展 , 人工
草地中补充氮磷肥或引入具有不同途径获得限制
元素的物种 , 比如象莎草是不可缺少的措施 .
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