全 文 ：收稿日期:2009-11-18;修回日期:2010-06-08
基金项目:中央级公益性科研院所基本科研业务费专项(中国农
业科学院草原研究所)项目;农业部玉树高寒草原资源与生态环境重
点野外科学观测站(青藏高原高寒草甸健康评价及适应性管理研究)
项目
作者简介:石红霄(1980-),男 ,青海门源人 ,助理研究员 ,硕士 ,
2008年毕业于青海大学.
文章编号:1673-5021(2010)04-0109-04
高原鼠兔洞口密度对高寒嵩草草甸植被及土壤水分的影响
石红霄1 ,于健龙2
(1.中国农业科学院草原研究所/农业部草原资源与生态重点开放实验室 ,内蒙古 呼和浩特 010010;
2.兰州大学草地农业科技学院 , 甘肃 兰州 730000)
摘要:对不同鼠洞密度下高寒嵩草草甸植物群落结构特征和土壤水分的变化趋势进行研究 , 结果表明:不同鼠
洞密度下 ,高寒嵩草草甸的地上生物量 、地下生物量 、牧草高度 、生草层厚度 、裸地面积 、土壤含水量等呈显著差异。
随着鼠洞密度的增加 ,地下 、地上生物量和生草层厚度逐渐降低 , 裸地面积显著增加。随着鼠洞密度的增加 , 牧草高
度呈“W”型的变化趋势。
关键词:鼠洞密度;群落结构;嵩草草甸
中图分类号:S812.6 文献标识码:A
高寒草甸是青藏高原的主要天然草地[ 1] ,据统
计 ,青藏高原高寒草甸的面积达到 0.7亿 hm 2 ,占青
藏高原草地面积的 49%左右[ 2 ～ 3] ,是发展高原草地
畜牧业的物质基础[ 4] 。但是 ,由于长期粗放经营 、超
载过牧[ 5] 以及对草地资源不合理利用等原因 ,造成
了生态系统十分脆弱 ,引起大面积的草地退化和生
态环境破坏[ 6] 。研究高寒草甸退化机理 ,治理和恢
复退化高寒草甸刻不容缓[ 7] 。高原鼠兔等鼠类活动
严重危害了高寒草甸草地生态环境 ,直接威胁着青
藏高原草地畜牧业的可持续发展[ 8] 。据不完全统
计 ,在青海省 0.36亿 hm 2草场中 ,发生鼠害面积已
达 0.1亿 hm2 。关于高原鼠兔的研究主要集中在鼠
类活动 ,鼠洞密度对高寒草甸植物群落生物量[ 2] 、植
被[ 9] 、群落演替[ 10] 的影响以及高寒草原鼠害的防
治[ 11 ～ 12]等方面 ,关于鼠洞密度对高寒嵩草草甸的群
落结构特征和土壤特性的影响研究较少 。本文主要
探讨高寒草甸群落结构特征和土壤水分与不同鼠洞
密度的关系 ,以期为草原防鼠提供科学依据。
1 材料与方法
1.1 自然概况
研究地位于青海称多县 ,称多县地处青藏高原
的东部 、青海省的南部 ,北纬 32°53′30″～ 34°47′10″、
东经 96°02′36″～ 97°21′24″。东西宽 160km ,南北长
209km ,土地总面积 1.53万 km2 。境内地形复杂 ,
地势高亢 ,平均海拔 4500m 左右 。该地区气候为典
型的高原大陆性气候 , 无四季之分 ,仅有冷暖季之
别 ,冷季漫长 、干燥而寒冷 ,暖季短暂 、湿润而凉爽 。
温度年差较小而日差较悬殊 ,太阳辐射强烈 。矮嵩
草(Kobresia hum ilis)草甸为该地区主要的冬春草
场 ,其建群种为矮嵩草 , 主要伴生种有高山嵩草
(K obresia pygmaea)、异针茅(St ipa al iena)等 。
1.2 试验方法
2008年 7月中旬在农业部玉树高寒草原资源
与生态环境重点野外科学观测试验站进行鼠类调
查 ,采用堵洞盗洞法[ 2] 。在研究区选取 10个 50m×
50m且立地条件相似的样方 ,然后对每个样地进行
堵洞填埋并调查总洞口数和有效洞口。将第 1d的
所有洞口计数作为总洞口数 ,然后填埋 ,后 3d连续
每天在 15∶00 ～ 17∶00调查记录被鼠兔盗开的新
洞口并计数 ,然后重新填埋。每天被鼠兔盗开的新
洞口即为当天的有效洞口 ,最后确定的有效洞口是
连续 3d的平均值。由于 50m ×50m 样方比较大且
植被分布均匀性差 ,为了降低试验取样的系统误
差[ 2] ,将样方沿中轴线均分为 4个 25m ×25m 的小
样方 ,共计40个 25m ×25m 的鼠类调查样地。参考
孙飞达鼠洞危害等级的划分[ 2] ,确定 6 个鼠兔密度
梯度样地(表 1)。每个样地设置 6个 0.5m×0.5m
的小样方[ 13] 进行取样 ,测定地上和地下生物量 、牧
草高度 、植被总盖度 、裸地面积 、生草层厚度以及土
壤状况。
—109—
第 32 卷 第 4 期 中 国 草 地 学 报 2010 年 7 月
Vol.32 No.4 Chinese Journal of G rassland Jul.2010
表 1 高寒草甸草原鼠兔不同危害级别样地
Table 1 The spot of different harm degree
in the Kobresia meadows
样地号
Plot
number
有效洞口数
Burrow s
in use(No./ hm2)
海拔(m)
Alt itude(m)
植被总盖度(%)
Plan ts total
coverage
percent(%)
Ⅰ 40.025(≤48) 4432 97
Ⅱ 148.89(64.04～ 224.14) 4438 88
Ⅲ 309.00(240.15～ 512.32) 4442 80
Ⅳ 662.02(528.33～ 864.54) 4456 76
Ⅴ 1200.75(880.55～ 1360.85) 4462 44
Ⅵ 2385.49(>2081.30) 4453 74
1.3 测定指标和方法
在 0.25m2(0.5×0.5m)样方内齐地面分科剪
草 ,烘干后称重即为地上生物量;在剪去植物地上部
分后 ,采用环刀法采集地下生物量。土样自然烘干
后 ,过 0.5mm 的筛后称根重。盖度测定用针刺法
(100针/样方);取样方内每种植物 10株测自然高
度 ,最后取平均值为高度;土壤含水量测定采用土壤
水分仪(TZS-1 型快速土壤水分测定仪);裸地面
积和生草层厚度采用卷尺测定 ,随机选取 3 个 10m
×10m 的样方测定 ,取平均值。
1.4 数据分析
用 Excel 2003 、SPSS 13.0软件进行数据分析 。
2 结果与分析
2.1 生物量
由表 2可看出 ,随着鼠洞密度的增加 ,地上生物
量 、地下生物量 、优良牧草生物量都呈显著下降趋
势。 Ⅱ号 、Ⅲ号 、Ⅳ号 、Ⅴ号 、Ⅵ 号样地的地上生物量
分别为 298.00g/m2 、132.80g/m2 、146.40g/m 2 、
114.84g/m2 和 53.32g/m2 ,其中 Ⅱ号与 Ⅲ号 、Ⅳ号
与Ⅴ号 、Ⅴ号与 Ⅵ号之间差异显著 。总的来说 ,试验
结果和孙飞达等的研究相近。本实验还研究了鼠洞
密度达到 2385.49个/hm2 的情况 ,因而结果与孙飞
达的不完全相同 。分析原因是高原鼠兔喜食优良牧
草[ 14] ,随着鼠洞密度的增加 ,优良牧草显著减少(图
1),因而生物量减少;此后高寒嵩草草甸的植物群落
结构遭到破坏 ,毒杂草增多 ,而高原鼠兔不以毒杂草
为食 ,因而生物量有较小幅度的上升。就优良牧草
生物量而言 , Ⅱ号 、Ⅲ号 、Ⅳ号 、Ⅴ号 、 Ⅵ 号分别为
141.20 g/m 2 、60.40g/m2 、69.60g/m2 、40.00g/m2 和
26.40 g/m2 , Ⅵ 号样地的优良牧草生物量为最小值 。
原因是随着鼠洞密度的增加 ,优良牧草显著减少 ,但
是Ⅴ号 、Ⅵ号样地的群落结构已经破坏 ,优良牧草比
例减少 ,因此优良牧草生物量降低幅度减小。就地
下生物量而言 , Ⅱ号 、Ⅲ号 、Ⅳ号 、Ⅴ号 、Ⅵ 号样地分
别为 80.00g/m2 、33.20g/m2 、60.40g/m2 、27.20
g/m2和 24.00g/m2 。 Ⅵ 号样地地下生物量为最小
值 ,原因是随着鼠洞密度的增加 ,地下生物量也相应
减少 ,但由于毒杂草的增加 , Ⅳ号样地地下生物量下
降的较Ⅲ号 、Ⅴ号 、Ⅵ号都要小。
表 2 不同鼠洞密度下高寒嵩草草甸的生物量
Table 2 Biomass of different burrowing rodent density plots
样地号
Plot
num ber
地上生物量
(g/m2)
Biomass
(g/m2)
地下生物量
(g/m 2)
Below ground
biomas s(g/m2)
优良牧草生物量
(g/m2)
Good quali ty
forage biomass
(g/m2)
Ⅰ 311.60±6.24a 85.20±2.49a 202.72±1.25a
Ⅱ 298.00±5.17b 80.00±2.50b 141.20±1.28b
Ⅲ 132.80±2.85cd 33.20±0.85d 60.40±1.31cd
Ⅳ 146.40±1.85d 60.40±0.86c 69.60±2.25d
Ⅴ 114.84±2.15e 27.20±0.36e 40.00±1.73e
Ⅵ 53.32±1.65f 24.00±1.08e 26.40±0.87f
注:表中数据为平均值±标准差;同列不同字母表示差异显著
(P<0.05),下同。
Note:Values are means ± standard deviat ion;m ean values fol-
low ed the same let ters in a column are not a signif icant ly diff errren t
at P<0.05;th e same as b elow.
2.2 牧草高度 、生草层厚度和植被总盖度
随着鼠洞密度的增加 ,牧草高度呈现“减小-增
加-减小”的变化趋势 ,即“W”型(表 3)。 Ⅱ号 、Ⅲ
号 、Ⅳ号 、 Ⅴ号 、 Ⅵ 号样地的牧草高度分别为
2.48cm 、1.85cm 、5.01cm 、2.43cm 和 2.49cm 。同
Ⅰ号样地相比 , Ⅱ号 、Ⅲ号 、Ⅴ号 、Ⅵ号样地的牧草高
度显著降低;而Ⅳ号样地牧草高度却有所增加。原
因是未退化阶段高寒嵩草草甸的植被高度主要是由
优良牧草的高度决定的 ,优良牧草减少导致牧草高
度显著下降 ,并在 Ⅲ号样地达到最小值;而Ⅳ号样地
的毒杂草大量增加 ,毒杂草的株高在群落中起主要
作用 ,因而牧草高度达到最大值;随着鼠洞密度的继
续增加 ,生物量也显著降低 ,表明毒杂草也减少 ,因
而牧草高度又降低 。
随着鼠洞密度的增加 ,生草层厚度显著降低。
Ⅱ号 、Ⅲ号 、Ⅳ号 、Ⅴ号 、Ⅵ号样地的生草层厚度分别
为 11.55cm 、10.22cm 、7.24cm 、4.43cm 和 7.10cm ,
原因是高原鼠兔大量啃食优良牧草 ,导致高寒草甸
嵩草层厚度降低 ,因而生草层厚度降低 。
植被总盖度随着鼠洞密度的增加显著降低 。 Ⅱ
—110—
中国草地学报 2010年 第 32 卷 第 4 期
号 、Ⅲ号 、Ⅳ号 、Ⅴ号 、Ⅵ 号样地植被总盖度分别为
88%、80%、75%、43%和 73%,样地Ⅴ的植被总盖
度为最小值。原因是随着鼠洞密度的增加 ,生物量
和优良牧草生物量都减少 ,因而植被总盖度下降。
表 3 不同鼠洞密度下高寒嵩草草甸
的牧草高度 、生草层厚度和植被总盖度
Table 3 Height of grassland, depth of
herbiferous and cover-degree of vegetation
样地号
Plot
number
牧草高度(cm)
H eigh t of
grassland(cm)
生草层厚度(cm)
Depth of
h erbiferou s(cm)
植被总盖度
Cover-degree
of vegetat ion
Ⅰ 4.77±0.16ab 15.50±0.56a 0.97±0.011a
Ⅱ 2.48±0.20cd 11.55±0.47b 0.88±0.051b
Ⅲ 1.85±0.14e 10.22±0.49cd 0.80±0.022c
Ⅳ 5.01±0.07a 7.24±0.08e 0.75±0.013de
Ⅴ 2.43±0.065d 4.43±0.23f 0.43±0.049f
Ⅵ 2.49±0.042d 7.10±0.33d 0.73±0.017e
2.3 土壤含水量
土壤含水量在Ⅰ号 、Ⅱ号样地基本一致 ,且高于其
他样地(图1)。Ⅱ号 、Ⅲ号 、Ⅳ号 、Ⅴ号 、Ⅵ号样地的土壤
含水量分别是66%、36%、44%、33%和36%。
图 1 不同鼠洞密度下高寒嵩草草甸的土壤含水量
F ig.1 Soil wa te r content in the different
burr owing r odent density plo ts
2.4 裸地面积
随着鼠洞密度的增加 ,裸地面积显著增加(图
2)。 Ⅱ号 、Ⅲ号 、Ⅳ号 、Ⅴ号 、Ⅵ号样地分别为 0.029
m2/m 2 、0.028m 2/m2 、0.112m2/m2 、0.459m 2/m2 和
0.188m2/m2 , Ⅴ号样地裸地面积达到最大值。原因
是鼠洞密度的增加导致生物量和优良牧草生物量减
小 ,高寒嵩草草甸逐渐退化 ,因而裸地面积增加。
3 小结与讨论
据统计 ,青海牧区草地的鼠害面积达 200万 hm2
图 2 不同鼠洞密度下高寒嵩草草甸的裸地面积
Fig.2 Dest ruct herbife rous in the differ ent
bur row ing rodent density plots
以上 ,高原鼠兔日食鲜草 77.3g/只 ,155只高原鼠兔
的食草量相当于 1个羊单位 ,鼠害已成为危害高寒
草甸的一个重要因素。本研究结果表明 ,随着鼠洞
密度的增加 ,地上生物量 、地下生物量 、优良牧草生
物量都下降 ,土壤含水量减少 ,生草层厚度显著降
低 ,植被总盖度显著降低 ,牧草高度呈现“W”型的变
化趋势 ,而裸地面积显著增加。
高原鼠兔主要喜食优良牧草 ,对杂类草采食较
少[ 15] 。草地植物群落的变化 , 引起鼠洞密度的变
化。相对来讲 ,草地土壤疏松 ,植物群落盖度和高度
均较低 ,是理想的高原鼠兔和草原鼢鼠的栖息地。
而高寒嵩草草甸继续退化直至变为黑土滩时 ,鼠洞
密度是如何变化的还有待于进一步研究。另外 ,虽
然鼠洞密度的增加并不能完全代表高原鼠兔种群密
度的增加 ,但其变化趋势是一致的 。对于鼠洞密度
和高寒嵩草草甸群落结构特征的关系 ,不同学者研
究结果不尽相同。这主要是因为对鼠洞密度等级的
划分不一致 ,如何进行总体评价还有待于进一步分
析。
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Agrobacterium tumef aciens
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(College of L i fe Science , J i lin A gricultural University , Changchun 130118 ,China)
Abstract:Expression vecto r PBI121-xynB w as constructed , and determined by enzyme examination successful-
ly.The vector w as transformed into alfalfa , and the xylanase activity isolated f rom leaf w as 10.5U/g.
Key words:Gene xylanase-xynB ;A lfalfa;Transfo rmation
(上接第 112页)
Influence of Burrowing Rodent Density Plots on the
Alpine Kobresia Meadows Structure and Soil Water Content
SHI Hong-xiao1 , YU Jian-long2
(1.Grassland Research Insti tute of Chinese Academy o f Agricul ture Science , Hohhot 010010 , China;
2.School of Pastoral Agriculture Science and Technology o f Lanzhou University ,Lanzhou 730016 ,China)
Abstract:The influence o f burrow ing rodent densi ty plo ts on the alpine Kobresia meadow s structure
and soi l w ater content w as studied.The resul ts show ed that above and underg round biomass , height of
grass ,depth of herbiferous ,bare land area and soil w ater content have significant di fference w ith the burro-
w ing rodent density plots .With the increase of bur rowing rodent densi ty plots , above and below g round and
depth o f herbiferous decreased signif icantly , bare land area increased.With the increase of burrow ing ro-
dent densi ty plots , the height of g rass varied in W-shape.
Key words:Burrow ing rodent density plo ts;Community structure;K obresia meadow
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中国草地学报 2010年 第 32 卷 第 4 期