全 文 ：书犇犗犐：１０．１１６８６／犮狔狓犫２０１４４２９ 犺狋狋狆：／／犮狔狓犫．犾狕狌．犲犱狌．犮狀
李洋，严振英，郭丁，王海霞，苏淑兰，李旭东，傅华．围封对青海湖流域高寒草甸植被特征和土壤理化性质的影响．草业学报，２０１５，２４（１０）：３３３９．
ＬＩＹａｎｇ，ＹＡＮＺｈｅｎＹｉｎｇ，ＧＵＯＤｉｎｇ，ＷＡＮＧＨａｉＸｉａ，ＳＵＳｈｕＬａｎ，ＬＩＸｕＤｏｎｇ，ＦＵＨｕａ．Ｅｆｆｅｃｔｓｏｆｆｅｎｃｉｎｇａｎｄｇｒａｚｉｎｇｏｎｖｅｇｅｔａｔｉｏｎａｎｄｓｏｉｌ
ｐｈｙｓｉｃａｌａｎｄｃｈｅｍｉｃａｌｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓｉｎａｎａｌｐｉｎｅｍｅａｄｏｗｉｎｔｈｅＱｉｎｇｈａｉＬａｋｅＢａｓｉｎ．ＡｃｔａＰｒａｔａｃｕｌｔｕｒａｅＳｉｎｉｃａ，２０１５，２４（１０）：３３３９．
围封对青海湖流域高寒草甸植被特征和
土壤理化性质的影响
李洋１，严振英２，郭丁１，王海霞２，苏淑兰１，李旭东１，傅华１
（１．草地农业生态系统国家重点实验室，兰州大学草地农业科技学院，甘肃 兰州７３００２０；２．青海省草原工作总站，青海 西宁８１０００８）
摘要：以青海湖流域退化的高寒草甸２个草地类型为对象，比较分析了围封２年样地植物群落生物量、群落结构和
土壤理化性质的变化。结果表明，１）围封后高山嵩草和矮生嵩草的地上生物量较放牧地分别增加了３３．８％和
３１．５％；且禾本科植物生物量的比例显著增加，杂类草的比例降低。２）功能群多样性指数和均匀度指数显著增加。
３）围封２年后，２个草地型０～１０ｃｍ土层土壤有机碳含量分别增加了１０．１５％和１２．７４％，１０～３０ｃｍ土层均无显
著变化；矮生嵩草草地０～１０ｃｍ土层土壤全磷含量增加了１６．１３％，其余无显著变化；表层土壤容重分别降低了
６．６１％和６．２５％，ｐＨ值降低了４．０４％和３．６９％，１０～３０ｃｍ土层均无显著变化；土壤全磷含量在各土层均无显著
变化。
关键词：围封；高寒草甸；植物群落；土壤理化性质
犈犳犳犲犮狋狊狅犳犳犲狀犮犻狀犵犪狀犱犵狉犪狕犻狀犵狅狀狏犲犵犲狋犪狋犻狅狀犪狀犱狊狅犻犾狆犺狔狊犻犮犪犾犪狀犱犮犺犲犿犻犮犪犾狆狉狅狆犲狉狋犻犲狊
犻狀犪狀犪犾狆犻狀犲犿犲犪犱狅狑犻狀狋犺犲犙犻狀犵犺犪犻犔犪犽犲犅犪狊犻狀
ＬＩＹａｎｇ１，ＹＡＮＺｈｅｎＹｉｎｇ２，ＧＵＯＤｉｎｇ１，ＷＡＮＧＨａｉＸｉａ２，ＳＵＳｈｕＬａｎ１，ＬＩＸｕＤｏｎｇ１，ＦＵＨｕａ１
１．犆狅犾犾犲犵犲狅犳犘犪狊狋狅狉犪犾犃犵狉犻犮狌犾狋狌狉犲犛犮犻犲狀犮犲犪狀犱犜犲犮犺狀狅犾狅犵狔，犛狋犪狋犲犓犲狔犔犪犫狅狉犪狋狅狉狔狅犳犌狉犪狊狊犾犪狀犱犃犵狉狅犲犮狅狊狔狊狋犲犿狊，犔犪狀狕犺狅狌犝狀犻
狏犲狉狊犻狋狔，犔犪狀狕犺狅狌７３００２０，犆犺犻狀犪；２．犌狉犪狊狊犾犪狀犱犛犲狉狏犻犮犲犛狋犪狋犻狅狀狅犳犙犻狀犵犺犪犻，犡犻狀犻狀犵８１０００８，犆犺犻狀犪
犃犫狊狋狉犪犮狋：Ｔｈｅａｉｍｏｆｔｈｉｓｓｔｕｄｙｗａｓｔｏｄｅｔｅｒｍｉｎｅｔｈｅｅｆｆｅｃｔｓｏｆｆｅｎｃｉｎｇｏｎｔｈｅｐｒｏｄｕｃｔｉｖｉｔｙａｎｄｓｔｒｕｃｔｕｒｅｏｆ
ｐｌａｎｔｃｏｍｍｕｎｉｔｉｅｓａｎｄｏｎｔｈｅｐｈｙｓｉｃａｌａｎｄｃｈｅｍｉｃａｌｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓｏｆｓｏｉｌｉｎａｌｐｉｎｅｍｅａｄｏｗｓ．Ａｆｉｅｌｄｓｔｕｄｙｗａｓ
ｃｏｎｄｕｃｔｅｄｉｎｔｗｏｔｙｐｅｓｏｆｄｅｇｒａｄｅｄａｌｐｉｎｅｍｅａｄｏｗｓ，ｏｎｅｄｏｍｉｎａｔｅｄｂｙ犓狅犫狉犲狊犻犪狆狔犵犿犪犲犪ａｎｄｔｈｅｏｔｈｅｒｄｏｍｉ
ｎａｔｅｄｂｙ犓狅犫狉犲狊犻犪犺狌犿犻犾犻狊，ｉｎｔｈｅＱｉｎｇｈａｉＬａｋｅＢａｓｉｎ．Ｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｅｄｔｈａｔｔｈｅａｂｏｖｅｇｒｏｕｎｄｂｉｏｍａｓｓｏｆ
犓．狆狔犵犿犪犲犪ａｎｄ犓．犺狌犿犻犾犻狊ｉｎｃｒｅａｓｅｄｂｙ３３．８％，ａｎｄ３１．５％，ｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ，ａｆｔｅｒ２ｙｅａｒｓｏｆｅｘｃｌｏｓｕｒｅ．Ｅｘｃｌｏ
ｓｕｒｅｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｌｙｉｎｃｒｅａｓｅｄｔｈｅｐｒｏｐｏｒｔｉｏｎｏｆａｂｏｖｅｇｒｏｕｎｄｂｉｏｍａｓｓｏｆｓｅｄｇｅｓａｎｄｍｅｍｂｅｒｓｏｆｔｈｅｇｒａｍｉｎｅａｅ，
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ｉｎｐｌａｎｔｃｏｍｍｕｎｉｔｙｄｉｖｅｒｓｉｔｙａｎｄｅｖｅｎｎｅｓｓｉｎｄｅｘｅｓ．Ｉｎｔｈｅ犓．狆狔犵犿犪犲犪ａｎｄ犓．犺狌犿犻犾犻狊ａｌｐｉｎｅｍｅａｄｏｗｓ，
ｇｒａｓｓｌａｎｄｓｏｉｌｏｒｇａｎｉｃｃａｒｂｏｎｃｏｎｔｅｎｔｉｎｔｈｅ０－１０ｃｍｓｏｉｌｌａｙｅｒｉｎｃｒｅａｓｅｄｂｙ１０．１５％ａｎｄ１２．７４％，ｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅ
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ｃａｎｔｌｙａｆｔｅｒ２ｙｅａｒｓｏｆｅｘｃｌｏｓｕｒｅ．Ｉｎ犓．犺狌犿犻犾犻狊ｍｅａｄｏｗｓｏｉｌ，ｔｈｅｔｏｔａｌｐｈｏｓｐｈｏｒｕｓｃｏｎｔｅｎｔｉｎｃｒｅａｓｅｄｂｙ
１６．１３％ｉｎｔｈｅ０－１０ｃｍｓｏｉｌｌａｙｅｒ，ｂｕｔｗａｓｕｎｃｈａｎｇｅｄｉｎ１０－３０ｃｍｓｏｉｌｌａｙｅｒａｆｔｅｒ２ｙｅａｒｓｏｆｅｘｃｌｏｓｕｒｅ．Ｉｎｔｈｅ
第２４卷 第１０期
Ｖｏｌ．２４，Ｎｏ．１０
草 业 学 报
ＡＣＴＡＰＲＡＴＡＣＵＬＴＵＲＡＥＳＩＮＩＣＡ
２０１５年１０月
Ｏｃｔ，２０１５
收稿日期：２０１４１０２１；改回日期：２０１５０３１２
基金项目：公益性行业（农业）科研专项课题（２０１２０３０４１），青海省环保厅科技项目和长江学者创新团队发展计划（ＩＲＴ１３０１９）资助。
作者简介：李洋（１９８８），男，河北唐山人，在读硕士。Ｅｍａｉｌ：ａ３２３２４９１＠１２６．ｃｏｍ
通讯作者Ｃｏｒｒｅｓｐｏｎｄｉｎｇａｕｔｈｏｒ．Ｅｍａｉｌ：ｆｕｈｕａ＠ｌｚｕ．ｅｄｕ．ｃｎ
犓．狆狔犵犿犪犲犪ａｎｄ犓．犺狌犿犻犾犻狊ａｌｐｉｎｅｍｅａｄｏｗｓ，ｓｏｉｌｂｕｌｋｄｅｎｓｉｔｙｉｎｃｒｅａｓｅｄｂｙ６．６１％ａｎｄ６．２５％，ｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ，
ａｎｄｐＨｄｅｃｒｅａｓｅｄｂｙ４．０４％ａｎｄ３．６９％，ｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ，ｉｎｔｈｅ０－１０ｃｍｌａｙｅｒａｆｔｅｒ２ｙｅａｒｓｏｆｅｘｃｌｏｓｕｒｅ．Ｉｎｔｈｅ
１０－３０ｃｍｓｏｉｌｌａｙｅｒｓｏｆｂｏｔｈｔｙｐｅｓｏｆｍｅａｄｏｗｓ，ｎｅｉｔｈｅｒｓｏｉｌｂｕｌｋｄｅｎｓｉｔｙｎｏｒｐＨｗａｓａｆｆｅｃｔｅｄａｆｔｅｒ２ｙｅａｒｓｏｆ
ｅｘｃｌｏｓｕｒｅ．
犓犲狔狑狅狉犱狊：ｅｘｃｌｏｓｕｒｅ；ａｌｐｉｎｅｍｅａｄｏｗ；ｐｌａｎｔｃｏｍｍｕｎｉｔｙ；ｓｏｉｌｐｈｙｓｉｃａｌａｎｄｃｈｅｍｉｃａｌｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ
青藏高原素有世界“第三极”之称，是中国最大的高原，其草原生态系统也是世界平均海拔最高的生态系
统［１］，对北半球的大气环流、气候等产生了重要影响，同时该区域的植被和土壤对气候变化极为敏感［２］。青海湖
流域正处于这一特殊的地理单元，位于青海省东北部，是我国面积最大的内陆咸水湖，是世界第七大内陆湖泊［３］。
此外，该区域也是青海省重要的畜牧业基地。近年来，由于气候变化、大规模的生产开发以及人类经济活动的影
响，尤其在过度放牧等不合理利用的影响下，导致该区生态系统严重失衡，草地严重退化，物种多样性丧失，生产
力降低，优质牧草比例下降，毒杂草比例增加，裸地增加，土壤蓄水保肥能力减弱，沙漠化趋势严重［４６］。同时长期
的过度放牧，由于家畜的采食、践踏和排泄物归还等还影响着系统的营养物质循环。因此，在该区进行退化草地
的恢复治理，对保护当地生态环境、提高牧草产量促进畜牧业发展和提高牧民的收入都具有极其重要的意义。
目前，退化草地的恢复措施常用的方法有围栏封育、补播和施肥等。草地围栏封育是人类有意识调节草地生
态系统中草食动物与植物关系的一种手段，在草地管理方面极为有效，由于其投资少、见效快，逐步成为当前退化
草地恢复与重建的重要措施之一，并为世界各国广泛采用［７］。围栏封育可以显著降低毒杂草比例，提高退化草地
的生产力［８１２］。目前，有关围封对植物功能群结构和功能群多样性影响的相关研究较少［１３１４］；而围封对于土壤碳
氮含量的影响却不尽一致。我国的科尔沁退化草地、青藏高原高寒草地和埃塞俄比亚北部丘陵地带的研究显示，
退化严重的草地围栏封育后能够增加土壤有机碳和氮含量［１５１７］；Ｒｅｅｄｅｒ和Ｓｃｈｕｍａｎ［１８］在美国大平原的中北部
对半干旱草地研究发现，放牧１２和５６年草地的土壤有机碳含量显著高于围封地。本研究以青海湖流域围封恢
复措施下的高寒草甸为研究对象，选取自由放牧地为对照，通过野外调查取样和土壤理化性质的测定，探讨了高
寒草甸的草地生物量、植物功能群结构以及土壤理化性质对于围栏封育的响应，试图为该区域退化草地的改良与
恢复，草地资源管理与合理利用提供依据。
１ 材料与方法
１．１ 研究区自然概况
研究区设于青海湖流域，该区属高原大陆性气候，太阳辐射强，境内多风，且干旱少雨，降水比较集中等特点；
土壤以栗钙土为主［３］。样点设置于青海湖流域退化的高寒草甸，它们分别位于青海省天峻县和共和县，样地基本
情况见表１。
表１ 样地基本情况
犜犪犫犾犲１ 犜犺犲犫犪狊犻犮犮狅狀犱犻狋犻狅狀狊狅犳狋狑狅狊犪犿狆犾犲犪狉犲犪
样地属性
Ｓａｍｐｌｅｐｒｏｐｅｒｔｙ
海拔
Ａｌｔｉｔｕｄｅ
（ｍ）
经度
Ｌｏｎｇｉｔｕｄｅ
纬度
Ｌａｔｉｔｕｄｅ
年均温
Ａｎｎｕａｌｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ
（℃）
年均降水量
Ａｎｎｕａｌｍｅａｎ
ｐｒｅｃｉｐｉｔａｔｉｏｎ（ｍｍ）
主要植物种
Ｄｏｍｉｎａｔｉｎｇｓｐｅｃｉｅｓ
高山嵩草犓狅犫狉犲狊犻犪狆狔犵犿犪犲犪 ３７８５ ９８°４６′５３．９″ ３７°４８′４９．２″ －１．５ ３６０ 高山嵩草、矮生嵩草、唐松草、风毛菊
矮生嵩草犓狅犫狉犲狊犻犪犺狌犿犻犾犻狊 ３２３１ ９９°５２′３４．９″ ３６°４２′３３．１″ ４．１ ３１２ 矮生嵩草、克氏针茅、洽草、早熟禾
高山嵩草犓狅犫狉犲狊犻犪狆狔犵犿犪犲犪，矮生嵩草犓狅犫狉犲狊犻犪犺狌犿犻犾犻狊，唐松草犜犺犪犾犻犮狋狉狌犿，克氏针茅犛狋犻狆犪犽狉狔犾狅狏犻犻，洽草犓狅犲犾犲狉犻犪犮狉犻狊狋犪狋犪，风毛菊犛犪狌狊狊狌狉犲犪
犼犪狆狅狀犻犮犪，早熟禾犘狅犪狆狉犪狋犲狀狊犻狊．
１．２ 样地设置
于２０１０年７月，选择高寒草甸的２个草地型———高山嵩草型和矮生嵩草型的退化草地为研究样地，样地退
化程度均一、地势平坦，进行围栏封育，围栏面积为２５ｍ×２５ｍ，３个重复，围栏外为自由放牧地。
４３ 草 业 学 报 第２４卷
１．３ 样品采集与分析
２０１２年７月下旬，在围栏内外随机设置５个１ｍ×１ｍ的样方，将样方内的植物以不同功能群（禾本科、莎草
科、豆科、杂类草）为划分依据齐地面剪下，用直径为９．６ｃｍ的根钻在已剪植被样方内随机取０～３０ｃｍ的土柱
（每１０ｃｍ为１层），以测定地下生物量。将带根的土柱置于０．５ｍｍ孔径筛子中先捡去砾石等其他杂物，用清水
将泥土冲洗干净。采集地上和地下植物样品１０５℃杀青３０ｍｉｎ，６５℃温度下烘干至恒重，计算植物生物量。
在每个样方内选取３个点用土钻法分层采集０～３０ｃｍ土壤样品（每１０ｃｍ为１层），将３个点样品充分混
匀，去除植物根系为该样方土壤样品 。采用环刀法（环刀容积为１００ｃｍ３）每１０ｃｍ１层，分层测定０～３０ｃｍ土
层土壤容重。土壤样品风干，过２ｍｍ筛，测定ｐＨ值；取出部分样品碾磨并过０．５ｍｍ筛，用于土壤有机碳、全
氮和全磷的测定。土壤有机碳用重铬酸钾氧化滴定法，全氮采用凯氏定氮法，全磷采用磷钼蓝比色法；ｐＨ值采
用１∶５水土比，悬液用ｐＨＳ２３Ｃ型酸度计测定（ＩＳＳＣＡＳ，１９７８）。
１．４ 数据处理
植物功能群多样性计算采用Ｓｉｍｐｓｏｎ多样性指数、Ｓｈａｎｎｏｎ－Ｗｉｅｎｅｒ多样性指数和Ｐｉｅｌｏｕ均匀度指数，计
算公式如下：
Ｓｉｍｐｓｏｎ多样性指数 （犇）＝１－∑犘犻２；
Ｓｈａｎｎｏｎ－Ｗｉｅｎｅｒ多样性指数（犎）＝－∑犘犻ｌｎ犘犻；
Ｐｉｅｌｏｕ均匀度指数（犈）＝犎／ｌｎ犛。
式中，犛为每个样地样方中的总物种数，犘犻为样方中第犻种功能群的生物量占全部物种生物量的比例［１９］。
采用Ｅｘｃｅｌ进行数据处理及制图，用ＳＰＳＳ２０．０进行数据统计分析，独立样本狋检验用于围封和放牧措施下
各指标间的比较及差异显著性分析（犘＜０．０５）。
２ 结果与分析
２．１ 围封对植物群落地上生物量及功能群组成的影响
退化的高山嵩草和矮生嵩草２个草地型围封２年后植物群落地上总生物量显著增加，与放牧地相比分别增
加了３３．８％及３１．５％（犘＜０．０５）（表２）。植物不同功能群间的比较表明，高山嵩草和矮生嵩草草地围封后禾本
类植物地上生物量增加最为显著，分别增加了２０．６３和１．３９倍，其所占比例也由０．２６％，７．３０％增至４．２４％及
１３．２６％（犘＜０．０５）；莎草科类地上生物量分别增加了３５．０％，３６．４％（犘＜０．０５），其所占比例也分别由５０．０％，
２８．６％增至５０．４％，２９．６％；杂类草生物量高山嵩草型显著增加，矮生嵩草与对照相比无显著差异，但其生物量
所占比例分别由４８．２％，６３．９％下降至４４．９％，５７．１％（图１）。围封对豆科类植物生物量无显著影响。
表２ 围封与放牧条件下植物群落地上生物量的变化
犜犪犫犾犲２ 犜犺犲狉犲狊狆狅狀狊犲狅犳犪犫狅狏犲犵狉狅狌狀犱犫犻狅犿犪狊狊狌狀犱犲狉犳犲狀犮犻狀犵犪狀犱犵狉犪狕犻狀犵犮狅狀犱犻狋犻狅狀狊 ｇ／ｍ２
草地类型
Ｇｒａｓｓｌａｎｄｔｙｐｅ
处理
Ｔｒｅａｔｍｅｎｔ
禾本类
Ｇｒａｍｉｎｅａｅ
莎草类
Ｓｅｄｇｅ
豆科类
Ｌｅｇｕｍｅｓ
杂类草
Ｆｏｒｂｓ
总量
Ｔｏｔａｌ
高山嵩草犓．狆狔犵犿犪犲犪 围封Ｆｅｎｃｉｎｇ ２．３８±０．１６ａ ２８．３４±１．５３ａ ０．２２±０．１０ａ ２５．２５±０．５４ａ ５６．１８±０．８２ａ
放牧Ｇｒａｚｉｎｇ ０．１１±０．０７ｂ ２０．９９±１．４３ｂ ０．６７±０．２４ａ ２０．３３±０．８３ｂ ４２．００±２．０６ｂ
矮生嵩草犓．犺狌犿犻犾犻狊 围封Ｆｅｎｃｉｎｇ ８．１６±０．４９ａ １８．２４±０．５６ａ ０．００±０．００ａ ３５．１２±２．７６ａ ６１．５２±２．３５ａ
放牧Ｇｒａｚｉｎｇ ３．４２±０．３５ｂ １３．３７±１．２９ｂ ０．１３±０．１１ａ ２９．８９±０．８７ａ ４６．７９±０．５４ｂ
注：不同小写字母表示不同处理间差异显著（犘＜０．０５），下同。
Ｎｏｔｅ：Ｖａｌｕｅｓｗｉｔｈｄｉｆｆｅｒｅｎｔｌｅｔｔｅｒｓｓｈｏｗｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅｂｅｔｗｅｅｎｔｒｅａｔｍｅｎｔｓ，ｔｈｅｓａｍｅｂｅｌｏｗ．
２．２ 围封对植物群落功能群多样性的影响
围封２年后，高山嵩草和矮生嵩草２个草地型Ｐｉｅｌｏｕ和Ｓｈａｎｎｏｎ－Ｗｉｅｎｅｒ指数均高于放牧样地（犘＜０．０５）；
Ｓｉｍｐｓｏｎ指数高山嵩草草地显著增加，矮生嵩草草地与放牧相比无显著变化（表３）。
５３第１０期 李洋 等：围封对青海湖流域高寒草甸植被特征和土壤理化性质的影响
２．３ 围封对土壤理化性质的影响
图１ 围封和放牧对不同植被类型退化草地植物
功能类群结构的影响
犉犻犵．１ 犜犺犲狉犲狊狆狅狀狊犲狅犳狆犾犪狀狋犳狌狀犮狋犻狅狀犪犾犵狉狅狌狆狊狋狉狌犮狋狌狉犲犳狅狉
犱犲犵狉犪犱犲犱犵狉犪狊狊犾犪狀犱狌狀犱犲狉犳犲狀犮犻狀犵犪狀犱犵狉犪狕犻狀犵犮狅狀犱犻狋犻狅狀
Ⅰ．禾本科Ｇｒａｍｉｎｅａｅ；Ⅱ．莎草科Ｓｅｄｇｅ；Ⅲ．豆科Ｌｅｇｕｍｅｓ；Ⅳ．杂类草Ｆｏｒｂｓ．
围封２年后，２个草地型土壤有机碳含量０～１０
ｃｍ土层均显著增加（犘＜０．０５），１０～３０ｃｍ土层均
无显著变化（表４）。土壤全氮含量仅矮生嵩草样地
０～１０ｃｍ土层围封后显著增加（犘＜０．０５），其余各
样地各土层均无显著差异。２个草地型各土层土壤
全磷含量围封与自由放牧样地差异不显著。草地围
封后，土壤容重和ｐＨ值０～１０ｃｍ土层均显著降低
（犘＜０．０５），土壤容重分别降低了６．６１％、６．２５％，
土壤ｐＨ值分别降低了４．０４％、３．６９％；１０～３０ｃｍ
土层，围封与放牧相比无显著差异。随土层加深，２
个草地型土壤有机碳和全氮含量均逐渐降低。
３ 讨论
放牧干扰对高寒草甸群落的直接影响体现在对
其生产力和群落结构的改变，过度放牧能够显著降
低高寒草甸群落地上生物量与优质牧草在群落结构
中的比例［１４，２０］。由于家畜的选择性采食和践踏，抑
制了优质牧草的生长，植被的高度下降，与其他物种
的竞争力下降［１４］，为毒杂草类等的生长提供了良好
的微环境，进而改变了群落结构和物种多样性组
成［２０］。围封作为与放牧相反的干扰手段，可以提高
草地群落优势种植物生物量，降低毒杂草生物量和
比例，从而促使了退化草地正向演替［１８］。本研究结
表３ 围封对高寒草甸植物群落功能群多样性的影响
犜犪犫犾犲３ 犈犳犳犲犮狋狅犳犳犲狀犮犻狀犵狋狉犲犪狋犿犲狀狋狊狅狀
犳狌狀犮狋犻狅狀犪犾犵狉狅狌狆犱犻狏犲狉狊犻狋狔
草地类型
Ｇｒａｓｓｌａｎｄｔｙｐｅ
处理
Ｔｒｅａｔｍｅｎｔ
均匀度指数
Ｐｉｅｌｏｕ
多样性指数
Ｓｈａｎｎｏｎ－ＷｉｅｎｅｒＳｉｍｐｓｏｎ
高山嵩草
犓．狆狔犵犿犪犲犪
围封Ｆｅｎｃｉｎｇ ０．５４±０．０１ａ０．８６±０．０２ａ０．３５±０．０１ａ
放牧Ｇｒａｚｉｎｇ ０．５２±０．０１ｂ０．７８±０．０２ｂ０．３３±０．００ｂ
矮生嵩草
犓．犺狌犿犻犾犻狊
围封Ｆｅｎｃｉｎｇ ０．５７±０．０２ａ０．９５±０．０３ａ０．３８±０．０１ａ
放牧Ｇｒａｚｉｎｇ ０．５０±０．０１ｂ０．８４±０．０２ｂ０．３５±０．０２ａ
表４ 草地围封后土壤理化性质的变化
犜犪犫犾犲４ 犆犺犪狀犵犲狅犳狊狅犻犾狆犺狔狊犻犮狅犮犺犲犿犻犮犪犾狆狉狅狆犲狉狋犻犲狊犻狀犱犻犳犳犲狉犲狀狋狊狅犻犾犾犪狔犲狉狊犪犳狋犲狉犵狉犪狊狊犾犪狀犱犳犲狀犮犻狀犵（犿犲犪狀±犛犇）
指标
Ｉｎｄｅｘ
土层深度
Ｄｅｐｔｈｓｏｆｓｏｉｌｌａｙｅｒ（ｃｍ）
高山嵩草犓．狆狔犵犿犪犲犪
围封Ｆｅｎｃｉｎｇ 放牧Ｇｒａｚｉｎｇ
矮生嵩草犓．犺狌犿犻犾犻狊
围封Ｆｅｎｃｉｎｇ 放牧Ｇｒａｚｉｎｇ
有机碳含量 Ｔｈｅｃｏｎｔｅｎｔｏｆｏｒ
ｇａｎｉｃｃａｒｂｏｎ（ｇ／ｋｇ）
０～１０ ６６．６６±１．９２ａ ６０．５２±２．２１ｂ ４８．０６±２．２９ａ ４２．６３±２．１６ｂ
１０～２０ ２９．９１±７．１５ａ ２９．２２±１．１９ａ ３２．５９±３．０６ａ ３５．０７±３．９９ａ
２０～３０ ２０．１１±４．７４ａ １７．９６±３．８４ａ ２３．８６±４．８７ａ ２３．６７±５．９８ａ
全氮含量 Ｔｈｅｃｏｎｔｅｎｔｏｆｔｏｔａｌ
ｎｉｔｒｏｇｅｎ（ｇ／ｋｇ）
０～１０ ６．２９±０．５２ａ ６．２６±０．３８ａ ４．７５±０．３１ａ ４．０９±０．２５ｂ
１０～２０ ２．６７±０．１９ａ ３．３０±０．４１ａ ３．２７±０．４８ａ ３．５１±０．３０ａ
２０～３０ １．９６±０．４５ａ １．７５±０．４６ａ ２．３３±０．４５ａ ２．２９±０．６９ａ
全磷含量 Ｔｈｅｃｏｎｔｅｎｔｏｆｔｏｔａｌ
ｐｈｏｓｐｈｏｒｕｓ（ｇ／ｋｇ）
０～１０ ０．７１±０．０１７ａ ０．７３±０．０１４ａ ０．７３±０．０１６ａ ０．７４±０．０１９ａ
１０～２０ ０．６７±０．０１７ａ ０．６８±０．０１５ａ ０．７０±０．０１６ａ ０．７１±０．０１３ａ
２０～３０ ０．６６±０．０１４ａ ０．６７±０．０１３ａ ０．６９±０．００８ａ ０．６８±０．０１２ａ
土壤容重Ｓｏｉｌｂｕｌｋｄｅｎｓｉｔｙ（ｇ／ｃｍ３） ０～１０ ０．６１±０．０１１ｂ ０．６５±０．００８ａ ０．９６±０．００６ｂ １．０２±０．００８ａ
１０～２０ ０．９６±０．００８ａ ０．９６±０．００３ａ １．１３±０．０１１ａ １．１６±０．００５ａ
２０～３０ １．２９±０．００６ａ １．３２±０．０２２ａ １．３５±０．００５ａ １．３４±０．００４ａ
土壤ｐＨＳｏｉｌｐＨ ０～１０ ６．３６±０．０４２ｂ ６．６２±０．０５８ａ ７．６７±０．０５５ｂ ７．９６±０．０２６ａ
１０～２０ ６．５５±０．０１９ａ ６．６８±０．０６６ａ ７．９２±０．０５９ａ ８．０１±０．０４１ａ
２０～３０ ６．６５±０．０３７ａ ６．６８±０．０２９ａ ８．１２±０．０３５ａ ８．１０±０．０３８ａ
６３ 草 业 学 报 第２４卷
果表明，高寒草甸２个草地型围封２年后地上生物量均显著增加，但不同植物类群对围封的响应不同，围封后莎
草科和禾本科植物地上生物量及在总生物量中的比例增加，而杂类草在总生物量中所占的比例降低。
功能群一般被认为是与系统的某种功能直接相关的物种群，同一功能群内的物种对系统的作用有很大的相
似性［２１］，它们对环境的适应方法与途径也具有相似性。相对于物种多样性，功能群多样性决定着生态系统的过
程，其对于生态系统生产力的影响非常显著，甚至大于物种多样性［２２］。草地围封限制了植食动物对草地的影响，
部分竞争力强的植物成为群落的优势种，群落多样性降低［２３２４］。汪诗平等［２５］对内蒙古冷蒿草原的研究显示，植
物的多样性和均匀度随放牧强度的增加而降低。本研究表明高山嵩草和矮生嵩草２个草地型，围封２年后
Ｐｉｅｌｏｕ和Ｓｈａｎｎｏｎ－Ｗｉｅｎｅｒ指数均高于放牧样地，其可能的原因是放牧地为重度放牧，牧草生长期的牛羊践踏
啃食严重，使群落中表现较“弱”的功能群比例减少，养分被优先分配给其他功能群［２１］，降低了功能群间的竞争，
进而降低了围栏外的功能群多样性和均匀度。王国杰等［１９］认为植物或功能群多样性随放牧梯度的变化不仅与
放牧强度有关，其影响因素可能还包括不同环境下的植被类型、放牧历史等。
退化草地封育后解除了家畜践踏，土壤的容重显著降低，但也有少量研究显示，当土壤水分匮乏，践踏的“蹄
耕”效应会导致土表松弛，继而容重降低［２６］。本研究表明，围封２年后２个草地型表层土壤容重均显著降低，底
层土壤无显著变化，这与闫玉春等［２７］对围封２６、６和２年羊草（犔犲狔犿狌狊犮犺犻狀犲狀狊犻狊）草原和Ｇｒｅｅｎｗｏｏｄ等［２８］对澳
大利亚围封２．５年冷温带草原以及Ｐｅｉ等［２９］对围封６和２年阿拉善荒漠草地研究结果相一致。其原因是，围封
一方面排除了家畜践踏对土壤表面的直接压力；另一方面排除了家畜的啃食和践踏，为植被生长提供有利环境，
植物根系生长也能降低土壤容重［２９］。土壤ｐＨ值与土壤养分形态有密切关系，而且对土壤养分的有效性有重要
影响［３０］。王蕙等［３１］的研究显示，对沙化草地进行封育１０和１９年之后，土壤的ｐＨ 值并未发生显著变化。
Ｄｏｒｍａａｒ等［３２］研究表明，放牧将使土壤ｐＨ值升高。放牧导致的植被和土壤的退化过程伴随着土壤ｐＨ的升高，
土壤ｐＨ也与土壤碳、氮含量呈显著的负相关关系［３３］，本研究也显示，过度放牧草地短期封育土壤ｐＨ降低，表层
土壤有机碳、全氮含量增加以及植被恢复后根系生物量增加，可能使得根系分泌的有机酸增加，降低了土壤ｐＨ
值［３４］。
围封对土壤有机碳和全氮的影响，各研究结果间不尽一致。Ｒｅｅｄｅｒ和Ｓｃｈｕｍａｎ［１８］在美国大平原的中北部
对半干旱草地研究发现，放牧１２和５６年草地的土壤有机碳含量显著高于围封地。Ｂａｓｈｅｒ和Ｌｙｎｎ［３５］在坎特伯
雷高原研究表明围封４５年后，围封对草地土壤碳、氮等养分含量影响较小。而较多学者研究表明，围封对退化草
地土壤具有显著的恢复作用，围封后土壤有机碳、全氮等含量均会显著增加［１５，２９，３４］。围封可使草地生物量增加，
进而输入土壤的有机物质增多；同时由于土壤生态环境的改变，促进了土壤有机质的形成，增加了土壤对有机碳、
氮的截存，有利于草地土壤有机碳、全氮等的恢复和提高［３０，３５］。本研究中，与自由放牧地相比，围封处理表层土
壤有机碳及全氮含量均显著增加，表明围封可以促进退化高寒草甸土壤的恢复。随着土层深度的增加，１０～３０
ｃｍ土层土壤碳、氮含量均无显著差异，这与白永飞等［３６］对内蒙古高原针茅草原的研究结果一致。本研究中，围
封后两个草地型０～３０ｃｍ土层土壤全磷含量均无显著变化，各个土层的分布也无显著差异。而李英年等［３７］对
高寒草甸研究显示，放牧样地表层土壤全磷含量高于围封样地，这可能由于放牧地家畜排泄物的归还所致，因家
畜粪和尿中９５％磷在粪中，这部分磷难以分解［３８］，且家畜的粪主要集中在土壤表层，长时期放牧增加了表层土壤
全磷含量。而本研究围封时间较短，且土壤全磷是土壤中较为稳定的一个组分，各土层各样地尚无明显变化。
综合而言，过度放牧导致的退化高寒草甸进行短期禁牧封育，能够提高地上生物量，有效地增加禾本科和莎
草科等优质牧草在群落中的比例，提高了植物群落功能群多样性，促进了植被恢复；同时能够提高表层土壤有机
碳、全氮的含量，使得土壤肥力得以恢复。然而本研究围封年限尚短，需要进一步探究该区域不同封育时间对草
地生态系统的影响，为该区域生态系统的维持与恢复提供科学依据。
犚犲犳犲狉犲狀犮犲狊：
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