全 文 ：第 15 卷 第 4 期
Vol. 15 No. 4
草 地 学 报
ACTA AGRESTIA SINICA
2007 年 7 月
Jul. 2007
文章编号: 1007-0435( 2007) 04-0394-04
放牧强度对混播草地群落数量特征的影响(简报)
董全民1, 赵新全2 , 马玉寿1
( 1.青海省畜牧兽医科学院, 西宁 810016; 2.中国科学院西北高原生物研究所, 西宁 810001)
关键词: 放牧强度; 高寒混播草地; 重要值; 物种多样性; 相似性系数
中图分类号: S812 文献标识码: A
Study on Community Quantity Character in Alpine Mixed-sown Grassland
under Different Grazing Intensities
DONG Q uan-min1 , ZHAO Xin-quan2 , MA Yu-shou1
( 1. Qin ghai Academy of An imal and Veterinary Sciences, Xining 810016,C hina;
2. Northw est Ins ti tute of Plateau Biology, Qing hai Province 810008, China)
Key words: Grazing intensity; A lpine mixed-sow n grassland; Important value; P lant species div ers-i
ty ; Similarity index
放牧强度对人工草地群落数量特征的影响, 国内
外学者已有报道[ 1~ 2] ,而有关青藏高原的研究则很
少[ 3]。Reategui[ 4]认为,载畜量增大将使丛生禾草向
矮生禾草演替, 而导致草地退化。另外,放牧强度对
植物群落组成和生物多样性也有很大影响, 随着放
牧强度的增加, 一些适口性高、再生性强、不耐牧的
种类减少, 而适口性差、耐牧的种类增多 [ 5]。本试验
研究放牧强度对垂穗披碱草( Elymus nutans ) /星星
草( P uccinel l ia tenuf lor a)混播草地群落数量特征
的影响,旨在为人工草地的放牧利用提供科学依据。
1 材料与方法
1. 1 试验地自然概况
试验地设在青海省果洛州大武乡格多牧委会
2002年建植的披碱草/星星草混播人工草地(北纬
34b17c~ 34b25c、东经 100b26c~ 100b43c) ,为小盆地,
海拔 3980 m。属高原寒冷气候类型, 年均气温-
2. 6 e , \0 e 年积温 914. 3 e , 日照时间 2576. 0 h,
年均降水量 513 mm, 5 - 9 月 437. 10 mm , 占年
85. 2%。无绝对无霜期,生长期 110~ 130 d。
1. 2 试验设计
在当地牧户牛群中,选取生长发育良好、健康的2. 5
岁阉牦牛 16头,体重 100 ? 5 kg, 随机分为 4组(每
组 4头) ,按放牧草利用率( 20%、40%、60%、80%)
分为极轻、轻度、中度和重度放牧。放牧试验从 2003
年开始, 2005年结束,自每年 6月 20日- 9月20日。
1. 3 测定内容和方法
在试验期内, 每半个月沿各小区对角线 100 m
样条各取 5个样方( 1. 0 @ 1. 0 m2 ) ,用扣笼法齐地
刈割测定地上现存量,然后将样方分为 4 个子样方
( 0. 50 @ 0. 50 m2 ) ,共计 20个样方, 对群落结构进行
调查(盖度、频度、株高、生物量)。
1. 4 计算公式
1. 4. 1 物种丰富度( species richness)采用物种数 S;
收稿日期: 2007-01-29; 修回日期: 2007-06-08
基金项目: 国家/ 十五0科技攻关计划重大项目( 2001BA606A-02)、2005年度青海三江源自然保护区生态保护和建设总体规划科研课题及
应用推广招标项目( 2005-SN-1) 和国家/ 十一五0科技支撑计划重大项目( 2006BAC01A02)
作者简介: 董全民( 1972-) ,男,博士,副研究员,主要从事草地放牧生态及青藏高原/ 黑土型0退化草地的恢复与重建工作, E-m ail: dqm 850
@ sina. com 或 qmDong@ qhm ky. com
第 4期 董全民等:放牧强度对混播草地群落数量特征的影响(简报)
1. 4. 2 重要值( I V)为: I V= (相对盖度+ 相对频度
+ 相对株高+ 相对生物量) / 4;
1. 4. 3 物种多样性采用 Simpson 指数( D)和 Shan-
non-Wiener 指数 ( Hc) : D = 1 - E P 2i ; Hc= - E
P i lnP i ;
1. 4. 4 物种均匀度采用Pielou指数(Jc) : Jc= Hc/ lnS;
式中 S 为样方中的物种数, P i 为样方中第 i 种
的生物量占总生物量的比例。
2 结果与分析
2. 1 放牧强度对群落物种组成及其重要值的影响
经过 3个放牧季, 各放牧区群落组成的变化较
大,轻牧区的物种数最多( 34) ,比极轻和中牧区分别
增加 4和 6种,比对照和重牧区分别多 10和 11种。
随放牧强度的增加,垂穗披碱草的重要值降低, 而星
星草则增大,极轻、轻度、中度和重牧区垂穗披碱草
的重要值比对照分别下降 16. 7%、16. 8%、19. 0%
和 20. 7%, 而星星草增加 2%、10%、11% 和 17%。
经过 3个季节的放牧,各区(包括对照)的建群种仍
为垂穗披碱草和星星草, 主要次优势种和伴生种有
很大不同。各区的次优势种均有早熟禾 ( Poa
sp p ) ,伴生种均有黄帚橐吾( L ig ular ia v ir gaur ea)
和细叶亚菊 ( A j ania tenui f ol ia )。在放牧期 (生长
表 1 不同放牧强度下垂穗披碱草/星星草混播群落主要植物种群重要值的变化
Table 1 Dominances o f major plant populations under different stocking rates in Elymus nutans /
P uccinellia tenuf lora mixed- sow n communit y
植物名
Plant n ame
对照
Cont rol
极轻放牧
E xt remely light grazing
轻度放牧
Lightgraz ing
中度放牧
Moderategrazing
重度放牧
H eavy g razin g
垂穗披碱草 Elymu s nu tans 0. 522 0. 355 0. 354 0. 332 0. 315
星星草 P uccinel lia t enui f lor a 0. 065 0. 067 0. 075 0. 076 0. 082
早熟禾 P oa spp. 0. 061 0. 039 0. 068 0. 078 0. 064
洽草 K oeleria cr istata 0. 011 0. 020 0. 022 - -
紫羊茅 Fe stuca r ubr a 0. 022 0. 035 0. 039 0. 020 -
青海苔草 Care x i vanavoe 0. 022 0. 041 0. 050 0. 051 0. 029
矮嵩草 K obr esia h umi li s 0. 010 0. 020 0. 034 0. 074 0. 027
小嵩草 K . p ar va 0. 013 0. 014 0. 016 0. 028 0. 020
兰石草 Lancea t ibet i ca 0. 028 0. 046 0. 048 0. 050 0. 053
紫花地丁 Viola p hi l ip p ica 0. 014 0. 015 0. 016 0. 024 0. 012
细叶亚菊 A j ania tenui f ol ia 0. 029 0. 030 0. 031 0. 029 0. 034
蓬子菜 Gal ium verum 0. 028 0. 045 0. 025 0. 018 0. 033
火绒草 L eontop od ium leontopod ioid es 0. 019 0. 006 0. 021 0. 015 0. 032
雅毛茛 Ranunculus pu lch el lu s 0. 015 0. 023 0. 012 0. 011 0. 015
多枝黄芪 A str agalus p olyc lad us - 0. 010 0. 011 0. 014 0. 026
黄花棘豆 Ox yt rop is orchr oc ep hala - 0. 013 0. 014 0. 017 0. 022
黄帚橐吾 L igu lar ia v i rg aurea 0. 025 0. 025 0. 030 0. 044 0. 048
乳白香青 A j ania tenui f ol ia 0. 016 0. 021 0. 020 0. 022 -
甘肃马先蒿 Pediculari s kansuensi s - 0. 004 0. 026 0. 029 0. 071
鹅绒萎陵菜 P otenti l la an se rina 0. 023 0. 028 0. 010 0. 026 0. 033
多裂萎陵菜 P. mul t if ida 0. 030 0. 040 0. 020 0. 007 0. 019
雪白萎陵菜 P. niv ea 0. 020 0. 004 0. 003 0. 010 0. 018
大针茅 S tip a gr undi s 0. 010 0. 080 0. 012 0. 010 0. 020
高山紫菀 A ster alp inus 0. 010 0. 001 0. 001 0. 008 0. 003
毛茛 Ranunculus j ap onicus Thunb. 0. 005 0. 012 0. 002 0. 001 0. 02
独活 H er acl eum hemsley anum - 0. 002 0. 002 - -
棱子芹 P leu rospe rmum camtschat ic um H offm - 0. 002 0. 002 - -
星状凤毛菊 Saussurea st el la - - 0. 001 0. 002 0. 004
高山葶苈 Draba alp ina 0. 001 0. 002 0. 002 - -
白苞筋骨草 A j ug a lu pu lina - - -
西伯利亚蓼 P olyg onum sihi ri cum 0. 001 0. 001 -
高山唐松草 T hali ct rum alp inum - 0. 001 0. 001 0. 001 -
长叶无尾果 Colur ia longi f ol ia - - 0. 001 - -
西藏微孔草 Microula tibe ti ca - - 0. 001 - -
短管兔耳草 Lag ot i s brev i tuba Maxim 0. 001 0. 001 0. 001 0. 001 -
物种数 S 24 30 34 28 23
395
草 地 学 报 第 15卷
期)间,对照、极轻和轻度放牧区垂穗披碱草的竞争
率总是大于星星草, 抑制了星星草的生长 [ 3] ,这也就
为早熟禾和黄帚橐吾以及细叶亚菊等阔叶植物的生
长提供了一定的环境资源。在中度放牧下, 由于牦
牛对垂穗披碱草、星星草和早熟禾的采食强度增加,
为兰石草、细叶亚菊、黄帚橐吾和甘肃马先蒿 ( P e-
dicular is kansuensi s) 等杂类草的生长发育创造了
条件,使之能够竞争到更多的阳光、水分和土壤养
分,它们的重要值有所增加;随着放牧强度的继续增
加,中度放牧区的伴生种(兰石草和甘肃马先蒿)成
为重度放牧区的次优势种,如果持续过度放牧,垂穗
披碱草和星星草将进一步被兰石草 ( L ancea t ibet i-
ca)和甘肃马先蒿等杂类草所代替,草场退化。
2. 2 放牧强度对物种多样性和均匀度的影响
不同放牧强度下群落的物种多样性指数、丰富
度和均匀度指数的变化不同。经过一个放牧季的放
牧,轻度放牧区植物群落的物种丰富度和多样性
指数最高, 而均匀度指数在对照区最高, 其次为中
度放牧区, 三个指数的排序分别为: 物种丰富度为
对照< 重度放牧< 中度放牧< 极轻放牧< 轻度放
牧,均匀度指数为重度放牧< 轻度放牧< 极轻放
牧< 中度放牧< 对照, 多样性指数 Hc和 D 均为对
照< 中度放牧< 重度放牧< 极轻放牧< 轻度放
牧。经过 3 年的连续放牧, 轻度放牧区植物群落
的物种多样性指数、物种丰富度和均匀度最高。
2004年与 2003和 2005 年的结果差异很大, 这主
要是因为多样性指数 ( D 和 Hc)是物种水平上多
样性和异质性程度的度量, 能综合反映群落物种
丰富度和均匀度的总和, 因此必然与物种丰富度
和均匀度的度量结果有一定程度的差异多样
性 [ 6, 7] (表 2)。
表 2 放牧强度对群落多样性、丰富度和均匀度指数的影响
Table 2 Change in diver sity, abundance and evenness index of community under different gr azing intensity.
时间
Tim e
指标
Indices
对照
Cont rol
极轻放牧
E xt rem ely light graz ing
轻度放牧
Ligh t grazing
中度放牧
M oderate grazing
重度放牧
H eavy grazing
2003 丰富度 S Abundance S 13 22 26 17 14
均匀度指数 Jc Evennes s in dex Jc 0. 8221 0. 7766 0. 7752 0. 8128 0. 7640
多样性指数 Hc Diversity index Hc 1. 7086 2. 2420 2. 3761 2. 0094 2. 0639
多样性指数 Dc Diversi ty index Dc 0. 6970 0. 8066 0. 8138 0. 7596 0. 7967
2004 丰富度 S Abundance S 16 15 23 19 17
均匀度指数 Jc Evennes s in dex Jc 0. 8133 0. 8029 0. 8565 0. 8636 0. 7789
多样性指数 Hc Diversity index Hc 1. 8697 1. 9561 1. 8687 1. 9175 2. 3623
多样性指数 D Diversity in dex D 0. 7148 0. 7500 0. 7181 0. 7221 0. 8503
2005 丰富度 S Abundance S 24 30 34 28 23
均匀度指数 Jc Evennes s in dex Jc 0. 6878 0. 7292 0. 8025 0. 7623 0. 5910
多样性指数 Hc Diversity index Hc 2. 1859 2. 4800 2. 5776 2. 5403 2. 5047
多样性指数 D Diversity in dex D 0. 7735 0. 8042 0. 8686 0. 8633 0. 8013
表 3 放牧强度与丰富度、多样性和均匀度指数的关系
T able 3 Relationship bet ween gr azing intensity and abundance, div ersit y index , and evenness index
时间
Tim e
指标
Indices
回归方程 Y = aX 2+ bX + c( a, b, c> 0)Regres sion equation
Y= aX 2 + bX + c ( a, b, c> 0)
a b c
R2
显著性检验
S ignifi can t tes t
2003 丰富度 S Abundance S - 0. 3878 3. 9685 13. 6660 0. 8288 *
均匀度指数 Jc Evenness index Jc 0. 0004 - 0. 0068 0. 8109 0. 7692 *多样性指数 Hc Diversity index
Hc
- 0. 0153 0. 1793 1. 7742 0. 6919 *
多样性指数 D Divers ity index D - 0. 0022 0. 0287 0. 7145 0. 5834 ns
2004 丰富度 S Abundance S - 0. 1457 1. 7600 14. 7890 0. 5418 *
均匀度指数 Jc Evenness index Jc - 0. 0020 0. 0208 0. 7967 0. 5098 ns多样性指数 Hc Diversity index
Hc
0. 0023 - 0. 0149 0. 7343 0. 7064 *
多样性指数 D Divers ity index D 0. 0023 - 0. 0149 0. 7343 0. 7064 *
2005 丰富度(物种数) S - 0. 3340 3. 3675 23. 992 0. 9336 **
均匀度指数 Jc Evenness index Jc - 0. 0056 0. 0528 0. 6092 0. 8817 **多样性指数 Hc Diversity index
Hc
- 0. 0083 0. 1134 2. 2042 0. 9607 **
多样性指数 D Divers ity index D - 0. 0026 0. 0321 0. 7627 0. 8515 **
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第 4期 董全民等:放牧强度对混播草地群落数量特征的影响(简报)
回归分析表明, 在 3个放牧季内, 放牧强度与
物种丰富度、多样性指数 Hc、多样性指数 D (除了
2003年)和均匀度指数(除了 2004 年)均呈显著或
极显著的二次回归(表 3)。此外, 不同放牧强度下
群落多样性指数 ( D 和 H c)与丰富度呈极显著的
正相关( P< 0. 01) , 与均匀度指数( Jc)呈显著的正
相关( P< 0. 05)。
2. 3 放牧强度对群落相似性系数的影响
对照区与其它各放牧区植物群落的相似性系数
随放牧强度的增加而减小。从年度变化来看, 极轻
放牧区与对照区植物群落的相似性系数随放牧时间
的延长略有增加, 而其它放牧区与对照区植物群落
的相似性系数随放牧时间的延长而逐年降低。放牧
强度相近的两放牧区之间植物群落的相似性系数较
大,而且放牧强度越相近,相似性系数越大。这表明
随放牧强度的增加,除了极轻放牧,其它三个放牧区
与对照区植物群落的相似程度下降, 植物群落均朝
着偏离对照区植物群落的方向变化, 而且放牧时间
越长,各放牧区与对照区植物群落的相似程度越小。
说明各放牧处理组植物群落朝着远离对照群落的方
向演替(表 4)。
表 4 放牧强度对人工草地群落相似性系数的影响
T able 4 Changes of community sim ilar ity index in sow n g rassland under different gr azing intensities
处理
T reatmen ts
时间
T ime
对照
Cont rol
极轻放牧
Ext rem ely light grazing
轻度放牧
L ight grazing
中度放牧
M oderate grazin g
重度放牧
H eavy grazin g
对照 2003 1. 0000
Cont rol 2004 1. 0000
2005 1. 0000
极轻放牧 2003 0. 9241 1. 0000
Ext remely 2004 0. 9233 1. 0000
ligh t grazing 2005 0. 9295 1. 0000
轻度放牧 2003 0. 9147 0. 9241 1. 0000
Light 2004 0. 8732 0. 9233 1. 0000
grazing 2005 0. 8219 0. 9295 1. 0000
中度放牧 2003 0. 8741 0. 9147 0. 8213 1. 0000
Moderate 2004 0. 8232 0. 8732 0. 7997 1. 0000
grazing 2005 0. 7931 0. 8219 0. 7820 1. 0000
重度放牧 2003 0. 7998 0. 8741 0. 7634 0. 8421 1. 0000
H eavy 2004 0. 7206 0. 8232 0. 7322 0. 8001 1. 0000
grazing 2005 0. 6120 0. 7931 0. 6723 0. 7214 1. 0000
3 结 论
经过连续 3个放牧季, 各放牧区草地植物群落
组成的变化较大,轻度放牧的物种数最多( 34) ,比较
极轻放牧和中度放牧区分别增加 4 和 6 种, 比对照
和重度放牧区分别多 10和 11种,且随放牧强度的
增加,垂穗披碱草的的重要值降低, 而星星草则增
大;在 3个放牧季内, 放牧强度与物种丰富度 S、多
样性指数 Hc、多样性指数 D (除 2003 年)和均匀度
指数 Jc(除 2004 年)均呈显著或极显著的二次回
归;各放牧区与对照区植物群落的相似性系数与放
牧强度呈显著的负相关, 说明各放牧处理组植物群
落朝着远离对照群落的方向演替。
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(责任编辑 梁艳萍 才 杰)
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