全 文 ：第 6 卷
V ul
.
6 No
第 2 期
2
草 地 学 报
A CTA AG 刊晓足[A SIN CA
19 8 年
1 1刃8
不同放牧率对草原植物与土壤 C 、 N 、 P 含量的影响 ’
李香真 陈位忠
(中国科学院植物研究所 ,北京 1(X叉为3)
摘要 : 本文研究不同放牧率对草原植物土壤系统中 C 、 N 、 P含量的影响 。 结果表明 , 对照 区地上
生物量和 O 一印cm 土层的总根量显著大于各放牧处理 (P < 0 . 01 ) , 而放牧处理间差异不显著 (P >
0
.
05 )
。 对照区和 1 . 3 只羊/ hn l辛处理植物的 C 含量显著大于 4 只羊 / 玩产和 6 . 67 只羊 / 恤矛, 而后两
个处理的 N 、P含量较高。 4 只羊 / In l尹处理的口N 和 C/ P最小 。 6 . 67 只羊/ 坛矛处理已使根系和根系
中的 N 素明显向表层聚集 。 对照区 O 一 10C m 土层土壤有机 C含量显著大于各放牧处理 , 而各放牧处
理间差异则不显著。 土壤有机 C , N含量与根系生物量成显著正相关 。 0 一 10C m 土层 中无机 N 在 4
只羊/ h n产处理中最大 。 土壤微生物量 C 、P含量在 6 . 67 只羊月m 产处理中显著降低 , 其它处理间差异
不显著 。 其中 4 只羊和 6 . 67 只羊/ 玩矛处理的微生物 N 含量较高 。
关锐词 : 放牧率 ; 土壤 一 植物系统 ; C 、N 、P含量 ; 羊草小禾草草原
1 前言
在草原生态系统中 , C 、 N 、 P是最重要的三种化学元素 ,其分布和储量直接关系到草原生态
系统功能的正常发挥 。 内蒙古草原放牧生态系统中的植物组成 、生产力和化学元素组成受放
牧影响均已发生变化(李永宏 , 19 4 ) , 对牧业生产和草原环境都产生巨大的作用 。
在草原持续发展 的管理措施 中 , 合理利用水分 、养分资源 , 制定合理的放牧制度和载畜量
是保证持续发展的关键 。 因此 ,分析土壤 一 植物系统中养分库各参数对不同放牧率的反应 , 将
有助于正确评价环境质量与牧业生产的关系 , 避免不合理的生产措施 。
羊草小禾草草原广泛分布在内蒙古高原草原地带 ,但由于过度放牧 , 已导致大面积退化 。
国内学者对该地区不同放牧处理下土壤 一 植物系统 中 C 、 N 、 P 变化的定量研究工作较少 。 本
研究 旨在运用控制试验 的研究方法 , 研究八年放牧处理后 , 在三个放牧率下植物系统的化学组
成和土壤剖面 中 c 、N 、 P库各参数的变化情况 , 以期确定放牧率与养分库各参数变化的关系 。
2 材料和方法
2
.
1 自然概况
试验区设在 内蒙古锡林 浩特中国科 学院草原生态 系统定位站 。 该地区年均气温 0 . 5 -
1℃ , 年均降水 350 ~ 。 土壤为粟沙土 , pH 7
.
5 一 7
.
8
, 质地以中、细沙为主 。 放牧试验区为羊草
刁床草 退化 草 原 , 主 要植 物 有羊 草 (2劝, 之” ch i~ is ) 、根 茎 冰草 (心呷卿几 爪交份功 i)、 冷 篙
(注准m 砧记尹咭诚乙)、星毛萎陵菜(Po te nt “阮 ~ 以is )
、糙隐子草 (Cle is帜卯舰3 Sq “已口℃sa )等 。
2. 2 试验处理
198 9 年设立 4 个围栏 , 各 lhi n Z , 试验前植物生物量和土壤性质在试 区间无显著差异 。 共
设 3 个放牧率处理 , 其 中每公顷放牧 1 . 3 3 (A) , 4 (B )和 6 . 67 (C) 只羊 , 分别代表轻牧 、 中牧和重
, 本研究得到 国家 自然基金项 目(N O . 小刀熨灯加)资助
第 2 期 李香真等 : 不同放牧率对草原植物与土壤 C 、N 、P含量的影响
牧 , 放牧方式为轮牧 。 试验前 , 挑选体重接近 的羊作试验羊 , 单羊体重在 41 一 49 千克范围内 ,
处理间体重差异不显著 。 其中 1卯 1 和 1卯3 年试前 , A 处理体重分别为 41 . 05 士 1 . 0 和 47 . 75
士 0
.肠 千克 ;B 处理为 41 . 65 士 5 . 71 和 47 . 83 士 3 . 25 千克 ;C 处理为 41 . 0 士 3 . 的 和 47 . 94 土 2 . 98
千克 。 每年 5 月开始 , 每隔 30 天放牧 巧天 , 每年放牧 3 次 。 试验羊为内蒙古细毛羊 。 另外设
不放牧作对照处理 (CK )。
2. 3 取样和分析方法
2. 3
.
1 地上生物量测定 每月测定一次 , 每点测 1时 样方 , 重复 5 次 , 取样后在烘箱中团℃下
烘干 24 小时后 , 称重 、粉粹 , 过 1~ 筛
, 供分析用 。
2. 3. 2 地下生物量测定 每月测定一次 , 每次取 17 x 18c 时 面积的土块 , 共分三层 , O 一 10 、 10
一
30
、
so
一 印cm , 取土后 , 放人 0 . 05 ~ 孔径 的根袋中 , 用水洗净 , 除去土壤 、碎石等杂物 , 将根
系放人烘箱 , 经 印℃烘干 48 小时后 , 称重 、粉碎 , 备用 。
2. 3. 3 1卯7 年 8 月 20 日 , 每个放牧率处理各取土样 5 个剖面 , 各分 O 一 ro 、 ro 一 30 、30 一 印 c m
三个层次 , 土样经风干 , 过 1~ 筛后
, 供分析用 。
2. 3. 4 土壤微生物量 C、 N 、 P测定 样品只取 0 一 10c m 土壤 , 放于冰箱 中在 一 4℃下保存备用 。
采用抓仿熏蒸浸提法测定 ,具体操作参见 B阴kes (19 8 5 )和 van ce (19 87 )的方法 。
2. 3. 5 土壤和植物全 N 用凯氏定氮法测定 。 有机碳用重铬酸钾外源热法测定 。 土壤全 P用
玩别入一 HC I氏 消煮 一 铝锑抗比色法定量 。 无机磷用 0 . 4 n怕F L 姚s仇 浸提 , 钥锑抗法 比色 。 无
机氮用 Zo F L KC I浸提 ,其中氨态氮用靛酚蓝 比色 , 硝态氮用流动分析仪测定 。
2
.
3
.
6 用 Du ~
’ s 新复极差法对数据进行多重 比较 。
3 结果与分析
3
.
1 放软率对植物种和生物量的影响
3
.
1
.
1 不同放牧率对群落植物种的组成产生显著变化 。 在对照区 , 以羊草 、冰草 、针茅 、 糙隐
子草等禾本科牧草为主 , 冷篙占有一定比例 。 在放牧试验处理中 , A 处理 (1 . 3 只羊 )以冰草 、
糙隐子草为主 ,冷篙的比例有所增加 , 针茅 、羊草 的比例显著下降 。 B 处理 (4 只羊 )以冷篙为
主 , 星毛萎陵菜的比例显著提高 , 而 C 处理 (6 . 67 只羊 )则 以星毛萎陵菜为主 , 同时冷篙也占很
高的比例 。
3
.
1
.
2 8 月份测试结果 , 各试验处理 (CK 、A 、B 、 C) 的地上生物 量分别为 1巧 . 6 、49 . 2 、39 . 7 和
32
.
9扩扩 。 其中对照区显著大于放牧处理 , 但处理间差异不显著(P > 0 . 05 ) 。
3
.
1
.
3 分析 0 一 团c m 地下总根量的变化规律可以看出 (表 1 ) , 对照区显著大于各放牧处理 , 但
处理间差异不显著 。 在 0 一 10c m 土层中对照区 的根量大于各放牧处理 , 但差异不显著 。 在 10
一
30 cm 土层中 , 对照区和 A 、B 处理间的根系量差异不显著 , 但对照区根量显著大于 C 处理 。
在 C 处理中 , 0 一 10c m 土层根量 占 0 一 印c m 总根量的比例高于其它处理 , 而 ro 一 团c m 土层根
量占总根量的比例则低于其它处理 , 但处理间差异不明显 。 这一现象说明 , 在重度放牧下 出现
根系较多地聚集于表层的趋势 。 由于放牧使土壤表层硬度提高 , 减少下层土壤的水分 、养分和
仇 ,从而限制了根系向下生长 。
3
.
2 植物体 内化学元素组成的变化
3
.
2
.
1 从表 2 可 以看出 ,植物地上部 C 的含量相差不大 , N 、P 含量的顺序是冷篙 > 星毛萎陵
菜 > 羊草 > 糙隐子草 。 0 一 10c m 土层根系中 , 星毛萎陵菜 C含量相对较低 ,其 N 、 P含量的顺序
草 地 学 报 1卯 8 年
与地上部的结果相同。 地上部 C/ N 、C/ P 比 , 地下部 C/ P 比的变化顺序均为冷篙 < 星毛萎陵菜
< 羊草 < 糙隐子草 。 地下部 已P 比以星毛萎陵菜最小 。
表 1 不同处理下各土层地下根t 【『廿 )及占总根t 的比例 ’
毛山le l 叉u刃v e脚11 记 and 山记e飞功Un d bi~
阴山r 山氏祀 n t stoc 七ng ~
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1
.
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1
.
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4 只羊 / 腼罕
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6
.
67 只羊 / lu 刀2
6
.
67 sh e 州腼平
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R 〕滋 bi J .卫处始 in o 一 10 e m
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30 cm 根量 3M a 323 ab 329 ab 刀lb
R 。滋 bi 伽 1琶眨泥 in 1 0 ~ 30 e m
C 30
一 团 em 根量 136 a lo a 卯 a la7 a
R 。吹 bi o n 琶贬灼 in 30 、 印 cm
D O 一 团e m 总根量 1582 a 125 9 b 128() b 127 5b
R 〕城 bi 伽 1篮处遮 in o ~ 印c m
刀D 比 A : D m tlo 0 . 仗科a o. 仅讲 a o. 仅巧a 0. 7 03 b
B/ D 比 B : D ra tlo 0 . 230 a 0 . 25 7 a 0 . 乃7 a 0 . 2 13 b
C/ D 比 C : D ra 七0 0 . 0肠a 0 . 佣o a 0 . 0 77 a 0 .硬博a
, 同一行内字母不同者差异显著(P < 0 . 05 ) . 场价此nt le t e招 in , row ~
si即西Can ce at the < 0
.
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表 2 植物地上部和 0 一 10 二根系以及不同土层根系中 C 、N 、P 的含t
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C % N % P % C / N C / P
地上部 A h〕ve脚U r杖1 1沼n ’
羊 草 L . ch i~ 站 43
.
5 1
.
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.
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.
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糙隐子草 C . s叮
uars
a 4 3
.
2 1
.
3 1 0
.
1 33 33
.
0 3乃
星毛萎陵菜 尸 . 记双 )口之汉七 45 . 8 2. 05 0 . 2n 2 . 3 217
冷 篙 A沂心众勿 43 . 9 2. 功 0. 293 17 . 6 1刃
地下部 (0 一 1 0 e m )
U n de笔ro tl n d l冶rt (0 一 10 em ) ’
羊 草 L . Ch io is 45 . 0 1 . a7 0. 的8 42 . 1 46 1
糙隐子草 C . sq
~
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45
.
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.
89 0. 0’n 51 . 6 5卯
星毛萎陵菜 尸月汉 翅双止15 39 . 2 1 . 01 0 . 1四 38 . 8 3以)
冷 篙 A .尹烤及勿 46 . 8 1 . 26 0 . 126 37 . 1 371
不同层次根系养分含量(N 二 20 ) ‘ ’
Co n te llts in n , 〕15 坛〕m
山玉re nt de pths (n = 20 )
0 ~ 10 em 4()
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.之a 1 . 27 a 0 . 的s a 32 . 9 a 446 a
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~ 印 e m 4() . 6 a 1 . 56 b 0 . lllb 26 . 4b 383 a
, 样品均取自对照 区 阮叨ples we re c o leC ted in co n的l讨ot “ 不同处理区样品的平均值 M删I V alues of
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ples 玩m di任三二ni trea 七1 1e ni plo ts “ ‘ 同一列内字母不同者差异显著 , 以下除特别指出者均同此 I万瓜re n t
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第 2 期 李香真等 :不同放牧率对草原植物与土壤 C 、 N 、 P 含量的影响
表 3 不同放牧处理下植物地上部 、地下部 C 、N 、P的含t
1’ab le 3 C , N , P c o n tents in plan . 四de r 山氏re ni stoc 匕ng 扭tes
C % N % P % C/ N C丫P
地上部 Ah w 耀”uz 记
CK 4 1
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.
33 只羊 / 俪早 1 . 33 she 州hi l产 4 2 . 4 a 1 .肠 a 0 . , la 刀 . 3 a l刀 . 7 a
4 只羊/ lu l尹 4 she 州玩尹 39 . 8b 1 .盯b 0 .期a 加 . 2 b 135 . 6 a
6
. 价 只羊/ 11m 辛 6 .价 日he洲恤尹 39 ob l . 85 b 0 . 乃sa Z I . Z b 153 . oa
地一部 0 一 10 e m U司e飞功山记 (0 一 10C m )
CK 36
.
3 a l 肠a 0 . 105 a 34 . 9 ab 34 9 a
1
.
33 只羊 /耐 l . 33 she 夕耐 4 1 . g b 1 . 朋a 0 .姗 a 39 . 6 a 48 7b
4 只羊/ lu l尹 4 she 州腼早 43 . 5 b l . 16ab 0 . 田s a 3s . 4 a 朽sb
6
.
67 只羊 / hmZ 6
. 价 she 洲耐 38 . 5 a l . 3sb o . llla 邓 . o b 拓Za
地下部 10 一 so c m U n de粤加司 (10 一 30 em )
CK 36
.
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4 只羊/ hn尹 4 slle可耐 4 3 . 4 b l . 40 b 0 . lo 3 a 3z . 3 a 书sa
6. 67 只羊月川尹 6. 67 s he 洲hn 产 4 2b 1 . 2 a 0 . 10l a 36 . 5 a 45 a
地下部 30 一 印c m Unde 飞田斑记 (30 一印 c m )
CK 4()
.
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.
33 只羊 / hrn2 一33 she 可耐 39 . 7 a 1 . 肠 a o . lllab 抖 . 2 a 黝a
4 只羊 /耐 4 she州Iunz 40 . 6 a 1 . “a 0 . ll4 ab 拼 .g a 36 2a
6. 67 只羊 / hrnz 6. 67 she 可耐 盛1 9旦 卫全生一卫丛里匕一二些生一二些匕一
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n一口n匕054恤U,口n‘n13
.
2
.
2 从不 同放牧处理根系中 C 、 N 、P 含量的均值
(
n = 20 )
, 可 以看出 ,根系中 C 的含量在不 同层次 间
差异不 明显 。 N 、 P 的含量随着分布深度 的增加 而
有所提高的趋势 。 30 一 团c m 土层根系中 C / N 、 C/ P
的比值最小 。
3
.
2
.
3 分析不同放牧处理的数据可 以看出 (表 3 ) ,
对照区和 A 处理植物地上部的 C 含量高于 中度和
重度放牧处理 , 而 N 、 P 含量则以 B 和 C 处理的含
量较大 , 以 B 处理的 N , P含量最高 , 而 C/ N 、C / P 比
值则表现出相反的变化趋势 , 以 B 处理最小 (见图
1 )
。 不同放牧处理 中 , N 、P含量和 C / N 比的变化主
要是由于放牧率的增加 , 使冷篙和星毛萎陵菜等
刁巴
全卜
‘J
0 1
.
33 4 6
.
6 7
放牧率 (羊 / 公顷 )
s t o e k sn g r a t e s ( sh e e p /恤 2 )
图 1 不同放牧处理下植物地上部 口N 和 口P
Fig
.
1 C/ N
,
C/ P曲 . in plan ts u n d e r
d ife re nt stoc ki ng 血es
N
、
P含量较高的植物种在群落中所占的比例增加所致 。
3
.
2
.
4 对照区 0 一 10c m , 10 ~ 30c m 土层根系中 C 含量显著低 于中牧和轻牧处理 。 0 一 10c m 根
系的 N 含量随着放牧率的增加而 出现提高的趋势 。 C 处理 N 含量与对照和 A 处理之间差异
显著 (P < 0 . 0 1 ) 。 10 一 30 和 30 一 o c m 土层根系的 N 含量则 以轻度和 中度放牧处理较高 , 重牧
草 地 学 报 1卯8 年
处理最小 。 P含量在放牧处理间差异不显著 (P > 0 . 05 ) , 但也 表现 与 N 素相 似的变化 。 0 -
10 c m 土层根中 C / N 比在 C 处理中最小 , 而在 ro 一 30 和 30 一印c m 的根系则以中度和轻度处理
较小 , 重度处理最大 。 上述结果表明 , 重牧处理下 0 一 10c m 土层根 中 N 素积累量增加 , N 素明
显向表层 聚集 。 这种变化一方面来源于植物种的变化 , 另一方面也可能是由于重牧使得地上
部生长减弱 , 根系向地上部运输的氮量降低 , 而在表层根系中积累 。 这一问题有待于深人研
究 。
3
.
3 不同放牧率下土壤 中 C、 N 、 P含量的变化
3
.
3
.
1 对照区 0 一 10c m 土层有机 C 含量显著高于各放牧处理(表 4) , 而放牧处理间差异不显
著 , 但 C处理相对则有所增加 。 对照区 ro 一 lo c m 几个土层有机 C 含量亦呈现大于各放牧处
理的趋势 , 但差异不显著 。
表 4 不同放牧处理土坡有机 C 、全 N 和 P含 . 的变化
Tab l
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4 只羊 / h n尹 4
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4 只羊/ h n尹 4
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.
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CK
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.
3 3 只羊 / hmZ
4 只羊 /腼早 4
6
.
67 只羊 / 11xl尹
3
.
3
.
2 相关分析结果表明 , 土壤有机 C 含量与对应土层中的根量成显著正相关 (图 2 ) , 说明
根系生物量是形成土壤有机 C 的重要来源 。 全 N 与有机 C 的变化趋势相似 。 10 一 30 cm 土层
中的有机 P 含量 , 30 一 印c m 土层 中对照区全 P含量显著大于其它各处理 。
3
.
3
.
3 土壤中速效养分主要与土壤的矿化作用 、植物 的吸收量 、牲畜排泄物量和速效养分含
量有关 。 从表 5 可 以看 出 , O 一 10c m 土层无机 N 在中度放牧处理中最高 , 这可能与该区植物中
C/ N 较低 , 矿化速率较快 , 而植物的吸收量又相对较少有关 ; 30 一 lo c m 土层中也是 B 处理 中
较高 。
第 2 期 李香真等 :不同放牧率对草原植物与土壤 C 、N 、 P 含量的影响
2
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圈 2 (a) 土坡有机 C和 ( b) 土坡全 N 与根t 的关系 (根t 数据已标准化 )
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表 5 不同放牧处理土坡剖面无机 N状况
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3. 4 土壤微生物量的变化
3
.
4
.
1 土壤微生物是物质循环的驱动力 , 而且是对环境变化最敏感的因素 。 从本试验测定的
结果可以看出 (表 6) , 土壤微生物量 C 的平均值为 173 11喇吨 , 约占有机 C 库的 1 . 巧% ;微生物
量 N 的平均值为 4 . 8 11娜 kg , 约占全 N 的 3 . 0 % ;微生物量 P 的平均值为 20 . I n l酬kg , 约占全 P
的 9 . 4 % , 微生物量的 c: N 为 3 . 8 6 : 1 , c: P 比为 8 . 6 : 1 。
表 6 不同放牧处理 。一 10c m 土层土坟徽生物t 《n娜吨)
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2 分析放牧率处理的结果可以看出 , 微生物量 C 、P在重牧处理 中显著降低 。 对照 区与轻
牧和中牧处理间差异不显著 。 MB 一 C / 全 C , MB 一 P/ 全 P之 比在对照区为 1 . 05 % 和 6 . 2 % , 均
大于重牧处理 (0 . 72 % 和 4 . 6 % ) 。 Holt ( 19 7 )认为 , 用 MB 一 C / 全 C 的 比能更好地表征放牧对
微生物量 C 库的影响 , 放牧使该比值降低 。 对照区和重牧处理的结果符合这一规律 。 但最大
微生物量 C 、P 测定结果均出现在 中度放牧处理区 (数据未列出 ) , 轻牧 、中牧处理区 MB/ C 比分
草 地 学 报 1卯8 年
别为 1 . 16 % , 1 . 45 % , 均大于对照区 , M B 一 P/ 全 P 的结果亦类似 , 上述结果与 Holt 的结论完全
相反 。 MB 一 C / 全 C 比的变化与植物地上部 C/ N , 口P 比的变化趋势呈明显的负相关 , 由此可
以说明 , 表层土壤微生物量 C 、 P很大程度上依赖于植物地上地下部的化学成分变化 。 微生物
量 N 与 C 、 P 的变化趋势不同 , B 处理和 C 处理较高 , 这可能与植物含氮较高有关 。
4 讨论
4
.
1 植物对放牧的反应较快 , 经过 8 年放牧试验 , 植物种类发生显著变化 ,结果与动物的选择
性采食和植物本身的耐牧性有关 (李永宏 , 19 4 ; TI In翻 等 , 19 1)。 放牧对整个系统 中各组成
部分的影响 , 主要是通过植物种类 的变化反应 。
4. 2 放牧对草原植被与土壤系统影响的程度与放牧率和放牧时间等因素有关 。 放牧率和放
牧后草原退化的时间进程有一定的对应关系 , 即放牧率较大的草原与放牧历史较长 的草原受
到的干扰相似(李永宏 , 19 4 )。 因此 , 本试验设计的 6 . 67 只羊 / lu 刀 2 高强度试验 , 有利于在较短
的时间内观察到整个系统受干扰的情况 。
4
.
3 不同放牧率引起植物处理种类的不同变化 , 进而使草原植物系统的生产力 、化学组成和
营养价值发生变化 。 在不同放牧处理下 , 植物化学组成变化的长期效应 , 引起了各化学元素在
土壤 一 植物系统 中分布和贮量的变化 。 植物化学组成中的两个重要参数是植物体的 口N 和
C P 比值 。 在其它条件相似时 , 口N 、口P 比小的植物残体 , 分解速率快 , C 、N 、 P循环速率也快 。
从本文的结果中可以看出 , 在一定放牧率范围内 , 随着放牧率的增强 , 地上植物体中 口N 、口P
的比值变小 ;放牧率再增强 ,则使植物地上部 C / N , C/ P变大 。 这种变化规律 , 与在一定的放牧
压力范围内 , 草原生态系统中 N 循环速率随着放牧压力的增大而加快 , 放牧压力再提高 , N 循
环速率又会变慢的观点一致(李香真等 , 1卯7 )。
4
.
4 土壤性质的变化较植物的变化滞后 , 由于这部分库容量极大 , 且受到的影响是间接 的。
很多学者研究了放牧对草原土壤中 C 、 N 、 P 含量 的影响 , 但结果往往 自相矛盾 (氏飞 等 , 1卯6 ;
u
v ad o 等 , 19 5 润七m ~ 等
,
19 89 ; BaUI’e r 等 , 1987 ; ) 。 价眠r 等(19 87) 的研究结果认为 , 未放牧地 0 一 45 . 7c m 土层 中有机 C 、全 P 含量高于放牧样地 , 而全 N 却低于放牧地 。 J6 hi 想to n 等(197 1)
报道 , 一个放牧 4O 年的重牧草原的有机质 、全磷降低 , 速效 P增加 , 认为这是放牧使草原地上 、
地下生物量和归还量降低的结果 。 Smo hak 等 (l 97 2) 报道 , 在 &扣一肠“绝肠协 草原放牧 19 年 的
试验中 , 重牧草原有机碳增加 , 全磷和速磷变化不大 。 另外一些研究结果则认为 , 即使经过几
十年的中度放牧 , 土壤表层中 C 、 N 含量和植物吸 N 量 , 也未发生明显变化(Be rg 等 , 197 )。
以上的研究 , 多为定性 的比较研究 , 对不同放牧率下定量 的控制试验研究较少 , 得到的结
论也不一致 , 说明土壤 一 植物 一 动物系统中 C 、N 库各参数的变化 比较复杂 , 该变化可能与很
多因素有关 。
4
.
5 在本试验 中 , 对照和各放牧处理表层土壤有机 C 含量差异显著 , 但放牧处理之间差异不
显著 。 重度放牧已经使根系明显 向表层聚集 , 使表层有机 C 含量有所提高 , 而其它两个放牧
处理并未表现 出来这种规律 , 这与放牧处理时间不长有关 。 重度放牧使根系向表层明显集中 ,
而下层根量相对减少 , 长期的效应必将降低深层土壤有机 C 含量 , 而表层 C 含量并不一定下
降 , 所以 , 如果只研究表层土壤元素含量的变化 , 又不考虑具体的放牧率 , 可能会得到放牧使土
壤有机质增加的结论 。 本文的结果可以部分地说明这一问题 。 由于所研究草原的放牧率 、放
牧时间 、土壤养分库的天然状况 以及研究参数的选择等因素都有可能导致不同的结论 。
第 2 期 李香真等 : 不同放牧率对草原植物与土壤 C 、 N 、P含量的影响
4. 6 植物地下生物量远远大于地上现存生物量 , 所以影响土壤有机 C 含量的主要 因素是根
量 。 本试验证明 , 根系生物量与土壤有机碳含量成显著正相关 , 因此研究放牧对草地系统 C 、
N
、
P库的影响应重视研究根系的变化规律 , 以揭示土壤 C 、N 、P库变化的机制 。
4
.
7 对天然草地放牧后变化的对 比研究认为 , 土壤微生物量 C 对放牧较敏感 , 放牧使微生物
量 C 显著降低 。 但在本试验中 , 只有在 C 处理中微生物量 C 、P 比对照显著降低 , 而另外两个
放牧处理与对照差异不显著 。 笔者认为 , 微生物量 同时受到营养基质 的物理化学组成和土壤
物理化学性状的影响 。 在该草原 区 , N 素是限制植物和微生物生长的一个重要 因素 , 在一定的
放牧率内 , 植物和根中的 C/ N 比降低 , 有利于微生物生长 , 但在重牧时 , 由于土壤理化性状的
恶化有可能使微生物量降低 , 对这一问题还需深人研究 。
初步研究结果表明 , 植物系统 中的 C/ N , C/ P 比可以很好地指示养分库的一些变化 , 因此
有必要研究 口N , 口P 比与养分库其它各参数变化的定量关系 。
5 结语
在内蒙古羊草小禾草草原上 , 经过 8 年不 同放牧率的试验 , 植物系统中 C 、N 、P 含量和 口
N
、口P 发生显著的变化 。 口N 、C / P 比在一定放牧强度下最大 。 重度放牧下 , 根系和根系中的
N 含量明显集中在表层 。 土壤有机 C 、全 N 与根系生物量呈显著正相关 。 O 一 10c m 土层 中有机
C 含量显著降低 , 而轻度 , 中度和重度放牧处理之间未发现显著差异 。 全 N 、全 P也表现 出相
似的变化趋势 。 无机 N 含量在中度放牧处理 中最高 。 上述变化与植物种 的变化和放牧率的
变化直接相关 。
参 考 文 献
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