不同放牧强度对拉萨河谷温性草原植物群落和物种多样性的影响

不同放牧强度对拉萨河谷温性草原植物群落和物种多样性

的影响

向明学1， 郭应杰1， 古桑群宗1， 张晓庆4， 潘 影3， 武俊喜2,3*， 拉 多1*

【摘 要】摘要：放牧对西藏温性草原的影响敏感且复杂。本试验通过研究植物群落特征在不同放牧强度下的变化，以期为物种多样性保护和放牧管理提供科学依据。本文以拉萨河谷温性草原为研究对象，设置3种放牧梯度，采用样方调查法，分析不同放牧强度对植物群落和物种多样性的影响。结果表明，禁牧处理下植物群落高度、Shannon-wiener指数、Pielou指数显著升高，但Simpson指数显著降低，物种更替程度最低；中度、重度放牧处理下Shannon-wiener指数、Pielou指数和Simpson指数显著降低。放牧是直接影响物种重要值的重要因素，并且是物种更替的直接驱动力。围封使植被群落高度、物种多样性增大，物种更替率降低，对退化草地有一定的修复作用，但重度放牧使植物向耐啃食、耐践踏、低矮化方向发展，并且使物种多样性降低。 【期刊名称】草地学报 【年(卷),期】2019(027)003 【总页数】7

【关键词】放牧强度；温性草原；群落特征；物种多样性；拉萨河谷；西藏 基金项目：国家重点研发计划项目(2016YFC0502004-5)；国家自然科学基金面上项目(31570460)；西藏科技重大专项(XZ201801NA02)资助

青藏高原被称为世界第三极，是我国重要的生态安全屏障，草地是其最大的生态系统。草地植物群落是草地生态系统中的主体，对草地生态系统结构和功能

的维持和稳定起着重要且直接的作用。以数量和结构为代表的植物群落特征以及在物种水平上的植物群落物种多样性是衡量一个地区草地生态系统功能的重要内容。

放牧对草地植物群落的结构、生产力及其物种多样性均有显著影响。一般来说，封育能增加优良牧草在群落中的优势度，促进草地植被恢复，但也可能造成单个或少数优势种在群落的优势地位过分加大，降低草地物种丰富度和多样性[1]。相比重度放牧，适度放牧能维持草地的总物种数和多样性[2]；也会促进地下生物量的生长[3]。但由于研究地点、草地植被类型的不同，放牧强度对植物多样性的影响在不同研究中结论也不完全一致。在荒漠草原，放牧干扰强度越大，植物群落丰富度和多样性指数越高[4]。在东祁连山高寒草地上，放牧干扰梯度下群落α-多样性的变化规律是：丰富度随放牧强度的增大而呈下降趋势，中牧阶段略有所增加，到重牧和过度放牧阶段显著减少；而β-多样性则能很好地反映放牧干扰梯度下植物群落物种的替代速度[5]。但到目前为止，不同放牧强度对拉萨河谷温性草原草地植物群落特征及物种多样性的影响尚不清楚。本研究以拉萨河谷温性草原为实验样地，通过设置禁牧、中度放牧、重度放牧3种处理，探究不同放牧强度对植物群落特征和植物物种多样性的影响，以期为当地草地植物多样性保护和草地放牧管理提供科学依据和理论基础。

1 材料与方法

1.1 研究区域概况

研究区域位于西藏中南部、拉萨河中游澎波河流域的谷地南岸，隶属西藏拉萨市林周县(29°45′～30°08′ N，90°51′～91°28′ E)，平均海拔4 200 m，属高原季风气候区，昼夜温差大，太阳辐射强，年均气温5℃，年均降水491 mm，

雨季集中在5-9月，年均日照时数3 000 h，无霜期120 d[6]。本实验地位于白朗村亏组山麓冲积扇，草原类型为温性草原，以白草(Pennisetum centrasiaticum)为建群种，优势植物种有草沙蚕(Tripogon bromoides)、高山嵩草(Kobresia pygmaea)、黑褐穗薹草(Carex atrofusca)、丝颖针茅(Stipa capillacea)，草地退化伴生种为劲直黄芪(Astragalus strictus)、狼毒(Stellera chamaejasme)、藏橐吾(Ligularia rumicifolia)等。土壤类型为草原砾石土，土层较薄，厚度为20～30 cm。 1.2 研究方法

1.2.1 实验设计 围栏于2011年建立围封5年后于2016年7月-2018年7月开始实验。根据李祥妹等[7]对西藏高原草地资源生态系统承载力的核算以及赵卫等[8]对西藏地区草地承载力及其时空变化的研究以及根据实验地多年平均产草量、草地面积、放牧时间确定放牧强度(表1)。实验设3个处理，分别设置为禁牧(CK)、中度放牧(MG)、重度放牧(HG)，每个处理对应围栏面积为100 m2，每个处理重复5次，共计15个围栏，各围栏完全随机排列。每年7月、8月和9月中旬各进行一次放牧实验，中度放牧处理一次放牧8 h，重度放牧处理一次放牧12 h，放牧处理所用绵羊为体重和年龄相近，体况健康的澎波半细毛羊。

1.2.2 野外调查 放牧开始之前对15个围栏进行一次植物群落特征调查，每一个围栏采用系统取样法设置9个0.5×0.5 m样方，共135个样方。为避免边缘效应，每个样方距离围栏至少50 cm。在样方内记录出现的所有物种，网格法目测群落盖度及物种分盖度，计数法测定群落物种的频度，每个物种挑选3个成熟个体以其生长高度平均值为该物种生长高度，各物种生长高度平均值代表