天然草地不同垂直帶草地類型群落年際動態(tài)變化

天然草地不同垂直帶草地類型群落年際動態(tài)變化

0天然草地不同類型群落動態(tài)變化的意義（研究意義）烏魯木齊，古代準噶爾語意義上是“美麗的牧場”。作為新疆維吾爾自治區(qū)的首府,是全疆的政治、經(jīng)濟、文化、信息、交通的中心,是我國向西開放的橋頭堡,是世界上距離海洋最遠的內陸城市,地處亞歐大陸中心,天山山脈中段北麓,準噶爾盆地南緣。全市轄7區(qū)1縣、21個鄉(xiāng)鎮(zhèn)、49個街道辦事處和441個社區(qū)居委會,總面積1.42×104km2,建成區(qū)面積302.8km2,全市總人口236.05×104人,居住著維、漢、哈、回等47個民族。草地資源是發(fā)展畜牧業(yè)的基礎。烏魯木齊市雖具有典型的大城市、小郊區(qū)的特點,但草地資源比較豐富,天然草地總面積98.71×104hm2,可利用面積92.24×104hm2,分別占土地總面積的69.5%和65%;共有12個草地類、21個亞類、59個組、201個草地型(烏魯木齊市草地資源報告,1982年)。各種不同的草地類型在不同的年份里都呈現(xiàn)出不同的動態(tài)變化。研究烏魯木齊市天然草地不同類型群落動態(tài)變化對維護該市環(huán)境和氣候以及發(fā)展畜牧業(yè)有重要意義?！厩叭搜芯窟M展】群落是指具有直接或間接關系的多種生物種群有規(guī)律的組合,具有復雜的種間關系。組成群落的各種生物種群不是任意地拼湊在一起的,而是有規(guī)律組合在一起才能形成一個穩(wěn)定的群落。植物通過光合作用制造的有機物質總量稱為總初級生產(chǎn)力,這是整個群落一切生命活動的能量基礎。除去植物呼吸消耗之后的剩余稱為凈初級生產(chǎn)力,這是群落中全部異營生物(亦稱異養(yǎng)生物)賴以生存的能源。不同海拔高度、坡向,導致土壤水熱的差異,造就了天山北坡中段山地植被的多姿多彩,孕育出完整的草地類型組合,為該區(qū)域畜牧業(yè)的發(fā)展提供了良好的自然資源?！颈狙芯壳腥朦c】草地群落的動態(tài)變化在一定的基礎上也是隨著環(huán)境和氣候的變化而動態(tài)變化的。而有關烏魯木齊市天然草地不同類型群落年際動態(tài)變化的研究較少?！緮M解決的關鍵問題】查清烏魯木齊市草地資源本底,找出適宜的放牧強度,確定合理的草地載畜量,研究烏魯木齊市草地資源環(huán)境容量,研究和制定科學合理的草地資源利用制度和經(jīng)營模式,提出草地資源優(yōu)化配置方案,為政府提供決策依據(jù),指導生產(chǎn),遏止草原“三化”發(fā)生,實現(xiàn)草畜平衡,為烏魯木齊市現(xiàn)代草地畜牧業(yè)科學發(fā)展研究奠定理論基礎。1材料和方法1.1草原樣地設置以天山北坡中段烏魯木齊市垂直帶分布的高寒草甸—亞高山草甸—草甸草原—干草原—荒漠草原—草原化荒漠為研究樣地,在野外樣地內設置1m×1m樣方,40～60個重復,每年5月15日～10月30日每30d進行一次定位監(jiān)測。監(jiān)測內容有植被高度、蓋度、密度、頻度和產(chǎn)量。1.2測量內容和取樣方法1.2.1高度按生殖枝和營養(yǎng)枝分別測定,即用鋼卷尺測其從地面到生殖或葉頂端的絕對高度。每一種植物種隨機取10株,然后取其平均值。1.2.2密度測定各樣方內每種植物的植株數(shù)。1.2.3總蓋度的測定指植物的垂直投影面積與地表面積的百分比。蓋度用目測法,總蓋度的測定:1m×1m樣方的面積分成100個小方格,所有植株占整個面積的百分率;分蓋度測定:在1m×1m樣方中每種牧草占整個面積的百分率。1.2.4均勻度的植物群落指某一種植物在草地上出現(xiàn)的次數(shù),即該種植物在群落中分布的均勻程度。用直徑為36.5cm樣圓,隨機拋10次,計算每一種植物在該群落中出現(xiàn)的次數(shù)。1.2.5地上生物量采用模擬放牧法,齊地面刈割地上部分植物體,測其鮮重(風干重),作為生物量指標。2結果與分析2.1草原化荒荒地造林山地草原化荒漠是以博樂絹蒿(Seriphidiumborotalense)和鐮芒針茅(Stipacaucasica)為主的草地型,還有毛葉黃芪(Astragaluslasiophyllus)、阿爾泰狗娃花(Heteropappusaltaicus)、叉毛蓬(Petrosimoniasibirica)、散枝豬毛菜(Salsolabrachiata)、彎果胡蘆巴(Trigonellaarcuata)等。群落蓋度為40%～50%,建群種和優(yōu)勢種大約可以占到35%～40%;旺盛時期,群落分層明顯,上層的高度約為20～30cm,下層的高度約為3.5～10cm;生物量在不同的氣候條件下略有起伏,為200～500g/m2。草原化荒漠草地在過去3年的動態(tài)變化趨勢基本一致,不管是蓋度、高度和地上生物量從返青(4月)到枯黃(10月)是先升高后下降,只是峰值產(chǎn)生的月份不同。2006年蓋度峰值出現(xiàn)在8月,高度峰值在9月,生物量峰值出現(xiàn)在7月,處于植物生長旺盛期;2007年和2008年蓋度峰值出現(xiàn)在8月,高度峰值出現(xiàn)在9月,生物量峰值出現(xiàn)在8月,由此可見,3年來,蓋度和蓋度變化趨勢一致,而生物量出現(xiàn)的月份不一致,這可能跟當年的氣候變化有關。圖12.2群落組成與生物量山地荒漠草原草地的植物組成有羊茅(Festucaovina)、新疆絹蒿(Seriphidiumkaschgaricum)、鐮芒針茅、短柱苔草(Carexturkestanica)、天山賴草(Leymustianshanicus)、短柄黃芪(Astragaluspseudobrachytropis)、彎果胡蘆巴、散枝豬毛菜等。群落的蓋度為40%～50%,建群種和優(yōu)勢種約占35%～40%;群落上層的高度約為20～30cm,下層的高度約為3.5～10cm;生物量在不同的氣候條件下也略有起伏,為50～400g/m2變化,因氣候不同,變化顯著。荒漠草原草地在此3年間群落動態(tài)變化,2006年間高度和蓋度跟2007和2008年變化基本一致,而地上生物量在2006年波動較大,而2007和2008年變化較平緩。2006年間,荒漠草原草地高度和地上生物量峰值都出現(xiàn)在6月,而2007和2008年高度出現(xiàn)兩次峰值,分別出現(xiàn)在5和9月,地上生物量的峰值也一樣,分別出現(xiàn)在5和8月,所以荒漠草原屬于春秋草場,正適合放牧。圖22.3不同種類及生物量山地草原草地的主要優(yōu)勢種有羊茅、針茅(Stipacapillata)、短柱苔草。伴生種主要有冷蒿(Artemisiafrigida)、天山賴草、新麥草(Psathyrostachysjuncea)、木地膚(Kochiaprostrata)、短柄黃芪及一些中旱生雜類草,如二裂委陵菜(Potentillabifurca)、山雀棘豆(Oxytropisavis)、阿爾泰狗娃花、山野火絨草(Leontopodiumcampestre)等。群落的總蓋度為50%～70%,建群種和優(yōu)勢種約占25%～40%;群落上層的高度約為30～40cm,下層的高度約為4～10cm;生物量在不同的氣候條件下也略有起伏,為200～450g/m2,因氣候不同,變化顯著。山地草原在這3年中的群落動態(tài)變化趨勢基本一致,只出現(xiàn)一次峰值。而隨著季節(jié)變化,蓋度變化趨勢基本一致,而高度在2006和2008年最大值在9月,2007年最大值出現(xiàn)在6月,而生物量卻不同,2006、2007和2008年最大值都出現(xiàn)在6月。圖32.4群落建群種及生物量山地草甸草原的主要優(yōu)勢種有新疆早熟禾(Poaversicolorsubsp.relaxa)、長羽針茅(Stipakirghisorum)、萬年蒿(Artemisiagmelinii)、新疆亞菊(Ajaniafastigiata),常見種有草原糙蘇(Phlomispratense)、草原老鸛草(Geraniumpratense)、短柱苔草、多種委陵菜(Potentillaspp.)等,并參與有一定量的梯牧草(Phleumpratense)、草(Koeleriacristata)、山野火絨草、全緣葉青蘭(Dracocephalumintegrifolium)、黃花苜蓿(Medicagofalcata)等。群落的蓋度為30%～80%,建群種和優(yōu)勢種約占45%～65%;群落上層的高度約為40～85cm,下層的高度約為3～20cm;生物量在不同的氣候條件下也略有起伏,為70～500g/m2,因氣候不同,變化顯著。山地草甸草原在這三年中的群落動態(tài)變化趨勢基本一致,而且跟山地草原變化也有相似點。而隨著季節(jié)變化,蓋度變化不明顯,而高度在2006、2007和2008年最大值出現(xiàn)在9月,生物量卻不同,2006年出現(xiàn)在7月,2007和2008年出現(xiàn)在8月,比起2007年有些退后,這可能取決于當?shù)氐臍夂驐l件。圖42.5不同氣候期山地高草草地群落中山高草草甸草地的優(yōu)勢植物有無芒雀麥(Bromusinermis)、細葉早熟禾(Poaangustifolia)、草原老鸛草、新疆鵝觀草(Roegneriasinkiangensis)等,常見種有塊根糙蘇(Phlomistuberosa)、細果苔草(Carexstenocarpa)、白花車軸草(Trifoliumrepens)、千葉蓍(Achilleamillefolium)、新疆黨參(Codonopisclematidea)等。群落的總蓋度為75%～100%,建群種和優(yōu)勢種約占50%～70%;群落上層的高度約為120～150cm,下層的高度約為4～30cm;生物量在不同的氣候條件下也略有起伏,為250～1300g/m2,因氣候不同,變化顯著,群落中無芒雀麥、細葉早熟禾、新疆鵝觀草和細果苔草的密度較大,在生長旺盛時期尤為顯著。3年間,山地高草草甸草地群落年際動態(tài)變化不明顯。隨季節(jié)變化3年來,中山高草草甸的高度、蓋度和地上生物量最大值都出現(xiàn)在7月,最小值都出現(xiàn)在5月。由此可見,高草草甸草地群落穩(wěn)定,動態(tài)變化在近幾年變化都較小。2006年8月就已打草,2007年9月已打草,所以沒有數(shù)據(jù),無法計算,但是根據(jù)3年的變化趨勢,可以推出8、9和10月無論是蓋度,還是高度、生物量都呈遞減趨勢。圖52.6亞高山低草草地群落特征亞高山低草草甸草地的優(yōu)勢種有天山羽衣草(Alchemillatianschanica)、細果苔草、穗三毛(Trisetumspicatum),主要參與種有白花車軸草、直立老鸛草(Geraniumrectum)、六齒卷耳(Cerastiumcerastoides)、仰臥早熟禾(Poasupina)、多種委陵菜、森林勿忘草(Myosotissilvatica)、蒲公英(Taraxacumsp.)、珠芽蓼(Polygonumviviparum)、千葉蓍、野蔥(Alliumsp.)等。群落的蓋度為90%～98%,建群種和優(yōu)勢種約占50%～60%;草層的高度約為6～14cm;生物量在不同的氣候條件下也略有起伏,為300～550g/m2,天山羽衣草和細果苔草的密度很大,在整個群落中占較明顯優(yōu)勢。在過去的3年里,亞高山低草草甸草地群落動態(tài)變化較明顯,2006年變化趨勢較平緩;2007年和2008年生物量都在6月出現(xiàn)峰值;3年來,生物量最小值都出現(xiàn)在5月;亞高山低草草甸蓋度3年間沒有明顯變化,而高度變化較明顯,2006年5月最低,達5.89cm,6、7和8月高度都達12cm以上;2007和2008年變化趨勢一致,高度峰值出現(xiàn)在7月,低谷出現(xiàn)在5月。9月已打草,所以沒有數(shù)據(jù)。圖62.7群落組成與生物量高寒草甸草地群落的優(yōu)勢種為線葉嵩草(Kobresiacapillifolia)和珠芽蓼,常見種有簇生囊種草(Thylacospermumcaespitosum)、高山早熟禾(Poaalpina)、高山唐松草(Thalictrumalpinum)、鳥足毛茛(Ranunculusbrotherusii)、大萼點地梅(Androsacemaxima)、黑花苔草(Carexmelanantha)、細果苔草、雪白委陵菜(Potentillanivea)、黃白火絨草(Leontopodiumochroleucum)、梅花草(Parnassiaterandra)、碎米蕨葉馬先蒿(Pedicularischeilanthifolia)、高山黃芪(Astragalusalpinus)等。群落的蓋度為90%～95%,建群種和優(yōu)勢種約占40%～95%;草層高度約為2～4cm;生物量在不同的氣候條件下也略有起伏,為50～600g/m2,在整個群落中線葉嵩草和珠芽蓼的比重較大。在過去的3年里,高寒草甸草地群落動態(tài)變化較明顯,2006年變化趨勢較平緩;而2007年在6月生物量達最大值,為596.00g/m2,后面隨著季節(jié)變化逐級下降;2008年在7月生物量達最大,為296.25g/m2;這3年來生物量最低都出現(xiàn)在9月,并且3年來隨季節(jié)的變化,蓋度和高度變化不是很明顯。因為高寒草甸海拔高,溫度低,其他月份天氣特別寒冷,冰雪覆蓋,無法測產(chǎn)。圖73草地群落動態(tài)變化試驗以野外地面調查取樣、室內分析結合3S技術應用為研