张小明
(鄂温克族自治旗锡尼河东苏木孟根畜牧兽医站,内蒙古呼伦贝尔 021109)
休牧对草原生态系统影响研究进展
张小明
(鄂温克族自治旗锡尼河东苏木孟根畜牧兽医站,内蒙古呼伦贝尔 021109)
关于受损草地生态系统的恢复,休牧是最常用的方法,它是人类有意识调节草地生态系统中草食动物与植物的关系以及管理草地的手段。文章讨论了休牧对草原生态系统影响。
休牧;草原生态系统;影响
纵观我国草地资源的利用、更新以及草地畜牧业的可持续发展,完全禁牧是不合理的。现阶段,为保证牧区草原畜牧业的可持续发展,对草地实行适当的休牧是现实可行方法。草原休牧投资少、见效快、操作简单易行,可作为当前退化草地恢复与重建的重要措施之一。
1.1 休牧对草原植物群落特征和生产力的影响
草原植被是草原生态系统中受人为活动影响最敏感的组成部分。通过休牧,草地植被得到自然更新与恢复,草地生态系统得到恢复,从而有效恢复了草地生态系统的生态功能。从群落特征变化看,群落高度、密度、盖度均随休牧时期的增加而增加;但也有研究显示,盖度和密度随休牧时期的延长呈先增加后降低的趋势;还有研究表明,群落盖度、高度随着休牧年限增加表现为先显著降低,后显著升高,再显著降低。从群落生物量看,休牧对植被地上生物量有正面效应,可显著提高草地生产力,恢复植被。在内蒙古锡林河中游北岸二级台地上典型草原,不同放牧率退化草地休牧4年后,群落生物量表现增加趋势。草原休牧后,凋落物生物量呈增加趋势;也有研究发现,凋落物量随季节及休牧年限均呈“W”型动态变化。草地植物群落的地下生物量是草地生态系统物质循环和能量流动不可缺少的环节。休牧有利于植物地下生物量增加,促进根系向土壤更深更广空间层次延伸;实施不同年限休牧后,表层根系生物量比重下降,而随土层加深,地下生物量比重增加。
1.2 休牧对草原群落植物多样性的影响
草原群落植物多样性对维持草地生产力和草地生态系统结构、功能稳定及其可持续发展有重大作用。休牧后,草原植物群落功能群发生了不同的变化。从水分生态型来看,中生植物增加11.2%,旱生植物、旱中生植物、中旱生植物频度下降。
2.1 休牧对草原土壤物理性质的影响
土壤细颗粒增加是草地恢复的一个重要体现。草原休牧后,土壤机械组成的变化主要发生在土壤表层,土壤浅层颗粒组成发生了变化。随着休牧年限的增加,粘粒和粉粒比例总体呈上升趋势。放牧地由于牲畜的践踏使土壤变得紧实,从而降低对水分的渗透与蓄积能力,土壤含水量变小。随着草原放牧强度的增大,土壤容重升高。草原休牧初期,土壤容重降低,随休牧年限的延长,容重增加,但也有研究显示,随着休牧年限的延长,土壤容重先降低后升高。放牧使土壤的保水和持水能力因土壤的渗透阻力加大而下降,而休牧有利于土壤含水量的增加。pH值和可溶性总盐量是影响草原土壤质量的重要因素,休牧可降低土壤的盐碱化程度。
2.2 休牧对草原土壤养分的影响
土壤养分的变化能够直接地反映植物与土壤环境作用的关系。草地休牧会使土壤状况发生改变。草地休牧后,土壤有机质、全氮、全磷、全钾及速效氮、磷、钾含量均有所提高,随着休牧年限的增加,土壤养分含量有逐渐增加的趋势。
2.3 休牧对草原土壤酶活性的影响
土壤酶的功能多样性与土壤功能多样性紧密相关,土壤生态系统退化均伴随着不同土壤酶活性的下降。如藏北退化高寒草原中度、严重退化草地土壤酶(纤维素酶、脲酶、碱性磷酸酶)活性均呈显著降低趋势。酶活性的增加可作为退化草地土壤恢复的重要标志之一。土壤酶对休牧较为敏感,休牧对不同土壤酶的影响也不尽相同。草原休牧后,土壤脲酶、磷酸单酯酶、脱氢酶、蛋白酶活性均有不同程度的增加,氧化酶-多酚氧化酶和过氧化氢酶活性则降低。
2.4 休牧对草原固碳潜力的影响
从休牧对草地碳储量影响来看,休牧使土壤有机碳含量有明显的增加。草地生态系统参与了陆地生态系统的全球碳循环过程。因此,草地生态系统在全球碳循环中也占有非常重要的地位。草地土壤碳库是全球碳循环中重要的组分,估算土壤有机碳储量及分布特征在研究土壤碳对全球变化的响应中具有重要意义。草地碳素行为很活跃,具有相当大的碳蓄积能力,应对气候变化,草原的固碳能力不容忽视,碳成本相对低廉,固碳形式较稳定,这些潜在碳汇在全球碳循环中起着重大作用。因此,对草地生态系统碳循环主要过程及其影响因素的研究是认识全球碳循环的关键之一。
我国对于土壤有机碳贮量的研究有逐渐增加的趋势。土壤有机碳含量变化的拐点大约都是在40cm左右,40cm以上土层有机碳受地上植被的影响比较明显,而40cm以下土层同样受到植被的影响,但影响相对较小。土壤有机碳含量在剖面上的这种分布格局与地上枯落物、植物地上地下物质分配、根系深度和根生物量密切相关,因为土壤有机碳主要来源于枯落物和根系分解所产生的有机质,因此它们的变化都将影响土壤有机碳输入的模式、速度、质量和数量。
土壤碳密度已成为评价和衡量土壤中有机碳储量的一个极其重要的指标。长期过度放牧将显著降低土壤碳贮量。从增加碳固持潜力角度而言,如能采取合理的草地恢复措施,退化草地具有更大的固碳潜力。
2.5 休牧对草原土壤微生物的影响
土壤微生物生物量碳、氮表征着土壤的生物状态、能量循环和土壤养分的生物有效性。土壤微生物量的变化主要受环境条件、植物生长、放牧强度、土壤深度及其他因素的综合影响。放牧管理措施会对土壤微生物生物量碳产生不同的影响。休牧有利于保持或提高土壤中各类微生物数量。
休牧成为当前生态立国、环境治理的一项重大举措,成为保护草原生态环境、促进草原畜牧业可持续发展的有效措施。草原休牧制度是国家进行草原管理的重要政策,随着草原休牧工程的深入,科学评价休牧工程所带来的生态效益、社会效益和经济效益,具有重要的理论和现实意义。
[1] 霍光伟.围栏封育和自由放牧对克氏针茅草原植被空间异质性的影响[J].生态学杂志,2012,31(1):66-73.
[2] 方楷.围栏封育对荒漠草地群落结构和品质的影响[J].草业科学,2012,29(3):459-464.