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吴宛萍 马红彬 陆琪 周瑶 宿婷婷 朱琳

引用本文: 吴宛萍,马红彬,陆琪,周瑶,宿婷婷,朱琳. 补播对宁夏荒漠草原植物群落及土壤理化性状的影响. 草业科学, 2020, 37(10): 1959-1969 doi: shu
Citation:  WU W P, MA H B, LU Q, ZHOU Y, SU T T, ZHU L. Effects of supplementary sowing on plant community and soil physical and chemical properties in Ningxia desert steppe. Pratacultural Science, 2020, 37(10): 1959-1969 doi: shu

补播对宁夏荒漠草原植物群落及土壤理化性状的影响

    作者简介: 吴宛萍(1996-),女,宁夏同心人,在读本科生,从事草地生态与草地管理方面的研究。E-mail: ;
    通讯作者: 马红彬, .cn
  • 基金项目: 宁夏重点研发计划对外科技合作项目(2018BFH03009),宁夏科技创新领军人才培养项目(KJT2018003)和宁夏高等学校一流学科建设(草学学科)资助项目(NXYLXK2017A01)

摘要: 研究补播对草地植被和土壤的影响可为退化草地植被建设提供依据。在宁夏荒漠草原,对补播乡土植物3年后的草地、禁牧封育草地的植物组成、植物群落特征、多样性和稳定性、草地0 – 40 cm土壤水分和理化性质进行了研究,分析了植被变化与土壤性状的关系。结果表明: 1) 补播草地植物物种数增加,豆科植物和一年生植物比例增加,多年生和半灌木比例降低。2) 补播使草地植物丰富度、盖度、高度和地上生物量增加,群落稳定性明显提高(P < 0.05),但未改变草地物种多样性、均匀度和优势度。3) 土壤表层的水分含量呈补播草地大于封育草地,土壤持水性、毛管孔隙度、总孔隙度、有机质以补播草地较高,速效钾含量在30 – 40 cm处为补播草地大于封育草地,但土壤全氮和碱解氮处理间无显著差异(P > 0.05)。4) 土壤有机碳含量和田间持水量是影响植被特征的最显著因子。研究结果表明,因地制宜进行退化荒漠草原补播,可提高草地生产力,改善草原植物群落及其土壤养分和水分环境。

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  • 重庆欢乐生肖

    图 1  补播对植物群落稳定性的影响

    Figure 1.  重庆欢乐生肖 Effect of supplementary sowing on plant community stability

    图 2  封育对植物群落稳定性的影响

    Figure 2.  Effect of enclosure on plant community stability

    表 1  重庆欢乐生肖 补播对植物群落组成及其重要值的影响

    Table 1.  Effects of supplementary sowing on plant community composition and its importance value

    植物种 Plant species科名 Section name生活型 Life style封育 Enclosure补播 Reseeding
    牛枝子 Lespedeza potaninii 豆科 Leguminosae 半灌木 Subshrub 0.050 6 0.241 2
    老瓜头 Cynanchum komarovii 萝藦科 Asclepiadaceae 半灌木 Subshrub 0.110 8 0.000 2
    猫头刺 Oxytropis aciphylla 豆科 Leguminosae 半灌木 Subshrub 0.016 7 0.000 6
    猪毛菜 Salsola collina 藜科 Polygonaceae 一年生草本 Annual herb 0.040 6 0.144 4
    虫实 Corispermem hyssopifolium 藜科 Polygonaceae 一年生草本 Annual herb 0.006 2 0.008 9
    狗尾草 Setaria viridis 禾本科 Poaceae 一年生草本 Annual herb 0.042 8
    地锦 Euphorbia heyneana 大戟科 Euphorbiaceae 一年生草本 Annual herb 0.000 3
    芝麻菜 Eruca sativa 十字花科 Cruciferae 一年生草本 Annual herb 0.000 5
    糜子 Panicum miliaceum 禾本科 Poaceae 一年生草本 Annual herb 0.000 2
    甘草 Glycyrrhiza uralensis Fisch. 豆科 Leguminosae 多年生草本 Perennial herb 0.120 5 0.078 3
    蒙古冰草 Agropyron mongolicum 禾本科 Poaceae 多年生草本 Perennial herb 0.376 0 0.095 3
    沙打旺 Astragalus adsurgens 豆科 Leguminosae 多年生草本 Perennial herb 0.214 4
    远志 Polygala tenuifolia 远志科 Polygalaceae 多年生草本 Perennial herb 0.029 0 0.001 0
    白草 Pennisetum centrasiaticum 禾本科 Poaceae 多年生草本 Perennial herb 0.023 8 0.026 4
    乳浆大戟 Euphorbia esula 大戟科 Euphorbiaceae 多年生草本 Perennial herb 0.016 1 0.011 6
    米口袋 Gueldastaedtia multiflora 豆科 Leguminosae 多年生草本 Perennial herb 0.035 7 0.009 9
    苜蓿 Medicago sativa 豆科 Leguminosae 多年生草本 Perennial herb 0.030 4
    短花针茅 Stipa breviflora 禾本科 Poaceae 多年生草本 Perennial herb 0.054 3 0.002 3
    草木樨状黄芪 Astragalus melilotoides 豆科 Leguminosae 多年生草本 Perennial herb 0.069 4
    糙隐子草 Stipa bungeana 禾本科 Poaceae 多年生草本 Perennial herb 0.026 4
    二裂委陵菜 Potentilla bifurca 蔷薇科 Rosaceae 多年生草本 Perennial herb 0.012 4
    山苦荬 Ixeris chinensis 菊科 Compositae 多年生草本 Perennial herb 0.039 2
    阿尔泰狗娃花 Heteropappus altaicus 菊科 Compositae 多年生草本 Perennial herb 0.031 8
    艾草 Artemisia argyi 菊科 Compositae 多年生草本 Perennial herb 0.009 7
    细叶鸢尾 Iris tenuifolia 鸢尾科 Iridaceae 多年生草本 Perennial herb 0.000 1
    扁穗冰草 Agropyron cristatum 禾本科 Poaceae 多年生草本 Perennial herb 0.020 6
    蒲公英 Taraxacum mongolicum 菊科 Compositae 多年生草本 Perennial herb 0.000 2
    鳍蓟 Olgaea leucophylla 菊科 Compositae 多年生草本 Perennial herb 0.001 2
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    表 2  补播对植物生活型和经济类群组成的影响

    Table 2.  重庆欢乐生肖 Effect of supplementary sowing on plant life type and economic group composition

    项目
    Item
    封育 Enclosure补播 Reseeding
    物种数
    Number
    of species
    物种比例
    Proportion of
    species/%
    重要值比例
    Proportion of
    importance value/%
    物种数
    Number
    of species
    物种比例
    Proportion
    of species/%
    重要值比例
    Proportion of
    importance value/%
    生活型
    Life type
    半灌木
    Subshrub
    3 23.08 17.81 3 13.64 24.20
    多年生草本
    Perennial herb
    13 72.22 77.51 13 59.10 46.57
    一年生草本
    Annual herb
    2 11.11 4.68 6 27.27 19.71
    经济类群
    Economic
    group
    禾本科
    Poaceae
    4 48.05 22.22 6 27.27 18.76
    豆科
    Leguminosae
    4 22.22 22.35 7 31.82 64.41
    菊科
    Compositae
    3 38.89 21.52 2 9.09 0.14
    其他科
    Other family
    7 38.89 21.52 7 31.82 15.53
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    表 3  重庆欢乐生肖 补播对植物群落数量特征的影响

    Table 3.  Effects of supplementary sowing on the quantity characteristics of plant communities

    指标 Index封育 Enclosure补播 Reseeding
    高度 Height/cm 5.61 ± 0.45b 10.42 ± 1.56a
    盖度 Coverage/% 39.00 ± 1.53b 63.17 ± 4.00a
    地上生物量
    Aboveground
    biomass/(g·m−2)
    58.53 ± 11.05b 113.43 ± 9.35a
    多样性指数
    Diversity index
    2.13 ± 0.13a 2.68 ± 0.59a
    均匀度指数
    Evenness index
    0.74 ± 0.05a 0.87 ± 0.19a
    优势度指数
    Dominance index
    0.20 ± 0.04a 0.16 ± 0.01a
    丰富度指数
    Richness index
    2.71 ± 0.29b 4.84 ± 0.93a
     同行不同小写字母表示封育和补播间差异显著(P < 0.05)。
    Different lowercase letters within the same row indicate significant differences between enclosure and reseeding in the same parameter at the 0.05 levels.
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    表 4  补播对土壤物理性质的影响

    Table 4.  Effects of supplementary sowing on soil physical properties

    指标 Parameter处理 Treatment土层 Soil layer/cm
    0 − 1010 − 2020 − 3030 − 40
    土壤容重
    Soil bulk density/(g·cm−3)
    封育 Enclosure 1.47 ± 0.00a 1.46 ± 0.09a 1.42 ± 0.06a 1.36 ± 0.05ab
    补播 Reseeding 1.39 ± 0.05b 1.38 ± 0.03a 1.40 ± 0.03a 1.44 ± 0.02a
    毛管孔隙度
    Capillary porosity/%
    封育 Enclosure 38.80 ± 0.02b 38.59 ± 0.02b 39.65 ± 0.02a 41.16 ± 0.01a
    补播 Reseeding 42.89 ± 0.00a 43.02 ± 0.00a 42.78 ± 0.01a 42.50 ± 0.01a
    总孔隙度
    Total porosity/%
    封育 Enclosure 41.05 ± 0.01b 44.35 ± 0.02a 42.55 ± 0.01a 43.60 ± 0.02a
    补播 Reseeding 45.63 ± 0.01a 45.46 ± 0.01a 44.72 ± 0.01a 45.37 ± 0.01a
    最大持水量
    Greatest capacity/%
    封育 Enclosure 28.06 ± 0.02b 28.37 ± 0.02a 30.09 ± 0.02a 32.29 ± 0.02a
    补播 Reseeding 34.98 ± 0.01a 33.23 ± 0.02a 32.60 ± 0.01a 34.44 ± 0.01a
    田间持水量
    Field capacity/%
    封育 Enclosure 20.59 ± 0.02b 20.83 ± 0.01b 21.68 ± 0.02a 24.56 ± 0.02a
    补播 Reseeding 26.19 ± 0.01a 25.71 ± 0.01a 25.02 ± 0.00a 25.66 ± 0.01a
    毛管持水量
    Capillary capacity/%
    封育 Enclosure 26.52 ± 0.02b 26.59 ± 0.02a 28.07 ± 0.02a 27.77 ± 0.01a
    补播 Reseeding 32.16 ± 0.00a 31.40 ± 0.01a 31.18 ± 0.01a 32.27 ± 0.01a
    土壤含水量
    Soil water content/%
    封育 Enclosure 5.00 ± 0.29a 5.73 ± 0.32a 6.44 ± 0.26a 4.55 ± 0.25a
    补播 Reseeding 5.96 ± 0.51a 5.79 ± 0.25a 3.54 ± 0.60b 2.26 ± 0.41b
     同列不同小写字母表示不同补播措施间差异显著(P < 0.05); 下表同。
     Different lowercase letters within the same column indicate significant differences between enclosure and reseeding in the same parameter at the 0.05 levels, this is applicable for the following tables as well.
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    表 5  重庆欢乐生肖 补播对土壤养分变化的影响

    Table 5.  Effects of supplementary sowing on soil nutrient changes

    指标 Parameter 处理 Treatment 土层 Soil layer/cm
    0 − 10 10 − 20 20 − 30 30 − 40
    有机碳 Total C/(g·kg−1) 补播 Reseeding 6.05 ± 0.13a 6.90 ± 1.47a 4.68 ± 0.28a 3.75 ± 0.35a
    封育 Enclosure 2.13 ± 0.73b 2.93 ± 0.57b 2.87 ± 0.06b 2.74 ± 0.32b
    全氮 Total N/(g·kg−1) 补播 Reseeding 0.21 ± 0.02a 0.17 ± 0.01a 0.19 ± 0.03a 0.24 ± 0.02a
    封育 Enclosure 0.16 ± 0.03a 0.16 ± 0.01a 0.24 ± 0.07a 0.20 ± 0.02a
    碱解氮 Available N/(mg·kg−1) 补播 Reseeding 7.34 ± 0.73a 6.54 ± 0.07a 8.06 ± 2.63a 8.06 ± 0.76a
    封育 Enclosure 6.61 ± 1.28a 5.48 ± 1.09a 8.00 ± 2.68a 6.53 ± 1.25a
    速效钾 Available K/(mg·kg−1) 补播 Reseeding 118.23 ± 2.02a 103.37 ± 1.21ab 106.79 ± 4.57a 91.65 ± 0.76a
    封育 Enclosure 110.53 ± 2.98a 121.58 ± 6.56a 110.53 ± 2.98a 69.14 ± 4.16b
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    表 6  重庆欢乐生肖 植物群落特征与土壤性质各因子间的相关性分析

    Table 6.  重庆欢乐生肖 Correlation analysis between plant community characteristics and various soil properties

    植物群落特征
    Plant community
    characteristics
    土壤有机
    碳 Soil
    total C
    土壤全氮
    Soil
    total N
    土壤碱解
    氮 Soil
    available N
    土壤速效
    钾 Soil
    available K
    土壤容重
    Soil bulk
    density
    总孔隙度
    Total
    porosity
    最大持水量
    Greatest
    capacity
    田间持水
    量 Field
    capacity
    盖度 Coverage 0.64 0.28 0.05 − 0.06 − 0.20 0.16 0.03 0.50
    高度 Height 0.90** 0.64 0.66 0.04 − 0.72 0.61 0.60 0.95**
    地上生物量
    Aboveground biomass
    0.93** 0.46 0.24 0.34 − 0.48 0.88** 0.67 0.76*
    多样性指数
    Diversity index
    0.46 − 0.15 − 0.52 0.31 0.40 0.42 − 0.03 0.20
    均匀度指数
    Uniformity index
    0.38 − 0.20 − 0.58 0.30 0.46 0.36 − 0.09 0.12
    优势度指数
    Dominance index
    − 0.26 0.02 0.36 − 0.19 − 0.03 − 0.15 − 0.02 0.09
    丰富度指数
    Richness index
    0.99** 0.46 0.35 0.32 − 0.51 0.76* 0.57 0.88**
     *表示显著相关;**表示极显著相关。
     * and ** indicate significant correlationship at 0.05 and 0.01 levels, respectively.
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        • 通讯作者:  马红彬, .cn
        • 收稿日期:  2019-04-16
        • 网络出版日期:  2019-09-21
        • 刊出日期:  2019-10-15
        通讯作者: 陈斌,
        • 1. 

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