科尔沁沙地不同类型沙化草地恢复效果研究

来源 :内蒙古农业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:j15890193764
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科尔沁沙地是中国北方农牧交错带的典型区域,生态脆弱。近年来,在自然和人为因素影响下,该区草地沙化现象依然严重,局部面积扩大,天然植被继续退化,草原景观破碎化程度加重,沙化类型复杂。2016年,在通辽市扎鲁特旗同一家庭牧场境内,选择流动沙地、半固定沙地和固定沙地为研究对象,在围栏的基础上因地制宜地采用机械平整土地、设置沙障、人工种草和封育施肥等措施,进行修复治理,分别以未治理的同类型沙地为对照,探索对不同类型沙化草地精准治理的有效途径。每个类型沙地采用不同修复处理,小区随机试验,3次重复,每处理小区面积900 m~2。2019-2020年,每年8月采用常规方法观测各处理植物群落特征,样方面积(1×1)m~2,随机排列,20次重复。将样地植物划分为灌木半灌木、多年生草本和一二年生植物3个功能群,测定群落和各功能群植物的高度、密度、盖度、地上生物量和群落植物营养品质。2020年,在上述测定相同样点内采集土壤样品,测定土壤理化性质,分析土壤线虫营养类群组成。比较不同类型沙化草地群落变化规律和植被恢复效应。主要结果如下:(1)处理第4~5年,所有沙化草地植被都明显恢复,表现出不同的群落特征。3种类型沙化草地的植物种数量都明显增加,多样性趋于丰富。流动沙地除了种植的植物正常生长外,其他植物也有侵入,物种丰富度增加;半固定沙地和固定沙地自然入侵种大幅度增加,组成成分复杂化,多样性明显提升。其中,半固定沙地物种丰富度显著提高,均匀度降低,优势度变化不显著;固定沙地物种优势度增加,丰富度和均匀度下降,整体趋于稳定。(2)3种类型沙化草地各功能群植物和群落特征指标普遍明显增加。共同特征是高度大幅度增加,灌木半灌木、多年生草本密度、盖度和地上生物量明显增加,一二年生植物密度和盖度降低,地上生物量变化不显著。2019年,流动沙地、半固定沙地和固定沙地群落高度分别提高64.5 cm、48.2 cm和23.8 cm,总盖度分别增加37.3%、34.1%和25.3%,地上生物量分别提升295.4 g/m~2、362.2 g/m~2和246.3 g/m~2。2020年,3种类型沙化草地群落高度分别增加51.3 cm、36.7 cm和20.2 cm,总盖度分别提高18.4%、25.0%和20.5%,地上生物量分别提升200.1 g/m~2、189.8 g/m~2和186.7 g/m~2。各处理牧草粗蛋白含量无显著变化,粗脂肪含量提高,酸性洗涤纤维和中性洗涤纤维含量呈增加趋势,粗灰分含量降低。(3)3种类型沙化草地土壤趋于稳定,有机质、速效磷和速效钾的含量呈升高趋势,其中,流动沙地和半固定沙地各指标的变化不显著,固定沙地相应养分含量均显著提高,0~10 cm、10~20 cm和20~30 cm土层有机质含量分别增加2.86 g/kg、12.60 g/kg和13.65 g/kg;0~10 cm土层速效磷含量增加3.29 mg/kg,10~20 cm和20~30 cm土层速效磷含量均增加3.25 mg/kg;各土层速效钾含量分别增加52.87mg/kg、57.00 mg/kg和42.93 mg/kg。流动沙地和半固定沙地土壤流动性消失,土壤p H值、碱解氮含量变化幅度较小;固定沙地各土层p H值分别降低0.55、0.87和0.94,碱解氮含量分别显著升高8.42 mg/kg、21.78 mg/kg和22.24 mg/kg。(4)在沙地植被恢复过程中,土壤线虫营养类群组成、多样性指数和生态功能指数都出现不同变化。在土壤线虫群落中,食细菌线虫数量最多,其次是植物寄生线虫和食真菌线虫,杂食捕食线虫最少。经过4~5年的植被修复,线虫多样性、优势度和丰富度变化幅度仍然较小。其中,流动沙地和半固定沙地线虫均匀度无显著性变化,固定沙地线虫均匀度降低。流动沙地线虫富集指数和结构指数升高;半固定沙地富集指数降低,结构指数升高;固定沙地富集指数升高。
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