放牧干扰下典型草原主要物种光合速率和生物量的变化

　　摘要：以内蒙古典型草原不同放牧梯度上的主要优势物种克氏针茅、狭叶錦鸡儿、糙隐子草为研究对象，通过不同放牧强度对典型草原主要物种光合作用和生物量特征的探索，结果表明：克氏针茅、小叶錦鸡儿、糙隐子草三种共生植物的光合速率变化方向与生物量相同。随放牧压力的增加，表现出克氏针茅对恶劣环境的适应能力较弱，相比而言糙隐子草在中度放牧上表现良好的生长优势。

　　关键词：典型草原;放牧强度;光合速率;生物量

　　我国北方草原主要以畜牧业为主，近年来由于放牧强度增加，草原群落结构发生了很大的改变[1,2]。群落组成物种表现出不同的优势度，群落类型随着放牧强度的增加而呈现出明显的空间演替[3]。产生这种现象的原因是不同的放牧梯度改变植物光合作用，同化水和二氧化碳制造有机物并释放氧气的生物过程发生变化。光合作用的变化也会随着外界的光强、温度等环境因素以及体内叶绿素的含量的变化而不断改变，放牧则使上述因子发生改变而间接对植物的光合速率产生影响[4]。

　　光合作用所合成的物质是植物能量和结构的根本物质来源。在整个群落系统中，其有机物的来源主要是植物的光合作用，植物的光合作用又直接决定着整个群落的生物量大小[4,5]。因此，本研究以内蒙古典型草原不同放牧梯度上的主要优势物种克氏针茅、狭叶锦鸡儿、糙隐子草作为研究对象，通过测定光合速率和生物量指标，分析不同放牧强度对物种光合作用和生物量的影响，揭示草原植物在不同放牧梯度上表现出的生理生态学特性，以期阐释北方草原主要物种在半干旱环境下的适应机制及群落演替规律，分析草原初级生产力的发展水平，为草原生态系统的科学管理提供依据。

　　1研究区概况

　　本研究区位于内蒙古自治区呼伦贝尔市克鲁伦河流域，分别选取呼伦镇(轻牧)、贝尔苏木(中牧)、杭乌拉(重牧)三个放牧梯度，其地理位置为东经115°31'~117°43'，北纬47°3649°50'。调查样地所在区域属于温带大陆性季风干旱气候，年降水量为262.3mm，年平均气温为1.1。调查样地植被种类丰富，以典型群落中特有的禾本科和菊科为主的植物为主，土壤类型为栗钙土。

　　2实验设计与研究方法

　　本研究选取轻牧、中牧、重牧三个放牧梯度，以共有物种克氏针茅、糙隐子草、狭叶锦鸡儿为研究对象，分别采用美国Li-6400光合作用测定仪和样方调查法测定光合速率和生物量。采用MicrosoftOfficeExcel2003进行数据统计分析。

　　3结果与分析

　　3.1不同放牧梯度上主要物种光合速率的变化

　　随着放牧强度的增加光合速率的变化趋势分别为：狭叶锦鸡儿表现为先降低后增加的趋势，重牧最高;克氏针茅随放牧强度的增加呈逐渐下降的趋势;而糙隐子草的变化趋势为中牧>轻牧>重牧。说明植物在受到不同放牧强度干扰时，光合速率也随之发生变化，其主要原因可能与放牧导致植物体叶绿素含量发生变化。其不同种植物，在同一限制因子的作用下，也会表现出不同的适应能力，例如狭叶锦鸡儿的光合速率在重牧条件下最高，说明其植物体在恶劣的环境下的耐受限度增强。

　　3.2不同放牧梯度上主要物种生物量的变化

　　草原主要植物种群地上生物量受不同程度牧压影响显著，其不同放牧梯度下单位面积生物量变化趋势为：狭叶锦鸡儿随放牧强度的增加逐渐增大，趋势为重牧>中牧>轻牧;克氏针茅则随放牧强度的增强呈明显下降趋势;而糙隐子草的生物量则在中度梯度上最高，重度放牧梯度上最低。

　　由生物量的变化趋势可得出，随放牧压力的增加，克氏针茅的生物量大幅度减低，生长优势降低，表现出克氏针茅对恶劣环境的适应能力较弱，相比而言糙隐子草在中度放牧上表现良好的生长优势。由此可见，三种植物的光合速率变化方向与生物量相同，随着放牧梯度的变化，直接导致不同放牧样地草原群落的优势种组成结构发生显著变化，由克氏针茅不断向重牧适应能力强的物种方向演替。

　　4小结

　　由于受气候变暖、人为干扰等全球性生态问题的影响，草原植物的光合速率发生了明显变化，在这些因素的影响下草原结构也发生了很大的改变。同时，植物光合作用和生物量与植物的光和生产力有着重要联系，因此进一步研究草原群落主要物种光合生产力的主要影响因素，可以有效预防因草地生产力的大幅度降低所造成的危害，同时也为草原的可持续发展提供了科学依据。

　　参考文献：

　　[1]李林芝，张德罡，辛晓平，等.呼伦贝尔草甸草原不同土壤水分梯度下羊草的光合特性[J].生态学报，2009,29(10):5271-5279.

　　[2]李媛媛，董世魁，李小艳，等.围栏封育对三江源区退化高寒草地植物光合作用及生物量的影响[J].草地学报，2012,20(04):621-625.

　　[3]闫慧，吴茜，丁佳，等.不同降水及氮添加对浙江古田山4种树木幼苗光合生理生态特征与生物量的影响[J].生态学报，2013,33(14):4226-4236.

　　农业方向刊物推荐：应用生态学报(月刊)创刊于1990年，是中国科学院主管、中国生态学学会和中国科学院沈阳应用生态研究所联合主办的综合性学术期刊，创刊于1990年，由科学出版社出版。