杜鹃灌丛草地土壤容重与水分特征对不同休牧模式的响应
２８—３５
草业 学 报 第２Ｏ卷第３期
２０１１年６月
ＡＣＴＡ ＰＲＡＴＡＣＵＬＴＵＲＡＥ ＳＩＮＩＣＡ
Ｖ０１．２Ｏ，ＮＯ．３
杜鹃灌丛草地土壤容重与水分特征
对不同休牧模式的响应
曹文侠，徐长林，张德罡，师尚礼，姚拓
（甘肃农业大学草业学院草业生态系统教育部重点实验室中一美草地畜牧业可持续发展研究中心，甘肃兰州７３００７０）
摘要：以土壤容重与土壤水分特征为主要指标，研究了祁连山高寒杜鹃灌丛草地对全生长季休牧（分枯草期重牧与 枯草期轻牧）和传统夏季休牧（重牧）的响应。结果表明，随着土层深入，休牧杜鹃灌丛草地土壤呈容重增大、含水
率减小、有机质含量降低的基本变化态势；休牧杜鹃灌丛土壤异质化明显，灌丛冠幅下土壤容重小于灌间土壤，土
壤水分大于灌间；６月的土壤容重较８和１０月的小，而土壤含水率高；高寒杜鹃灌丛草地土壤含水率与土壤容重间
呈极显著的负相关关系，与土壤有机质问呈正相关关系；与传统夏季休牧相比，全生长季休牧的杜鹃灌丛草地灌间 畜蹄践踏小径的宽度、深度和面积显著减少，土壤紧实度降低，土壤含水率升高，有效改善了土壤功能；枯草期的高 强度放牧降低了全生长季休牧对杜鹃灌丛草地土壤状况的有效恢复；研究证实合理的休牧时期确定与利用强度控
制是实现退化高寒杜鹃灌丛草地土壤功能修复的关键。
关键词：杜鹃灌丛草地；休牧；践踏；土壤容重；土壤水分；土壤有机质 中图分类号：Ｓ１５５．４ ７
文献标识码：Ａ
文章编号：１００４—５７５９（２０１１）０３—００２８—０８
青藏高原东北缘的祁连山国家级自然保护区是青藏、蒙新、黄土三大高原交汇地带，对维持甘肃河西走廊及 内蒙古西部地区生态安全具有决定性意义，也是敏感响应全球变化和人为干扰的关键性研究地区 ］。灌丛草地
近年备受关注［２］，以千里香杜鹃（Ｒｈｏｄｏｄｅｎｄｒｏｎ ｔｈｙｍｉｆｏｌｉｕｍ）、头花杜鹃（Ｒ．ｃａｐｉｔａｔｕｍ）等常绿灌木为建群种和
优势种的杜鹃灌丛草地广泛分布于青藏高原边缘区及祁连山区海拔２ ５００￣３ ６００ ｍ的高山沟谷寒冷湿润阴坡、 半阴坡地带 ］，在全球气候变化背景下，因其具有稳定整个高寒山区脆弱生态系统的独特功能而受到重视 ］，同 时也是当地藏区人民重要的牧业基地和牦牛赖以生存的夏季牧场，然而，牦牛等放牧家畜的高强度采食和践踏加
速了杜鹃灌丛草地系统的萎缩退化，而休牧围封是退化草地生态恢复的重要途径 ］。
放牧对高寒脆弱的灌丛草地系统的影响十分显著，Ｗｈｉｎａｍ和Ｃｈｉｌｃｏｔｔ＿７］发现高寒灌丛草地比草甸草地更不 耐践踏，而且恢复较慢 ］，不合理利用该类植被，极易引起该类植被的退化，造成水土严重流失 ］。然而，有关放
牧对高寒杜鹃灌丛草地的影响及通过休牧恢复高寒灌丛草地的研究并不多见，Ｙａｎｇ等 评估了徒步旅行与骑马 践踏对亚高山苔草（ＣａＹｅｘ ｓｐｐ．）与高寒杜鹃灌丛的影响，发现对杜鹃灌丛的影响比苔草类的草地更大。休牧也 可加速灌丛林草地植被的更新和恢复口 ，休牧能有效恢复高寒杜鹃灌丛草地地上植被口 ，地上植被的恢复可进
一
步影响土壤系统，最终实现系统生态功能的全面恢复。
土壤践踏特征是研究家畜与草地互作效应的重要途径，土壤容重和土壤水分是研究土壤对家畜践踏反应最 基本的指标口 。Ｐｉｃｋｅｒｉｎｇ等口。 设计践踏试验研究了高海拔植被对践踏扰动的耐性与恢复效果，侯扶江等 胡推 测土壤对践踏的耐受性随土壤水分而变化，林慧龙和任继周ｌ１ ］就土壤对践踏的反应与水分的关系进行了探索性 研究。本研究试以地表践踏特征、容重、水分等土壤特征对不同休牧模式的响应为内容，探讨恢复祁连山区高寒 退化杜鹃灌丛草地的途径，以期对全面理解高寒地区杜鹃灌丛草地的牧业生产功能与生态服务功能，实现科学管
理和有效保护提供有价值的信息。
１材料与方法
１．１研究区概况
试验区选在祁连山东段金强河地区（Ｎ３７。１０ ，Ｅｌ０２。４５ ），该区全年无绝对无霜期，２００３—２００５年的年平均
收稿日期：２ＯｌＯ—Ｏｌ一２ｏ；改回日期：２ＯｌＯ ０４—２６
基金项目：博士点基金（２０１０６２０２１２０００４），甘肃省自然基金（３ＺＳＯ４１ Ａ２５—０４９）和现代农业产业技术体系资助。
作者简介：曹文侠（１９７０一），男，甘肃会宁人，副教授，博士。Ｅ—ｍａｉｌ：ｃａｏｗｘ＠ｇｓａｕ．ｅｄｕ．ｃｎ
第２Ｏ卷第３期 草业学报２０１ｉ年
气温为０．６４。Ｃ，降水量为４５４．７ ｍｍ，２００５年取样测定期该区旬气温与降水量分布如图１所示。研究区植被垂直 分布明显，依次分布着嵩草（Ｋｏｂｒｅｓｉａ ｓｐｐ．）一禾草草甸、金露梅（Ｐｏｔｅｎｔｉｌｌａ ｆｒｕｔｉｃｏｓａ）灌丛草甸、杜鹃灌丛、柳灌 丛等。通过走访牧民和当地政府对杜鹃灌丛草地的使用情况进行全面调查，将样地设在甘肃农业大学草原野外 试验站正南的泉干沟中上段海拔３ Ｏ５Ｏ～３ １５０ ｍ内具杜鹃的灌丛草甸草地，坡向西北，灌丛下生长着以嵩草、苔 草、珠芽蓼（Ｐｏｌｙｇｏｎｕｍ ｖｉｖｉｐａｒｕｍ）等为优势的草层植物，草地土壤为高山灌丛草甸土，每年５月下旬杜鹃灌丛
草层植物开始返青，９月中旬开始枯黄。
１．２样地设置
试验区杜鹃灌丛草地原属集体所有的春、秋和冬 ２５ 季牦牛等藏系家畜放牧的公共草地。试验前，每年６
２０
一
昌
月中旬一８月中旬休牧，其余时间放牧，且此放牧模式
吕
Ｖ
宝
．
已延续１０年以上。由于放牧强度大，灌丛草地处于中
２
矗
度退化状态。于２００３年８月选择相邻灌丛草地设置 ｇ
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围栏，建立传统的夏季休牧（１．５个月）放牧期重牧 赠
（ＲＧ—Ｏ）、全生长季休牧枯草期重牧样地（ＲＧ一１）、全生
逝
．
长季休牧枯草期轻牧样地（ＲＧ一２），全生长季休牧枯草
１０
．
期轻牧样地中设密灌区样地（ＲＧ一２ｍ），并选择杜鹃灌 １ ５
丛地中受牦牛重度践踏后的圈滩地，家畜来回高频践 月份Ｍｏｎｔｈ
踏的牧道作为对比。将混群的牦牛折算为全年平均的 图１ ２００５年试验区温度与降水的旬分布
标准羊单位 ，计算平均放牧强度（表１）。
Ｆｉｇ．１ Ａｉｒ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ａｎｄ ｐｒｅｃｉｐｉｔａｔｉｏｎ ｏｆ １０ ｄ ｉｎ ２００５
表１祁连山杜鹃灌丛草地不同休牧模式样地概况
Ｔａｂｌｅ １ Ｂｒｉｅｆ ｄｅｓｃｒｉｐｔｉｏｎ ｏｆ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｎｏ ｇｒａｚｉｎｇ ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ ｓｈｒｕｂｌａｎｄ ｆｉｅｌｄｓ
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１．３家畜践踏及土壤测定内容和方法
测定灌丛间草地地面受畜蹄践踏后形成的小径宽度、深度和面积口 ，并计算小径面积占灌丛草地总面积 的百分比。每个样地标记５个固定杜鹃株丛进行定点取样，清除地面草本植物和枯草，分别从灌丛冠层垂直基部
３Ｏ ＡＣＴＡ ＰＲＡＴＡＣＵＬＴＵＲＡＥ ＳＩＮＩＣＡ（２０１ １）
距灌基１０ ＣＩＴＩ处（ＵＳ）和灌丛间草地（Ｂｓ）取样，取样时间为６，８，１０月中旬连续５日无降水时。在每个取样点用 环刀（１００ ｃｍ。）取０～１０和１０￣２０，２０￣３０ ｃｍ的样品，立即称重，每株丛取样３～５个。样品于１０５。Ｃ条件下连续 烘６～８ ｈ，干燥器中冷却后称重，测算土壤含水量和土壤容重，用重铬酸钾容量法一外加热法测定有机质含
量 。
１．４统计分析
数据处理与分析采用Ｅｘｃｅｌ软件，采用ＳＰＳＳ １３．０对同一指标在不同样地间的差异显著性进行Ｄｕｎｃａｎ，Ｓ新 复极差分析，对土壤有机质、土壤容重及土壤含水率间相关性进行分析。
２结果与分析
２．１ 不同休牧模式下灌丛草地家畜践踏特征
全生长季休牧２年，在牧草枯黄后的１Ｏ月中旬进行测定，几种休牧模式灌间草地的地表家畜践踏特征已有 了明显差异（表２），ＲＧ一２样地草丛较深，家畜践踏在灌问草地留下的小径已不明显，很难判断和计算面积，小径 也较浅。ＲＧ一１在枯草期放牧强度较大，地面留下的畜蹄践踏小径适中。ＲＧ一０虽然实施了夏季休牧，但由于放 牧过重，灌间畜蹄践踏小径的深度、最大宽度明显大于其他２类全生长季休牧样地。ＲＧ一０虽然与ＲＧ一１的践踏 小径宽度间差异不显著（Ｐ＞０．０５），但由于小径长度和分布较密集，小径所占面积比明显较大。ＲＧ一２ｍ由于有 较高的灌丛密度，相对增加了灌问畜蹄践踏的单位强度，小径较深，仅次于ＲＧ一０，但总面积较小。
表２不同休牧灌丛草地地面畜蹄践踏小径比较
Ｔａｂｌｅ ２ Ｆｌｏｃｋ ｔｒａｍｐｌｉｎｇ ｔｒａｉｌｓ ｏｎ ｔｈｅ ｇｒｏｕｎｄ ｂｙ ｈｅｒｂｉｖｏｒｅ ｕｎｄｅｒ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｐｅｒｉｏｄ ｎｏｎ－ｇｒａｚｉｎｇ ｓｈｒｕｂｌａｎｄ
注：同列数据后小写或大写字母不同者，表示Ｐ％０．０５或Ｐ＜０．０１水平下差异显著，下同。
Ｎｏｔｅ：Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｓｍａｌｌ ｌｅｔｔｅｒ ｏｆ ｓａｍｅ ｃｏｌｕｍｎ ｍｅａｎｓ ｔｈｅ ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔ ｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅ ａｍｏｎｇ ｆｏｕｒ ｐｌｏｔｓ 