植物生态学报 ›› 2024, Vol. 48 ›› Issue (3): 317-330.DOI: 10.17521/cjpe.2023.0086
黄玲1,王榛1,马泽2,杨发林2,李岚1,侯扶江3
1,WANG ZHEN2,MA ZE3,Lin FaYang4,LI LAN2,HOU FUJIANG1
摘要: 种群是草原生态系统结构、功能形成和发展的基础。然而, 长期放牧伴随着全球气候变化深刻影响着种群的生长和繁殖。长芒草(Stipa bungeana)是黄土高原典型草原的优势种, 具有较高的生态和经济价值。本研究依托黄土高原典型草原长期滩羊轮牧实验平台, 以长芒草为研究对象, 探讨放牧和氮添加的交互作用对长芒草生长的影响, 采用完全随机的裂区实验设计, 放牧率(0、2.7、5.3、8.7 sheep·hm–2)作为主因子, 氮添加水平(0、5、10、20 g·m–2)作为副因子, 探究放牧、氮添加及其交互作用对长芒草的形态性状、地上生物量、群落地位和它们之间关系的作用。主要结果有: 随放牧率的提高, 长芒草的株高、冠幅直径、分蘖密度、实生苗密度、地上生物量和生物占比呈“单峰”曲线变化趋势, 种群密度降低。而氮添加增加长芒草的株高、冠幅直径、生殖枝密度、分蘖密度、地上生物量和生物量占比; 实生苗密度随氮添加的增加呈先增后减的趋势。相比氮添加, 放牧对长芒草地上生物量和生物量占比的总效应小, 放牧对地上生物量有直接的负效应, 并通过调控分蘖密度、种群密度及地上生物量影响其生物量占比; 氮添加不仅对地上生物量有直接的积极效应, 还通过株高、生殖枝密度对地上生物量有间接的正效应, 同时通过调控种群密度、冠幅直径、分蘖密度和生殖枝密度影响生物量占比。总体上, 氮添加增加长芒草的冠幅直径和生殖枝密度(相比株高和分蘖密度), 放牧增加实生苗密度(相比种群密度), 而放牧和氮添加的交互作用显著影响生殖枝密度。放牧率为4.10 sheep·hm–2或5.29 sheep·hm–2时长芒草具有最优地上生物量或群落地位。上述结果表明放牧和氮添加通过影响长芒草种群的形态特征来调控其地上生物量和群落地位, 为草地种群的科学管理和可持续发展提供了科学依据。