荒漠草原精确灌溉的物种多样性特征

贺美林　杨晓红　李小凡

摘要[目的] 研究灌溉对希拉穆仁荒漠草地物种多样性的影响，为当地生态恢复提供理论依据。[方法] 在希拉穆仁荒漠草地設计不同水分梯度的草地恢复试验，对封禁草地不同水分供给条件下的物种多样性进行分析。[结果] 水分是影响草地植物长势的关键因子，水分条件不同导致物种多样性指数差异明显。[结论] 半干旱荒漠草原地区，植物物种多样性特征对水分响应较为敏感。

关键词荒漠草原；灌溉；物种多样性

中图分类号S152.5文献标识码A文章编号0517-6611（2014）09-02701-02

作者简介贺美林（1971- ），女，内蒙古东胜人，工程师，从事沙漠化治理研究。

温性荒漠草原在内蒙古地区分布较广，主要分布在内蒙古中西部阴山北麓沿线。该类草原是在干旱、半干旱气候条件下形成的一种特有产物，不仅是我国北方一道重要的生态屏障，也为边疆地区的畜牧业生产提供坚实的物质保障。然而，随着气候的变化和人为负面的干扰，草地日益退化，生产力降低。王彦荣等对不同退化红砂草地的水分分配格局进行了研究[1]；涂文霞等研究了荒漠草地植物多样性对肥料添加的响应[2]；汪诗平等对内蒙古蒿属草地放牧强度对多样性指数的影响进行了分析[3]；崔向新等对荒漠草原干草材料覆盖的土壤蒸发效应做了大量研究[4]。但是，针对灌溉对荒漠草地物种多样性的影响研究鲜有报道。为此，笔者通过在希拉穆仁荒漠草原开展不同水分供给条件的草地生态恢复试验，旨在为当地生态恢复提供理论依据。

1研究区概况

试验区位于水利部牧区水利科学研究所达茂旗草地水土保持生态监测试验基地。具体位置位于达茂旗东南希拉穆仁镇，地理位置41°12′～41°31′ N，111°00′～111°20′ E之间，属低山丘陵荒漠草原类型。研究区内主要分布有栗钙土和草甸土类，有190多种植物，草场主要群落结构为“克氏针茅（Stipa krylovii）+羊草（Leymus chinensis）+冷蒿（Artemisia frigida）”。

2试验设计与研究方法

2.1样地选择目前，草地群落多样性调查较多采用的有效方法为大面积巢式样方法[3-5]。该试验根据研究区特点，大样地范围采用1 000 m×1 000 m，记录1 m×10 m小样方中植物名称，进行统计分析。经统计发现，试验地植物种类稀少，一般样圈内只有不到10种植物，平均盖度为30%，干草产量50.5 g/m2，几个多样性指数都处于较低水平。

2.2灌溉方案设计选择严重退化的平坦地区布设1 m×2 m的隔离小区，设计3、4、5、7、9、10、12、15、17 kg/d共计9种水分梯度，每处理3重复，试验时间从植物返青到生长末期（4～9月），监测指标包括土壤水分、地上生物量、植被盖度、植物种类等。

2.3浓度指标计算方法用于结果分析的多样性指标取优势度Simpson指数、多样性信息度ShannonWiener指数、Pielou均匀度指数和Margalef丰富度指数，公式分别为[6]：

3结果与分析

3.1植被盖度变化特征水分条件不同对草地植物盖度、建群种分盖度有明显影响。从图1中可以看出，建群种分盖

3.2物种多样性的变化采用SPSS 软件对多样性指数与水分条件的相关变化趋势进行了拟合，拟合结果见图2～5，由图2～5可以看出，除Pielou指数外，其他指数与水分条件均有较好的相关性。而随着水分条件的好转，ShannonWiener指数增加了1.14倍。值得注意的是，生物多样性指数并不是与土壤水分供给成正比，这是由土壤种子库分布差异造成的。

4结论

通过在希拉穆仁荒漠草地进行的灌溉试验，结果发现，水分条件不同导致物种多样性指数差异明显，说明半干旱荒图4ShannonWiener指数变化趋势图5Pielou指数变化趋势漠草原地区，植物物种多样性特征对水分响应较为敏感。

参考文献

[1] 王彦荣，曾彦军，张宝林，等.不同退化红砂荒漠草地的水分分配格局[J].应用生态学报，2002（8）：964-966.

[2] 涂文霞，叶茂，徐海量，等.荒漠草地植物多样性对肥料添加的响应[J].中国沙漠，2013（5）：1350-1354.

[3] 汪诗平，李永宏，王艳芬，等.不同放牧率对内蒙古冷蒿草原植物多样性的影响[J].植物学报，2001，43（1）：89-96.

[4] 崔向新，高永，蒙仲举，等.干草覆盖对草地土壤蒸发的影响研究[J].灌溉排水学报，2008（1）：94-97.

[5] 阳含熙，卢泽愚.植物生态学的统计分析方法[M].北京：科学出版社，1981：386-404.

[6] 徐海量，乔木，艾合买提，等.荒漠草地物种多样性的水分特征研究[J].干旱地区农业研究，2006（2）：106-110.