不同海拔梯度高寒草甸生物量变化

党永桂

(青海省海北藏族自治州草原工作站，青海 西海 810299)

青藏高原高寒草甸是全球生态系统的重要组成部分，是青藏高原畜牧业发展的重要物质基础[1]，面积约7×105km2，是我国主要的家畜放牧区，同时也是多年冻土区分布最广泛的草地类型[2]。众多学者以高寒草甸为研究对象展开了大量研究，其中海拔梯度由于包含了温度、湿度和太阳辐射等环境因子，成为研究物种多样性分布规律的重要方面。本文分析了海拔梯度3 800～4 450 m范围内，高寒草甸生物量的变化，以期为高寒草甸基础研究提供参考。

1 材料与方法

1.1 研究区概况

研究区位于青海省海晏县境内，属于高原半干旱气候，春季干旱多风，夏季凉爽，秋季短暂，冬季漫长，年平均气温1.5 ℃左右，年降水量在4 00 mm左右，年蒸发量为1 581.75 mm左右，无绝对无霜期。

1.2 试验方法

样地设置在海晏县境内，选取以莎草科为优势牧草的健康草地，按照3 881 m、4 063 m、4 160 m、4 355 m、4 379 m和4 450 m 6个海拔梯度设置固定样地，每个样地随机选取5个1×1 m的样方，于高寒草甸植被生长的旺盛期2010年7月底进行样方调查、地上植物量和土壤取样。其中，样方调查包括植物种类、盖度、高度和密度。室内准确鉴定植物标本，统计科、属、种及其组成。

在样方内，对角线设置两个0.5×0.5 m的观测样方，剪去植物地上部后，莎草科牧草、其他杂类草分别称质量，两者之和为牧草鲜重；莎草科(Cyperaceae)、珠芽蓼(Polygonumviviparum)和圆穗蓼(Polygonumcapitatum)等为可食牧草鲜重。带回实验室进行烘干称重，分别为牧草干重和可食牧草干重。样地具体情况见表1。

表1 样地基本情况

1.3 植被类群

植物类群分优良牧草和杂类草。禾本科(Gramineae)、莎草科(Cyperaceae)归入优良牧草一类，包括高山嵩草(Kobresiapygmaea)、异针茅(Stipaaliena)、乳白香青(Anaphalislacteal)、火绒草(Leontopodiumleontopodioides)、微孔草(Microulasikkinensis(Clarke)hen sl)、星状风毛菊(SaussureastellaMaxim)、秦艽(Gentianamacrophylla)、唐松草(Thalictrumalpinum)、龙胆(GentianaSpp.)、蒲公英(Taraxacummongolicum)等则归入杂类草。

1.4 统计分析

利用SPSS 21.0进行方差分析、相关分析，Excel2010制作表格。

2 结果与分析

2.1 不同海拔高寒草甸形态指标

如表2，不同海拔梯度高寒草甸株高、物种数和毒杂草物种数并不一致。海拔高度为3 881 m时，株高达到最大值，为15.33 cm。而海拔梯度为4 252 m时，株高则为最小值(3cm)。海拔高度为4 160 m时，物种数则为最大值(11种)，海拔高度为3 881 m和4 450 m时，物种数都为最小值(8种)。

表2 不同海拔梯度高寒草甸形态指标变化

2.2 不同海拔高寒草甸生物量变化

如表3所示，随着海拔高度增加，牧草鲜重、可食牧草鲜重、牧草干重和可食牧草干重表现出先增加、后降低的趋势。在海拔高度为4063 m时，高寒草甸牧草鲜重、可食牧草鲜重、牧草干重和可食牧草干重均为最大值，分别为8 013.33、7 800、2 673.33和2 596.67 g/m2，显著高于其他海拔梯度(P≤0.05)，而在海拔高度为3 881 m时高寒草甸牧草鲜重、可食牧草鲜重、牧草干重和可食牧草干重均为最小值，分别为3 456.67、2 813.33、1 150和936.67 g/m2。同样，在海拔高度为4 063 m时，高寒草甸可食牧草比例达到最大值(97.15%)，而在海拔梯度为4 355 m时，高寒草甸可食牧草比例最低(71.83%)。

表3 不同类型高寒草甸生物量变化 g/m2

2.3 不同海拔梯度高寒草甸生物量相关分析

如表4，海拔梯度与高寒草甸株高、牧草鲜重、可食牧草鲜重、牧草干重和可食牧草干重都是负相关，而植被盖度、物种数和毒杂草物种数与牧草鲜重、牧草干重呈显著正相关(P≤0.05)。

表4 不同类型高寒草甸相关关系

3 讨论

海拔梯度对天然草地植被温度、水分和土壤肥力等环境异质性有很大影响，比如海拔梯度每上升100 m时，温度会降低0.6 ℃[3]。青藏高原是世界上海拔最高的高原，因平均海拔高、海拔落差大，形成了独特的气候条件，孕育了特有的高寒草甸群落结构。研究表明，不同海拔梯度下，高寒草甸生物量差异明显。李凯辉等[4]分析海拔2 460～2 760 m高寒草原群落结构指出，随海拔升高，水热变化明显，禾本科植物的地上生物量随海拔升高逐渐降低，莎草科植物的地上生物量逐渐升高。对于高寒草甸，在海拔梯度4 056～4 427 m时，高寒草甸生物量呈先降低后增加的趋势。本文发现，在海拔梯度3 881～4 450 m时，高寒嵩草草甸生物量呈先增加后降低的趋势，这与刘哲等[5]的研究并不一致。必须要指出的是，而物种数的变化与气温、降雨、温度乃至土壤养分、畜禽采食都不无关系。而研究尺度、海拔梯度范围的大小都会造成物种数的变化，也会引起生物量变化。