羊草草地放牧綿羊的采食與踐踏作用研究.pdf

1、動物-植物界面(plant-animal-interface)上的家畜采食(herbivore foraging)和踐踏(trampling)是放牧生態(tài)學研究的主要內(nèi)容。二者作為影響動物與植物生產(chǎn)的關鍵因素,影響著草地植被結構和生產(chǎn)力,決定著草地資源轉(zhuǎn)化效率。草食性動物,特別是大型草食性動物的采食,既受到牧壓干擾也受到生長季因素影響。而動物自身的采食行為也是影響著其采食作用的重要因素。因此,本研究把放牧強度和時間因素設定為干擾因素,通過

2、野外放牧方法,探討采食對植物的影響；又從植物構件水平,通過對禾本科植物被采食的部位,定義了采食方式的概念,并具體分成去頂、拔芯、摘葉來刻畫動物的采食特征。草食性動物在采食過程中,除了對植物造成機械損傷(可以通過刈割模擬),口液也伴隨著采食過程,并接觸到植物體受損部位,產(chǎn)生一種刺激作用。然而由于動植物的種屬差異巨大,口液對植物體生長是否有作用,還存在很大爭議。本研究以綿羊口液和松嫩草地優(yōu)勢植物羊草為研究對象,探討口液對植物生長是否有作用,

3、以及對植物有何作用。同時把異質(zhì)性環(huán)境因素也考慮進來,以檢測異質(zhì)性環(huán)境是否影響口液的作用。草食性動物的踐踏不僅改變著土壤理化性質(zhì),對植物還能夠構成直接的傷害。本研究把動物單位面積上對植物損傷的百分比,定義為踐踏折損率,用來衡量踐踏的強度。草食性動物的踐踏是采食過程中必然伴隨的作用方式,因此影響采食的因素也必然影響著踐踏作用。所以,本研究基于不同的放牧強度和生長季,來研究踐踏折損率的變化特征。另外,天然草地上,雨天天氣和歷年植物體地上枯死部

4、分形成的立枯體,也會干擾動物的采食和踐踏。本研究通過野外可控實驗,比較了雨天和非雨天采食和踐踏作用的差異；又通過設定不同密度和高度的立枯體,試圖量化立枯體對草食性動物采食和踐踏作用的差異。
　　 本研究內(nèi)容主要包含五個部分:①采食作用研究,主要研究不同放牧強度對植物的影響,以及對綿羊采食特征的影響；②踐踏作用研究,主要研究不同踐踏強度下的踐踏折損率變化,以及不同踐踏強度對土壤的影響；③雨天放牧研究,利用天然降水,比較了雨天放牧和

5、非雨天放牧的差異；④立枯物的作用研究,利用天然牧場存在的立枯物,比較了不同立枯物密度和高度對采食和踐踏作用的影響；⑤口液的作用研究,通過模擬放牧實驗,比較了口液加刈割和單純刈割對植物生長的影響。
　　 主要研究結論如下:
　　 (1)羊草草地地上生物量和相對密度受時間和放牧強度因素制約,且二者有交互作用。具體變化為,適度放牧(輕度和中度)有利于羊草產(chǎn)量的增加,重度放牧導致羊草產(chǎn)量下降,一年生植物增加。放牧小區(qū)羊草生物量隨

6、時間推移而增加,隨牧壓降低增加；而不放牧小區(qū)羊草生物量隨時間增加而下降,雜類草和豆科植物則增加。適度放牧促進羊草分蘗數(shù)量的增加,重度放牧則削弱羊草的分蘗能力,從而為一年生植物侵入提供了條件。綿羊采食方式受季節(jié)和放牧強度因素制約,在春季以去頂采食為主,隨牧壓增加而增加；而在夏、秋季則以摘葉(摘葉率體現(xiàn)的是綿羊選食性強的特征)為主;拔芯率體現(xiàn)了綿羊一種隨機采食行為,更多受植物鮮嫩程度(植物生物學特性)影響。
　　 (2)本研究提出的

7、踐踏折損率,是一個可以衡量短時間踐踏強度的有效指標,受放牧強度和時間因素制約。植物自身的生物學因素,即木質(zhì)化程度,是導致踐踏折損率變化劇烈的根本因素。放牧可以顯著性影響0-10 cm土壤毛管孔隙度,以及0-15cm土壤含水量,且隨牧壓增強而增加。放牧也可以影響0-10 cm土壤容重大小,且隨牧壓增強而降低。
　　 (3)雨天放牧受天氣和放牧強度兩個因素影響強烈。與非雨天放牧相比,雨天放牧導致各種采食方式明顯下降。然而,采食方式還

8、受放牧強度影響,未采食植物比例隨著牧壓增強而降低,表明隨著牧壓增強,綿羊采食增加。在雨天條件下,摘葉率(代表采食選擇性高低的指標)各放牧強度下無差異,表明綿羊在冷濕環(huán)境下選食性并不隨著牧壓發(fā)生變化,體現(xiàn)出一種隨機采食的行為；雨天放牧條件下,綿羊?qū)Σ煌参锏牟墒巢呗圆煌?造成采食損失量也不同。采食損失量還受到牧壓控制:對禾本科植物的采食損失量,在各牧壓下無差異；對雜類草丟棄比例,如全葉馬蘭,則隨牧壓增加而增加。雨天天氣因素顯著性降低了綿羊

9、的踐踏折損率比例,但不同植物對牧壓響應不一致:羊草折損率在各牧壓下無差異,蘆葦隨著牧壓增加而增加。表明蘆葦在雨天更適合作為衡量踐踏的指標。雨天放牧還能夠顯著性影響土壤的物理性質(zhì),且受放牧強度和土層深度制約:中度牧壓以上的踐踏顯著性降低0-5 cm土壤含水量和增加0-5 cm容重,對更深層土壤作用不顯著。
　　 (4)羊草分蘗數(shù)量受到立枯體的高度和密度制約,隨地上立枯體減少而增加。需要強調(diào)的是,立枯體的密度比立枯體高度,更加影響羊

10、草的分蘗速率；地上生物量隨著立枯體的減少而增加。其中起決定因素的是遮蔭的強度,何者遮蔭效果最大,該因素就成為制約地上生物量增加的關鍵因素；綿羊的采食量隨著立枯體減少而增加。立枯體密度比起高度因素,更能制約綿羊采食的增加；綿羊的主要采食方式的比例也受到立枯體高度和密度制約,隨著立枯體減少而增加。其中,立枯體的高度主要影響綿羊采食的比例,特別是去頂?shù)谋壤涣⒖蒹w的密度不能改變?nèi)ロ數(shù)谋壤?而能夠影響綿羊的采食選食性,表現(xiàn)為提高采食葉片的比例。

11、立枯體的高度和密度,都能夠顯著性影響綿羊踐踏折損率,隨著立枯體減少而增加。
　　 (5)與單獨刈割處理相比,口液處理可以顯著性增加羊草分蘗數(shù)量,提高葉重,促進新葉伸長?？谝旱淖饔米铒@著特點就是存在時效性,它主要促進植物在受到采食后兩周內(nèi)產(chǎn)生補償生長?？谝禾幚砜梢员３秩~重在第二周持續(xù)增加,而單獨刈割則無作用?？谝禾幚砜梢源龠M新葉(而不是老葉)在處理后一周內(nèi)長度的增加,而單純刈割則無此作用。
　　 本研究通過系統(tǒng)的野外實驗與

12、控制實驗,得出了一些重要結論,并且,在草地生態(tài)理論、研究方法,以及對采食過程的某些機制的解釋方面具有一定的創(chuàng)新性:第一,在概念上,針對綿羊在植物構件水平的采食特征,提出了采食方式的概念,并分類為去頂、拔芯和摘葉。同時,提出并定義了踐踏折損率,由此豐富了放牧生態(tài)學的有關概念。第二,刻畫了踐踏強度和放牧強度的關系,并發(fā)現(xiàn)植物的踐踏折損率是一個優(yōu)良穩(wěn)定的衡量踐踏強度的指標,因此從植物層面刻畫了踐踏強度的表示方法；第三,比較研究了雨天和非雨天放