建植10年以上多年生禾本科混播草地評價畢業(yè)論文

1、<p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　摘要2</b></p><p><b>　　關(guān)鍵詞2</b></p><p>　　Abstract2</p><p>　　Key words 2</p><p><

2、b>　　前言2</b></p><p>　　1 材料與方法3</p><p>　　1.1 試驗地概況3</p><p>　　1.2 試驗小區(qū)4</p><p>　　1.3 測定內(nèi)容4</p><p>　　1.4 數(shù)據(jù)分析5</p><p>　　2 結(jié)果與

3、分析5</p><p>　　2.1 多年生禾本科人工草地優(yōu)勢種的更替5</p><p>　　2.2 多年生禾本科人工草地群落特征值7</p><p>　　2.3 多年生禾本科人工草地演替階段以及向天然草地演替的動態(tài)變化9</p><p><b>　　3 討論10</b></p><p

4、><b>　　參考文獻11</b></p><p><b>　　致謝12</b></p><p>　　建植10年以上多年生禾本科混播草地評價</p><p>　　摘要：以青藏高原高寒區(qū)甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)高山草原試驗站6個多年生禾本科人工草地組合樣地為對象，參照與人工草地建植初期、圍欄外天然草地的對比分析，研究了多年生禾

5、本科混播人工草地的變化情況，并用演替來多年生禾本科混播草地的發(fā)展方向。結(jié)果表明，在演替過程中原建植草種生態(tài)優(yōu)勢度減小，群落主要種的優(yōu)勢地位發(fā)生替代變化，外來雜草的入侵、空間、養(yǎng)分的競爭明顯，物種多樣性和豐富度隨著自然演替而增大；隨著人工草地演替年限的延伸，演替度逐漸增大，逐漸向相鄰的天然草甸方向演替。</p><p>　　關(guān)鍵詞：高寒地區(qū)；多年生禾草；人工草地；群落演替</p><p>　

6、　Different combinations of perennial grassy Mixed Artificial</p><p>　　Grassland of assessment more than 10 years</p><p>　　Abstract: Consult with artificial grassland built early and natural gras

7、sland outside the fence, the community succession study of 6 perennial grasses artificial grassland mixture cultivated grassland were analyzed for object in alpine region of Tibetan Plateau on experiment stations of Gans

8、u agricultural university. The results showed: Throughout the succession process, Ecological dominance of the original grasses had been built decrease. the main dominant species of community alternative chang</p>

9、<p>　　Key words: alpine area; perennial grass; artificial grassland; community succession</p><p><b>　　前言</b></p><p>　　對建植10年以上的多年生禾本科混播草地的評價通過對其混播草地的演替來進行研究，從而得出多年生禾本科混播草地的發(fā)展方向。

10、</p><p>　　演替（Succession）是指地球表面一定的植被中的一個種群落逐漸被另一個種群落替代的過程，演替過程中的植被變化可進一步分為演替階段，一個演替階段在種類組成的特征上都和其前后的演替階段有所不同，從演替方向可分為進展演替和逆行演替[1]。多年生禾本科人工草地演替的研究是人工草地生態(tài)的主要研究內(nèi)容之一[2-5]，人工草地群落的演替主要由三個因子即種間競爭、環(huán)境影響和干擾活動的相互作用下，草地植

11、物群落的植被結(jié)構(gòu)、植被的組成、主要優(yōu)勢種的替代都發(fā)生著變化。根據(jù)人工草地群落主要優(yōu)勢種的植物學(xué)特征與生物學(xué)特性的研究來判斷人工草地的演替方向，研究多年生人工草地的穩(wěn)定性與持續(xù)性，為高寒地區(qū)多年生禾本科人工草地群落的穩(wěn)定性，天然草地的管理和改良，放牧利用下退化人工草地的恢復(fù)提供參考[6]。依據(jù)人工草地在自然狀態(tài)下主要優(yōu)勢種的替代變化和主要優(yōu)勢種的植物學(xué)特征與生物學(xué)特性來判斷人工草地的演替趨勢與狀況，以便針對不同的演替階段采取相應(yīng)的培育措施

12、，促進進展演替，維護高效、持久的人工草地，提高人工草地的初級生產(chǎn)力和經(jīng)濟價值。</p><p>　　本研究針對天祝縣甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)高山草原試驗站6個多年生禾本科人工草地的組合樣地，根據(jù)草地群落學(xué)野外調(diào)查植被特征（密度、高度、蓋度、頻度、生物量）的統(tǒng)計，選取圍欄外天然草地（冬季利用，生長季休牧）作為對照，計算各樣地植物的優(yōu)勢度，草地物種豐富度指數(shù)，群落相似度指數(shù)，依據(jù)草地生產(chǎn)性能由高到低的梯度變化，計算出演替度，排出

13、草地演替序列，參照人工草地建植初期與圍欄外天然草地對比分析。研究人工草地群落主要優(yōu)勢種的變化，物種豐富度，6塊樣地間相似度，多年生禾本科混播人工草地的群落演替情況，預(yù)測多年生禾本科混播人工草地向天然草地演替的年限以及其發(fā)展方向。</p><p><b>　　1 材料與方法</b></p><p>　　1.1 試驗地概況</p><p>　　

14、試驗地設(shè)在甘肅省天?？h抓喜秀龍鄉(xiāng)甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)高山草原試驗站。地理坐標(biāo)N 37°40′，E 180°32′，海拔2960m。氣候寒冷潮濕，晝夜溫差較大，日照強，雨熱同步。年均溫- 0.1℃，其中7月和1月分別為12.7℃和-18.3℃，≧0℃的年積溫 1380℃，年平均降水量416mm，主要集中在 7～9三個月。年蒸發(fā)量1592mm。沒有絕對無霜期，植物生長期達120～140d。土壤類型為亞高山草甸土，有機質(zhì)含量10%

15、 ，全氮0.6%，速效氮0.017% ，全磷 0. 067%，pH7.0～8.0，土層厚度40～60cm[7]。主體土壤類型為高寒草甸土，植被以莎草科和疏叢型禾本科植物為主，伴生有大量的雜類草，為典型的高寒草甸植被類型。放牧牲畜主要是牛和羊，全年自由放牧，草地存在不同程度的退化。</p><p><b>　　1.2 試驗小區(qū)</b></p><p>　　試驗地為19

16、99年建植的多年生禾本科混播人工草地，用圍欄封育保護，經(jīng)過10年以上演替變化的多年生禾本科人工草地6個不同禾草草種組合小區(qū)樣地，分別記為（Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ……Ⅵ），進行草地群落學(xué)野外調(diào)查及其植被特征（密度、高度、蓋度、頻度、生物量）統(tǒng)計。并選取圍欄外天然草地（冬季利用，生長季休牧）作為對照，根據(jù)調(diào)查數(shù)據(jù)，計算各樣地植物的優(yōu)勢度，草地物種豐富度指數(shù)，依據(jù)草地生產(chǎn)性能由高到低的梯度變化，計算出演替度，排出草地演替序列（依相似度）。對多年生禾草人工

17、草地的演替進行草地生態(tài)系統(tǒng)評價，有利于促進人工草地進展演替，以便更好的服務(wù)于畜牧業(yè)的發(fā)展。</p><p><b>　　1.3 測定內(nèi)容</b></p><p>　　2012年6~7月在天祝縣甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)高寒人工草地試驗地對圍欄內(nèi)多年生禾本科人工草地六塊樣地、圍欄外天然草地（冬季利用，生長季休牧）進行測定，對圍欄內(nèi)多年生禾本科人工草地六塊樣地每塊樣地隨機取30個樣方

18、，樣方框（50cmｘ50cm），共計180個樣方。圍欄外天然草地（冬季利用，生長季休牧）和重度放牧利用下的人工草地分別隨機取3個樣方。</p><p>　　測定植被特征：每一個樣方內(nèi)分別測定蓋度C，密度D，頻度F，高度H。</p><p>　　蓋度（步測法）：在每個實驗小區(qū)里每走一步腳尖的植物，分別測每個小區(qū)的對角線、兩條中線，重復(fù)四次，某種草的蓋度（%）=某種草在腳尖的觸針點的植物/測的

19、總步數(shù)×100；裸地率（%）=裸地點數(shù)/測點總步數(shù)×100，植被率= 1－裸地率；頻度（樣圓法）：重復(fù)數(shù)30，樣圈（0.1m2），某種草的頻度（%）=含某種草的樣圓數(shù)/樣圈總數(shù)×100；密度=50cmｘ50cm樣方框中某一種植物的植株數(shù)（無性系植物種的密度均以構(gòu)件單位計算）；高度：為各樣方每種植物隨機取10株，用卷尺測定植株的自然高度，重復(fù)10次，求平均數(shù)。</p><p>　　各樣

20、方綜合優(yōu)勢度（SDR）計算公式：SDR4（%）=（F′+H′+D′+C′）/4×100，式中，F(xiàn)′、H′、D′和C′分別為頻度比(指群落中某種植物出現(xiàn)的樣方數(shù)占整個樣方數(shù)的百分比)、高度比(某一種物種的高度占群落中高度最高的物種的高度的百分比)、密度比(某一物種的密度占群落中密度最高的物種密度的百分比)和蓋度比(某物種的蓋度占蓋度最大物種的蓋度的百分比)[8]。根據(jù)優(yōu)勢度值確定該類草地的優(yōu)勢種、亞優(yōu)勢種和伴生種。</p&

21、gt;<p>　　求算草地群落特征值：演替度=∑（L×d）/N×U，L為構(gòu)成種的壽命；d為構(gòu)成種的SDR4；N為構(gòu)成種的總數(shù)；U為植被率。群落相似度=2W/（a+b），a、b分別為A和B地段物種數(shù)目，W為兩地段的共有種數(shù)目。物種豐富度=出現(xiàn)在樣地的物種數(shù)。Margalef豐富度指數(shù)（Richness index）R=（S-1）/lnN式中，S為每個樣地樣方中的總物種數(shù)，N為每個樣方中的全部物種的總個體數(shù)

22、。</p><p><b>　　1.4 數(shù)據(jù)分析</b></p><p>　　用SPSS10.0統(tǒng)計軟件包中的Compare Means法對試驗數(shù)據(jù)進行單因素方差分析，差異顯著性用LSD法進行多重比較，最后采用Excel作圖。</p><p><b>　　2 結(jié)果與分析</b></p><p>

23、　　2.1 多年生禾本科人工草地優(yōu)勢種的更替</p><p>　　根據(jù)前期文獻 [9]可得1999年建植當(dāng)初6個不同禾草草種組合小區(qū)樣地（見表1）。本次試驗調(diào)查分析得出10年以上對應(yīng)的多年生禾本科人工草地6個不同禾草草種組合小區(qū)樣地（見表2）。其群落的優(yōu)勢種、亞優(yōu)勢種、伴生種，各小區(qū)樣地分別演替為Ⅰ（無芒雀麥+狗娃花+鶴虱+扁蓿豆+垂穗披堿草），Ⅱ（狗娃花+垂穗披堿草+鶴虱+婆婆納+褐苞蒿），Ⅲ（狗娃花+無芒雀

24、麥+鶴虱+冷地早熟禾+褐苞蒿），Ⅳ（冷地早熟禾+無芒雀麥+狗娃花+扁蓿豆+鶴虱），Ⅴ（狗娃花+冷地早熟禾+無芒雀麥+扁蓿豆+鶴虱），Ⅳ（冷地早熟禾+狗娃花+垂穗披堿草+扁蓿豆+鶴虱）。</p><p>　　分析研究表明2012年的草地群落結(jié)構(gòu)與1999年建植初相比發(fā)生了巨大變化。6個樣地主要混播禾草的優(yōu)勢度下降，取而代之，出現(xiàn)了不同的雜草，并成為優(yōu)勢種，如樣地Ⅱ。</p><p>　　表1

25、 1999年多年生禾草人工草地建植當(dāng)年6塊樣地物種組成</p><p>　　注：表中數(shù)據(jù)種植密度比。</p><p>　　表2 2012年多年生禾草人工草地六塊樣地物種優(yōu)勢度（%）</p><p>　　2.2 多年生禾本科人工草地群落特征值</p><p>　　根據(jù)物種豐富度=出現(xiàn)在樣地的物種數(shù)計算，多年生禾本科混播人工草地在1999年

26、建植當(dāng)初與建植后2001年以及演替后2012年群落物種豐富度相比較，其物種豐富度較原建植草地均增高，表明多年生禾本科人工草地隨建植年限的延長，樣地的物種數(shù)均增多，由當(dāng)初較單一的多年生禾草人工草地演替為物種復(fù)雜的草地（見圖1）。</p><p>　　根據(jù)豐富度指數(shù)（Richness index）R=（S-1）/lnN公式計算2012年多年生禾本科人工草地的物種豐富度指數(shù)[10]，可以得到6塊樣地間物種豐富度指數(shù)樣地

27、Ⅳ最小為4.22，樣地Ⅰ最大為4.73，樣地間相差較小,天然草地物種豐富度指數(shù)為4.81，與6塊樣地相差較?。ㄒ妶D2）。</p><p>　　圖1 1999年、2001年和2012年多年生禾本科人工草地物種豐富度</p><p>　　圖2 2012年多年生禾本科人工草地與天然草地物種豐富度指數(shù)</p><p>　　群落相似度值可以說明群落間的相似程度，相似度值越

28、大，群落相似程度越大[ 11-13]。結(jié)果表明，多年生禾本科人工草地相鄰樣地間群落相似度在（0.60—0.96）之間，屬于極相似。多年生禾本科人工草地與天然草地群落相似度在（0.65—0.80）之間，比較人工草地相鄰樣地間群落相似度值小，因此相似程度小。但相似度大于0.5，可以反映出多年生禾本科人工草地向穩(wěn)定的天然植物群落演替（見圖3）。</p><p>　　圖3 多年生禾本科人工草地間與天然草地群落相似度&l

29、t;/p><p>　　2.3 多年生禾本科人工草地演替階段以及向天然草地演替的動態(tài)變化</p><p>　　根據(jù)多年生禾本科人工草地群落演替度的計算，可以將其植物群落演替劃分成3個階段來研究分析：1999年多年生禾本科混播人工草地建植初、建植后2~3年以及建植3年后至現(xiàn)在的群落變化并與天然草地的演替度比較，結(jié)果表明：（1）1999年的6塊多年生禾本科混播人工草地初始建植階段—混播人工禾草草地

30、階段，在演替的初級階段，演替度較小，在（36.49—74.75）之間變化。（2）混播草地建植后2~3年植被生長動態(tài)，群落數(shù)量特征變化階段—栽培多年生禾草為優(yōu)勢種，雜草為亞優(yōu)勢種階段，演替度的范圍為（70.64—96.39）。（3）草地建植3年后至現(xiàn)在主要表現(xiàn)為多年生禾草種內(nèi)的競爭與入侵雜草物種的種間競爭以及氣候環(huán)境和干擾活動等多種因子相互作用下，可以得到建植10年以上的多年生禾本科人工草地群落的演替度值增大在（124.96—145.99

31、）間變化，10年以上的后天然草地的演替度為213.58，由數(shù)據(jù)得：建植10年以上的多年生禾本科人工草地群落逐漸向天然草地方向演替 （見圖4）。</p><p>　　圖4 多年生禾本科人工草地6個樣地在不同年限的演替度</p><p><b>　　3 討論</b></p><p>　　自1999年建植多年禾本科混播人工草地以來，在自然狀態(tài)下經(jīng)

32、過10年以上的演替變化，多年生禾本科人工草地的種群混生比例與草地最初建植時混播比例[12]已完全不均勻，以至形成了不同混生比例的空間系列。根據(jù)各樣地植物的優(yōu)勢度的測定，多年生禾本科人工草地優(yōu)勢種的更替表現(xiàn)為：外來雜草的優(yōu)勢地位增強，入侵雜草對草地中有限資源的競爭是決定多年生禾本科人工草地群落種類組成多樣性及演替動態(tài)的主要因子，這種競爭主要是對養(yǎng)分的競爭，在草地建植后2~3年后，栽培的禾草和雜草競爭禾草占優(yōu)勢[14-15]。但隨著時間的延

33、長，雜草種子的傳播，入侵物種增多，草地物種多樣性和豐富度隨著自然演替而增大，主要混播多年生禾草的優(yōu)勢度減小，優(yōu)勢地位發(fā)生明顯替代變化。生態(tài)學(xué)理論認(rèn)為豐富度指數(shù)增高意味著穩(wěn)定性趨于增強，樣地的物種數(shù)增多，由當(dāng)初較單一的多年生混播禾草草地演替為物種復(fù)雜的草地，研究的結(jié)果表明了多年生禾本科人工草地向豐富度較高的天然草地演替的趨勢[16]。換言之，由不穩(wěn)定的人工草地向穩(wěn)定的天然植物群落演替。群落相似度值說明群落間相似程度，其值越大，相似程度就越

34、大[17]。研究數(shù)據(jù)表明，多年生禾本科人工草地相鄰樣地間群落相</p><p>　　另外，多年生禾草植物的壽命，人工草地的存在年限，由于外界各種條件在時時刻刻影響著人工草地的群落演替進程，外界環(huán)境對人工草地植物群落的作用決定了人工草地從建植起就具有向頂極自然植被方向演替的趨勢。雖然人工草地中禾草為多年生，但有了一定的生長年限，人工草地會因老化而衰退[18]。隨著栽培年限的延長、種間、種內(nèi)競爭、外界環(huán)境的影響，使得

35、每個演替系列向競爭性強的物種占據(jù)優(yōu)勢的趨勢過度。物種的替代機制取決于物種的忍耐和競爭能力[19]。</p><p>　　對多年生禾本科混播草地進行演替評價，目的是研究草地生態(tài)系統(tǒng)中的新舊更替和植物群落的組分變化，以及研究種間動態(tài)平衡和人工草地群落的穩(wěn)定性，對改良天然草地，獲得優(yōu)產(chǎn)牧草，補充天然草地的不足，滿足家畜飼料，提高畜產(chǎn)品質(zhì)量和土地的利用率均有益。因此研究人工草地的群落演替過程和規(guī)律，對維持人工草地群落穩(wěn)定

36、性，合理管理草地，防止草原退化、保證草地畜牧業(yè)的可持續(xù)發(fā)展重要的意義。</p><p><b>　　參考文獻</b></p><p>　　[1] 胡自治.人工草地在我國21世紀(jì)草業(yè)發(fā)展和環(huán)境治理中的重要意義[J].草原與草坪, 2000,季刊(3):12-15.</p><p>　　[2] 胡自治, 董世魁.群落穩(wěn)定性及其調(diào)控機制研究現(xiàn)狀[J]

37、.草原與草坪, 2000, 季刊(3):3-7. </p><p>　　[3] McNaughton S J, Milchunas D G, Frank D A. How can net primary productivity be measured in grazing ecosystem. Ecology, 1996, 77(3) :974- 977.</p><p>　　[4] 李

38、育中, 祝廷成, 吳雨華.人工羊草草地演替過程中格局多樣性的變化[J].東北師范大學(xué)自然科學(xué)版, 1996, 3: 108-111.</p><p>　　[6] Diaz S, Lavorel S, Ntyres S, et al. Plant trait responses to grazing-a global synthesis[J].Global Change Biology, 2007, 13: 313

39、-341.</p><p>　　[7] 張耀生, 趙新全.高寒牧區(qū)中華羊茅人工草地退化演替的數(shù)量特征研究[J].應(yīng)用生態(tài)學(xué), 2002, 13(3): 285-289.</p><p>　　[8] 牛翠娟, 婁安如, 孫儒泳, 李慶芬. 基礎(chǔ)生態(tài)學(xué)[M].北京:高等教育出版社,2007,12（2）:159-160.</p><p>　　[9] 馬金星, 胡自治,

40、董世魁, 寇建村.高寒地區(qū)多年生禾草混播草地地上植物量動態(tài)及氮素效應(yīng)研究[J].草原與草坪, 2003, 季刊(3): 23-28.</p><p>　　[10] 董世魁, 龍瑞軍, 胡自治, 康慕誼, 江源等.高寒地區(qū)多年生禾草人工草地草種群動態(tài)研究[J].蘭州大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版), 2003, 39(5) : 82-86.</p><p>　　[11] 牛翠娟, 婁安如, 孫儒泳,

41、李慶芬.基礎(chǔ)生態(tài)學(xué)[M].北京:高等教育出社, 2007, 12(2):155-164.</p><p>　　[12] 林慧龍, 董世魁.高寒地區(qū)多年生禾草混播草地種間競爭效應(yīng)分析[J].草業(yè)學(xué)報, 2003, (3): 79-82.</p><p>　　[13] 寇建村, 胡自治.禾草混播人工草地早期主要雜草種子庫研究[J].草業(yè)科學(xué), 2006, 23(8): 53-57.</p

42、><p>　　[14] 董世魁, 胡自治, 蒲小朋, 李春鳴.高寒地區(qū)多年生禾草混播草地的生理-生態(tài)特性研究[J].草業(yè)學(xué)報, 2002, 11(4) : 39-45.</p><p>　　[15] Wu G L, Du G Z, Liu Z H, et al. Effect of fencing and grazing on a Kobresia-dominated meadow in th

43、e Qinghai-Tibetan Plateau[J]. Plant and Soil, 2009, 319: 115-126.</p><p>　　[16] 寇建村, 胡自治.高寒地區(qū)禾草混播人工草地建植早期雜草群落動態(tài)變化研究[J].草原與草坪，2003, 102(3) : 33-38.</p><p>　　[17] 林慧龍, 董世魁.高寒地區(qū)多年生禾草混播草地種間競爭效應(yīng)分析[J]

44、.草業(yè)學(xué)報, 2003, 12(3): 79-82.</p><p>　　[18] 董世魁,丁路明, 徐敏云,龍瑞軍, 胡自治.放牧強度對高寒地區(qū)多年生混播禾草葉片特征及草地初級生產(chǎn)力的影響[J].中國農(nóng)業(yè)科學(xué), 2004, 37(1) : 136-142.</p><p>　　[19] 張富川.人工草場栽培牧草利用年限研究[J].四川草原, 1993, 3: 32-37.</p&g

45、t;<p><b>　　致謝</b></p><p>　　從論文的選題、設(shè)計、野外調(diào)查、室內(nèi)分析，到論文的構(gòu)思、撰寫、修改直至定稿，</p><p>　　都是在***老師的悉心指導(dǎo)和幫助下完成的，論文寫作、修改、定稿無不滲透著老師的關(guān)懷和指導(dǎo)。在寫作和調(diào)查過程中還得到了**、**和***同學(xué)的幫助。在此，謹(jǐn)向老師和同學(xué)們表示衷心的感謝。最后對所有參加論文