摘要: 水分是影响草原生态系统结构与功能的主要因子，降雨变化对放牧草原植被和土壤产生影响。为此，在兰州大学环县草地农业试验站，利用长期放牧试验样地，开展2年的增雨试验，分析植被群落特征和土壤理化性质的变化，同时对草原地上生物量和物种丰富度进... 展开 水分是影响草原生态系统结构与功能的主要因子，降雨变化对放牧草原植被和土壤产生影响。为此，在兰州大学环县草地农业试验站，利用长期放牧试验样地，开展2年的增雨试验，分析植被群落特征和土壤理化性质的变化，同时对草原地上生物量和物种丰富度进行模型预测。主要结果如下： （1）放牧和增雨对植被特征的影响 增雨30%和60%，封育区地上生物量、群落密度、高度和物种丰富度分别提高了15.2%和24.8%、37%和62%、4.2%和6.6%、13.4%和23.8%，放牧区分别提高了17.1%和26.7%、34.3%和56.2%、4.2%和6.6%、11.2%和12.3%。 与封育相比，放牧区增雨0%、30%和60%，草原物种丰富度和生长点密度分别提高2.1%、7.8%、12.4%和1%、8%、25%。放牧与增雨的互作对草地群落高度和地上生物量的效应显著(P<0.05）。 （2）放牧和增雨对土壤理化性质的影响 增雨30%和60%，封育区的土壤含水量和紧实度分别提高了25.6%和35.9%、22.3%和53.5%，放牧区分别增加了21.7%和26.4%、23.1%和36.8%。增雨30%和60%，封育区土壤速效磷含量分别降低了22.3%和36.8%；放牧区分别降低了22.6%和37.2%。土壤pH随增雨梯度呈“马鞍”型变化。 与封育相比，增雨0%、30%和60%，放牧区土壤紧实度分别提高了24Pa、121Pa和446Pa，CO2气体排放分别增加了1.7%、4.5%和10.8%，土壤速效磷含量分别降低了0.4mg/kg、0.7mg/kg和1.1mg/kg。放牧与增雨的互作对土壤速效磷含量、0-20cm的土壤铵态氮含量和CO2气体通量有显著影响(P<0.05）。 （3）预测模型 利用植被生长指标对不同增雨处理下的草原地上生物量和物种丰富度进行预测，群落高度和冠幅可以较好地预测草原地上生物量，决定系数R2分别为0.79、0.64和0.65。在增雨0%、30%和60%处理下，草原地上生物量预测值与实测值组成的回归方程分别为：y=0.849x+1.73、y=1.15x-7.71和y=0.86x+2.63，决定系数分别为0.77、0.76和0.75。物种丰富度在群落高度、冠幅、密度、生殖枝密度和分蘖密度指标共同预测的显著性最高(P<0.01），其平均相对误差绝对值RMA均小于25%，总相对误差RS均小于5%，模型的精确性、稳定性和普适性好。 世界部分草原区正发生着暖湿化，全球气候变化增加了强降雨事件，适度放牧一定程度上可缓解降水量的变化对草原的影响。 收起