圍欄封育對(duì)草地多樣性的影響

石宗維，楊天友，盧志宏

(銅仁學(xué)院，貴州 銅仁 554300)

草原是我國主要的生態(tài)資源之一，約有天然草地3.9×104萬hm2，包括溫帶草原、荒漠草原、高寒草原及南方草山〔1〕。據(jù)統(tǒng)計(jì)，在過去40年，超過3.5×104萬hm2草地發(fā)生了退化，重度退化的草地1.4×104萬hm2〔2〕。一般認(rèn)為過度放牧和氣候變化是草地退化的主要原因，多數(shù)學(xué)者認(rèn)為，相比氣候因素，長期的過牧超載才是最主要的原因〔1〕。人類的生產(chǎn)經(jīng)營活動(dòng)對(duì)草地的干擾最大，其中多樣性變化是相關(guān)研究的重要內(nèi)容，主要集中在生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)與重建，而圍欄封育則是重要的研究手段，依靠自然提高生產(chǎn)功能，不過禁牧圍封也會(huì)產(chǎn)生一些負(fù)面的作用〔8〕，根據(jù)實(shí)際情況采取適當(dāng)?shù)姆绞?，考慮適當(dāng)?shù)姆庥龝r(shí)間〔3-4〕。

圍封對(duì)物種多樣性的影響集中在增加、降低及無影響或影響等三方面〔5〕，不同草地類型、不同區(qū)域及不同封育時(shí)間的結(jié)論不盡相同，本文從以下三方面展開討論。

1 圍欄封育對(duì)植物種類的影響

普遍認(rèn)為物種多樣性可以反映草地的生產(chǎn)狀況，圍封促進(jìn)物種數(shù)增加，多樣性呈先降后升的趨勢(shì)〔6〕。大針茅草原在禁牧封育多年后，羊草成為優(yōu)勢(shì)種，大針茅為亞優(yōu)勢(shì)種，且生物多樣性更加豐富〔7〕，成湘等〔8〕也指出，絹蒿荒漠草原在封育3年后，多樣性顯著提高(p>0.05)，5～8年多樣性和生產(chǎn)力最高；劉小丹等〔9〕指出在鹽池縣圍封20年，阿爾泰狗娃花代替了黑沙蒿成為優(yōu)勢(shì)種。孫濤等〔10〕發(fā)現(xiàn)禁牧封育有利于提高山地灌叢草地多樣性，李璠等〔11〕指出不同類型的草地多樣性變化趨勢(shì)并不相同。

龍顯靜等〔12〕指出禁牧封育退化的沙漠草地，可提高植物種數(shù)，多達(dá)8種，占比72.7%，且物種個(gè)體數(shù)量明顯增多；黃東月等〔13〕指出輕度、中度、重度退化的云南山地草甸草原，在3年后物種增加了15、21和24種；殷振華等〔14〕發(fā)現(xiàn)圍封3年可增加物種近30種，第4年可達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)；賈曉妮指出封育可增加物種19～23種；單貴蓮等〔15〕指出圍封10、20年物種增加35種，13年增加33種。刁兆巖等〔16〕指出不同類型草地，封育增加的物種不同。封育一定年限，可以增加物種，并趨于穩(wěn)定，不同退化程度的草地，隨草地類型的變化，封育后增加的物種，趨于穩(wěn)定的年限，均表現(xiàn)出不同的規(guī)律。

2 圍欄封育對(duì)植物ɑ多樣性的影響

地娜·買買提等〔17〕指出圍封高寒草甸多樣性遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于自由放牧草地，典型草原圍欄有利于促進(jìn)物種豐富度和群落穩(wěn)定性，而濕地草甸圍欄多樣性降低，物種單一化，數(shù)量增加〔16〕。

鄭曉翾等〔18〕指出圍封的呼倫貝爾草原多樣性大于放牧的，李坤等〔19〕指出絹蒿荒漠草地圍封后香濃-威爾指數(shù)減小。任毅華等〔20〕在研究圍封20年的西藏高寒草甸草原后指出，多樣性指數(shù)、Shannon-Wiener指數(shù)顯著增加，而定性下降；而苗福泓等〔21〕在圍封青藏高寒草甸草原后指出，圍封6年的過程中，多樣性先降后升再降低，并具有顯著性差異。也有相反的情況，石紅霄等〔22〕在封育三江源高寒草甸草原時(shí)指出生物量增加物種數(shù)和多樣性下降。

禁牧是通過去除家畜的影響，直接影響群落組成和結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)對(duì)物種多樣性發(fā)生作用。馬少薇等〔23〕指出圍封短花針茅草原，可提高Simpson指數(shù)、Shannon-wiener指數(shù)和Pielou指數(shù)。楊合龍等〔24〕指出在禁牧絹蒿荒漠的第9年，Simpson指數(shù)和Pielou指數(shù)顯著增加，董乙強(qiáng)等〔25〕也有相同的結(jié)論。而Alice等〔26〕的結(jié)論相反，多樣性下降。圍欄有助于強(qiáng)競爭力物種的生長，不利于競爭力較弱的物種，因此表現(xiàn)出先增加后降低的趨勢(shì)〔27〕。

范月君〔28〕封育三江源高山嵩草草甸指出多樣性降低，群落結(jié)構(gòu)呈簡單化。蔣德明等〔29〕在封育科爾沁沙地6后指出，多樣性提高，11年以上多樣性下降。隨封育的增加，物種豐富度、香農(nóng)威爾指數(shù)、辛普森指數(shù)先增加后降低，Shannon-Winner指數(shù)在封育6年時(shí)達(dá)到最大值〔30〕，大量的研究認(rèn)為適當(dāng)?shù)姆庥龝r(shí)間能夠促進(jìn)多樣性的增加，超過一定時(shí)間后反而下降〔31〕，陳智勇指出在藏北封育退化草地的最佳時(shí)間為7年〔32〕。

3 圍欄封育對(duì)土壤微生物、土壤節(jié)肢動(dòng)物多樣性的影響

不同類型草原禁牧封育試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，土壤中微生物數(shù)量和生物量顯著提高。單貴蓮等〔15〕指出在圍封7、10、13、20年后，內(nèi)蒙古典型草原表層土壤(0-30cm)細(xì)菌、放線菌、真菌數(shù)量及土壤微生物量均顯著增加。趙帥等〔33〕指出貝加爾針茅草原也有類似的結(jié)論，大針茅草原也不例外。曹葉飛等〔34〕指出亞高山草原、亞高山草甸化草原有類似現(xiàn)象，而亞高山草原化草甸封育后數(shù)量降低，謝勇等〔35〕的研究支持該結(jié)論。

武崎等在高寒草地封育實(shí)驗(yàn)中指出圍欄封育利于土壤節(jié)肢動(dòng)物群落的恢復(fù)〔36〕。劉任濤等〔37〕在沙質(zhì)草地圍欄封育實(shí)驗(yàn)中指出，土壤動(dòng)物多樣性在禁牧處理中高于放牧處理，禁牧處理較高，個(gè)體數(shù)量多。劉新民等〔38〕在典型草原圍封中指出，封育可能會(huì)促進(jìn)土壤動(dòng)物群落的密度和穩(wěn)定性。

圍欄封育阻止了家畜對(duì)植物的采食和踐踏，特別是對(duì)退化草地，圍欄封育給予了植物繁衍、正向演替的機(jī)會(huì)，促進(jìn)了植物、土壤、微生物及節(jié)肢動(dòng)物三者之間的物質(zhì)、能量交換，促進(jìn)了生態(tài)系統(tǒng)的恢復(fù)，大部分類型的草原植物種類增加，生物多樣性提高；不同類型的草原圍欄封育的時(shí)間存在差異，適當(dāng)?shù)姆庥龝r(shí)間有利于生物多樣性和系統(tǒng)穩(wěn)定性的提高；而微生物和節(jié)肢動(dòng)物對(duì)圍欄封育的響應(yīng)時(shí)間和草地利用方式存在差異。