圍封對草地土壤性質及地下繁殖體庫影響的探討

吳一鳴

（北票市草原工作站，遼寧北票 122199）

0 引言

草地是重要的綠色生態屏障，具有涵養水源、防風固沙、保持水土、調解氣候等非常重要的生態功能，同時草地也為畜牧業發展提供重要物質保障。然而，隨著自然氣候的變化和人類活動對草地生態系統的破壞，導致草地退化。目前，我國90%的天然草地存在不同程度的退化，而圍欄封育是目前應用最廣的退化草地恢復措施。圍封能夠有效的改善草地環境，有利于草地的正向演替，對草地物種多樣性、土壤理化性質及地下繁殖體庫均產生不同的影響，為草地生態環境的健康發展起到了重要作用。草地圍封條件下，土壤理化性質，土壤微生物以及土壤繁殖體庫的動態變化進行探討，為退化草地生產力的提升和可持續發展提供科學參考。

1 圍封對退化草地土壤物理性質的影響

圍封退化草地植被恢復過程是植被和土壤相互作用、相互促進的過程，地上的植被通過光合作用合成物質傳遞給土壤，一方面對土壤進行調節，另一方面植被對土壤進行覆蓋起到保護作用，使土壤的理化性質得到不斷改善，與此同時，植物生長所需要的營養直接來源與土壤，通過植物自身的導管與篩管運輸營養物質到植物的各枝葉使其生長。土壤的容重是土壤緊實度的指標之一，容重越大，密實程度越大，草地容重的大小主要受土壤有機質含量、土壤結構、放牧踐踏以及退化程度的影響。孔隙度是土壤內部空隙的體現，空隙決定了土壤的通氣性，也決定著土壤的保水保肥作用。土壤容重和土壤孔隙度可以反映土壤結構的優劣，影響著土壤中保水和保肥的能力。學者研究表明，隨著退化草地圍封年限的增加，土壤容重呈下降的趨勢，其中表層土壤容重下降最為明顯，孔隙度增大土壤物理結構得到較大程度改善，圍封初期總孔隙度增加明顯，隨著圍封年限增加，孔隙度增加百分比下降，同時最大持水量也隨個孔隙度的增加而變大，隨著圍封年限的增長土壤水分含量在不同土層均呈增加趨勢，說明減少外界對土壤的干擾作用和增加草地植被覆蓋度使土壤免受風蝕，會使土壤容重顯著下降、孔隙度增大，持水能力增強，從而使圍封明顯改善了退化草地土壤物理結構，使地上植物生長有了很好的土壤環境。

2 圍封對土壤化學性質的影響

土壤提供者植物生長所需要的營養物質的載體，土壤的環境決定這植物群落生長狀況。土壤有機質是指示土壤肥力的關鍵指標，影響著土壤結構的形成、土壤穩定性以及土壤生物多樣性，它是植物和微生物生命活動所需的營養和能量的源泉，其動態變化能夠直接地反映土地的健康狀況和植物的生長狀態。圍封對草地土壤化學性質的影響，國內學者研究表明，短期圍封后的退化草地土壤中的有機質、全氮、全磷、全鉀、速效磷速效鉀含量均高于放牧草地；圍封3年以上的草地土壤養分以及土壤有機碳儲量均高于未圍封草地；敖伊敏等人以內蒙古太卜寺旗典型草地為研究對象，研究了圍封不同年限年的天然草地土壤有機碳，全氮儲量的變化，結果也證明表，圍封后的土壤碳氮儲量明顯增加，說明圍封后草地土壤環境得以修復，形成碳匯。單貴蓮等人以內蒙古干旱半干旱典型草地的天然草地為研究對象，發現季節性圍封的管理方式可以使退化草地生態環境進行修復，但圍封后對草地進行連續利用，土壤營養物質發生轉移，土壤未能得到養分補給會導致土壤養分含量下降，草地植被發生逆向演替。尚雯等以流動沙丘為對照，研究了圍封14年和26年下科爾沁退化沙質草地表層土壤有機碳、全氮以及活性有機碳的變化，結果表明，圍封14年和26年的土壤有機碳、全氮和微生物量碳含量均顯著高于流動沙丘，但是兩個圍封樣地之間并無顯著差異。大量研究表明圍封作為治理草地退化的主要措施之一，對退化草地土壤的恢復具有積極作用，對土壤理化性質有所改善，土壤固碳能力有所提高。

3 圍封對土壤微生物的影響

土壤微生物指生活在土壤中的細菌、真菌、放線菌、藻類的總稱。微生物作為初級生產者，對土壤系統中有機物的降解和轉化具有十分重要的意義，是土壤養分重要的源和匯，對土壤生態系統的養分循環、能量轉換都起著重要的作用，是土壤生態系統破壞和修復的重要指示物。草地土壤微生物活性受土壤狀況、氣候因素、牧草生長、利用方式和強度等影響，微生物生命周期短，對土壤環境的變化較為敏感，能對土壤生態機制變化和環境脅迫做出反應。近年來，關于圍封對土壤微生物的影響較為熱點，單貴蓮等選取生長季圍封的恢復草地為對象，研究土壤微生物與草地植被及土壤養分的相關性，結果表明：與自由放牧草地相比，圍封樣地的土壤細菌、真菌和放線菌數量顯著增加，土壤微生物量與草地植被多樣性及土壤養分含量呈基本一致的變化規律。王少昆等研究表明，與圍封禁牧相比，適度放牧有利于土壤微生物的增加，同時促進退化草地的恢復。這可能是由于一方面牲畜的踐踏使得地表凋落物及牲畜糞便與土壤充分接觸，促進凋落物及糞便的分解從而提升土壤微生物量，另一方面對草地進行合理利用，刺激地下根系的生長，有利于提高了微生物數量及活性。

4 圍封對土壤酶活性的影響

土壤酶在土壤能量轉化和物質循環中具有重要的作用，它們主要來自土壤中植物、動物和微生物，數量極微而作用很大，土壤酶對外界環境引起的變化極為敏感并能夠在短期內發生變化，可以作為衡量生態系統土壤質量變化的預警和敏感指標，對維持土壤生態系統的穩定性起著重要作用。近年來，關于圍封對土壤酶活性的影響已有不少的研究，斯貴才等人通過對青藏高原當雄縣高寒退化草地進行圍封，分析了圍封時間對高寒草地土壤酶活性的影響，結果表明，土壤蔗糖酶，L-天冬酰胺酶活性隨著圍封年限的延長呈增加的趨勢。李軍保等人以伊犁河谷昭蘇馬場春秋草場圍封草地為對象，對圍封條件下退化草地土壤酶活性變化進行了分析，結果表明：土壤脲酶活性隨圍封年限的延長逐漸增加；也有研究顯示，在中度放牧壓力下不同類型草地土壤酶活性變化各不同，但整體呈上升趨勢，說明圍封后草地恢復到一定水平適度放牧有利于提高草地土壤酶活性。

5 圍封對地下繁殖體庫的影響

草地地下繁殖體庫包括種子庫和芽庫。土壤種子庫是存在于確定面積的土壤表層掉落物以及土壤中的有活性的、休眠與未休眠種子的總和，這些種子是潛在的植物種群，種子庫影響著地上植被的發生、演替、更新和恢復，草地在周圍生境受到干擾后，種子庫能夠補充丟失的物種，從而保持物種多樣性，使一些被干擾的群落在禁牧一段時間后可以快速恢復，是天然草地種子的儲備庫。芽庫是所有潛在的能進行營養繁殖的芽的集合，能夠進行無性繁殖促進多年生植物更替過程，芽庫與種子庫共同組成了植物的繁殖庫。在以多年生植物為優勢物種的生態系統中，收到外界干擾后的植被恢復通過土壤芽庫，可以快速響應以補充地上植被的缺失或競爭，適度刺激更有利于芽庫的儲備與芽體類型轉換。學者研究表明：退化草地圍封后，圍封初期土壤種子庫仍以一、二年生植物繁殖為主，圍封4年以后草地植物由一年生繁殖為主演變為多年生繁殖為主，土壤芽庫的繁殖起到主要作用；曹子龍等人以渾善達克沙地南緣圍封7年的沙化草地及圍欄周圍不同地段為研究對象進行了研究，發現圍封草地“種子島”效應對圍欄外近距離沙化草地的土壤種子庫具有顯著性影響，隨著圍欄距離增加，影響逐漸減小。另外，圍封與放牧條件下土壤種子庫的差異進行比較，放牧條件下，由于草地植物未達到成熟期，一些植物種類無法完成正常的生長周期，會造成土壤種子庫一些重要物種的缺失；而圍封狀態下，植物能夠完成正常的生命周期，所以土壤種子庫數量和質量會更有利于植物的繁殖生長。

6 結語

圍封是草地管理的重要手段之一。草地圍封后避免了外界干擾，進行自我恢復，從而使其群落向著一定方向演替，使土壤理化性質的到很好的改善，土壤養分含量增加、透氣性增強，土壤持水能力增強、土壤酶活性顯著提高，土壤地下繁殖體庫在圍封一段時間后可以對退化草地地上生物量進行快速恢復，維持植物多樣性，圍封提高了土壤種子庫數量和密度，改善草地質量。但是圍封對草地的作用具有兩面性。在退化草地恢復自我維持力的情況下，通過合理利用可以清除枯草層積作用，促進群體分蘗再生，即退化草地在圍封治理過程中，可以適度開發利用，即可產出經濟效益還能形成可持續發展的生態效益。