不同放牧方式對(duì)荒漠草原土壤碳氮儲(chǔ)量及固持的影響

程燕明，馬紅彬*，馬菁，馬子元，劉進(jìn)娣，周瑤，彭文棟

（1.寧夏大學(xué)寧夏草牧業(yè)工程技術(shù)研究中心，寧夏 銀川 750021；2.寧夏大學(xué)農(nóng)學(xué)院，寧夏 銀川 750021；3.寧夏鹽池縣科技局農(nóng)牧科學(xué)研究所，寧夏鹽池 751500）

碳氮作為草地土壤養(yǎng)分的組成部分，是影響植物生長(zhǎng)和土壤微生物組成與活性的重要因素，其含量的變化對(duì)草地生態(tài)系統(tǒng)功能影響巨大［1］。研究表明，草地生態(tài)系統(tǒng)90%的碳氮儲(chǔ)存在土壤中［2］。放牧是草地利用的主要方式，對(duì)草地碳氮儲(chǔ)量影響明顯［3］。合理放牧情況下，家畜的采食刺激了牧草分蘗和根冠比率的增加，提高了碳氮元素向地下的分配量，同時(shí)家畜排泄物的返還有利于土壤養(yǎng)分的積累和土壤結(jié)構(gòu)的改善，提高了土壤碳氮固持。動(dòng)物的踐踏使凋落物破碎并與土壤充分接觸，促進(jìn)凋落物的分解，有助于碳氮元素轉(zhuǎn)移到土壤中。但是，不合理放牧情況下，家畜的過度啃食破壞了牧草的生長(zhǎng)點(diǎn)，導(dǎo)致牧草生長(zhǎng)緩慢或死亡，草地出現(xiàn)裸斑；同時(shí)大量家畜的踩踏破壞了土壤結(jié)皮，降低了土壤表層穩(wěn)定性團(tuán)聚體含量，增加了草地退化和風(fēng)蝕發(fā)生的風(fēng)險(xiǎn)［4-5］。長(zhǎng)期過度放牧，含碳、氮物質(zhì)損失嚴(yán)重，草地生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)喪失，碳氮?dú)怏w的排放加劇了溫室效應(yīng)［6］。傳統(tǒng)的自由放牧屬于不合理放牧方式，容易引起草地植被蓋度的下降［7］、土壤結(jié)構(gòu)變差，從而降低草地碳氮儲(chǔ)量［8］。

圍欄封育是退化草地常見的恢復(fù)措施。相比于自由放牧，封育避免了家畜的采食和踐踏，牧草得到了休養(yǎng)和更新，提高了退化草地植被蓋度，改善了土壤結(jié)構(gòu)和理化性質(zhì)［9］，更多枯落物的歸還使得土壤碳氮儲(chǔ)量得到顯著的提高［10］。可見，圍欄封育可在一定程度上改善草地生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)，有利于退化草地由碳源向碳匯過程的轉(zhuǎn)變。然而，研究亦發(fā)現(xiàn)長(zhǎng)期圍欄封育并不利于草地植被的更新。長(zhǎng)期禁牧圍封下，草地植被生產(chǎn)力的下降、多樣性的降低、土壤微生物組成和活性下降，導(dǎo)致草地生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性降低［11-14］。隨著封育年限的延長(zhǎng)，草地生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)逐漸減慢，長(zhǎng)期圍欄封育也使家畜飼草來(lái)源減少，加劇了草畜矛盾［13-14］。因此，探索草地適宜管理方式，對(duì)其碳氮儲(chǔ)量維持及其草畜產(chǎn)業(yè)可持續(xù)發(fā)展均具有重要意義。

劃區(qū)輪牧是草地科學(xué)利用的方式之一。與自由放牧和圍欄封育相比，劃區(qū)輪牧更有利于草地植被生長(zhǎng)更新、土壤碳氮的積累和土壤結(jié)構(gòu)的改善，草地放牧?xí)r間影響著地上植被特征和地下碳氮儲(chǔ)量的變化［15-17］，這說(shuō)明草地放牧方式與放牧?xí)r期對(duì)草地碳氮影響明顯。荒漠草原是我國(guó)西北草原的主體，其干旱少雨且生境脆弱，有關(guān)荒漠草原的可持續(xù)利用問題一直是眾多學(xué)者和當(dāng)?shù)卣P(guān)注的問題。目前關(guān)于荒漠草原放牧強(qiáng)度、放牧方式的相關(guān)報(bào)道較多，這些研究多側(cè)重于放牧對(duì)草地群落特征、土壤性狀等方面影響的研究［18-20］。但是，不同放牧方式下荒漠草原土壤碳氮儲(chǔ)量如何變化還不清晰，還需要深入系統(tǒng)地研究。因此，本研究以寧夏荒漠草原為對(duì)象，在前期研究的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步探究不同放牧方式對(duì)草地碳氮儲(chǔ)量及碳氮固持的影響，揭示不同草地管理方式下碳氮儲(chǔ)量變化特征，以期為當(dāng)?shù)鼗哪菰茖W(xué)管理和利用提供依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 研究區(qū)概況

研究區(qū)域位于寧夏鹽池縣四墩子行政村的荒漠草原區(qū)。地理位置位于北緯37°35′23″-37°83′47″，東經(jīng)106°77′99″-107°50′70″。北連毛烏素沙地，南接黃土高原，屬于典型的過渡地帶。氣候類型為典型的中溫帶大陸性氣候，多年平均降水量為290 mm，年均蒸發(fā)量為2131.8 mm，年均氣溫8.1℃，絕對(duì)最低和最高氣溫分別為-29.6和38.1℃，年平均無(wú)霜期150 d。該區(qū)降水集中在7-9月，約占全年降水的65%以上。地帶性土壤為灰鈣土，質(zhì)地為沙壤和粉沙壤。主要植物種類包括長(zhǎng)芒草（Stipa bungeana）、豬毛蒿（Artemisia scoparia）、牛枝子（Lespedeza potaninii）、糙隱子草（Cleistogenes squarrosa）、蒙古冰草（Agropyron mongolicum）、阿爾泰狗娃花（Heteropappus altaicus）、草木樨（Melilotus officinalis）、短花針茅（Stipa breviflora）等。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

在試驗(yàn)區(qū)選擇地形、植被等一致的地段，設(shè)置封育（37°45′25″N，107°16′26″E）、自由放牧（37°45′58″N，107°16′23″E）、暖季輪牧（37°45′47″N，107°16′16″E）3個(gè)處理，每個(gè)處理3次重復(fù)。每個(gè)小區(qū)面積為4.27 hm2，小區(qū)間架設(shè)電圍欄。根據(jù)前期放牧試驗(yàn)，輪牧處理的放牧強(qiáng)度確定為0.75只·hm-2，輪牧方式為四區(qū)輪牧［21］，自由放牧的放牧強(qiáng)度為2.38只·hm-2。試驗(yàn)于2016年5月17日開始，在放牧試驗(yàn)前進(jìn)行了樣地植被調(diào)查、土壤樣品的采集和有機(jī)碳、全氮含量的測(cè)定。暖季輪牧?xí)r間為每年的5月17日-10月7日，放牧周期為36 d，放牧頻率4次，每年放牧144 d；自由放牧為當(dāng)?shù)貍鹘y(tǒng)的全年放牧。放牧家畜選擇體重約為45 kg的2年齡健康灘羊（不同處理間羊只體重差異不顯著，P＞0.05）。放牧的灘羊均在電圍欄內(nèi)放牧（暖季輪牧灘羊則為在4個(gè)小區(qū)依次輪回放牧），各處理均采取相同的管理措施，放牧羊只在1 d中的放牧?xí)r間相同，出牧前和歸牧后在牧主家自由飲水。試驗(yàn)前樣地植被特征和土壤性狀見表1。

表1 試驗(yàn)前樣地土壤性狀Table 1 Soil properties of sample plots before test

1.3 測(cè)定項(xiàng)目和方法

試驗(yàn)前和2020年8月，在不同處理樣地進(jìn)行1 m×1 m樣方的植被特征調(diào)查，5次重復(fù)，調(diào)查項(xiàng)目主要包括物種組成、生物量，蓋度、高度、頻度及密度。同時(shí)采用五點(diǎn)法用土鉆分別進(jìn)行0～10 cm、10～20 cm、20～30 cm和30～40 cm土樣采集，3次重復(fù)，將土樣用塑封袋裝袋，寫好編號(hào)帶回實(shí)驗(yàn)室。同時(shí)用鐵鍬挖出土壤剖面，用環(huán)刀法按照0～10 cm、10～20 cm、20～30 cm、30～40 cm土層取樣，3次重復(fù)，用于土壤容重的測(cè)定。在室內(nèi)，將采集到的土壤樣品自然風(fēng)干后挑去石塊、動(dòng)植物殘?bào)w以及動(dòng)物糞便，之后過0.15 mm篩用于土壤有機(jī)碳和全氮含量的測(cè)定。其中，土壤有機(jī)碳（soil organic carbon）采用重鉻酸鉀-濃硫酸外加熱法測(cè)定，土壤全氮（total nitrogen，TN）采用全自動(dòng)凱氏定氮儀（瑞士：K-360）測(cè)定［22］。

1.4 統(tǒng)計(jì)分析方法

采用Excel 2019進(jìn)行測(cè)定數(shù)據(jù)的整理和計(jì)算，使用SPSS 21.0對(duì)不同管理措施土壤有機(jī)碳和全氮含量、儲(chǔ)量等進(jìn)行LSD單因素方差分析，使用Origin 2021作圖并對(duì)碳氮特征與地上生物量、蓋度、多樣性進(jìn)行Pearson相關(guān)性分析。根據(jù)調(diào)查測(cè)定，計(jì)算以下指標(biāo)：

單位面積一定深度范圍內(nèi)土壤有機(jī)碳儲(chǔ)量（SOCt，t·hm-2）：

式中：k為土層數(shù)，SOCi為土壤有機(jī)碳密度。以同樣的公式計(jì)算土壤總氮儲(chǔ)量［23］。

草地碳氮固持量計(jì)算以封育草地為對(duì)照，根據(jù)暖季輪牧草地和自由放牧草地與封育草地碳氮貯量的數(shù)值之差 進(jìn) 行 計(jì) 算（t C·hm-2或t N·hm-2），草 地 碳 氮 固 持 速 率 是 固 持 量 除 以 試 驗(yàn) 時(shí) 間（t C·hm-2·a-1或t N·hm-2·a-1）［24］。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同放牧方式對(duì)土壤有機(jī)碳與全氮儲(chǔ)量的影響

2.1.1對(duì)土壤有機(jī)碳和全氮含量的影響 不同處理土壤有機(jī)碳含量變化范圍為3.58±0.95～6.75±0.13 g·kg-1（圖1）。0～10 cm碳含量處理間差異不顯著，10～20 cm表現(xiàn)為封育＞暖季輪牧＞自由放牧，20～30 cm自由放牧最低，30～40 cm與0～40 cm均表現(xiàn)為暖季輪牧最高，封育次之，自由放牧最低。垂直方向上，暖季輪牧隨土層加深碳含量增加，封育和自由放牧垂直變化不顯著，封育在10～20 cm處達(dá)到最大，自由放牧則在20～30 cm處達(dá)到最大，分別為6.75±0.13、5.33±0.43 g·kg-1。

0～40 cm土壤全氮含量表現(xiàn)為暖季輪牧＞封育＞自由放牧，分別為0.32±0.01、0.26±0.02、0.16±0.01 g·kg-1。同一土層不同處理下，0～10 cm氮含量暖季輪牧最高，自由放牧次之，封育最低，分別為0.25±0.02、0.15±0.01、0.12±0.01 g·kg-1，10～20 cm、20～30 cm、30～40 cm土壤氮含量均表現(xiàn)為暖季輪牧≈封育＞自由放牧。垂直變化方面，自由放牧草地各土層氮含量差異不顯著，封育在30～40 cm時(shí)氮含量最大，暖季輪牧則在20～30 cm達(dá)到最大。

0～40 cm碳氮比表現(xiàn)為自由放牧最大，暖季輪牧最小。同一土層不同處理下，0～10 cm、10～20 cm碳氮比差異不顯著，20～30 cm、30～40 cm表現(xiàn)為自由放牧最大，封育最小。垂直方向上，各處理碳氮比沒有明顯的規(guī)律，封育碳氮比在0～10 cm時(shí)最大，為31.67±9.37；暖季輪牧在10～20 cm最大，為19.50±1.21；自由放牧在20～30 cm達(dá)到最大，為30.34±5.69。

2.1.2對(duì)土壤有機(jī)碳及全氮儲(chǔ)量的影響 0～40 cm土壤有機(jī)碳、全氮儲(chǔ)量均表現(xiàn)為暖季輪牧＞封育＞自由放牧（圖2）。碳儲(chǔ)量方面，不同處理碳儲(chǔ)量變化范圍為5.20～9.12 t·hm-2，其中0～10 cm、20～30 cm碳儲(chǔ)量大小變化不明顯；10～20 cm、30～40 cm土層表現(xiàn)為暖季輪牧≈封育＞自由放牧。垂直方向上，封育和自由放牧在20～30 cm達(dá)到最大，分別為9.12、7.92 t·hm-2；暖季輪牧隨土層的加深碳儲(chǔ)量增加，在30～40 cm達(dá)到最大，為9.07 t·hm-2。

氮儲(chǔ)量方面，不同處理氮儲(chǔ)量變化范圍為0.17～0.54 t·hm-2，0～10 cm表現(xiàn)為暖季輪牧最高，自由放牧次之，封育最低，分別為0.36、0.23、0.17 t·hm-2；10～20 cm暖季輪牧和封育相近，20～30 cm暖季輪牧大于封育且高于自由放牧；30～40 cm氮儲(chǔ)量呈暖季輪牧＞封育＞自由放牧。垂直方向上，封育、自由放牧和暖季輪牧隨土層的加深氮儲(chǔ)量增加不明顯，但三者均在30～40 cm達(dá)到最大。不同處理各土層對(duì)0～40 cm土壤有機(jī)碳及全氮儲(chǔ)量貢獻(xiàn)率分別為0～10 cm：16.57%～24.48%和11.65%～24.13%；10～20 cm：21.42%～28.39%和21.70%～25.68%；20～30 cm：26.08%～31.70%和24.20%～30.16%；30～40 cm：22.40%～28.53%和22.24%～30.95%。

2.2 不同放牧方式對(duì)碳氮固持量及固持速率的影響

不同草地利用方式下土壤碳氮固持及固持速率不同，以封育為對(duì)照，0～20 cm、0～30 cm自由放牧和暖季輪牧碳固持量（圖3）差異不顯著（P＞0.05），0～40 cm表現(xiàn)為暖季輪牧＞封育＞自由放牧。垂直方向上，自由放牧隨土層的加深碳固持量逐漸下降，0～40 cm時(shí)碳固持量達(dá)到最小。暖季輪牧0～30 cm碳固持量（-0.52 t·hm-2）小于封育，其余各層均高于封育，說(shuō)明暖季輪牧更有利于碳儲(chǔ)量的增加。

氮固持方面，暖季輪牧在0～20 cm、0～30 cm、0～40 cm均高于自由放牧。自由放牧0～20 cm、0～30 cm、0～40 cm氮固持量均低于封育。垂直方向，自由放牧隨土層加深氮固持量減少，在0～40 cm土層最小。暖季輪牧隨土層加深氮固持變化不顯著，但均高于封育，說(shuō)明暖季輪牧更有利于草地的氮固持。由于碳氮固持速率是固持量除以試驗(yàn)時(shí)間，而本試驗(yàn)各處理開始時(shí)間一致，因此固持速率的變化與固持量相同。

2.3 土壤碳氮特征與植被特征的相關(guān)性分析

結(jié)合試驗(yàn)后植被特征（表2），通過Pearson相關(guān)性分析發(fā)現(xiàn)（圖4），土壤碳含量、氮含量、氮儲(chǔ)量、氮固持與蓋度均呈顯著相關(guān)性（P＜0.05），碳儲(chǔ)量、碳固持與蓋度無(wú)顯著相關(guān)性（P＞0.05）。碳含量、氮儲(chǔ)量與地上生物量呈極顯著相關(guān)性（P＜0.01），碳儲(chǔ)量、氮儲(chǔ)量、碳固持、氮固持與地上生物量顯著相關(guān)（P＜0.05）。碳含量、碳儲(chǔ)量、碳固持、氮含量、氮儲(chǔ)量、氮固持與物種多樣性均呈極顯著正相關(guān)（P＜0.01，P＜0.001）。

表2 試驗(yàn)后樣地植被特征Table 2 Vegetation characteristics of the sample plot after test

3 討論

不同的放牧方式對(duì)草地生態(tài)系統(tǒng)的影響不同［25］。草地土壤養(yǎng)分在保證植被生長(zhǎng)的同時(shí)影響著草地的生態(tài)系統(tǒng)功能。草地土壤碳氮含量的高低是評(píng)價(jià)草地質(zhì)量和管理方式的重要指標(biāo)［26］。研究發(fā)現(xiàn)，土壤碳氮含量、儲(chǔ)量與草地利用方式密切相關(guān)。不同的草地管理方式下，草地碳氮儲(chǔ)量的變化不同［27］。本研究中，放牧第5年，不同處理下的草地土壤碳氮儲(chǔ)量表現(xiàn)為封育草地高于自由放牧草地，這與陸琪等［28］的研究結(jié)果一致，而暖季輪牧草地的碳氮儲(chǔ)量顯著高于封育和自由放牧草地，這是因?yàn)榕据喣敛莸叵啾扔谧杂煞拍敛莸孛磕杲Y(jié)束放牧?xí)r間較早，使得牧草在結(jié)束放牧后有較多的時(shí)間補(bǔ)償生長(zhǎng)，從而在生長(zhǎng)季結(jié)束前儲(chǔ)存較多的碳氮物質(zhì)；同時(shí)，暖季輪牧開始放牧?xí)r間較遲為來(lái)年牧草的返青提供了充足的時(shí)間，返青后的牧草在較多碳氮物質(zhì)的供應(yīng)和其他環(huán)境條件下快速生長(zhǎng)，較快地提高了放牧前草地的生物量，降低了家畜放牧對(duì)牧草的危害。而且，暖季輪牧的放牧?xí)r間正值雨熱最高期，因此，牧草在家畜采食和氣候因素的雙重刺激下超補(bǔ)償生長(zhǎng)，提高了物質(zhì)循環(huán)速率，從而更有利于碳氮物質(zhì)的積累［29］。封育草地雖然沒有家畜的干擾，并且具有更多的枯枝落葉，理論上應(yīng)更有利于碳氮的積累［30］。但是，蒙仲舉等［31］研究發(fā)現(xiàn)，封育草地由于多年枯落物的累積，降低了草地表面的通氣性和透光率，而且，荒漠草原干旱少雨，這就使得微生物分解枯落物的活動(dòng)受限［32］，短期內(nèi)枯落物的分解不能及時(shí)補(bǔ)充草地土壤碳氮，使物質(zhì)循環(huán)降低。自由放牧屬于高強(qiáng)度持續(xù)利用草地，家畜在牧草生長(zhǎng)季的過度采食不僅縮短了牧草補(bǔ)償生長(zhǎng)的時(shí)間，而且在生長(zhǎng)季結(jié)束后進(jìn)一步采食枯落物，導(dǎo)致草地植被蓋度和生物量急劇下降，減少了碳氮物質(zhì)的來(lái)源；同時(shí)，大量家畜的踩踏導(dǎo)致土壤結(jié)構(gòu)變差，土壤結(jié)皮面積和土壤表層穩(wěn)定性團(tuán)聚體含量下降，增加了風(fēng)蝕發(fā)生的風(fēng)險(xiǎn)，碳氮有機(jī)物進(jìn)一步流失，因此不利于碳氮積累。

土壤碳氮比是反饋土壤質(zhì)量變化的重要指標(biāo)［33］，同時(shí)也是表征干旱地區(qū)是否適合植物生長(zhǎng)的指標(biāo)［34］。本研究發(fā)現(xiàn)，自由放牧C/N最大，封育次之，暖季輪牧最低。這是因?yàn)榉拍恋匚⑸飳?duì)土壤氮的需求比較高，而自由放牧高強(qiáng)度持續(xù)利用草地，因此對(duì)草地土壤氮需求更高，同時(shí)，有研究表明，氮元素是荒漠草原限制性元素之一［35］，而且荒漠草原在放牧利用下，含氮物質(zhì)較含碳物質(zhì)變化敏感，在土壤質(zhì)量變差的情況下含氮物質(zhì)分解更多［19］，因此表現(xiàn)為具有較高的碳氮比。封育草地雖然有凋落物的歸還，但由于荒漠草原植被蓋度較小，相應(yīng)凋落物的量也就越少，而且沒有放牧干擾，其分解速率更為緩慢，所以在短時(shí)間內(nèi)很難影響到土壤碳氮比的變化。暖季輪牧較自由放牧碳氮比低是因?yàn)榕据喣猎诤侠砝貌莸氐耐瑫r(shí)，改善了草地土壤結(jié)構(gòu)，增加了土壤氮儲(chǔ)量，同時(shí)，家畜的適度干擾促進(jìn)了物質(zhì)循環(huán)，使得草地生態(tài)系統(tǒng)更加協(xié)調(diào)穩(wěn)定，更有利于氮含量的增加。

草地土壤碳氮固持與草地碳氮儲(chǔ)量有關(guān)，固持速率是由固持量和固持年限決定的［36］。固持速率的大小又可稱為固持能力或潛力，是選擇合理草地管理方式的標(biāo)準(zhǔn)之一。本研究中，封育草地較自由放牧草地碳氮固持量及固持速率更大，與前人研究結(jié)果一致［35］，而暖季輪牧顯著高于圍欄封育，這是因?yàn)榕据喣猎诙虝r(shí)間的放牧干擾后植物地上幼嫩部分增加量更多，增加的部分可通過光合作用合成更多的碳氮物質(zhì)，而這些物質(zhì)在滿足地上部分生長(zhǎng)需要的情況下可向地下運(yùn)輸積累，提高了土壤碳氮固持量［18］，同時(shí)，放牧活動(dòng)促進(jìn)了微生物活性和植物根系的生長(zhǎng)與分泌物的增加，家畜糞尿的返還補(bǔ)給了草地土壤碳氮，而且，暖季輪牧結(jié)束后產(chǎn)生的枯落物在來(lái)年放牧家畜踩踏的情況下與地表密切接觸，在微生物和太陽(yáng)照射以及降水等因素的共同作用下加速分解，進(jìn)一步提高了土壤碳氮固持。封育草地由于存在通氣性差、透光率及微生物活性低等問題，物質(zhì)循環(huán)較慢，不利于枯落物的分解，因此碳氮固持較暖季輪牧小。自由放牧高強(qiáng)度持續(xù)利用草地，在減少碳氮來(lái)源的同時(shí)，土壤質(zhì)量變差，有機(jī)物質(zhì)加速分解，最終導(dǎo)致草地生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)喪失，降低了碳氮固持能力。

Pearson相關(guān)性分析發(fā)現(xiàn)，土壤有機(jī)碳與全氮含量、儲(chǔ)量、固持與地上生物量和植被蓋度均呈顯著相關(guān)性。這是因?yàn)樘嫉厥菢?gòu)成植物體的基本元素，同時(shí)又是組成植物葉綠體的重要元素，而0～40 cm是草本植物根系的主要分布區(qū)域，因此，碳氮儲(chǔ)量的增加有利于植物根系吸收更多的有效物質(zhì)，推動(dòng)植物光合作用和其他生理代謝過程的進(jìn)行，從而保證了放牧利用后植物的補(bǔ)償或超補(bǔ)償生長(zhǎng)的營(yíng)養(yǎng)供給［37］。氮含量、氮儲(chǔ)量、氮固持與物種多樣性極顯著正相關(guān)（P＜0.001）。這是因?yàn)榈厥桥c植被多樣性有關(guān)的元素，氮儲(chǔ)量的增加有利于多樣性的增加，從而可以增加草地群落的穩(wěn)定性［38］。同時(shí)也發(fā)現(xiàn)，碳氮儲(chǔ)量與地上生物量、蓋度呈顯著負(fù)相關(guān)（P＜0.05），即當(dāng)碳氮儲(chǔ)量增加時(shí)，地上生物量和植被蓋度都有下降的趨勢(shì)，但分析試驗(yàn)后3種利用方式的植被蓋度、地上生物量時(shí)發(fā)現(xiàn)，暖季輪牧雖然降低了地上生物量和蓋度，但相比于封育草地，暖季輪牧利用草地提高了土壤碳氮儲(chǔ)量和固持能力，加速了草地生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)，在緩解了草畜矛盾的同時(shí)，推動(dòng)了草畜產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，為草地的合理利用提供了途徑。荒漠草原地干旱少雨，生境脆弱，如果對(duì)草地利用不當(dāng)，很容易出現(xiàn)草地退化現(xiàn)象［39-40］。因此，選擇合理的草地管理方式顯得非常重要。本研究發(fā)現(xiàn)，暖季輪牧較自由放牧和圍欄封育加快了草地生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)，促進(jìn)了土壤碳氮的積累，使草地土壤碳氮固持能力提升，有利于該地區(qū)草地生態(tài)系統(tǒng)的改善與發(fā)展。

4 結(jié)論

荒漠草原在封育、自由放牧和暖季輪牧下，經(jīng)過5年放牧，0～40 cm土壤表現(xiàn)為暖季輪牧更利于有機(jī)碳和全氮的積累，土壤碳氮儲(chǔ)量及碳氮固持表現(xiàn)為暖季輪牧最高、自由放牧最低，碳氮儲(chǔ)量及固持與植物地上生物量和物種多樣性呈顯著正相關(guān)。研究認(rèn)為，采取暖季輪牧方式更有利于研究區(qū)荒漠草原碳匯能力提升和草地持續(xù)發(fā)展。