植物群落和土壤对人工草地恢复演替的协同响应

摘要

建植人工草地是退化高寒草甸恢复与重建的重要措施之一,但随着建植年限的增加,人工草地会出现逆向演替的转变过程.为了验证人工草地逆向转变的过程并揭示其驱动因子,通过野外调查和室内分析相结合的方法探究了三江源区不同建植期(5、6、9、13 a)人工草地植物群落特征、土壤理化性质和酶活性的变化规律.结果表明:(1)人工草地恢复演替过程中,植物地上生物量、盖度、土壤养分、含水量、酶活性响应趋势一致,呈"N"字型的协同变化规律.植物地上生物量、土壤有机质和含水量在建植9年显著低于其他年份,分别为:281.61 g·m-2、75.67 g·kg-1和7.81％;根土比则呈增加趋势,在建植13年达到最大,为3.58;(2)冗余分析表明,在群落演替过程中植物生物量和盖度呈正相关关系,凋落物和根土比显著正相关,土壤速效磷、速效钾、全磷及酶活性对植物群落的影响最显著(P<0.05);(3)相关性分析结果进一步表明,植物地上生物量、土壤蔗糖酶、脲酶、硝酸还原酶和过氧化氢酶活性均与土壤有机质、全氮及含水量显著正相关,凋落物与土壤速效磷、速效钾及全磷显著正相关,土壤酸性磷酸酶和蔗糖酶活性与土壤pH显著正相关(P<0.05).综上,地上植物群落和土壤环境因子之间的协同响应与草地恢复演替存在明显的关联性.人工草地恢复演替在建植初期主要由土壤养分和水分主导,随着建植年限的增加,草地正向演替的主控因子由土壤养分和水分逐渐转变为植物根系.