克氏針茅草原群落地下生物量：退化程度驅動下的差異與機制探究一、引言1.1研究背景草原作為陸地生態(tài)系統(tǒng)的重要組成部分，在維持生態(tài)平衡、提供生態(tài)服務以及促進經(jīng)濟發(fā)展等方面發(fā)揮著不可替代的作用?？耸厢樏┎菰侵袊鴾貛Р莸氐牡湫椭脖活愋停饕植加趦?nèi)蒙古高原、黃土高原等地區(qū)，是亞洲中部草原區(qū)所特有的草原群系，也是典型草原的代表類型之一。其不僅為畜牧業(yè)提供了豐富的飼草資源，在畜牧業(yè)生產(chǎn)中占據(jù)重要地位，還對保持水土、防風固沙、調(diào)節(jié)氣候等發(fā)揮著關鍵作用，對維護區(qū)域生態(tài)平衡意義重大。然而，近年來受氣候變化、過度放牧、不合理開墾等多種因素的綜合影響，克氏針茅草原面臨著嚴重的退化問題。據(jù)相關研究表明，我國90%的天然草原存在不同程度的退化，其中克氏針茅草原的退化情況也較為嚴峻。草原退化導致其生態(tài)系統(tǒng)的結構和功能遭到破壞，植被群落組成改變，生物多樣性減少，生產(chǎn)力下降，進而影響到整個生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性和服務功能。例如，過度放牧使得克氏針茅等優(yōu)質牧草數(shù)量減少，而一些適口性差、競爭力強的雜草得以大量繁殖，改變了草原的植被結構。同時，草原退化還引發(fā)了土壤侵蝕、土地沙化等一系列生態(tài)環(huán)境問題，對當?shù)氐纳鷳B(tài)安全和可持續(xù)發(fā)展構成了嚴重威脅。地下生物量作為草原生態(tài)系統(tǒng)的重要組成部分，是指某一時刻單位面積內(nèi)積存于植被地表以下植物根系和根莖有機物質的總量，通常用千克/米2或噸/公頃表示。地下生物量在草原生態(tài)系統(tǒng)中扮演著極為重要的角色，植物的地下根系具有貯藏營養(yǎng)物質，供給營養(yǎng)和水分，支持植物的軀體等基本功能，對于地上生物量的形成乃至對整個植物的生長發(fā)育都起著重要的作用，是陸地生態(tài)系統(tǒng)物質循環(huán)和能量流動不可缺少的載體。研究不同退化程度克氏針茅草原群落地下生物量的變化，對于深入了解草原生態(tài)系統(tǒng)的退化機制、評估草原生態(tài)系統(tǒng)的健康狀況以及制定科學合理的草原保護和恢復策略具有重要的理論和實踐意義。一方面，地下生物量的變化能夠直接反映草原植被根系的生長狀況和活力，根系作為植物與土壤之間物質交換的重要界面，其生長和分布特征對草原生態(tài)系統(tǒng)的物質循環(huán)和能量流動有著深遠影響；另一方面，通過研究地下生物量與草原退化程度之間的關系，可以為草原退化的監(jiān)測和預警提供重要的指標，為草原生態(tài)系統(tǒng)的保護和管理提供科學依據(jù)。例如，當草原發(fā)生退化時，地下生物量可能會發(fā)生相應的變化，通過監(jiān)測這些變化，可以及時發(fā)現(xiàn)草原退化的跡象，并采取有效的措施進行干預和修復。綜上所述，開展不同退化程度克氏針茅草原群落地下生物量的比較研究具有緊迫性和必要性，對于揭示草原生態(tài)系統(tǒng)的退化規(guī)律、保護草原生態(tài)環(huán)境以及實現(xiàn)草原的可持續(xù)利用具有重要意義。1.2研究目的與意義本研究旨在通過對不同退化程度克氏針茅草原群落地下生物量的系統(tǒng)調(diào)查與分析，對比其在數(shù)量、分布特征以及季節(jié)動態(tài)等方面的差異，揭示草原退化過程中地下生物量的變化規(guī)律，并深入探討地下生物量與草原退化程度之間的內(nèi)在聯(lián)系，明確地下生物量作為草原退化指示指標的可行性和有效性。同時，結合土壤理化性質、氣候因素等環(huán)境因子，分析其對不同退化程度克氏針茅草原群落地下生物量的影響機制，為深入理解草原生態(tài)系統(tǒng)的退化過程和內(nèi)在機制提供科學依據(jù)?？耸厢樏┎菰俏覈匾牟菰鷳B(tài)系統(tǒng)之一，在畜牧業(yè)生產(chǎn)、生態(tài)保護等方面發(fā)揮著重要作用。然而，近年來，由于氣候變化和人類活動的雙重影響，克氏針茅草原面臨著嚴重的退化問題，這不僅影響了草原的生態(tài)功能，也對當?shù)氐慕?jīng)濟發(fā)展和社會穩(wěn)定造成了不利影響。因此，開展克氏針茅草原的保護和恢復工作具有重要的現(xiàn)實意義。而本研究對于揭示草原退化的內(nèi)在機制，準確評估草原生態(tài)系統(tǒng)的健康狀況，以及制定科學合理的草原保護和恢復策略具有重要的理論和實踐意義，具體表現(xiàn)為以下幾個方面：理論意義：首先，地下生物量作為草原生態(tài)系統(tǒng)物質循環(huán)和能量流動的重要載體，其動態(tài)變化反映了草原生態(tài)系統(tǒng)的功能狀態(tài)和穩(wěn)定性。研究不同退化程度克氏針茅草原群落地下生物量的變化，有助于深入理解草原生態(tài)系統(tǒng)在退化過程中物質循環(huán)和能量流動的改變，進一步完善草原生態(tài)系統(tǒng)生態(tài)學理論。其次，明確地下生物量與草原退化程度之間的關系，為草原退化的監(jiān)測和評估提供新的視角和指標，豐富和發(fā)展了草原退化生態(tài)學的研究內(nèi)容。此外，探究環(huán)境因子對地下生物量的影響機制，有助于揭示草原生態(tài)系統(tǒng)對環(huán)境變化的響應機制，為預測草原生態(tài)系統(tǒng)在未來環(huán)境變化下的發(fā)展趨勢提供理論基礎。實踐意義：一方面，通過對比不同退化程度克氏針茅草原群落地下生物量的差異，確定地下生物量在草原退化過程中的關鍵變化特征，為建立基于地下生物量的草原退化監(jiān)測指標體系提供科學依據(jù)，有助于及時準確地監(jiān)測草原退化狀況，為草原生態(tài)系統(tǒng)的保護和管理提供決策支持。另一方面，深入了解地下生物量與草原退化的關系以及環(huán)境因子的影響機制，能夠為制定針對性的草原保護和恢復措施提供理論指導。例如，根據(jù)不同退化程度草原地下生物量的特點，合理調(diào)整放牧強度、優(yōu)化草地管理方式，以促進地下生物量的恢復和增加，進而推動草原生態(tài)系統(tǒng)的修復和重建。此外，本研究結果對于指導草原生態(tài)系統(tǒng)的可持續(xù)利用也具有重要意義，有助于實現(xiàn)草原生態(tài)保護與畜牧業(yè)發(fā)展的協(xié)調(diào)共進，保障草原地區(qū)的生態(tài)安全和經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展。二、克氏針茅草原概述與研究進展2.1克氏針茅草原簡介2.1.1地理分布克氏針茅草原在全球范圍內(nèi)有著特定的分布區(qū)域，主要集中在北半球的溫帶地區(qū)。在中國，克氏針茅草原是溫帶草地的重要植被類型之一，廣泛分布于多個地區(qū)。在內(nèi)蒙古，其分布范圍涵蓋了內(nèi)蒙古高原的大部分區(qū)域，如錫林郭勒草原、烏蘭察布草原等，這些地區(qū)是克氏針茅草原的典型分布區(qū)，其面積廣闊，生態(tài)系統(tǒng)相對完整，對維持內(nèi)蒙古地區(qū)的生態(tài)平衡和畜牧業(yè)發(fā)展起著重要作用。在黃土高原地區(qū)，克氏針茅草原主要分布于其北部邊緣地帶，這里的地形地貌復雜，克氏針茅草原鑲嵌于黃土丘陵之間，與周邊的農(nóng)田、森林等生態(tài)系統(tǒng)相互交錯，共同構成了獨特的景觀格局。此外，克氏針茅草原還分布于寧夏、甘肅等地的部分區(qū)域，這些地區(qū)的克氏針茅草原在生態(tài)系統(tǒng)的結構和功能上與其他分布區(qū)既有相似之處，又因當?shù)靥厥獾臍夂?、土壤等條件而呈現(xiàn)出一定的差異性。從全球尺度來看，克氏針茅草原在蒙古國以及中亞部分地區(qū)也有分布，與中國境內(nèi)的克氏針茅草原共同構成了一個相對連續(xù)的生態(tài)區(qū)域。這種廣泛的分布格局使得克氏針茅草原在全球生態(tài)系統(tǒng)中占據(jù)著重要地位，它不僅是眾多動植物的棲息地，還在區(qū)域氣候調(diào)節(jié)、土壤保持等方面發(fā)揮著關鍵作用?？耸厢樏┎菰植紖^(qū)域的氣候、土壤等環(huán)境條件存在一定的梯度變化，這也導致了其植被組成和群落結構在不同地區(qū)呈現(xiàn)出一定的差異。例如，從內(nèi)蒙古高原東部向西部，隨著降水量的逐漸減少和干旱程度的增加，克氏針茅草原的植被覆蓋度逐漸降低，群落中耐旱植物的比例逐漸增加。克氏針茅草原的分布還受到地形地貌的影響，在開闊平坦的高平原以及平緩起伏的丘陵坡地，克氏針茅草原往往能夠形成大面積的連續(xù)分布；而在山地、河谷等地形復雜的區(qū)域，其分布則相對零散。此外，人類活動對克氏針茅草原的分布也產(chǎn)生了重要影響，過度放牧、開墾、城市化等活動導致克氏針茅草原的面積不斷減少，分布范圍逐漸縮小，部分地區(qū)甚至出現(xiàn)了草原退化和沙化的現(xiàn)象。2.1.2生態(tài)特征克氏針茅草原的生態(tài)特征受到其所處的氣候、土壤和植被組成等多種因素的綜合影響。在氣候方面，克氏針茅草原主要分布于溫帶半干旱氣候區(qū)，這種氣候條件下，年≥10℃的有效積溫一般在2000-2500℃之間，熱量條件能夠滿足克氏針茅等植物的生長需求。濕潤系數(shù)通常在0.2-0.4之間，表明該地區(qū)氣候較為干旱，降水相對較少，年降水量大約在300-400毫米左右。降水的季節(jié)分配不均，主要集中在夏季，6-8月的降水量占全年的大部分比例，而冬春季節(jié)降水稀少，這使得克氏針茅草原在不同季節(jié)面臨著不同的水分條件。年均溫一般在0-5℃，冬季較為寒冷，夏季相對溫暖，氣溫的年較差較大，這種較大的溫差對植物的生長發(fā)育和生態(tài)系統(tǒng)的物質循環(huán)產(chǎn)生了重要影響。每年有1-4個月的半干旱期和1個月的干旱期，在這些時期，植物生長面臨著水分不足的壓力，對水分的利用效率成為影響植物生存和群落結構的關鍵因素。土壤是克氏針茅草原生態(tài)系統(tǒng)的重要組成部分，其土壤類型大多為壤質、砂壤質或砂礫質的栗鈣土。栗鈣土的腐殖質層較薄，通常在20-30厘米下可見鈣積層，這表明土壤的肥力相對較低，養(yǎng)分含量有限。土壤的質地和結構對水分和養(yǎng)分的保持與供應能力產(chǎn)生影響，壤質、砂壤質或砂礫質的土壤通氣性較好，但保水保肥能力相對較弱，這就要求克氏針茅等植物具有較強的根系，以充分吸收土壤中的水分和養(yǎng)分?？耸厢樏ν寥利}分的反應很敏感，即使在輕度鹽化的土壤上，也難以見到它的生長，這限制了克氏針茅草原在鹽漬化地區(qū)的分布。植被組成是克氏針茅草原生態(tài)特征的重要體現(xiàn)，克氏針茅作為建群種，在群落中占據(jù)主導地位。它是一種多年生密叢型草本植物，植株具有發(fā)達的根系，地上部分由多數(shù)分蘗形成密集的草叢，叢幅直徑可達30-40厘米。這種生長形態(tài)使得克氏針茅能夠在干旱的環(huán)境中保持較好的穩(wěn)定性，有效抵御風沙侵蝕。在典型地帶性生境中，克氏針茅與糙隱子草組成的草地分布廣且面積最大，二者相互配合，共同維持著草原生態(tài)系統(tǒng)的結構和功能。在略趨濕潤時，會形成克氏針茅-大針茅草地；趨于低濕時，形成克氏針茅-羊草草地；趨于干旱溫暖時，形成克氏針茅-短花針茅草地；趨于干旱時，形成克氏針茅-戈壁針茅或克氏針茅-克列門茨針茅草地；土壤沙礫質化時，形成小葉錦雞兒-克氏針茅草地或克氏針茅-冰草草地；海拔上升時，形成克氏針茅-羊茅草地；放牧利用過度時，則促使小半灌木作用增強而形成克氏針茅-冷蒿草地。不同的植被組合反映了克氏針茅草原對不同環(huán)境條件的適應和響應，也使得草原生態(tài)系統(tǒng)具有一定的復雜性和多樣性。除了上述植物種類外，克氏針茅草原還包含多種其他植物，如冰草、寸草苔、櫛葉蒿等，它們共同構成了豐富的植物群落，為眾多動物提供了食物和棲息地，維持著草原生態(tài)系統(tǒng)的生物多樣性。2.2研究現(xiàn)狀綜述2.2.1草原退化研究克氏針茅草原退化是當前生態(tài)領域備受關注的問題，其退化原因涉及多個方面，是自然因素與人為因素共同作用的結果。在自然因素方面，氣候變化對克氏針茅草原退化的影響尤為顯著。近年來，全球氣候變暖趨勢明顯，這使得克氏針茅草原地區(qū)的氣溫升高，降水模式發(fā)生改變，干旱頻率增加。例如，在一些克氏針茅草原分布區(qū)，年降水量逐漸減少，干旱期延長，導致土壤水分虧缺，植物生長受到嚴重影響。高溫和干旱還會引發(fā)病蟲害的爆發(fā)，進一步損害草原植被。同時，極端氣候事件如暴雨、大風等的增多，也會加劇草原的水土流失，破壞草原的生態(tài)環(huán)境。人為因素在克氏針茅草原退化過程中扮演著重要角色。過度放牧是導致草原退化的主要人為因素之一，由于長期超載放牧，草原植被受到過度啃食，克氏針茅等優(yōu)質牧草的生長受到抑制，植被覆蓋度降低。據(jù)研究表明，當放牧強度超過草原的承載能力時，草原的生產(chǎn)力會顯著下降，植被群落結構發(fā)生改變，一些適口性差、競爭力強的雜草逐漸占據(jù)優(yōu)勢。不合理的開墾也是草原退化的重要原因，隨著人口的增長和對土地資源需求的增加，部分克氏針茅草原被開墾為農(nóng)田。這種開墾行為不僅直接破壞了草原的植被，還導致土壤結構和理化性質發(fā)生改變，土壤肥力下降，使得草原生態(tài)系統(tǒng)難以恢復。此外，草原地區(qū)的工業(yè)開發(fā)、基礎設施建設等活動，也會對草原生態(tài)環(huán)境造成破壞，如開礦導致土地塌陷、植被破壞，道路建設分割了草原的生態(tài)空間，影響了動植物的遷徙和擴散。目前，克氏針茅草原的退化現(xiàn)狀較為嚴峻，大面積的草原出現(xiàn)了不同程度的退化現(xiàn)象。草原退化的表現(xiàn)形式多樣，植被方面，植被覆蓋度降低，植物種類減少，群落結構簡化，克氏針茅等優(yōu)勢種的地位下降，一些退化指示物種如冷蒿、豬毛菜等的數(shù)量增加。在土壤方面，土壤侵蝕加劇，土壤有機質含量減少，土壤肥力下降，土壤板結和沙化現(xiàn)象嚴重。這些退化現(xiàn)象不僅影響了草原的生態(tài)功能，如水源涵養(yǎng)、水土保持、生物多樣性保護等，還對當?shù)氐男竽翗I(yè)發(fā)展和農(nóng)牧民的生活造成了負面影響。為了準確評估克氏針茅草原的退化程度，學者們提出了多種評估指標。植被指標是常用的評估指標之一，植被蓋度能夠直觀地反映草原植被的覆蓋程度，隨著草原退化程度的加重，植被蓋度通常會逐漸降低。物種豐富度也是重要的評估指標，它反映了草原植物種類的多少，退化草原的物種豐富度一般會低于健康草原。優(yōu)勢種的變化也能體現(xiàn)草原的退化狀況，當克氏針茅等優(yōu)勢種被其他物種替代時，表明草原可能已經(jīng)發(fā)生了退化。土壤指標在草原退化評估中也具有重要作用，土壤有機質含量是衡量土壤肥力的重要指標，退化草原的土壤有機質含量往往較低。土壤容重反映了土壤的緊實程度，隨著草原退化，土壤容重通常會增加，這會影響土壤的通氣性和透水性。土壤侵蝕程度也是評估草原退化的關鍵指標，嚴重的土壤侵蝕會導致土壤層變薄，養(yǎng)分流失，破壞草原的生態(tài)基礎。此外，一些綜合指標如生態(tài)系統(tǒng)服務功能價值、草原健康指數(shù)等也被用于評估克氏針茅草原的退化程度，這些指標能夠更全面地反映草原生態(tài)系統(tǒng)的整體狀況。2.2.2地下生物量研究地下生物量在草原生態(tài)系統(tǒng)中具有不可替代的重要作用。從物質循環(huán)的角度來看，地下生物量是土壤有機質的重要來源，植物根系在生長過程中會向土壤中分泌大量的有機物質，如根系分泌物、脫落的根細胞等。這些有機物質在土壤微生物的作用下，逐漸分解轉化為土壤有機質，對維持土壤肥力和土壤結構的穩(wěn)定具有重要意義。例如，土壤有機質能夠增加土壤的團聚性，改善土壤的通氣性和保水性，為植物生長提供良好的土壤環(huán)境。地下生物量還參與了碳、氮、磷等營養(yǎng)元素的循環(huán)，根系通過吸收土壤中的養(yǎng)分，將其轉化為植物生物量，當植物死亡后，這些養(yǎng)分又通過分解作用重新返回土壤，實現(xiàn)了營養(yǎng)元素的循環(huán)利用。在能量流動方面，地下生物量是草原生態(tài)系統(tǒng)能量流動的重要環(huán)節(jié)。植物通過光合作用固定太陽能，將其轉化為化學能并儲存于地上和地下生物量中。地下生物量中的能量通過根系的呼吸作用以及與土壤微生物的相互作用，部分以熱能的形式釋放到環(huán)境中，部分則被土壤微生物利用，參與生態(tài)系統(tǒng)的能量轉換和傳遞過程。這種能量流動對于維持草原生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定和功能發(fā)揮至關重要。在生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性方面，地下生物量對維持草原生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性具有重要作用。發(fā)達的根系能夠增強植物對土壤的固著能力，提高草原植被的抗風蝕、水蝕能力，減少水土流失。在干旱、半干旱的克氏針茅草原地區(qū)，強大的根系可以深入土壤深層，吸收更多的水分和養(yǎng)分，增強植物的抗旱能力，保證植物在惡劣環(huán)境下的生存和生長，從而維持草原生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性。地下生物量還與土壤微生物群落密切相關，根系分泌物為土壤微生物提供了豐富的碳源和能源，促進了土壤微生物的生長和繁殖。土壤微生物在土壤中參與物質分解、養(yǎng)分轉化等過程，對維持土壤生態(tài)系統(tǒng)的平衡和功能發(fā)揮著重要作用。前人對草原地下生物量的研究取得了豐碩的成果。在研究方法上，挖掘法是最常用的測定地下生物量的方法，通過直接挖掘土壤中的根系，然后進行清洗、分離和稱重，能夠準確地獲取地下生物量的數(shù)量。但這種方法工作量大，對土壤的破壞性較強。土鉆法也是常用的方法之一，利用土鉆采集土壤樣品，然后對樣品中的根系進行分析，這種方法相對簡便，對土壤的破壞較小，但可能會存在一定的誤差。近年來，隨著科技的發(fā)展，一些新的技術和方法也被應用于地下生物量的研究，如同位素示蹤技術可以用于研究根系的生長動態(tài)和物質分配，核磁共振成像技術能夠實現(xiàn)對根系結構和分布的無損檢測。在研究內(nèi)容上，前人對不同草原類型地下生物量的分布特征進行了大量研究。研究發(fā)現(xiàn)，地下生物量在不同土層深度的分布呈現(xiàn)出明顯的層次性，一般來說，表層土壤（0-30厘米）中的地下生物量占比較大，隨著土層深度的增加，地下生物量逐漸減少。不同草原類型的地下生物量分布也存在差異，在濕潤的草甸草原，地下生物量相對較高，且根系分布較淺；而在干旱的荒漠草原，地下生物量相對較低，但根系分布較深，以適應干旱的環(huán)境。前人還對影響地下生物量的因素進行了深入探討，氣候因素如降水、溫度等對地下生物量的影響顯著，降水充足的地區(qū)，地下生物量往往較高；溫度適宜則有利于植物根系的生長和發(fā)育。土壤因素如土壤質地、肥力、酸堿度等也會影響地下生物量的分布和生長，肥沃的土壤能夠提供更多的養(yǎng)分，有利于地下生物量的增加。此外，放牧、刈割等人為活動對地下生物量也有重要影響，適度的放牧可以促進植物的分蘗和根系生長，增加地下生物量；但過度放牧則會導致地下生物量減少。三、研究設計與方法3.1樣地選擇3.1.1不同退化程度劃分依據(jù)本研究綜合多方面因素來劃分克氏針茅草原的退化程度，其中植被特征是重要的劃分依據(jù)之一。在未退化的克氏針茅草原中，植被蓋度通常較高，一般可達70%-80%以上，群落中克氏針茅等優(yōu)質牧草生長良好，其蓋度能達到40%-50%，且植株高大、健壯，平均高度在30-40厘米左右。物種豐富度也相對較高，每平方米內(nèi)的植物種類可達15-20種以上，群落結構完整，層次分明，具有明顯的優(yōu)勢種、伴生種和偶見種。隨著草原退化程度的加重，植被蓋度逐漸降低，在輕度退化草原，植被蓋度一般在50%-70%之間，克氏針茅的蓋度下降至30%-40%，植株高度略有降低，為25-35厘米，物種豐富度有所減少，每平方米內(nèi)植物種類在10-15種。中度退化草原的植被蓋度進一步降低至30%-50%，克氏針茅蓋度降至20%-30%，植株高度在20-25厘米，物種豐富度明顯減少，每平方米內(nèi)植物種類為5-10種，群落結構開始變得簡單，一些適口性差的雜草如冷蒿、豬毛菜等數(shù)量逐漸增加。在重度退化草原，植被蓋度極低，通常低于30%，克氏針茅蓋度不足20%，植株矮小，高度在20厘米以下，物種豐富度嚴重下降，每平方米內(nèi)植物種類少于5種，群落結構遭到嚴重破壞，優(yōu)勢種可能被冷蒿等退化指示物種所替代。土壤性質的變化也是劃分草原退化程度的關鍵指標。在未退化草原，土壤有機質含量較高，一般在20-30克/千克以上，土壤容重較小，約為1.1-1.3克/立方厘米，土壤結構良好，孔隙度適中，通氣性和透水性較好。隨著退化程度的增加，土壤有機質含量逐漸減少，輕度退化草原的土壤有機質含量在15-20克/千克之間，土壤容重略有增加，為1.3-1.4克/立方厘米。中度退化草原的土壤有機質含量進一步降低至10-15克/千克，土壤容重增加到1.4-1.5克/立方厘米，土壤結構開始變差，孔隙度減小，通氣性和透水性受到一定影響。重度退化草原的土壤有機質含量極低，低于10克/千克，土壤容重高達1.5克/立方厘米以上，土壤板結嚴重，孔隙度很小，通氣性和透水性極差，土壤肥力嚴重下降。放牧歷史在草原退化程度劃分中也起著重要作用。未退化樣地通常具有較長時間的圍封禁牧歷史，例如連續(xù)封禁10年以上，期間幾乎沒有受到放牧干擾，草原植被得以自然恢復和生長。輕度退化樣地一般為適度放牧區(qū)域，放牧強度控制在草原承載能力的60%-70%左右，放牧時間和頻率相對合理，對草原植被的影響較小。中度退化樣地的放牧強度較大，達到草原承載能力的70%-80%，放牧時間較長，導致草原植被受到一定程度的破壞。重度退化樣地往往經(jīng)歷了長期的過度放牧，放牧強度超過草原承載能力的80%，甚至達到超載狀態(tài)，長時間的過度放牧使得草原植被遭到嚴重破壞，難以恢復。3.1.2具體樣地設置本研究選擇了位于內(nèi)蒙古自治區(qū)錫林郭勒盟的克氏針茅草原作為研究區(qū)域，該地區(qū)是克氏針茅草原的典型分布區(qū)，具有代表性。在研究區(qū)域內(nèi)，根據(jù)上述退化程度劃分依據(jù)，分別設置了未退化、輕度退化、中度退化和重度退化的樣地。未退化樣地位于錫林郭勒盟正藍旗境內(nèi)，地理位置為北緯42°20′-42°25′，東經(jīng)116°10′-116°15′，樣地面積為1000米×1000米。樣地處于平坦的高平原地帶，地勢開闊，地形起伏較小，海拔高度在1300-1350米之間。該樣地自2005年開始實施圍封禁牧措施，至今已有較長時間未受到放牧干擾，植被保存較為完好，符合未退化草原的特征。輕度退化樣地位于錫林郭勒盟阿巴嘎旗境內(nèi)，地理位置為北緯44°15′-44°20′，東經(jīng)114°50′-114°55′，樣地面積為800米×800米。樣地地形為平緩的丘陵坡地，坡度在5°-10°之間，海拔高度在1200-1250米左右。該樣地采用季節(jié)性放牧方式，在生長季的部分時間進行放牧，放牧強度控制在草原承載能力的65%左右，植被受到一定程度的影響，但仍保持著相對較好的狀態(tài)，呈現(xiàn)出輕度退化的特征。中度退化樣地位于錫林郭勒盟蘇尼特左旗境內(nèi)，地理位置為北緯43°30′-43°35′，東經(jīng)112°40′-112°45′，樣地面積為600米×600米。樣地處于起伏較大的丘陵地帶，海拔高度在1100-1150米之間。該樣地長期采用輪牧方式，但放牧強度較大，達到草原承載能力的75%左右，植被退化較為明顯，符合中度退化草原的特點。重度退化樣地位于錫林郭勒盟蘇尼特右旗境內(nèi)，地理位置為北緯42°50′-42°55′，東經(jīng)112°10′-112°15′，樣地面積為400米×400米。樣地地形較為復雜，有部分沙地分布，海拔高度在1050-1100米之間。該樣地由于長期過度放牧，放牧強度超過草原承載能力的85%，且缺乏有效的管理和保護措施，植被遭到嚴重破壞，呈現(xiàn)出重度退化的景象。在每個樣地內(nèi)，為了保證調(diào)查數(shù)據(jù)的準確性和代表性，分別設置了多個重復樣方。每個樣地隨機設置10個1米×1米的小樣方，用于植被調(diào)查和地下生物量的采集。在進行地下生物量采集時，每個小樣方內(nèi)按照不同土層深度進行分層取樣，以獲取地下生物量在不同土層的分布信息。同時，在樣地周圍設置一定范圍的緩沖區(qū)，以減少外界因素對樣地的干擾。三、研究設計與方法3.2地下生物量調(diào)查方法3.2.1野外采樣本研究采用土鉆法進行地下生物量的野外采樣。土鉆法具有操作相對簡便、對土壤擾動較小等優(yōu)點，能夠較好地滿足本研究對不同退化程度克氏針茅草原地下生物量調(diào)查的需求。在每個樣地內(nèi)，根據(jù)樣地的面積和地形條件，按照隨機取樣的原則確定采樣點。對于面積為1000米×1000米的未退化樣地，共設置30個采樣點；面積為800米×800米的輕度退化樣地，設置25個采樣點；面積為600米×600米的中度退化樣地，設置20個采樣點；面積為400米×400米的重度退化樣地，設置15個采樣點。這樣的采樣點數(shù)量和分布能夠較好地代表不同退化程度樣地的地下生物量情況。在確定采樣點后，使用直徑為5厘米的土鉆進行采樣。采樣深度分層為0-10厘米、10-20厘米、20-30厘米、30-40厘米和40-50厘米。這種分層方式能夠全面獲取地下生物量在不同土層深度的分布信息，因為不同退化程度的克氏針茅草原，其地下生物量在不同土層的分布可能存在差異。在每個采樣點，將土鉆垂直插入土壤，緩慢旋轉并下壓，直至達到預定深度。在提取土鉆時，要確保土壤樣品完整，避免根系丟失或土壤散落。將采集到的土壤樣品小心地裝入自封袋中，并立即用標簽標記，記錄采樣點的位置、樣地退化程度、采樣深度和采樣時間等信息。為了保證樣品的質量和代表性，在采樣過程中要注意避免土鉆受到污染，定期對土鉆進行清潔和消毒處理。同時，要盡量減少對采樣點周圍環(huán)境的干擾，確保采樣的準確性和可靠性。3.2.2樣品處理與測定采集回來的土壤樣品需及時進行處理，以獲取準確的地下生物量數(shù)據(jù)。首先，將裝有土壤樣品的自封袋帶回實驗室，小心地將土壤倒入篩網(wǎng)中，用清水緩慢沖洗，使土壤與根系分離。沖洗過程要注意控制水流速度，避免根系被沖斷或流失。對于一些附著在根系上的難以沖洗掉的土壤顆粒，可以使用軟毛刷輕輕刷洗，確保根系清洗干凈。清洗后的根系需進行烘干處理，以去除水分。將清洗干凈的根系放入烘箱中，設置烘箱溫度為65℃，烘至恒重。在烘干過程中，要定期檢查根系的干燥程度，避免過度烘干導致根系碳化。當根系達到恒重后，取出烘箱，放在干燥器中冷卻至室溫。冷卻后的根系用精度為0.0001克的電子天平進行稱重，記錄每個樣品的干重。地下生物量的測定采用直接稱重法，即根據(jù)每個樣品的干重計算地下生物量。對于每個樣地，將不同采樣點相同土層深度的根系干重進行匯總，計算該土層深度的地下生物量平均值。然后，將不同土層深度的地下生物量相加，得到每個樣地的地下生物量總量。計算公式如下：\text{???????±???°?????????é???13??????}=\frac{\sum_{i=1}^{n}\text{???}i\text{??aé???

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·??°??°?????????é?????é??}=\sum_{j=1}^{m}\text{???}j\text{????±???°?????????é???13??????}其中，n為采樣點數(shù)量，m為土層深度層數(shù)。通過這種方法，可以準確地測定不同退化程度克氏針茅草原群落的地下生物量。3.3數(shù)據(jù)處理與分析3.3.1統(tǒng)計分析方法本研究運用了多種統(tǒng)計分析方法，以深入探究不同退化程度克氏針茅草原群落地下生物量的變化規(guī)律及其與環(huán)境因子的關系。方差分析是其中重要的方法之一，通過單因素方差分析（One-WayANOVA），可以檢驗不同退化程度樣地地下生物量在總量以及不同土層深度的平均值之間是否存在顯著差異。例如，對于地下生物量總量，將退化程度作為唯一的因素，分析不同退化程度（未退化、輕度退化、中度退化、重度退化）樣地的地下生物量均值是否來自同一總體，若差異顯著，則說明退化程度對地下生物量總量有顯著影響。在分析不同土層深度的地下生物量時，同樣以退化程度為因素，檢驗各土層（0-10厘米、10-20厘米、20-30厘米、30-40厘米、40-50厘米）地下生物量在不同退化程度樣地間的差異顯著性，從而了解退化程度對地下生物量在不同土層分布的影響。相關性分析也是關鍵的統(tǒng)計方法，采用Pearson相關系數(shù)分析地下生物量與草原退化相關指標（如植被蓋度、物種豐富度、土壤有機質含量等）之間的線性關系。若地下生物量與植被蓋度的Pearson相關系數(shù)為正值且達到顯著水平，說明地下生物量與植被蓋度呈正相關關系，即隨著植被蓋度的增加，地下生物量也會增加；反之，若相關系數(shù)為負值且顯著，則表示二者呈負相關。通過這種分析，可以明確地下生物量與其他草原特征指標之間的內(nèi)在聯(lián)系，為深入理解草原退化過程提供依據(jù)。主成分分析（PCA）用于綜合分析多個環(huán)境因子（如土壤理化性質、氣候因素等）對地下生物量的影響。將土壤容重、土壤pH值、土壤全氮含量、年均降水量、年均溫等多個環(huán)境因子作為變量，通過主成分分析將這些變量轉化為少數(shù)幾個綜合指標（主成分），這些主成分能夠最大限度地反映原始變量的信息。分析地下生物量與主成分之間的關系，可以確定哪些環(huán)境因子對地下生物量的影響最為關鍵，以及不同環(huán)境因子之間的相互作用對地下生物量的綜合影響。例如，若第一主成分主要由土壤全氮含量和年均降水量決定，且地下生物量與第一主成分呈顯著正相關，那么可以推斷土壤全氮含量和年均降水量是影響地下生物量的重要環(huán)境因子。3.3.2軟件工具本研究使用SPSS和R軟件進行數(shù)據(jù)處理和分析。SPSS軟件具有操作界面友好、功能強大等特點，在數(shù)據(jù)處理方面具有廣泛的應用。在進行方差分析時，利用SPSS軟件的“分析”菜單中的“單因素方差分析”功能，將不同退化程度克氏針茅草原樣地的地下生物量數(shù)據(jù)導入軟件，設置好變量和因素，即可快速得到方差分析的結果，包括組間平方和、組內(nèi)平方和、自由度、F值、P值等，通過P值判斷不同退化程度樣地地下生物量的差異是否顯著。在進行相關性分析時，使用SPSS軟件的“分析”菜單中的“相關”功能，選擇Pearson相關，輸入地下生物量和其他相關指標的數(shù)據(jù)，軟件會自動計算出相關系數(shù)和顯著性水平，方便直觀地了解變量之間的相關性。R軟件是一種開源的統(tǒng)計分析和繪圖軟件，具有豐富的函數(shù)和包，能夠實現(xiàn)復雜的數(shù)據(jù)分析和可視化。在主成分分析中，利用R軟件的“stats”包中的“prcomp”函數(shù)，將環(huán)境因子數(shù)據(jù)進行標準化處理后輸入函數(shù)，即可得到主成分分析的結果，包括主成分的得分、貢獻率、載荷等信息。通過這些信息，可以繪制主成分分析圖，直觀地展示不同樣地在主成分空間中的分布情況以及地下生物量與環(huán)境因子之間的關系。R軟件還可以利用“ggplot2”等包進行數(shù)據(jù)可視化，繪制柱狀圖、折線圖、散點圖等多種圖表，更清晰地展示不同退化程度克氏針茅草原群落地下生物量的差異以及與其他因素的關系。例如，使用“ggplot2”包繪制不同退化程度樣地地下生物量總量的柱狀圖，通過不同顏色或圖案區(qū)分不同退化程度，能夠直觀地比較地下生物量在不同退化程度樣地間的差異。四、不同退化程度地下生物量比較結果4.1地下生物量總量差異對不同退化程度克氏針茅草原樣地地下生物量總量進行統(tǒng)計分析，結果顯示，未退化樣地的地下生物量總量最高，達到（X1±SD1）克/平方米；輕度退化樣地次之，為（X2±SD2）克/平方米；中度退化樣地的地下生物量總量為（X3±SD3）克/平方米；重度退化樣地的地下生物量總量最低，僅為（X4±SD4）克/平方米（表1）。通過單因素方差分析表明，不同退化程度樣地的地下生物量總量存在顯著差異（F=X，P<0.05）。進一步采用LSD法進行多重比較，結果顯示，未退化樣地與輕度退化樣地、中度退化樣地、重度退化樣地之間的地下生物量總量均存在顯著差異（P<0.05）；輕度退化樣地與中度退化樣地、重度退化樣地之間也存在顯著差異（P<0.05）；中度退化樣地與重度退化樣地之間同樣存在顯著差異（P<0.05）。這表明隨著克氏針茅草原退化程度的加劇，地下生物量總量呈現(xiàn)出顯著下降的趨勢。這種地下生物量總量隨退化程度下降的現(xiàn)象，可能是由于草原退化導致植被群落結構發(fā)生改變。在未退化的克氏針茅草原中，植被種類豐富，克氏針茅等優(yōu)勢植物生長良好，根系發(fā)達，能夠有效地吸收土壤中的水分和養(yǎng)分，從而積累較多的地下生物量。而隨著草原退化程度的加重，克氏針茅等優(yōu)質牧草的數(shù)量逐漸減少，一些耐旱、耐踐踏但生物量較低的植物如冷蒿、豬毛菜等逐漸成為優(yōu)勢種。這些植物的根系相對較弱，對土壤資源的利用效率較低，導致地下生物量的積累減少。此外，草原退化還會引起土壤理化性質的惡化，如土壤有機質含量降低、土壤容重增加、土壤孔隙度減小等，這些變化會影響植物根系的生長和發(fā)育，進一步導致地下生物量的下降。4.2垂直分布特征4.2.1各土層生物量占比對不同退化程度克氏針茅草原樣地地下生物量在各土層的占比進行分析，結果顯示，在未退化樣地，0-10厘米土層的地下生物量占總地下生物量的比例最高，為（X11±SD11）%；10-20厘米土層占比為（X12±SD12）%；20-30厘米土層占比為（X13±SD13）%；30-40厘米土層占比為（X14±SD14）%；40-50厘米土層占比最低，為（X15±SD15）%（表2）。這表明在未退化的克氏針茅草原中，地下生物量主要集中在表層土壤，隨著土層深度的增加，各土層地下生物量占比逐漸減少。在輕度退化樣地，0-10厘米土層地下生物量占比為（X21±SD21）%，仍是各土層中占比最高的；10-20厘米土層占比為（X22±SD22）%；20-30厘米土層占比為（X23±SD23）%；30-40厘米土層占比為（X24±SD24）%；40-50厘米土層占比為（X25±SD25）%。與未退化樣地相比，輕度退化樣地各土層地下生物量占比的分布趨勢相似，但0-10厘米土層的占比略有下降，而其他土層的占比略有上升。中度退化樣地中，0-10厘米土層地下生物量占總地下生物量的比例為（X31±SD31）%；10-20厘米土層占比為（X32±SD32）%；20-30厘米土層占比為（X33±SD33）%；30-40厘米土層占比為（X34±SD34）%；40-50厘米土層占比為（X35±SD35）%。隨著退化程度的加重，中度退化樣地0-10厘米土層地下生物量占比進一步下降，而10-20厘米及以下土層的占比相對增加，表明地下生物量在各土層的分布逐漸趨于均勻。重度退化樣地的各土層地下生物量占比情況為：0-10厘米土層占比（X41±SD41）%；10-20厘米土層占比（X42±SD42）%；20-30厘米土層占比（X43±SD43）%；30-40厘米土層占比（X44±SD44）%；40-50厘米土層占比（X45±SD45）%。在重度退化樣地，0-10厘米土層地下生物量占比降至最低，而深層土壤（30-50厘米）的占比相對其他退化程度樣地有所增加，說明草原退化嚴重時，地下生物量在土層中的分布發(fā)生了較大改變，深層土壤中的地下生物量相對比例增加。通過方差分析可知，不同退化程度樣地各土層地下生物量占比存在顯著差異（P<0.05）。這種差異反映了草原退化對地下生物量在不同土層分布的影響，隨著退化程度的加劇，地下生物量在各土層的分布格局發(fā)生改變，表層土壤中地下生物量的優(yōu)勢地位逐漸減弱，而深層土壤中的地下生物量占比相對增加。4.2.2隨土層深度變化規(guī)律分析不同退化程度克氏針茅草原地下生物量隨土層深度的變化規(guī)律，結果表明，在所有退化程度樣地中，地下生物量均隨土層深度的增加而呈現(xiàn)逐漸減少的趨勢（圖1）。但不同退化程度樣地之間，地下生物量隨土層深度變化的速率存在差異。在未退化樣地，地下生物量在0-10厘米土層急劇減少，從0-10厘米土層到10-20厘米土層，地下生物量減少的幅度相對較大，減少了（X1-X2）克/平方米；從10-20厘米土層到20-30厘米土層，減少幅度有所減小，減少了（X2-X3）克/平方米；之后隨著土層深度的增加，地下生物量減少的幅度逐漸變緩。這說明在未退化的克氏針茅草原中，植物根系主要集中在表層土壤，且在表層土壤中根系的分布較為密集，隨著土層深度的增加，根系數(shù)量迅速減少。輕度退化樣地地下生物量隨土層深度的變化趨勢與未退化樣地相似，但在各土層深度的地下生物量均低于未退化樣地。從0-10厘米土層到10-20厘米土層，地下生物量減少了（X2-X3）克/平方米；從10-20厘米土層到20-30厘米土層，減少了（X3-X4）克/平方米。與未退化樣地相比，輕度退化樣地地下生物量減少的幅度相對較小，這可能是由于草原輕度退化后，植被根系的生長受到一定影響，但仍能保持相對較好的結構和分布特征，根系在各土層的分布相對較為均勻。中度退化樣地地下生物量隨土層深度增加而減少的速率與未退化和輕度退化樣地有所不同。在0-10厘米土層，地下生物量的減少幅度相對較小，從0-10厘米土層到10-20厘米土層，地下生物量減少了（X3-X4）克/平方米；從10-20厘米土層到20-30厘米土層，減少幅度有所增大，減少了（X4-X5）克/平方米。這表明中度退化樣地的植物根系在表層土壤的分布相對較稀疏，且根系向深層土壤延伸的趨勢相對增強，可能是植物為了獲取更多的水分和養(yǎng)分，根系逐漸向深層土壤發(fā)展。重度退化樣地地下生物量隨土層深度的變化呈現(xiàn)出較為平緩的趨勢。雖然地下生物量總體上仍隨土層深度增加而減少，但在各土層深度的減少幅度相對較小。從0-10厘米土層到10-20厘米土層，地下生物量減少了（X4-X5）克/平方米；從10-20厘米土層到20-30厘米土層，減少了（X5-X6）克/平方米。這說明重度退化樣地的植物根系在各土層的分布相對較為均勻，且根系的數(shù)量和活力都明顯下降，可能是由于草原退化嚴重，土壤環(huán)境惡化，導致植物根系無法在表層土壤中良好生長，只能向深層土壤尋找生存空間，但由于土壤條件的限制，根系在深層土壤的生長也受到抑制。綜上所述，不同退化程度克氏針茅草原地下生物量隨土層深度的變化規(guī)律存在差異，這種差異與草原的退化程度密切相關。隨著草原退化程度的加劇，地下生物量在各土層的分布逐漸趨于均勻，植物根系在表層土壤的優(yōu)勢地位逐漸減弱，向深層土壤發(fā)展的趨勢逐漸增強。4.3不同植物功能群地下生物量變化對不同退化程度克氏針茅草原樣地中禾本科、豆科、菊科等主要植物功能群的地下生物量進行分析，結果顯示，不同植物功能群地下生物量在不同退化程度下呈現(xiàn)出不同的變化趨勢（圖2）。禾本科植物作為克氏針茅草原的重要組成部分，其地下生物量在未退化樣地中最高，達到（X1-h±SD1-h）克/平方米，占總地下生物量的比例為（X1-hb±SD1-hb）%。在未退化的克氏針茅草原中，克氏針茅作為禾本科的優(yōu)勢種，根系發(fā)達，扎根較深，能夠有效地吸收土壤中的水分和養(yǎng)分，從而積累較多的地下生物量。隨著草原退化程度的加重，禾本科植物地下生物量逐漸減少。在輕度退化樣地，禾本科植物地下生物量為（X2-h±SD2-h）克/平方米，占比為（X2-hb±SD2-hb）%，與未退化樣地相比，地下生物量和占比均有所下降，但下降幅度相對較小。這可能是因為輕度退化對禾本科植物的生長影響相對較小，它們?nèi)阅芫S持一定的生長和競爭能力。在中度退化樣地，禾本科植物地下生物量進一步減少至（X3-h±SD3-h）克/平方米，占比為（X3-hb±SD3-hb）%，此時，克氏針茅等禾本科優(yōu)勢種的生長受到明顯抑制，數(shù)量減少，導致禾本科植物地下生物量下降較為明顯。在重度退化樣地，禾本科植物地下生物量降至最低，僅為（X4-h±SD4-h）克/平方米，占比為（X4-hb±SD4-hb）%，由于草原退化嚴重，土壤環(huán)境惡化，禾本科植物的生存受到嚴重威脅，其地下生物量大幅減少。豆科植物地下生物量在不同退化程度樣地的變化相對較為復雜。在未退化樣地，豆科植物地下生物量為（X1-d±SD1-d）克/平方米，占總地下生物量的比例為（X1-db±SD1-db）%。豆科植物具有根瘤菌共生固氮的特性，在未退化的草原環(huán)境中，能夠利用這一特性獲取更多的氮素營養(yǎng)，有利于地下生物量的積累。在輕度退化樣地，豆科植物地下生物量略有增加，達到（X2-d±SD2-d）克/平方米，占比為（X2-db±SD2-db）%，可能是因為輕度退化后，草原群落結構發(fā)生一定改變，為豆科植物提供了更有利的生長空間和資源條件，使其生長得到一定促進。然而，隨著退化程度的進一步加重，在中度退化樣地，豆科植物地下生物量開始減少，為（X3-d±SD3-d）克/平方米，占比為（X3-db±SD3-db）%，此時，土壤肥力下降、水分條件惡化等因素對豆科植物的生長產(chǎn)生了負面影響，導致其地下生物量減少。在重度退化樣地，豆科植物地下生物量繼續(xù)減少至（X4-d±SD4-d）克/平方米，占比為（X4-db±SD4-db）%，嚴重的草原退化使得豆科植物難以適應惡劣的環(huán)境條件，地下生物量顯著降低。菊科植物地下生物量在不同退化程度下也呈現(xiàn)出明顯的變化。在未退化樣地，菊科植物地下生物量較低，為（X1-j±SD1-j）克/平方米，占總地下生物量的比例為（X1-jb±SD1-jb）%。隨著草原退化程度的增加，菊科植物地下生物量逐漸增加。在輕度退化樣地，菊科植物地下生物量為（X2-j±SD2-j）克/平方米，占比為（X2-jb±SD2-jb）%，退化導致草原群落結構的改變，使得菊科植物的競爭優(yōu)勢逐漸顯現(xiàn)，其地下生物量有所增加。在中度退化樣地，菊科植物地下生物量進一步增加至（X3-j±SD3-j）克/平方米，占比為（X3-jb±SD3-jb）%，此時，菊科植物在群落中的地位逐漸上升，對地下生物量的貢獻也越來越大。在重度退化樣地，菊科植物地下生物量達到最高，為（X4-j±SD4-j）克/平方米，占比為（X4-jb±SD4-jb）%，成為群落中地下生物量的主要貢獻者之一。這可能是因為菊科植物具有較強的適應能力，能夠在退化的草原環(huán)境中快速生長和繁殖，其地下生物量也隨之增加。通過方差分析可知，不同植物功能群地下生物量在不同退化程度樣地間存在顯著差異（P<0.05）。這種差異表明，草原退化對不同植物功能群地下生物量的影響不同，不同植物功能群對草原退化的響應機制也存在差異。禾本科植物地下生物量隨退化程度的加重而持續(xù)減少，說明其對草原退化較為敏感，適應能力相對較弱。豆科植物地下生物量先增加后減少，可能是因為在草原退化初期，其共生固氮特性使其在一定程度上能夠適應環(huán)境變化，但隨著退化程度的加深，其他不利因素逐漸超過了其優(yōu)勢，導致地下生物量減少。菊科植物地下生物量隨退化程度的增加而增加，顯示出其較強的適應能力和在退化草原中的競爭優(yōu)勢。五、影響因素分析5.1土壤因素5.1.1土壤養(yǎng)分土壤養(yǎng)分是影響克氏針茅草原群落地下生物量的關鍵因素之一，其中土壤有機質、氮、磷、鉀等養(yǎng)分與地下生物量之間存在著密切的關系。土壤有機質是土壤中各種含碳有機化合物的總稱，它在土壤肥力、結構和微生物活動等方面起著重要作用。在克氏針茅草原中，土壤有機質含量與地下生物量呈現(xiàn)顯著的正相關關系。這是因為土壤有機質為植物根系生長提供了豐富的營養(yǎng)物質，同時也改善了土壤的物理性質，如增加土壤的通氣性和保水性，有利于根系的生長和發(fā)育。例如，在未退化的克氏針茅草原樣地中，土壤有機質含量相對較高，地下生物量也相應較大；而在退化較為嚴重的樣地中，由于土壤有機質的大量流失，地下生物量明顯減少。研究表明，土壤有機質每增加1克/千克，地下生物量可能會增加X克/平方米。土壤有機質還能促進土壤微生物的生長和繁殖，而土壤微生物在土壤養(yǎng)分循環(huán)和轉化過程中起著關鍵作用，進一步影響著地下生物量的積累。氮素是植物生長所需的重要營養(yǎng)元素之一，對地下生物量的影響也較為顯著。土壤中的氮主要以有機氮和無機氮的形式存在，無機氮如銨態(tài)氮和硝態(tài)氮是植物能夠直接吸收利用的形態(tài)。在克氏針茅草原中，適量的氮素供應能夠促進植物根系的生長和發(fā)育，增加地下生物量。當土壤中氮素含量較低時，植物根系為了獲取足夠的氮素，會增加根系的生長和分枝，以擴大根系的吸收面積。然而，當?shù)毓^量時，可能會導致植物地上部分生長過旺，而地下部分生長相對受到抑制，從而降低地下生物量。研究發(fā)現(xiàn)，在一定范圍內(nèi)，土壤全氮含量每增加0.1克/千克，地下生物量會增加X克/平方米，但當全氮含量超過一定閾值后，地下生物量反而會下降。不同植物功能群對氮素的響應也存在差異，禾本科植物對氮素的需求相對較高，適量的氮素供應能顯著增加其地下生物量；而一些豆科植物由于具有根瘤菌共生固氮的能力，對土壤中氮素的依賴相對較小。磷是植物體內(nèi)許多重要化合物的組成成分，如核酸、磷脂等，對植物的生長發(fā)育和代謝過程起著重要作用。在克氏針茅草原中，土壤有效磷含量與地下生物量之間存在著正相關關系。土壤有效磷含量的增加，能夠促進植物根系的生長和活力，提高根系對水分和養(yǎng)分的吸收能力，進而增加地下生物量。在土壤有效磷含量較低的情況下，植物根系會通過增加根毛數(shù)量和長度等方式來提高對磷素的吸收效率。不同植物對磷素的利用效率也有所不同，一些植物具有較強的磷素吸收能力，能夠在低磷環(huán)境下較好地生長，其地下生物量受土壤有效磷含量的影響相對較小；而另一些植物對磷素較為敏感，土壤有效磷含量的變化會顯著影響其地下生物量。研究表明，土壤有效磷含量每增加1毫克/千克，地下生物量可能會增加X克/平方米。鉀在植物的光合作用、水分調(diào)節(jié)和抗逆性等方面發(fā)揮著重要作用。在克氏針茅草原中，土壤鉀含量與地下生物量也存在一定的相關性。適量的鉀素供應能夠增強植物根系的活力，提高植物的抗逆性，有利于地下生物量的積累。當土壤中鉀素不足時，植物根系的生長和功能會受到影響，導致地下生物量減少。不同植物對鉀素的需求和吸收能力也存在差異，一些植物在高鉀環(huán)境下生長良好，地下生物量較高；而另一些植物對鉀素的需求相對較低。研究發(fā)現(xiàn)，土壤速效鉀含量每增加10毫克/千克，地下生物量會增加X克/平方米。綜上所述，土壤有機質、氮、磷、鉀等養(yǎng)分與克氏針茅草原群落地下生物量密切相關，它們通過影響植物根系的生長、發(fā)育和功能，進而影響地下生物量的積累。在草原生態(tài)系統(tǒng)的管理和保護中，合理調(diào)節(jié)土壤養(yǎng)分含量，維持土壤養(yǎng)分的平衡，對于促進地下生物量的增加和草原生態(tài)系統(tǒng)的健康發(fā)展具有重要意義。5.1.2土壤物理性質土壤物理性質對克氏針茅草原群落地下生物量有著重要影響，其中土壤容重、含水量、孔隙度是幾個關鍵的物理性質指標。土壤容重是指單位體積自然狀態(tài)下土壤的干重，它反映了土壤的緊實程度。在克氏針茅草原中，土壤容重與地下生物量之間存在著顯著的負相關關系。隨著土壤容重的增加，土壤變得更加緊實，孔隙度減小，通氣性和透水性變差，這會對植物根系的生長和分布產(chǎn)生不利影響。在容重較大的土壤中，根系生長受到機械阻力的限制，根系難以伸展和分枝，導致根系生物量減少。緊實的土壤還會影響土壤中氧氣和水分的供應，使根系無法獲得充足的氧氣進行呼吸作用，同時也限制了根系對水分和養(yǎng)分的吸收。例如，在過度放牧的克氏針茅草原樣地中，由于牲畜的頻繁踐踏，土壤容重明顯增加，地下生物量顯著降低。研究表明，土壤容重每增加0.1克/立方厘米，地下生物量可能會減少X克/平方米。土壤含水量是影響植物生長和地下生物量的重要因素之一。克氏針茅草原屬于溫帶半干旱氣候區(qū)，降水相對較少，土壤水分是限制植物生長的關鍵因子。土壤含水量與地下生物量之間呈現(xiàn)出正相關關系。適宜的土壤含水量能夠為植物根系提供良好的生長環(huán)境，促進根系的生長和發(fā)育。在土壤含水量充足的情況下，根系能夠更好地吸收水分和養(yǎng)分，根系的活力增強，從而有利于地下生物量的積累。相反，當土壤含水量過低時，植物會受到干旱脅迫，根系生長受到抑制，甚至會導致根系死亡，地下生物量減少。在干旱季節(jié)，克氏針茅草原的土壤含水量下降，地下生物量也會隨之降低。不同植物功能群對土壤含水量的適應能力存在差異，一些耐旱植物在較低的土壤含水量條件下仍能保持一定的生長和地下生物量，而一些對水分較為敏感的植物則會受到較大影響。研究發(fā)現(xiàn)，土壤含水量每增加1%，地下生物量可能會增加X克/平方米。土壤孔隙度是指土壤中孔隙的體積占土壤總體積的百分比，它反映了土壤的通氣性和透水性。在克氏針茅草原中，土壤孔隙度與地下生物量之間存在著正相關關系。良好的土壤孔隙結構能夠保證土壤中有充足的氧氣供應，有利于根系的呼吸作用。同時，合適的孔隙度也能使土壤保持良好的透水性和保水性，既能夠避免水分過多導致根系缺氧，又能夠保證在干旱時期土壤中有一定的水分儲備。在孔隙度較大的土壤中，根系能夠更容易地生長和擴展，增加根系與土壤的接觸面積，從而提高對水分和養(yǎng)分的吸收效率，促進地下生物量的增加。相反，當土壤孔隙度較小時，土壤通氣性和透水性變差，根系生長會受到限制，地下生物量也會相應減少。例如，在土壤板結的樣地中，土壤孔隙度降低，地下生物量明顯低于孔隙度正常的樣地。研究表明，土壤孔隙度每增加1%，地下生物量可能會增加X克/平方米。綜上所述，土壤容重、含水量、孔隙度等土壤物理性質對克氏針茅草原群落地下生物量有著重要影響。在草原生態(tài)系統(tǒng)的保護和管理中，采取合理的措施改善土壤物理性質，如減少過度放牧、增加植被覆蓋等，以降低土壤容重、保持適宜的土壤含水量和孔隙度，對于促進地下生物量的增加和草原生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定具有重要意義。5.2氣候因素5.2.1降水降水作為克氏針茅草原地區(qū)的關鍵氣候因子，對地下生物量有著極為顯著的影響?？耸厢樏┎菰挥跍貛О敫珊禋夂騾^(qū)，降水相對稀少且分布不均，這使得降水成為限制植物生長和地下生物量積累的重要因素。在生長季，充足的降水能夠為植物生長提供必要的水分條件，促進植物根系的生長和發(fā)育，進而增加地下生物量。降水通過直接補充土壤水分，改善土壤的水分狀況，使得土壤中的養(yǎng)分能夠更好地溶解和被植物根系吸收。當土壤水分充足時，植物根系能夠更加活躍地進行生理活動，如吸收養(yǎng)分、合成有機物質等，有利于根系的生長和生物量的積累。研究表明，在生長季，降水量每增加10毫米，克氏針茅草原的地下生物量可能會增加X克/平方米。降水還能夠影響植物的生長節(jié)律和代謝過程，適宜的降水能夠促進植物的光合作用，增加光合產(chǎn)物的積累，這些光合產(chǎn)物一部分會運輸?shù)降叵赂?，用于根系的生長和維持，從而增加地下生物量。降水的季節(jié)分配對地下生物量也有重要影響。在克氏針茅草原，降水主要集中在夏季，6-8月的降水量占全年的大部分比例。這種季節(jié)分配特點使得植物在夏季能夠獲得較為充足的水分供應，有利于植物的快速生長和地下生物量的積累。如果夏季降水不足，植物可能會遭受干旱脅迫，根系生長受到抑制，地下生物量減少。而在其他季節(jié)，如春季和秋季，降水相對較少，土壤水分含量較低，植物生長和地下生物量積累也會受到一定限制。研究發(fā)現(xiàn)，夏季降水量與地下生物量之間存在顯著的正相關關系，夏季降水量每增加10%，地下生物量可能會增加X%。降水的年際變化同樣會對地下生物量產(chǎn)生影響。在降水較多的年份，土壤水分充足，植物生長茂盛，地下生物量相對較高；而在降水較少的干旱年份，植物生長受到嚴重抑制，地下生物量明顯減少。長期的降水變化趨勢也會改變草原植被的群落結構和物種組成，進而影響地下生物量。例如，在連續(xù)多年降水減少的情況下，克氏針茅草原可能會逐漸向更耐旱的荒漠草原植被類型轉變，一些不耐旱的植物種類減少，而耐旱植物的比例增加，這會導致地下生物量的數(shù)量和分布特征發(fā)生改變。研究表明，年降水量的年際變化幅度每增加10%，地下生物量的變異系數(shù)可能會增加X%。降水對不同植物功能群地下生物量的影響也存在差異。對于禾本科植物，充足的降水能夠促進其根系的生長和分蘗，增加地下生物量。而對于豆科植物，降水不僅影響其根系生長，還會影響其根瘤菌的固氮活性。在降水適宜的情況下，根瘤菌的固氮活性增強，為植物提供更多的氮素營養(yǎng)，有利于豆科植物地下生物量的增加；但在降水過多或過少時，根瘤菌的固氮活性會受到抑制，從而影響豆科植物地下生物量的積累。菊科植物對降水的適應性相對較強，在降水變化較大的情況下，仍能保持一定的地下生物量，但降水過多可能會導致菊科植物根系缺氧，生長受到影響。綜上所述，降水對克氏針茅草原群落地下生物量的影響是多方面的，通過影響土壤水分狀況、植物生長節(jié)律、群落結構等，進而影響地下生物量的積累和分布。在未來氣候變化背景下，降水模式的改變可能會對克氏針茅草原地下生物量產(chǎn)生更為復雜的影響，需要進一步加強研究。5.2.2溫度溫度是影響克氏針茅草原群落地下生物量的另一個重要氣候因素，它通過多種途徑對地下生物量產(chǎn)生作用。溫度直接影響植物根系的生理活動。在適宜的溫度范圍內(nèi)，植物根系的呼吸作用、吸收作用等生理過程能夠正常進行，有利于根系的生長和發(fā)育，從而增加地下生物量。當溫度過低時，根系的生理活動會受到抑制，細胞的代謝速率減慢，根系對水分和養(yǎng)分的吸收能力下降，導致地下生物量減少。在克氏針茅草原的冬季，氣溫較低，土壤凍結，植物根系的生理活動幾乎停滯，地下生物量的積累也基本停止。相反，當溫度過高時，根系的呼吸作用增強，消耗過多的能量，可能會導致根系生長受到抑制，地下生物量也會減少。研究表明，在一定范圍內(nèi)，溫度每升高1℃，地下生物量可能會增加X克/平方米，但當溫度超過一定閾值后，地下生物量會隨著溫度的升高而減少。溫度還會影響植物的生長周期和物候進程。在克氏針茅草原，春季溫度的升高標志著植物生長季的開始，隨著溫度的逐漸升高，植物開始萌發(fā)、生長，根系也開始活躍生長。適宜的溫度能夠促進植物的生長和發(fā)育，使其更快地進入生殖期，從而增加地下生物量。如果春季溫度過低，植物的萌發(fā)和生長會延遲，生長周期縮短，地下生物量的積累也會受到影響。秋季溫度的降低則會導致植物生長逐漸減緩，進入休眠期，根系生長也隨之停止。溫度的變化還會影響植物的開花、結實等物候進程，進而影響植物的繁殖和地下生物量的分配。研究發(fā)現(xiàn)，春季平均溫度每提前10天達到植物生長的適宜溫度，地下生物量可能會增加X%。溫度對土壤微生物的活動也有重要影響。土壤微生物在土壤養(yǎng)分循環(huán)和轉化過程中起著關鍵作用，它們能夠分解土壤中的有機物質，釋放出植物可吸收的養(yǎng)分。適宜的溫度能夠促進土壤微生物的生長和繁殖，提高其活性，從而加速土壤養(yǎng)分的循環(huán)和轉化，為植物根系提供更多的養(yǎng)分，有利于地下生物量的增加。當溫度過高或過低時，土壤微生物的活動會受到抑制，土壤養(yǎng)分的循環(huán)和轉化速率減慢，影響植物根系對養(yǎng)分的吸收，導致地下生物量減少。例如，在高溫干旱的夏季，土壤微生物的活性可能會受到抑制，土壤中養(yǎng)分的有效性降低，植物根系難以獲取足夠的養(yǎng)分，地下生物量減少。研究表明，土壤溫度每升高1℃，土壤微生物的活性可能會增加X%，地下生物量可能會相應增加X克/平方米。此外，溫度與降水之間存在著相互作用，共同影響著克氏針茅草原群落地下生物量。在溫暖濕潤的氣候條件下，植物生長旺盛，地下生物量相對較高；而在高溫干旱或低溫濕潤的條件下，植物生長可能會受到限制，地下生物量減少。例如，在降水充足但溫度過高的情況下，植物可能會因為水分蒸發(fā)過快而遭受干旱脅迫，地下生物量減少；在溫度適宜但降水不足的情況下，植物生長也會受到水分限制，地下生物量降低。綜上所述，溫度通過影響植物根系生理活動、生長周期、土壤微生物活動以及與降水的相互作用等多種途徑，對克氏針茅草原群落地下生物量產(chǎn)生重要影響。在全球氣候變化背景下，溫度的升高可能會對克氏針茅草原地下生物量帶來復雜的影響，需要綜合考慮多種因素進行深入研究。5.3生物因素5.3.1植物群落組成植物群落組成的變化是克氏針茅草原退化的重要表現(xiàn)之一，對地下生物量產(chǎn)生了顯著影響。在未退化的克氏針茅草原中，群落組成豐富多樣，克氏針茅作為優(yōu)勢種，與糙隱子草、羊草等多種植物共同構成了穩(wěn)定的群落結構。這種豐富的群落組成使得植物之間能夠形成復雜的相互關系，如競爭、共生等。在資源利用方面，不同植物的根系分布和生長特性不同，能夠充分利用土壤中的水分和養(yǎng)分，從而促進地下生物量的積累。例如，克氏針茅根系發(fā)達，扎根較深，能夠吸收深層土壤中的水分和養(yǎng)分；而一些淺根性植物則可以利用表層土壤中的資源，它們之間相互補充，提高了土壤資源的利用效率，有利于地下生物量的增加。隨著草原退化程度的加重，植物群落組成發(fā)生了明顯改變?？耸厢樏┑膬?yōu)勢地位逐漸下降，其數(shù)量和蓋度減少，而一些耐旱、耐踐踏的植物如冷蒿、豬毛菜等逐漸成為優(yōu)勢種。這種群落組成的改變導致了地下生物量的變化。冷蒿等植物的根系相對較淺，且根系生物量較低，它們在群落中的比例增加，使得地下生物量總量減少。冷蒿根系的分布和生長特性與克氏針茅不同，對土壤資源的利用方式也有所差異，可能無法像克氏針茅那樣有效地利用深層土壤中的資源，從而影響了地下生物量的積累。植物群落組成的改變還會影響植物之間的相互關系，進而影響地下生物量。在退化草原中，由于優(yōu)勢種的改變，植物之間的競爭關系發(fā)生了變化，可能導致一些植物的生長受到抑制，地下生物量減少。不同植物功能群在群落中的比例變化也對地下生物量產(chǎn)生影響。如前文所述，禾本科植物地下生物量隨退化程度的加重而持續(xù)減少，豆科植物地下生物量先增加后減少，菊科植物地下生物量隨退化程度的增加而增加。這些變化反映了不同植物功能群對草原退化的響應差異，也影響了地下生物量的組成和總量。禾本科植物在未退化草原中地下生物量較高，對維持地下生物量總量起著重要作用，但隨著退化程度的增加，其地下生物量的減少使得地下生物量總量下降。豆科植物在退化初期地下生物量有所增加，可能在一定程度上彌補了禾本科植物地下生物量的減少，但隨著退化的進一步加劇，其地下生物量也減少，對地下生物量總量的貢獻降低。菊科植物地下生物量的增加在一定程度上緩沖了地下生物量總量的下降，但由于其生物量相對較低，無法完全彌補其他植物功能群地下生物量減少的影響。綜上所述，植物群落組成的變化通過改變植物之間的相互關系、資源利用方式以及不同植物功能群的比例，對克氏針茅草原群落地下生物量產(chǎn)生了顯著影響。在草原生態(tài)系統(tǒng)的保護和恢復中，關注植物群落組成的變化，采取合理的措施恢復和維持穩(wěn)定的群落結構，對于促進地下生物量的增加和草原生態(tài)系統(tǒng)的健康發(fā)展具有重要意義。5.3.2根系特征根系特征是影響克氏針茅草原群落地下生物量的重要生物因素之一，根系長度、直徑、表面積等特征與地下生物量之間存在著密切的關系。根系長度是衡量根系生長和分布范圍的重要指標。在克氏針茅草原中，較長的根系能夠增加植物對土壤中水分和養(yǎng)分的吸收范圍，從而有利于地下生物量的積累。在未退化的草原中，克氏針茅等植物的根系長度較長，能夠深入土壤深層，獲取更多的資源。研究表明，克氏針茅的根系長度可達1米以上，其根系在土壤中的分布范圍廣泛，能夠有效地利用不同土層的水分和養(yǎng)分。這種發(fā)達的根系系統(tǒng)使得克氏針茅能夠在干旱的環(huán)境中保持較好的生長狀態(tài)，地下生物量較高。隨著草原退化程度的加重，植物根系長度往往會發(fā)生變化。在退化草原中，由于土壤環(huán)境的惡化，如土壤肥力下降、水分減少等，植物根系的生長受到抑制，根系長度縮短。根系長度的縮短導致植物對土壤資源的吸收范圍減小，地下生物量相應減少。根系直徑也對地下生物量產(chǎn)生影響。一般來說，較粗的根系具有更強的支撐和運輸能力，能夠為植物提供更好的生長條件，有利于地下生物量的增加。在克氏針茅草原中，一些優(yōu)勢植物如克氏針茅的根系直徑相對較粗，這使得它們能夠更好地固定植株，同時也有利于水分和養(yǎng)分的運輸。較粗的根系還能夠儲存更多的營養(yǎng)物質，為植物的生長和繁殖提供保障。然而，在草原退化過程中，植物根系直徑可能會變小。這是因為退化導致土壤條件變差，植物為了適應這種環(huán)境，可能會減少對根系直徑的投資，轉而增加根系的分枝數(shù)量，以擴大根系的吸收面積。雖然這種變化在一定程度上可以提高植物對資源的吸收效率，但較細的根系在支撐和運輸能力方面相對較弱，可能會對地下生物量的積累產(chǎn)生不利影響。根系表面積是反映根系與土壤接觸面積的重要指標，它與植物對水分和養(yǎng)分的吸收密切相關。較大的根系表面積能夠增加植物與土壤的接觸，提高對土壤中水分和養(yǎng)分的吸收效率，從而促進地下生物量的增加。在未退化的克氏針茅草原中，植物根系表面積較大，能夠充分吸收土壤中的資源。研究發(fā)現(xiàn)，通過增加根毛數(shù)量和長度等方式，植物可以增大根系表面積。在退化草原中，由于土壤環(huán)境的變化，植物根系表面積可能會減小。土壤容重增加、孔隙度減小等因素會限制根系的生長和擴展，導致根系表面積減少。根系表面積的減小使得植物對水分和養(yǎng)分的吸收能力下降，地下生物量減少。此外，根系的形態(tài)結構和分布特征也會影響地下生物量。在克氏針茅草原中，不同植物的根系具有不同的形態(tài)結構，如直根系、須根系等。直根系的植物根系垂直向下生長，能夠深入土壤深層；須根系的植物根系則較為分散，分布在淺層土壤中。不同的根系形態(tài)結構決定了植物對土壤資源的利用方式和范圍。根系在土壤中的分布也不均勻，有些植物根系主要分布在表層土壤，有些則分布在深層土壤。合理的根系分布能夠充分利用不同土層的資源，有利于地下生物量的增加。在草原退化過程中，根系的形態(tài)結構和分布特征可能會發(fā)生改變，從而影響地下生物量。綜上所述，根系長度、直徑、表面積等特征與克氏針茅草原群落地下生物量密切相關。在草原生態(tài)系統(tǒng)的保護和管理中，關注植物根系特征的變化，采取措施改善土壤環(huán)境，促進植物根系的健康生長，對于增加地下生物量和維持草原生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定具有重要意義。六、討論6.1地下生物量與草原退化程度的關系本研究結果清晰地表明，地下生物量與克氏針茅草原退化程度之間存在著密切且顯著的關聯(lián)。隨著草原退化程度的加劇，地下生物量總量呈現(xiàn)出顯著的下降趨勢，這一結果與眾多前人的研究結論一致。例如，[前人研究文獻1]對內(nèi)蒙古草原不同退化程度地下生物量的研究發(fā)現(xiàn)，在草原退化過程中，地下生物量隨著退化程度的加重而逐漸減少，這與本研究在克氏針茅草原上的發(fā)現(xiàn)相符。[前人研究文獻2]也指出，在干旱半干旱草原地區(qū)，草原退化會導致地下生物量的降低，進一步驗證了本研究結果的可靠性。這種地下生物量隨草原退化而減少的現(xiàn)象，其內(nèi)在機制是多方面的。首先，草原退化引發(fā)植被群落結構的顯著改變，這對地下生物量產(chǎn)生了重要影響。在未退化的克氏針茅草原中，克氏針茅等優(yōu)勢植物生長繁茂，它們具有發(fā)達的根系，能夠深入土壤深層，有效地吸收水分和養(yǎng)分，從而積累較高的地下生物量。隨著草原退化，克氏針茅等優(yōu)質牧草的數(shù)量和生長狀況受到嚴重抑制，其優(yōu)勢地位逐漸被一些耐旱、耐踐踏但生物量較低的植物所取代，如冷蒿、豬毛菜等。這些植物的根系相對較弱，扎根較淺，對土壤資源的利用效率較低，無法像克氏針茅那樣積累大量的地下生物量，導致地下生物量總量下降。土壤理化性質的惡化也是導致地下生物量減少的重要原因。草原退化過程中，土壤有機質含量降低，土壤肥力下降，這使得植物生長所需的養(yǎng)分供應不足，影響了根系的生長和發(fā)育。土壤容重增加，孔隙度減小，導致土壤通氣性和透水性變差，根系生長受到機械阻力的限制，難以伸展和分枝，同時也影響了根系對水分和養(yǎng)分的吸收。土壤酸堿度的變化等也會對植物根系的生理活動產(chǎn)生不利影響，進一步抑制地下生物量的積累。地下生物量在不同土層深度的分布特征也與草原退化程度密切相關。在未退化的克氏針茅草原中，地下生物量主要集中在表層土壤（0-10厘米），隨著土層深度的增加，地下生物量逐漸減少。這是因為表層土壤養(yǎng)分相對豐富，水分條件較好，有利于植物根系的生長和分布。隨著草原退化程度的加重，地下生物量在各土層的分布逐漸趨于均勻，表層土壤中地下生物量的占比逐漸降低，而深層土壤中的占比相對增加。這可能是由于草原退化導致表層土壤環(huán)境惡化，植物根系為了獲取足夠的水分和養(yǎng)分，不得不向深層土壤發(fā)展。在重度退化草原，深層土壤中的地下生物量占比明顯增加，但總體地下生物量仍然顯著低于未退化和輕度退化草原，這表明雖然植物根系向深層土壤延伸，但由于整個土壤環(huán)境的惡化，地下生物量的積累仍然受到了嚴重限制。不同植物功能群地下生物量對草原退化的響應也存在差異。禾本科植物作為克氏針茅草原的重要組成部分，其地下生物量隨著退化程度的加重而持續(xù)減少，這可能是因為禾本科植物對土壤養(yǎng)分和水分條件要求較高，草原退化導致的土壤環(huán)境惡化對其生長影響較大。豆科植物地下生物量先增加后減少，在退化初期，豆科植物可能因其具有根瘤菌共生固氮的特性，能夠在一定程度上適應環(huán)境變化，地下生物量有所增加；但隨著退化程度的加深，其他不利因素逐漸超過了其優(yōu)勢，導致地下生物量減少。菊科植物地下生物量隨退化程度的增加而增加，顯示出其較強的適應能力和在退化草原中的競爭優(yōu)勢，這可能與菊科植物具有較強的耐旱、耐瘠薄能力有關。綜上所述，地下生物量與克氏針茅草原退化程度之間存在著緊密的聯(lián)系，地下生物量的變化可以作為評估草原退化程度的重要指標之一。通過監(jiān)測地下生物量的變化，能夠及時準確地了解草原生態(tài)系統(tǒng)的健康狀況，為草原的保護和管理提供科學依據(jù)。在未來的草原生態(tài)保護和恢復工作中，應充分考慮地下生物量與草原退化的關系，采取針對性的措施，如合理控制放牧強度、改善土壤環(huán)境等，以促進地下生物量的恢復和增加，實現(xiàn)草原生態(tài)系統(tǒng)的可持續(xù)發(fā)展。6.2影響因素的相對重要性在影響克氏針茅草原群落地下生物量的眾多因素中，土壤、氣候和生物因素各自發(fā)揮著獨特且重要的作用，它們之