【摘 要】
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林草交错带是指特定时间和空间尺度下森林与草原生态系统的交错区域,具有物种丰富度大,生产力较高但又具有不稳定性的特点,在受到自然和人为因素双重干扰后,容易超过生态系统的临界阈值,对生态系统群落结构和功能造成严峻负面影响。大兴安岭林草交错带是我国北方高纬度寒区最具有代表性的森林与草原交错带,近年来由于气候波动和农牧业土地利用强度增加,该地区植被严重退化,自然景观日益破碎。然而,目前关于我国北方高纬度寒
【基金项目】
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中国生态环境部生物多样性保护重大工程专项（编号 8-2-5-11-2）； 国家自然科学基金资助（编号 31870436,U1803110）；
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林草交错带是指特定时间和空间尺度下森林与草原生态系统的交错区域,具有物种丰富度大,生产力较高但又具有不稳定性的特点,在受到自然和人为因素双重干扰后,容易超过生态系统的临界阈值,对生态系统群落结构和功能造成严峻负面影响。大兴安岭林草交错带是我国北方高纬度寒区最具有代表性的森林与草原交错带,近年来由于气候波动和农牧业土地利用强度增加,该地区植被严重退化,自然景观日益破碎。然而,目前关于我国北方高纬度寒区森林草原交错带草地退化现状的研究还鲜有报道,尤其缺少从长时间尺度分析交错带草地退化原因的相关研究。本文以内蒙古额尔古纳林草交错带为主要研究对象,于2019年沿着重度放牧-中度放牧-森林草原交错区域-林间草地-林下草地的梯度进行野外采样试验,研究交错带不同区段地上植物群落多样性和功能以及土壤理化性质,同时采用磷脂脂肪酸（PLFA）分析法对微生物种类和生物量进行测定,揭示目前交错带草地群落退化现状;并利用63年的长期气候、放牧和开垦数据分析交错带典型区域草地退化的成因,得出以下主要结果:（1）额尔古纳林草交错带2019年共计维管植物48科151属226种。以菊科作为交错带物种组成主体;交错带区域物种多样性表现为单峰趋势,其中林斑边缘群落最高,过度放牧群落最低;植物功能群组成以多年生杂类草植物为主,占整个区域的50%以上;与10年前交错带相比,2019年交错带优等和良等牧草比例下降20%,群落地上生产力下降50%,其中草甸草原群落生产力下降最显著,达到68%。通过对植物多样性和功能分析表明,交错带地上植物群落结构功能已发生显著退化,以草甸草原群落最为明显。（2）交错带土壤理化性质和养分含量在各区段差异显著。土壤p H在草甸草原群落最高达6.7,林下草地群落最低为5.54;而土壤含水量、有机质、全氮和全磷在林下草地群落和林斑内草地群落最高,重度放牧群落最低;与10年前相比,2019年土壤有机质和全氮含量均明显下降,其中草甸草原下降最显著。交错带土壤微生物生物量在各区段也存在显著差异,土壤微生物总生物量（PLFA）、细菌和真菌生物量均表现在重度放牧最低,林斑内草地和林下草地群落最高。通过对交错带土壤养分含量和微生物生物量分析得到,林斑内草地和林下草地群落由于具有较高的土壤养分含量和微生物生物量,群落土壤生态系统稳定性最高,而重度放牧群落由于土壤养分含量最低,对外部环境变化的抗干扰能力最弱,群落稳定性最差。（3）长期气候、放牧和开垦数据分析发现:1957-2019年,两个地区的年均温都呈现极显著上升,平均升高2.9-3.1℃;降水量在150-550 mm呈剧烈式波动,在2000年后均呈下降趋势。不同经营主体草地的家畜密度差异巨大,国有农场家畜密度由初期不足1个羊单位/公顷上升到现在2-5个羊单位/公顷,而个人牧户的家畜密度从1980年0.5个羊单位/公顷增至2019年7个羊单位/公顷,造成该区域严重的草畜失衡。随土地利用政策变化,上库力农牧场和陶海牧场的播种面积先波动式上升,至2014年剧增至峰值37000 hm~2和7000 hm~2,以后由于退耕还林政策实施播种面积逐年下降。通过对气候、放牧和开垦数据主成分分析表明,在区域气候逐渐变暖和干旱化的背景下,超载过牧是导致林草交错带草地退化的主导因素。综上所述,目前林草交错带地上植物群落和土壤均已明显退化,而受过度放牧影响最大的草甸草原群落退化最显著。因此,在区域草地面临气候变化和土地退化的双重压力背景下,建议加强对林草交错带土地利用方式的监察和管理,运用奖补手段,降低放牧强度;强化科技创新,建立智慧牧场,利用人工种植优良牧草以及补播改良等科学技术手段,加大优质牧草生产,最终实现我国北方高纬度寒区林草交错带草地资源的可持续利用。
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