试验地点位于青海省果洛州甘德县江千乡(N34˚09'24", E100˚26'25")，海拔3777 m，属高原寒冷气候类型，年均气温−1.4℃，最冷月1月的平均气温为−12.6℃，最热月7月的平均气温为9.1℃，牧草生长季为156 d左右，无绝对霜期。年均降水量514.6 mm，多集中在6~8月，年均相对湿度61%。土壤以高山草甸土为主，土壤发育年轻，土层浅薄。

1) 样地选取。本研究于2021年7月开展。研究区域高寒草原主要用于冬春季自然放牧，选取该天然草地(natural pasture, NP)作为对照；设置单播青海草地早熟禾人工草地(AZ)、单播蕨麻人工草地(AE)、青海草地早熟禾–蕨麻混播人工草地(AH)，共计4种草地类型( 表1 )，分别记为NP、AZ、AE和AH。以上所选人工草地均于2019年6月建植，为3龄草，单播青海草地早熟禾播种量为3 g/m²，单播蕨麻播种量为22 g/m²，混播草地青海草地早熟禾为1.5 g/m²、蕨麻为11 g/m²。其中，AZ人工草地采用撒播，播种深度不深于1 cm，覆土并镇压；AE采用条播，行间距和株间距均为15 cm，播种深度为4~5 cm；AH中先条播蕨麻，播种深度为5~7 cm，行间距和株间距均为20 cm，然后撒播青海草地早熟禾，播种深度不深于1 cm，覆土，镇压。施肥磷酸二铵200 kg·hm⁻²，播深2 cm。每年6月份追肥尿素300 kg·hm⁻²。样地位置较为接近，从而保证环境因子的尽可能相近。人工草地是在极度退化的天然草地翻耕的基础上建植。每个处理设置3个重复样地，每个重复面积为20 m × 20 m。

注：NP为天然草地；AZ为单播青海草地早熟禾人工草地；AE为单播蕨麻人工草地；AH为青海草地早熟禾与蕨麻混播人工草地。

2) 群落调查。2021年7月30号在4种群落类型中各选取地势较为一致，具有代表性的30 m × 30 m的样地，每个样地内随机选取5个0.5 m × 0.5 m的样方，分别进行群落学调查，调查内容包括群落总盖度、物种盖度、植物种类、在小区内随机测量5个同种植物的株高，计算其平均值。

3) 生物量测定。将每个样方里的植物分别齐地面刈割，现场分种称取鲜重，并分别装入信封，带回实验室在105℃下杀青30 min后转到75℃烘至恒重并测定其干重。地下生物量采用直径6 cm的根钻测定地下生物量，在上述剪去地上植被的所有样方内沿对角线取3钻土，每钻分别取0~30 cm的带根土壤，然后用铁筛将根在水中清洗干净，并在80℃的烘箱内烘24 h至恒重，称重，取均值。

4) 土壤含水量测定。采用土钻法取样，用烘干法测定，取表层土壤，即0~10 cm，每个样地取样4个，置于铝盒中。用天平称量湿重M₁，放在105℃的烘箱内烘至恒重，待冷却后称得土样干重M₂，计算含水量公式为： $M\%=\left(M_1-M_2\right)/M_2\times 100\%$。

5) 物种多样性计算。计算公式如下 [13] ：

Shannon-Wiener多样性指数：

$H={\displaystyle {\sum }_{i=1}^S{P}_i\ln P_i}$ (1)

式中：P_i = n_i/N，n_i = 种i的个体数，N = 样本总体个数，S为物种数。

Pielou均匀度指数：

$E=H/\ln S$ (2)

式中：S为物种数。

Simpson优势度指数：

$D=1-{\displaystyle \sum P_i^2}$ (3)

式中：P_i = n_i/N，n_i = 种i的个体数。

物种重要值 = (相对盖度 + 相对高度 + 相对生物量)/3 × 100%

物种丰富度指数 = 物种数 = S

6) 混播草地对天然草地的影响程度。具体计算方法如下，参照官惠玲等 [14] 的计算方法。

$I=\left(I_A-I_P\right)/I_P\times 100\%$ (4)

式中：I为测算的混播草地对天然草地的影响程度；I_A为各类人工草地群落的生物量或多样性指数；I_P为天然草地群落测定的生物量或多样性指数。

试验数据采用SPSS 23.0软件进行统计分析、单因子方差分析和独立样本t检验，差异显著性运用Duncan检验法进行多重比较。

如 表2 所示，4种群落中NP物种数共有22种，AZ和AE物种数分别为4种和5种，AH物种数相对于单播人工草地略有增多，共有8种。AH混播群落中中华羊茅(Festuca sinensis)和溚草(Koeleria cristata)的重要值显著高于NP (P < 0.05)。不同群落中，西伯利亚蓼(Polygonum sibiricum)的重要值AE最大，并且显著高于其他3种样地(P < 0.05)，AZ次之，但显著高于其他2种样地(P < 0.05)。AE群落云生毛茛(Ranunculus longicaulis)的重要值显著高于其他群落(P < 0.05)。4种群落植被的盖度中AH最大，为96.33%，并且显著高于其他3种样地(P < 0.05)，AE次之，但显著高于其他2种样地(P < 0.05)。可见，青海草地早熟禾与蕨麻混播可显著提高植被盖度。

注：同行不同小写字母表示不同处理间差异显著(P < 0.05)，相同字母表示差异不显著(P > 0.05)。^*表示两者间t检验显著(P < 0.05)，^**表示两者间t检验极显著(P < 0.01)。下同。

如 表3 所示，AZ和AH两者的群落高度均显著高于NP和AE群落株高(P < 0.05)。AH中的青海草地早熟禾植株高度为72.07 cm，显著高于AZ的株高(P < 0.05)。AH群落的蕨麻株高为12.37 cm，显著高于AE和NP (P < 0.05)，AE次之，但显著高于NP。AH群落中西伯利亚蓼、云生毛茛、细叶亚菊等杂类草的株高均显著高于其他群落。可见单子叶植物与双子叶植物混播可以显著增加植物的株高，促进植被群落的生长。

1) 地上生物量

由 图1 可知，4种群落植被的地上生物量中A的地上生物量最高，为243.01 g/m²，显著高于其他群落的地上生物量(P < 0.05)。而AZ地上生物量次之，为192.69 g/m²。AZ与NP均显著高于AE (70.56 g/m²)。可见混播可以显著增加地上生物量。

2) 地下生物量

由 图2 可知，4种群落植被地下生物量中混播群落AH的地下生物量最高，为839.97 g/m²，显著高于(P < 0.05)其他3种群落的地下生物量。而AE的地下生物量次之，为672.11 g/m²。可见单子叶植物与双子叶植物混播可以显著增加地下生物量。

由 图3 可知，4种样地植被土壤的含水率存在一定差异，其中混播群落AH的土壤含水率最高，为28.53%，并且显著高于(P < 0.05)其他3种样地，AZ样地土壤含水率次之，为26.36%。由此可见，单子叶植物与双子叶植物混播可以显著提高土壤含水率。

物种的多样性及均匀度越高，反映群落越稳定 [15] 。由 表4 可知，4个群落的Shannon-Wiener和Simpson指数均有较大差异。NP群落最大，分别为2.623和0.921，显著高于AZ、AE和AH (P < 0.05)。AH群落的Shannon-Wiener和Simpson指数次之，为1.520和0.696，并且显著高于AZ和AE (P < 0.05)。

AE为1.155和0.562，显著高于AZ (0.470、0.225)。4个群落的Pielou指数也存在较大差异，其中NP群落最大，为0.933，显著高于AZ、AE和AH (P < 0.05)，AH群落的Pielou指数次之，为0.731，并且与AE均显著高于AZ (P < 0.05)，AZ的Pielou指数最低，为0.395。

由 图4 可知，样地中除AE相比于天然草地的总生物量有所降低外，其他2种人工草地的种植能整体上提高总生物量。其中，AH群落对天然草地地上、地下和总生物量的影响均显著高于AE和AZ群落(P < 0.05)。AE对天然草地地上生物量的影响显著小于其他2种人工草地(P < 0.05)。

相反，由 图5 可知，3种人工草地的种植均降低了天然草地的物种多样性。其中，3种样地群落的Shannon-Wiener均有显著影响(P < 0.05)，其中AZ降低最大，其次是AE，AH降低最小。AZ对Pielou指数的影响显著小于其他2种人工草地(P < 0.05)。3种样地群落的Simpson指数的影响也存在一定差异，均显著降低NP的Simpson指数影响(P < 0.05)，其降低程度排序为AE > AZ > AH。