灌木入侵草本是干旱、半干旱地区草原退化或荒漠化的显著特征。目前国际上多是对热带、亚热带草原灌木入侵的研究,而关于灌草竞争的理论与假说是否适用于温带草原地区还有待进一步验证。内蒙古典型草原灌丛化问题严重,主要是由于人为过渡放牧所致。本研究基于北京师范大学景观生态研究组2007年于内蒙古太仆寺旗黑山庙建立的围封坡面样地实验场及其自动气象和土壤温湿度观测系统,开展了3年的植被恢复观测实验。围封后,由于期间2008年和2009年两年较旱(年降雨均为179mm,低于多年平均降雨384.5mm),场地中仍有灌木取代草本的趋势。在排除放牧干扰后的3年自然恢复过程中,气候因素成为温带草原灌木取代草本的主要影响因子。通过对3年野外实测数据分析,得出以下主要结论:　　 土壤储水量随季节变化,受降雨影响明显。降雨引起土壤水分增加,使得样地不同区域间的土壤水分变异系数减小。土壤储水量具有随坡位变化的规律,即坡上位土壤水分含量少,坡下位土壤水分含量大。在土壤水分干湿点分析中发现,相对干旱点主要分布在地面坡度较陡的坡上和坡中,而相对湿润点主要分布在坡下。　　 植被调查表明样地共有4种灌木,20种草本。群落灌木优势种为小叶锦鸡儿(Caraganamicrophylla Lam.),草本优势种为克氏针茅(Stipa krylovii Roshev.)和糙隐子草(Cleistogenessquarrosa(Trin.)Keng.)。植被的盖度、密度及生物量基本随坡位变化。Simpson与Shannon-Whinener多样性指数均从坡下位到坡上位逐渐减小,均匀度指数也表现出相同的变化趋势。基于围栏外实测数据建立的生物量估算模型,2010年整个生长季中,灌木、草本生物量都有增加,生长季中期植被的生物量最大(135.4g/m2),其次是生长季末期(122g/m2),生长季初期的生物量最小(105.57g/m2)。　　 根据灌草植被调查数据,将样地斑块划分为6种类型:大型小叶锦鸡儿、中型小叶锦鸡儿、小型小叶锦鸡儿、耧斗叶绣线菊、芨芨草和其它草本基质。草本作为样地的基质,控制着群落的物质和能量流动,灌木则以斑块形式广泛分布。小叶锦鸡儿斑块在数量和面积上优势比较明显,其结构指数、形状指数及形态指数变化都将影响未来样植被的空间结构特征。　　 研究区3年当中气候因素变化特征明显。从2007年到2010年,不仅年内的夏季降雨分配发生了改变,并且还经历了2008年、2009年连续两年的干旱,使得土壤水分条件偏利于灌木而不利于草本,3年间样地灌木的平均盖度增加0.079,草本盖度平均减少0.067。其中,在2007年至2009年间,由于持续出现2008年、2009年两年的干旱年,使得灌木盖度增加0.017,而草本的盖度减少0.02。2009年与2010年降雨量相差154.7mm,但是2010年由于早春降雨量偏少,土壤干旱,2010年灌木盖度增加到0.225,增加0.062,草本盖度为0.222,与2009年相比减少0.05。　　 以2007年至2010年的灌木和草本盖度增量为因变量,以2008和2009年3月至9月,2010年3月至6月表层(7.5 cm和22.5 cm深度)和深层(37.5cm,52.5cm.67.5 cm)土壤水分累积平均值为自变量,线性回归结果表明:2007年-2010年草本盖度增量显著随表层水分增加,随深层水分的增加盖度增量会下降。从而间接证实了灌木和草本竞争的根系分层理论的假说。灌木盖度增量的回归分析未能达到显著程度,或因灌木具有更深的、更广泛的根系,需要未来调整观测的深度和密集度。