围栏封育、人工补播措施对“黑土滩”退化草地生物量的影响

    王守顺+于健龙

    

    

    

    摘要：以青藏高原“黑土滩”为研究对象，采用围栏封育、人工补播进行“黑土滩”的改良，测定了2010～2014年度“黑土滩”样地垂穗披碱草、可食牧草鲜重。结果表明，多年围栏封育、人工补播，“黑土滩”的垂穗披碱草、可食牧草和牧草鲜重显著增加，而不可食牧草并未显著增加。进一步研究发现，与围栏封育相比，人工补播样地的垂穗披碱草比例、可食牧草比例显著增加。其中，2014年度的人工补播样地的垂穗披碱草和可食牧草比例分别为67%和73%，较2010年度分别显著增加了2.52倍和2.17倍，而围栏封育垂穗披碱草和可食牧草比例并未显著增加。与围栏封育相比，短期内人工补播是改良退化天然草地更为有效的措施。

    关键词：“黑土滩”；生物量；围栏封育；人工补播

    中图分类号：S812.6 文献标识码：A 文章编号：1007-273X（2017）11-0005-02

    青藏高原是我国重要的畜牧生产基地，但天然草甸退化是影响高寒草甸生态系统稳定、造成群落組分和物种多样性改变、生产力下降的重要因素。长期以来，探索退化天然草地的恢复改良措施是众多学者关注的研究热点之一。研究表明，人工补播和围栏封育是实现青藏高原“黑土滩”退化草甸恢复的重要途径[1-3]。围栏封育措施具有省时省力、显著增加草地植被覆盖度和牧草产草量，有效控制土壤养分流失，改善土壤结构和营养状况的特点，被广泛采用[4]。然而，也有研究指出，围栏封育在短期内无法恢复三江源区“黑土滩”退化草地，其植被的快速恢复必须利用多年生牧草进行人工植被的建植。相比围栏封育，人工补播结合围栏封育，高寒草甸地上生物量、可食牧草比例增加更为显著[5]。鉴于此，本研究分析了多年围栏封育和人工补播“黑土滩”退化草甸生物量的变化，以期为高寒退化草甸恢复提供数据参考。

    1 材料与方法

    1.1 研究区概况

    试验地位于海北藏族自治州祁连县境内，海北藏族自治州位于青海省境东北部，地理坐标是东经98°05′-102°41′，北纬36°44′-39°05′，平均海拔3 654 m，属高原大陆性气候，年平均气温-2.4～1.4 ℃，年平均降水量309.9～529.1 mm。草地类型为高山嵩草杂类草甸，优势种为高山嵩草（Kobresia pygmea），次优势种为矮嵩草（K. humilis）、异针茅（Stipa aliena）。

    1.2 试验设计

    选取玛沁县大武镇的两个村“黑土滩”样地（表1），分别采用围栏封育、人工补播垂穗披碱草的方式进行改良，于2010～2014年连续5年在高寒草甸植被生长的旺盛期，每个样地选取1 m×1 m的样方3个，采用收割法，齐地面剪取植物地上部，并将样地植物按牲畜适口性分为垂穗披碱草和杂草类两个植物类群，分别测定鲜重，求和得牧草鲜重。

    1.3 统计分析

    利用SPSS21.0单因素AVONA进行方差分析，一般线性模块进行正交分析，利用Excel作图并绘制三线表。

    2 结果与分析

    2.1 围栏封育生物量

    由表2可见，多年围栏封育后，“黑土滩”样地的垂穗披碱草、可食牧草和牧草鲜重显著增加（P<0.05）。其中，2014年度的可食牧草鲜重为96.00 g/m2，较2010年显著增加了1.18倍；2013年度样地的垂穗披碱草鲜重为48.60 g/m2，较2010年鲜重增加了64.75%（P<0.05）；而2012年度样地的不可食牧草鲜重则达到最大值，为125.60 g/m2。

    2.2 人工补播生物量

    多年人工补播垂穗披碱草后，“黑土滩”样地的垂穗披碱草、可食牧草和牧草鲜重显著增加（P<0.05）。其中，2014年度的垂穗披碱草、可食牧草和牧草鲜重分别为155.00、167.66、231.00 g/m2（表3），较2010年分别显著增加了9.11倍、7.75倍和2.2倍，而不可食牧草鲜重则呈倒“U”型变化趋势。

    2.3 人工补播与围栏封育生物量增量比较

    可食牧草比例是退化天然草地恢复的重要指标，由图1可见，人工补播垂穗披碱草后，垂穗披碱草比例、可食牧草比例显著增加（P<0.05）。其中，2014年度的人工补播垂穗披碱草和可食牧草比例分别为67%和73%，较2010年度分别显著增加了2.52倍和2.17倍。而围栏封育垂穗披碱草和可食牧草比例并未显著增加。

    3 讨论

    研究表明，与自然恢复相比，人工恢复效益更高，尤其是对于重度、中度退化天然草地[6]。人工补播、施肥、刈割、围栏封育等都是人工恢复的重要措施[7，8]，而围栏封育因易于管理、省时省力，在退化高寒草甸恢复中广为应用。但是，围栏封育短期效果并不明显[2]，长期封育对群落物种多样性反而不利[3]。本研究表明，围栏封育5年，可食牧草鲜重和垂穗披碱草鲜重增加，但可食牧草比例并未显著增加。相比围栏封育，人工补播垂穗披碱草被认为是改良退化天然草甸的重要途径[1]，人工补播能短时期内增加繁殖体数量，提高优良牧草比重，是实现退化天然草地快速恢复的重要措施[8]。人工补播的效果要好于单独的围栏封育措施。但是，长期人工补播是否会造成群落物种组成单调、影响群落结构的稳定，这需要进一步长期观测。

    参考文献：

    [1] 王彦龙，马玉寿，施建军，等.三江源区黑土滩退化草地植被恢复研究进展[A].中国草学会2013学术年会论文集[C].北京：中国草学会学术年会，2013.

    [2] 宗 宁，石培礼，蒋 婧，等.施肥和围栏封育对退化高寒草甸植被恢复的影响[J].应用要环境生物学报，2013，19（6）：905-913.

    [3] 刘晓琴，张 翔，张立锋，等.封育年限对高寒草甸群落组分和物种多样性的影响[J].生态学报，2016，36（16）：5150-5162.

    [4] 韩 龙，韩彦军，韩建国，等.不同刈割强度下羊草草甸草原生物量与植被群落多样性研究[J].草业学报，2010，19（3）：70-75.

    [5] 武高林，任国华，刘振恒，等.黄河首曲湿地功能区“黑土滩”退化草甸恢复改良[J].兰州大学学报（自然科学版），2009，45（4）：48-52，59.

    [6] 郭军乐，郑建宗，李春宁.不同退化状态高寒草甸人工恢复与自然恢复比较[J].陕西林业科技，2008（4）：1-5，68.

    [7] 张 涛.藏北高寒草甸土壤和植被对外源碳、氮添加及围封、刈割的响应[D].兰州：兰州大学，2012.

    [8] 葛庆征，魏 斌，张灵菲，等.草地恢复措施对高寒草甸植物群落的影响[J].草业科学，2012，29（10）：1517-1520.