遲曉雪,朝克圖,馬偉杰,白哈斯,偉 軍
(內(nèi)蒙古呼倫貝爾市草原工作站,內(nèi)蒙古 海拉爾 021008)
呼倫貝爾草原與大興安嶺森林共同構(gòu)成了我國北方重要的生態(tài)屏障,影響東北乃至華北地區(qū)的生態(tài)安全和經(jīng)濟發(fā)展。牧民一直保留著把天然草場按季節(jié)、地形、草場植被及不同畜種對牧草的適應(yīng)性劃分為暖季和冷季兩種基本形式的習(xí)慣,即夏營地和冬營地。對夏營地來說水是主要條件,牧民多選擇有充足水源的草場作為夏季牧場,如伊敏河、海拉爾河、烏爾遜河、莫日格勒河、克魯倫河、輝河、錫尼河、達賚湖沿岸等,是牧區(qū)主要的夏營地草場。大多牧民在接春羔后,陸續(xù)進入夏營地,夏營地放牧?xí)r間在150d左右,夏營地長期超負荷,掠奪式利用,導(dǎo)致大面積退化,面對草畜供需矛盾和草地過度利用導(dǎo)致草地嚴重退化的尖銳問題,本研究旨在建立起夏營地植被恢復(fù)方式方法,比較不同的植被恢復(fù)模式對植物群落的影響,評價工程措施實施后草地植被恢復(fù)效益,為促進草地畜牧業(yè)可持續(xù)發(fā)展和保護生態(tài)環(huán)境提出切實可行的科學(xué)依據(jù)。
陳巴爾虎旗位于呼倫貝爾市西北部,地處東經(jīng)118°22′30″~121°10′45″,北緯48°43′18″~50°10′35″。全旗總面積1.86萬km2,其中草原面積1.58萬km2,擁有大面積純天然草甸草原。氣候類型為中溫帶半溫潤和半干旱大陸性氣候,全旗年平均降水量為300mm,年平均溫度-1.5℃,夏季多雨、溫和、潮濕,也是降雨集中的季節(jié),占全年降水量的71%,秋季氣溫開始逐漸下降、降水量明顯減少,為40~45mm,占全年降水量的15%左右。本研究位于呼倫貝爾市陳巴爾虎旗莫日格勒河沿岸,草地類型為溫性草甸草原類,土壤類型以粟鈣土為主。
把試驗地劃分為四個樣區(qū),F(xiàn)1、F2、F3、F4,每個樣區(qū)500畝。
F1:補播+圍欄區(qū),圍欄時間為2010年6月,補播時間為2011年7月,補播的牧草品種為冰草+披堿草+無芒雀麥,補播方式為條播。
F2:施肥+圍欄區(qū),圍欄時間為2010年6月,施肥時間為2011年7月,施用磷酸二銨復(fù)合肥,施肥量為45kg/hm2。
F3:自由放牧區(qū)
F4:切根+施肥+圍欄區(qū),圍欄時間2010年6月,切根+施肥時間為2011年7月,采用美國約翰迪爾1590型免耕補播機進行切根改良,切根深度為9cm,施用磷酸二銨復(fù)合肥,施肥量為45kg/hm2。
2012年9月,對四個樣區(qū)植物群落進行調(diào)查,每個樣區(qū)隨機設(shè)置10個樣方,每個樣方1m*1m。記錄和測量內(nèi)容有:植物種類、地上生物量,株叢數(shù)、株高,共計40個樣方。
每個數(shù)據(jù)采用10個樣方的平均值,結(jié)果用microsoft excel軟件制圖。物種豐富度采用Margalef指數(shù)計算:R=(S-1)/LnN,式中S為物種數(shù)目,N為所有物種個體總數(shù);物種多樣性采用Shannon多樣性指數(shù)計算:H=-∑(Pi*LnPi),式中i為第i種植物;Pi為種在該群落中的相對大小(相對地上生物量);物種均勻度指數(shù)采用Pielou均勻度指數(shù)計算E=H/LnS,式中S為群落中的物種數(shù),H為多樣性指數(shù)。結(jié)果如圖4、圖5、圖6(注:因自由放牧地退化嚴重,只測得每個樣方的地上生物量,沒有測樣方內(nèi)每個物種的生物量,故不能得出多樣性指數(shù)和均勻度指數(shù))
圖1 不同利用方式地上生物量變化特征
由圖2可知,F(xiàn)1區(qū)地上生物量為479.7g/m2,是F3區(qū)地上生物量的9倍,F(xiàn)2區(qū)地上生物量為160g/m2,是F3區(qū)地上生物量的三倍,F(xiàn)4區(qū)地上生物量為285g/m2,是F3區(qū)地上生物量的6倍。
圖2 不同利用方式下植被蓋度
圖3 不同利用方式下草層高度
由圖2、圖3可以看出,F(xiàn)1區(qū)和F4區(qū)蓋度最高,分別達到80%和70%,而自由放牧地蓋度僅為25%,F(xiàn)2區(qū)蓋度為60%。F1區(qū)草層高度為36cm,F(xiàn)2區(qū)、F4區(qū)草層高度分別為30cm和33cm,而自由放牧地F3區(qū)草層高度僅為8cm。
圖4
圖5
圖6
據(jù)圖4、圖5、圖6可知,補播+圍欄區(qū)豐富度指數(shù)最高,其次是切根+施肥+圍欄可能是由于補播增加了物種種類,豐富度指數(shù)升高,但同時補播也增加了物種間的競爭,更利于優(yōu)勢物種的生長,從而均勻度指數(shù)下降。施肥+圍欄區(qū)多樣性指數(shù)和均勻度指數(shù)均最高,可能是由于施肥促進植被的生長,為植被的生長發(fā)育提供動力,而切根更適合于以羊草為主的根莖型禾草的生長,故多樣性指數(shù)和均勻度指數(shù)不及施肥+圍欄區(qū)。
從項目實施結(jié)果看,補播+圍欄效果最好,有效地提高了地上生物量、植被蓋度和高度,增加了物種豐富度。但不是所有的草原都適用補播,對于重度退化草地,可以實施灌溉或水分條件比較好的草原可以適時補播,補播后一定要注意后期管護。另外,一定要選好補播的品種,選擇適宜當(dāng)?shù)厮疅?、土壤等條件的品種〔1,2〕。切根+施肥+圍欄區(qū)和施肥+圍欄區(qū)效果次之,由于所選項目實施區(qū)域是以羊草和針茅為建群種的草地,羊草是橫走根莖型禾草,橫走根莖主要分布在8~10cm土層中,采用切根處理,可以打破土壤板結(jié)層,可以有效地疏松土壤,增加土壤通透性、增加孔隙度、減少土壤容重,改善PH值、有機質(zhì)含量、全氮含量,植被可以有效地吸收養(yǎng)分,達到增加地上生物量,植被蓋度和高度的目的〔3〕,本研究與烏仁其其格等人〔4〕的研究不同的是,切根提高了物種豐富度,而非減少物種豐富度,這可能與切根深度有關(guān),本實驗切根深度為9cm,對其它物種的破壞較小,從而提高了物種豐富度。施肥+圍欄區(qū)使地上生物量從57g/m2提高到160g/m2,是處理前的三倍,植被蓋度從25%提高到60%,增加了近二倍,草層高度增加了近四倍。
該項目的實施,可以為夏營地植被恢復(fù)的方式方法,提供科學(xué)依據(jù),補播+圍欄、施肥+圍欄、切根+施肥+圍欄三種處理與自由放牧地相比,都可以顯著提高草地生產(chǎn)力,提高地上生物量,對夏營地退化草地植被恢復(fù)具有重要參考作用。
〔1〕李連任 .牧草品種的選擇方法〔J〕.種子世界.2004,05
〔2〕鄧小華 .怎樣科學(xué)選擇牧草品種〔J〕.農(nóng)村科技開發(fā).2002,08
〔3〕張洋 .破土切根耕作技術(shù)對羊草草地土壤理化特性影響的試驗研究〔M〕.2007年中國農(nóng)業(yè)學(xué)術(shù)年會論文摘要集.2007
〔4〕烏仁其其格等 .切根改良對退化草地羊草草群的影響〔J〕.內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報 .2011,04