兩種除草劑對狼毒-矮嵩草草地群落重要值及多樣性的影響

李鴻林

(青海省共和縣草原站，青海 恰卜恰 813000)

狼毒(Stellerachamaejasme)屬于瑞香科狼毒屬多年草本植物，全株有毒，家畜不采食[1]。近年來，由于人類活動和過度放牧，致使草原大面積退化，而狼毒憑借自身強大的根系和家畜不采食性，在退化草地上大面積蔓延滋生，成為退化草地群落中的優(yōu)勢種，降低了草原生產(chǎn)能力，嚴重阻礙畜牧業(yè)發(fā)展。青海省退化草地狼毒危害面積已達73萬hm2，且呈逐年增加態(tài)勢，因此對狼毒大面積蔓延的現(xiàn)狀，必須采用有效措施加以控制[2]。

目前，狼毒防除方法主要有機械防除和化學防除兩種，機械防除效果雖好，但費工費時[3]；化學防除常用藥劑主要有草甘膦、敵百草、2,4-D丁酯、狼毒凈、滅狼毒等，均取得了一定的成果[4-11]。草地作為草食家畜主要食物來源，群落結(jié)構(gòu)和物種多樣性作為草地群落結(jié)構(gòu)可測定性指標，能進一步反映草地生態(tài)環(huán)境的穩(wěn)定性和功能性[12]；大面積使用化學農(nóng)藥，使物種多樣性降低，進而影響群落的穩(wěn)定性，殘留物質(zhì)對有益的土壤微生物也有毒害作用[13-14]?；瘜W防除作為現(xiàn)階段主要防除手段，對其安全性和高效性應(yīng)做進一步要求，從這點出發(fā)，以對狼毒具有很高防效的兩種新型除草劑——狼毒凈和滅狼毒為研究對象，調(diào)查兩種藥劑對施藥后草地群落和物種多樣性的影響，以期為大面積推廣提供理論依據(jù)。

1 研究方法

1.1研究區(qū)概況 試驗在青海省海南州共和縣江西溝鄉(xiāng)植被典型、地勢開闊的狼毒-矮嵩草天然草地上進行，海拔2 835 m左右，100°08′06″ E，36°37′48″ N。該區(qū)年均氣溫3.3 ℃，年降水量306.6 mm，年蒸發(fā)量1 841.1 mm，≥0 ℃積溫2 236.4 ℃·d，年均風速2.1 m/s，年大風日43.1 d，無霜期264.6 d。

草地建群牧草為矮嵩草，常見的伴生植物有紫花針茅、冷地早熟禾、賴草、狼毒、多枝黃芪、矮火絨草、蒲公英、多裂委陵菜、柴胡、阿爾泰紫菀、披針葉黃華、黃花棘豆、肉果草、秦艽、異葉青蘭等。

1.2試驗設(shè)置 2009年7月5日在狼毒危害嚴重且分布均勻的天然草地牧道左右兩側(cè)圍欄內(nèi)選用對狼毒作用標靶專一、防除效果較好的兩種除草劑，“狼毒凈”(青海畜牧獸醫(yī)科學院研制，主要有效成分苯氧基羧酸類、3，5，6-三氯-2-吡啶氧基乙酸、增效劑和其他輔助劑，劑型為乳油)和43.2%“滅狼毒”(中國科學院寒區(qū)旱區(qū)環(huán)境與工程研究所研制，有效成分由2，4-D丁酯+兩種活性劑+兩種穩(wěn)定劑組成)進行原液超低容量噴霧，采用背負式機動噴霧器，施藥量均為1.05 L/hm2，噴幅8 m，噴霧面積均為33.3 hm2；選取沒有進行噴藥同域的天然草地為對照區(qū)。

1.3調(diào)查內(nèi)容及方法

1.3.1群落重要值調(diào)查 2009年8月3日和2010年8月6日在施藥區(qū)和對照區(qū)分別選取1 m×1 m小區(qū)，3次重復(fù)，測定小區(qū)內(nèi)每種植物的株高、密度、地上生物量、蓋度; 重要值(SDR)計算[12]采用公式：

SDR=(C′+E′+H′+Y′)/4。

式中，C′表示相對蓋度，E′表示相對密度，H′表示相對高度，Y′表示相對生物量。

1.3.2草地群落生物多樣性的測定 采用Shannon-Wiener指數(shù)[15]測定物種多樣性：

采用Simpson指數(shù)[15]測定生態(tài)優(yōu)勢度：

采用Pielou指數(shù)[15]測定群落均勻度：

式中，Pi=Ni/N，Pi為種i的相對重要值，N為樣帶植物重要值總和，Ni為樣方中第i種植物的重要值，S為種i所在樣方的物種總數(shù)。

1.4數(shù)據(jù)分析 使用SPSS 11.0軟件進行數(shù)據(jù)分析，Excel軟件進行圖表制作。

2 結(jié)果

2.1噴施藥劑對狼毒-矮嵩草草原群落主要物種群落重要值的影響 2008-2009年植物群落的重要值(表1)分析表明，噴施狼毒凈和滅狼毒后草地群落各物種的重要值均發(fā)生變化。狼毒的重要值在噴施藥劑當年急劇下降，與對照相比，2009年分別下降了19.7%和29.5%；而矮嵩草作為群落的建群種，處理后重要值在第1年增加幅度不大，第2年是對照的1.25和1.43倍，冷地早熟禾、賴草、紫花針茅重要值在第2年均增加，在群落中不斷恢復(fù)，逐漸成為群落的優(yōu)勢種；披針葉黃華對兩種藥劑很敏感，在施藥第1年其重要值迅速下降，第2年逐漸在群落中消失。使用藥劑當年各物種重要值除狼毒、多裂委陵菜、肉果草、披針葉黃華重要值降低外，其他物種重要值均有所增加，在群落中逐漸恢復(fù)；第2年，施用狼毒凈處理區(qū)除披針葉黃華外，其他物種均存在，而在滅狼毒處理區(qū)柴胡、蒲公英、秦艽、冷蒿、披針葉黃華5種植物已經(jīng)消失。

表1 不同施藥處理后狼毒-矮嵩草草原群落主要物種群落重要值變化

2.2噴施藥劑對狼毒-矮嵩草草原群落主要物種群落多樣性的影響 從不同藥劑處理群落多樣性變化(表2)可以看出，噴施藥劑后群落多樣性指數(shù)均降低。噴藥第1年群落豐富度指數(shù)與對照相比差異不顯著(P>0.05)，而第2年噴施狼毒凈和滅狼毒群落的豐富度指數(shù)都顯著降低(P<0.05),分別比對照降低了15.2%和26.7%；使用滅狼毒防除狼毒后群落優(yōu)勢度指數(shù)顯著低于對照(P<0.05)，而狼毒凈對群落優(yōu)勢度指數(shù)與對照和滅狼毒處理差異不顯著(P>0.05)；群落均勻度指數(shù)在噴藥兩年間發(fā)生很大變化，其中噴藥第1年狼毒凈和滅狼毒顯著低于對照(P<0.05)，而兩種藥劑間差異不顯著(P>0.05)，經(jīng)過一年的恢復(fù)，群落均勻度繼續(xù)降低，且兩種藥劑間的差異顯著(P<0.05)，其中滅狼毒對群落均勻度的影響明顯強于狼毒凈。

表2 不同施藥處理群落多樣性指數(shù)變化

3 討論

3.1噴施藥劑對草地群落主要物種群落重要值的影響 狼毒-矮嵩草草地在噴施狼毒凈和滅狼毒后群落主要物種群落重要值發(fā)生變化，以矮嵩草、紫花針茅、賴草等禾本科牧草占絕對優(yōu)勢地位。其原因可能是狼毒具有發(fā)達的軸根系，對地下水分、養(yǎng)分有較強的適應(yīng)能力，加之其冠幅比較大，能攝取更多陽光，在群落中成為優(yōu)勢種[16-17]；利用“狼毒凈”和“滅狼毒”的內(nèi)吸傳導型且作用標靶專一的防除特性作用狼毒后，其在群落中的重要值明顯降低，造成草地生態(tài)系統(tǒng)中的水、肥、氣、熱等資源重新分配，而矮嵩草、紫花針茅等禾本科牧草由于具有發(fā)達的根莖和分蘗能力，能獲得充足的養(yǎng)分和空間，逐漸成為群落中的優(yōu)勢種；群落中披針葉黃華在噴藥后在群落中消失，其原因可能是披針葉黃華對兩種藥劑中的有效成分也很敏感，繼而死亡。滅狼毒防除第2年有5種植物未出現(xiàn)，說明藥劑能很好地保護禾本科牧草，但對闊葉草和其他雜類草也具有廣譜滅除效果[18]，其原因與其藥劑主要有效成分有關(guān)[8]，有待于進一步研究。

3.2噴施藥劑對草地群落群落多樣性的影響 在自然條件下，草地群落多樣性變化受眾多因素的影響。在周圍環(huán)境因素穩(wěn)定時，人類的干擾就成為主控因子，其中以控制放牧強度和草地改良為主要方式[19-23]。當草地放牧強度增大時，適口性優(yōu)良的牧草被家畜反復(fù)啃食，為狼毒等適口性差的毒雜草提供契機，逐漸成為群落優(yōu)勢種，在群落中的優(yōu)勢度增加。使用除草劑作為草地改良的一種手段，明顯降低毒雜草在群落中的優(yōu)勢度、豐富度和均勻度，使草地群落向良性方向發(fā)展。本研究表明，使用狼毒凈和滅狼毒后，草地群落的優(yōu)勢度、豐富度和均勻度均明顯降低，說明兩種藥劑能明顯改變狼毒-矮嵩草草地群落結(jié)構(gòu)，使群落向更穩(wěn)定原生態(tài)群落發(fā)展。造成群落多樣性指數(shù)降低的原因：一方面可能是狼毒、披針葉黃華等毒雜草被防除，群落中物種數(shù)降低；另一方面可能是化學除草劑中的有效成分，在對禾本科牧草較好保護的前提下，對其他闊葉草產(chǎn)生負面影響，使闊葉草處于恢復(fù)生長階段。

[1]史志成,李祚煌,鄒康南,等.中國草地重要有毒植物[M].北京:中國農(nóng)業(yè)出版社,1997：140-150.

[2]鄧君,刁治民,雷青娟,等.青海省瑞香狼毒的研究現(xiàn)狀綜合利用及防治對策[J].安徽農(nóng)業(yè)科學,2006,34(3):555-557.

[3]趙志義.挖除狼毒補播優(yōu)良牧草改良草地[J].中國草原與牧草,1985,2(3):42-43.

[4]阿翰林,周翰信.野牛溝鄉(xiāng)棘豆、狼毒滅除報告[J].青海畜牧獸醫(yī)雜志,1991,21(6):40-41.

[5]顏生林,陳海生,劉明龍,等.新型化學除草劑滅除草地狼毒試驗[J].青海草業(yè),2004,13(1):23-24.

[6]剛存武,王宏生,李寧,等.狼毒凈1號對草原毒雜草——狼毒防除效果[J].青海農(nóng)林科技,2005(1):1-2.

[7]祁明祥,陳季貴,馬存壽,等.“狼毒凈1號”對花后期狼毒防治效果的觀察[J].草業(yè)與畜牧,2008(12):16-18.

[8]陳明,胡冠芳,劉敏艷.2種新型除草劑防除天然草地狼毒和棘豆實驗研究[J].草業(yè)學報,2008,17(4):76-80.

[9]趙成章,樊勝岳,殷翠琴.噴施滅狼毒治理毒雜草退化草地技術(shù)研究[J].草業(yè)學報,2004,13(4):87-94.

[10]沈景林,周學東,孟楊,等.草地狼毒化學防除的試驗研究[J].草業(yè)科學,1999,16(6):53-56.

[11]曾輝,王宏生,周青平,等.2種混配除草劑對防除狼毒的效果研究[J].草業(yè)科學,2006,23(6):86-88.

[12]韓國棟,焦樹英,畢力格圖,等.短花針茅草原不同載畜率對植物多樣性和草地生產(chǎn)力的影響[J].生態(tài)學報,2007,27(1):182-188.

[13]黃頂成,尤民生,侯有明,等.化學除草劑對農(nóng)田生物群落的影響[J].生態(tài)學報,2005,25(6):1451-1458.

[14]何翠娟.稻田雜草群落演替及其防治技術(shù)研究[D].杭州:浙江大學,2004:78-80.

[15]鄭翠玲,曹子龍,趙廷寧,等.渾善達克沙地南緣農(nóng)牧交錯帶棄耕地植被的演替規(guī)律[J].中國水土保持科學, 2005,3(1):72-76.

[16]沈彥,張克斌,杜林峰,等.封育措施在寧夏鹽池草地植被恢復(fù)中的作用[J].中國水土保持科學, 2007,5(3):90-93.

[17]趙成章,樊勝岳,殷翠琴,等.毒雜草性退化草地植被群落特征的研究[J].中國沙漠,2004,24(4):507-512.

[18]才布格加甫.應(yīng)用除草劑滅除天然草地毒草對下層植被影響初報[J].草業(yè)科學,1999,16(4):50-52.

[19]王玉輝,何興元,周廣勝.放牧強度對羊草草原的影響[J].草地學報,2002，10(1):45-49.

[20]白永飛,李德新,許志信,等.牧壓梯度對克氏針茅生長和繁殖的影響[J].生態(tài)學報,1999,19(4):479-484.

[21]楊殿林,韓國棟,胡躍高,等.放牧對貝加爾針茅草原群落植物多樣性和生產(chǎn)力的影響[J].生態(tài)學雜志,2006,25(12):1470-1475.

[22]韓龍,郭彥軍,韓建國,等.不同刈割強度下羊草草甸草原生物量與群落多樣性研究[J].草業(yè)學報,2010,19(3):70-75.

[23]李祿軍,于占源,曾德慧,等.施肥對科爾沁沙質(zhì)草地群落物種組成和多樣性的影響[J].草業(yè)學報,2010,19(2):109-115.