甘南黑土灘(鼠荒地)草場的等級劃分及治理模式調(diào)查研究

梁海紅,王樹茂，加楊東知, 陳 昕，尚小生，靳玉平，敏占海，安生輝

(甘南藏族自治州草原工作站,甘肅 合作 737000)

1 材料與方法

1.1 研究區(qū)自然概況

甘南藏族自治州位于中國甘肅省西南部，甘南州地處青藏高原和黃土高原過渡地帶，受兩大高原氣候的影響，形成了典型的高原大陸性氣候特點(diǎn)，高寒陰濕，無四季之分，只有冷暖二季之別。地理坐標(biāo)位于東經(jīng)100°46′～104°44′，北緯33°06′～36°10′之間。下轄合作和臨潭、卓尼、迭部、舟曲、夏河、瑪曲、碌曲七縣一市，總面積4.5萬平方公里，總?cè)丝?3.07萬人，藏族占54.2%。有天然草場272.3萬hm2，其中可利用草場256.5萬hm2，占草場面積的94.2%，截至目前由鼠害重度危害形成的鼠荒地面積為12.592萬hm2。甘南是黃河的主要產(chǎn)流區(qū)、水源涵養(yǎng)區(qū)和水源補(bǔ)給區(qū)。并被國家確定為生態(tài)主體功能區(qū)和生態(tài)文明先行示范區(qū)，境內(nèi)草原廣闊，平均海拔3 000 m，年均降水量600～ 700 mm,平均氣溫1.7℃，無霜期短，日照時間時長，是典型的大陸性氣候。

1.2 研究方法

根據(jù)甘南草場類型圖、草場退化分布圖、鼠害分布圖、鼠害危害等級圖和甘南黑土灘草場的大致分布區(qū)域,在甘南藏族自治州瑪曲縣、碌曲縣、夏河縣設(shè)立30個樣區(qū)，每個縣10個樣區(qū)。每個樣區(qū)按原生植被、害鼠危害輕度退化草地、害鼠危害中度退化草地、害鼠危害重度退化草地3個等級,各選3個樣地,每個樣地各取4個重復(fù)樣方,共計完成了360個樣地的野外調(diào)查。

1.2.1 植被群落結(jié)構(gòu)調(diào)查 依草地退化程度(原生植被、輕度退化、中度退化、重度退化)各選取3個樣地,每個樣地各取4個重復(fù)樣方。每個樣區(qū)內(nèi)植被群落結(jié)構(gòu)逐種測定,分經(jīng)濟(jì)類群(莎草科、禾本科、可食雜草和毒雜草)進(jìn)行逐項測定。

1.2.2 鼠害調(diào)查 在進(jìn)行植被群落結(jié)構(gòu)調(diào)查的同時,對應(yīng)每個樣地,進(jìn)行害鼠數(shù)量和危害情況調(diào)查。害鼠數(shù)量調(diào)查在主樣區(qū)采用夾日法,副樣區(qū)采用統(tǒng)計洞口法進(jìn)行。鼠類危害情況調(diào)查在主、副樣區(qū)均采用樣線法,對應(yīng)每個樣地確定樣線,樣線長度50 m,重復(fù)3次。

1.3 樣品分析

土樣經(jīng)風(fēng)干后制成過0.1 mm分樣篩的樣品,用硫酸重鉻酸鉀法測定土壤有機(jī)質(zhì)。

1.4 相關(guān)指標(biāo)及其計算

可食牧草比例記作B,B=Wk/Ws×100(B為優(yōu)良牧草的百分含量,Wk為樣方中優(yōu)良牧草鮮重,Ws為樣方中地上生物量的總和。)退化指示植物的比例記作D,D=CT/Cs(CT為所有退化指示中的相對蓋度和,Cs為樣方所有植物種的相對蓋度。)禿斑地蓋度記作E,E=(a+b+c+… +n)/Ls,其中,a,b,c… n為禿斑地長度之和,單位是m,Ls為測繩總長度,其值時25 m。

1.5 數(shù)據(jù)處理

采用SPSS統(tǒng)計軟件中的群集(C 1uster)分析法對數(shù)據(jù)進(jìn)行處理。

2 結(jié)果與分析

2.1 黑土灘型草場退化草地的分類

在歸納總結(jié)前人成果的基礎(chǔ)上,根據(jù)甘南特殊的地理條件，黑土灘草場作為甘南高寒草甸鼠鼠害危害退化草地的典型,依據(jù)地形條件以及草原保護(hù)與建設(shè)的需要,將鼠害危害極度退化草地即黑土灘劃分為三種類型,即Ⅰ灘地:坡度在0～ 10°之間;Ⅱ緩坡地:坡度在≥10～ 25°之間:Ⅲ陡坡地:坡度≥ 25°。

2.2 黑土灘型草場退化草地的分級標(biāo)準(zhǔn)

通過野外調(diào)查并結(jié)合問卷調(diào)查,主要選擇禿斑地蓋度、可食牧草比例、退化指示植被的比例、害鼠危害面積4個指標(biāo)。通過根據(jù)對甘南鼠荒地退化草地30個調(diào)查樣區(qū)數(shù)據(jù)對4個指標(biāo)進(jìn)行了分析,選出分級的主要指標(biāo),并以此指標(biāo)下所調(diào)查到的樣方的相似度制定出不同的退化級別。利用主成分分析法從優(yōu)挑選出最有代表和說明性質(zhì)的幾項作為分級標(biāo)準(zhǔn),確定鼠荒地退化草地分級標(biāo)準(zhǔn),并使其在黑土灘草場退化草地治理中具有較強(qiáng)操作性。

2.2.1 禿斑地蓋度指標(biāo)分析 通過對30個樣區(qū)數(shù)據(jù)以禿斑地蓋度為指標(biāo)的分析,將所有樣區(qū)歸為3類型。結(jié)果如下:第一類：1, 3， 5，6, 8,9,10,11, 17，28,29(蓋度為%：56，52,57,52,59,54,57,55,53,56, 58)；第二類：2, 4，7, 12,13,14,18， 19,20,21,22(蓋度為%：75，76,74,70,69,68,76,73,69,68，70)；第三類：15,16,23,24,25,26,27, 30(蓋度為%： 81,84,86, 85,82,83,82,85)；一類禿斑地蓋度為55.37%,屬于輕度黑土灘草場退化草地;二類禿斑地蓋度為71.64%,屬中度黑土灘草場退化草地;三類禿斑地蓋度為83.5%,屬重度鼠荒地。

2.2.2 可食牧草比例指標(biāo) 以可食牧草比例為指標(biāo)的分析得到3個類群,結(jié)果如下:第一類：1，3，5，10,11, 13,14,17，18，20,19，28(比例為%：36，33,32,35,33,32,31,36,34,34, 33,35)；第二類：2, 4，6, 7, 8, 9, 12, 21,22, 24,25, 26,27, 30(比例為%：28，22,26,25,24,26,24,27,24,26, 28,23,22,25)；第三類：15,16,23, 29(比例為%： 15,11,9, 10)；一類可食牧草比例為33. 37%,屬于輕度黑土灘退化草地;二類可食牧草比例為25%,屬中度黑土灘退化草地;三類可食牧草比例是11.25%,屬重度鼠荒地。

2.2.3 退化指示植物比例指標(biāo) 以退化指示植物的比例為指標(biāo)的分析結(jié)果顯示所有樣方可聚為3個類別,具體結(jié)果如下:第一類： 3，5，10, 14, 16,17，18， 20, 21,22, 26,27,28(比例為%：66，62,64,65,64,67,63,65,63，66,63,61,65)；第二類：1，2, 6, 7, 11, 12,13,23,24,25,29，30(比例為%：77，76,79,76,74,76,74,75,78,74, 76,73)；第三類：4，8, 9, 15, 19(比例為%：88,92,91, 85,86)；一類退化指示植物的比例為64.15%,屬于輕度“黑土灘”退化草地; 二類退化指示植物的比例為75.67%,屬中度“黑土灘”退化草地;三類退化指示植物的比例是88.4%,是重度鼠荒地退化草地。

2.2.4 害鼠危害比例為指標(biāo) 30個樣區(qū)的害鼠危害比例為指標(biāo)的分析結(jié)果顯示所有樣方可聚為3個類別,具體結(jié)果如下:第一類：1， 3，5，10, 11, 12,13, 19，21,22, 26,27,28，29，30(比例為%：28，22,26,25,26,27,24,26,21，23,28,26,22,25,24)；第二類： 2, 6, 7, 9, 14, 15, 17，18， 20(比例為%：39，36,33,35,34,32,38,34,35)；第三類：4，8, 16, 23,24, 25,(比例為%：88,92,91, 85,86)；一類害鼠危害比例為24. 87%,屬于輕度“黑土灘”退化草地;二類害鼠危害比例為35.11%,屬中度“黑土灘”退化草地;三類害鼠危害比例是45.11%,屬重度鼠荒地退化草地。

由各類指標(biāo)的主成分分析結(jié)果可以看出,禿斑地蓋度、可食牧草比例這2個指標(biāo)就足可以解釋草地退化的級別。因此上述2個指標(biāo)可以作為“黑土灘”退化草地分級的主要標(biāo)準(zhǔn)。

2.3 甘南“黑土灘”退化草地的分級及分類

依據(jù)上述分析,禿斑地蓋度和可食牧草比例2個指標(biāo)可以作為“黑土灘”退化草地分級的主要標(biāo)準(zhǔn),依據(jù)分析結(jié)果并參照以往研究資料對各指標(biāo)進(jìn)行量化,結(jié)合上述分類結(jié)果,可得出“黑土灘”退化草地的分類及分級標(biāo)準(zhǔn)(見表1)。

表1 黑土灘退化草地評價指標(biāo)、類型及等級劃分

2.4 甘南黑土灘(鼠荒地)退化草地的治理措施

通過野外調(diào)查和相關(guān)技術(shù)的集成,在“黑土灘”退化草地分類、分級標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上并結(jié)合以往成功的治理經(jīng)驗,將“黑土灘”退化草地的治理歸結(jié)為5種模式和與之相關(guān)的治理措施。Ⅰ．封育自然恢復(fù)；Ⅱ．控鼠(采用人工捕捉高原鼢鼠和生物毒素控制高原鼠兔兩種方法)；Ⅲ．控鼠+圍欄封育自然恢復(fù)+禁牧休牧；Ⅳ控鼠+圍欄封育+人工草地+禁牧休牧；Ⅴ控鼠+圍欄封育+補(bǔ)播(半人工草地)+禁牧休牧。在治理輕度退化草原主要用封育自然恢復(fù)、控鼠、控鼠+圍欄封育自然恢復(fù)+禁牧休牧三種模式；在治理重度鼠荒地、治理中度退化草原主要用控鼠+圍欄封育+人工草地+禁牧休牧和控鼠+圍欄封育+補(bǔ)播(半人工草地)+禁牧休牧兩種模式。

2.4.1 封育自然恢復(fù) 本模式適于坡度在10～ 25°之間的輕度“黑土灘”退化草地和坡度大于25°度的所有類型的“黑土灘”退化草地。這類“黑土灘”退化草地坡度陡,治理難度大,可通過10年以上的長期封育使之逐漸恢復(fù)其植被。

2.4.2 控鼠 采用人工捕捉高原鼢鼠和生物毒素控制高原鼠兔兩種方法。適用于黑土灘草場退化草地劃分為三種類型,即灘地:坡度在0～ 10°之間,緩坡地:坡度在≥ 10～ 25°之間,陡坡地:坡度≥ 25°的黑土灘退化草場。人工捕捉高原鼢鼠主要以平支架(寬35 cm)和斜支架組成三角支架(高65 cm、寬35 cm)、橡皮帶(長25 cm、寬3 cm)、橡皮帶扣棍、扣棍吊繩、觸發(fā)拉線、拉線扣、箭環(huán)(直徑3-4 cm)、鐵箭(箭長55 cm，粗0.4-0.6 cm)、門堵土塊組成。鼢鼠觸動門堵土塊，橡皮帶扣棍失去拉力，扣帶棍上翻，橡皮帶回彈壓下鐵箭下刺，使鐵箭受力刺中鼢鼠背部。生物毒素(C型肉毒梭菌毒素)控制高原鼠兔主要是以洞施或條施殺滅鼠兔和鼢鼠的，C型肉毒梭菌毒素是一種蛋白質(zhì)神經(jīng)麻痹毒素，毒素被機(jī)體吸收后，主要作用于中樞神經(jīng)系統(tǒng)，阻礙神經(jīng)末稍乙酰膽堿的釋放，同時引起膽堿性能神經(jīng)支配區(qū)肌肉和骨胳的麻痹，產(chǎn)生軟癱現(xiàn)象，最后出現(xiàn)呼吸麻搏，導(dǎo)致死亡。全致死量(LD)約250～500 Mu，致死中量為1.71 μL/kg。C型肉毒梭菌毒素的最佳施用濃度是0.1%，平均滅效90%以上。

2.4.3 控鼠+圍欄封育自然恢復(fù)+禁牧休牧 首先進(jìn)行控鼠(采用人工捕捉高原鼢鼠和生物毒素控制高原鼠兔兩種方法)，然后進(jìn)行圍欄，再進(jìn)行禁牧休牧(兩年以上)。適合于黑土灘草場退化草地劃分為三種類型,即灘地:坡度在0～10°之間,緩坡地:坡度在≥ 10～25°之間,陡坡地:坡度≥ 25°的黑土灘退化草場。

2.4.4 控鼠+圍欄封育+人工草地+禁牧休牧 本模式適用于坡度小于10度的重度重度鼠荒地。這類退化草地土壤肥力很差,但地勢相對平坦,適于機(jī)械作業(yè)。此類退化草地,通過機(jī)械作業(yè)種植適宜的甘南當(dāng)家草種老芒麥、甘南垂穗披堿草、垂穗鵝觀草、草地早熟禾、中華羊茅、紫羊茅、高羊茅等草種可使其快速恢復(fù)生產(chǎn)和生態(tài)功能，進(jìn)行人工草地改建后進(jìn)行禁牧休牧兩年以上。

2.4.5 控鼠+圍欄封育+補(bǔ)播(半人工草地)+ 禁牧休牧 本模式適合于坡度小于10度的中、 輕度“黑土灘”退化草地和坡度在10～25°之間的中度和重度鼠荒地。這類退化草地可在不破壞或盡量少破壞原生植被的前提下,選擇適宜的甘南當(dāng)家草種老芒麥、甘南垂穗披堿草、垂穗鵝觀草、草地早熟禾、中華羊茅、紫羊茅、高羊茅等草種,通過機(jī)械耙耱或人工補(bǔ)播措施建立半人工草地。

3 小結(jié)

在甘南黑土灘(鼠荒地)退化草地分類上,依據(jù)地理地形條件以及綜合治理的需要,將重度與極度退化草地即鼠荒地草地劃分為三種類型,即Ⅰ灘地:坡度在0～10°之間;Ⅱ緩坡地:坡度在≥ 10～25°之間;Ⅲ陡坡地:坡度≥ 25°。通過根據(jù)對甘南黑土灘(鼠荒地)退化草地30個調(diào)查樣區(qū)中360個樣方數(shù)據(jù)進(jìn)行了分析研究,優(yōu)選出禿斑地比例和可食牧草比例作為黑土灘(鼠荒地)退化草地分級的主要指標(biāo),將其分為輕度、中度和重度鼠荒地,并提出了相應(yīng)的治理模式。