不同放牧強(qiáng)度對(duì)草地植被群落特征的影響

殷桂濤，董婉珍（.新疆兵團(tuán)第七師農(nóng)科所，新疆　奎屯83300；.新疆兵團(tuán)錦棉種業(yè)有限公司，新疆　奎屯83300）

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不同放牧強(qiáng)度對(duì)草地植被群落特征的影響

殷桂濤1，董婉珍2
（1.新疆兵團(tuán)第七師農(nóng)科所，新疆奎屯833200；2.新疆兵團(tuán)錦棉種業(yè)有限公司，新疆奎屯833200）

摘要：通過在塔城市北山鐵列克提春秋牧場設(shè)置的輕度放牧(BA1)、中度放牧(BA2)、重度放牧(BA3)和對(duì)照四個(gè)水平放牧的測定,對(duì)不同放牧強(qiáng)度下草地植被的蓋度、高度、密度以及生物量的變化進(jìn)行了研究。結(jié)果表明:草地植被群落的主要優(yōu)勢種是草原苔草、千葉蓍、三葉草、早熟禾；不同放牧強(qiáng)度對(duì)植物群落具有一定的影響，其中草地植被群落蓋度、密度和地上生物量隨著放牧強(qiáng)度的增強(qiáng)均呈現(xiàn)下降趨勢。

關(guān)鍵詞：放牧強(qiáng)度；植被群落；群落特征

10.16863/j.cnki.1003-6377.2016.01.011

天然草地是人類賴以生存的重要環(huán)境條件和生產(chǎn)的物質(zhì)基礎(chǔ),是全國最大的可更新資源,是形成生物多樣性的重要組成部分，對(duì)人類社會(huì)持續(xù)發(fā)展具有非常重要的作用[1]。天然草地中，放牧是目前草地利用上最經(jīng)濟(jì)的方式，但不適宜的放牧強(qiáng)度致使草原植被、土壤遭受不同程度的破壞。許多研究證明,草原植物群落的特征與牧壓強(qiáng)度密切相關(guān)[2]，其中過度放牧是導(dǎo)致草地退化的最主要原因[3～ 10]，從而影響到畜牧業(yè)的持續(xù)發(fā)展。因此，最適宜放牧強(qiáng)度的確定，不僅依賴于家畜采食行為，還取決于草地植被特征[11]。目前，雖然關(guān)于放牧對(duì)草地植被的影響已有許多報(bào)道，但在塔城市天然草地上，采取小區(qū)控制放牧實(shí)驗(yàn)研究定量放牧強(qiáng)度下植被特征的變化還未見到。本研究試圖通過野外調(diào)查的方法，采用小區(qū)控制放牧試驗(yàn)，研究新疆褐牛在不同放牧強(qiáng)度下對(duì)草地植物群落特征的影響，為確定適宜放牧強(qiáng)度、合理利用草地資源提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)和理論依據(jù)。

1　材料與方法

1.1研究區(qū)概況

研究地點(diǎn)設(shè)在塔城市窩依加依勞牧場北山的鐵列克提春秋場，距市區(qū)47 km，地處E83。10'～83。08'，N47。00'～46。59'，海拔（1 078～1 098）m，山地梁坡平緩，呈縱橫條狀，屬于半干旱氣候，年降水量（280～350）mm，多集中于4-6月，年平均溫度5.9℃，無霜期為126 d左右，土壤為淡栗鈣土，植被類型為草原苔草+雜類草的溫性草原，主要植被種類有草原苔草Carex liparocarpos、千葉蓍(Achilleamillefoliu)、三葉草（Trifolium pratense）、早熟禾(Poa annua)，草原委陵菜(Potentilla desertorum)，同時(shí)伴生有草原委陵菜(Potentilla desertorum)、草原糙蘇Phlomis pratens及多種雜類草。

1.2研究方法

1.2.1野外測定

根據(jù)草地利用狀況，將試驗(yàn)設(shè)置3個(gè)放牧壓處理，即輕度放牧（BA1）、中度放牧（BA2）、重度放牧（BA3）及對(duì)照（不放牧），輕度3頭牛/區(qū)，草地利用率30%、中度5頭牛/區(qū)，草地利用率50%和重度7頭牛/區(qū)，草地利用率70%；設(shè)置平行固定樣地，每個(gè)牧壓重復(fù)3次，共計(jì)10個(gè)小區(qū)，每個(gè)小區(qū)面積8 hm2（圖1）。

實(shí)驗(yàn)測定開始于2014年7月，每隔30 d測定一次，每個(gè)小區(qū)按照縱向相隔100 m，橫向相隔50 m設(shè)置樣方1mX1m6個(gè)，記錄樣方中植物種類（含毒害草）、蓋度、高度、密度及生物量等，齊地面剪割，稱其鮮重，風(fēng)干稱其干重。

草地植物群落測定方法：

（1）植物種類：記錄樣方內(nèi)出現(xiàn)的所有植物名稱；

（2）高度：在樣方內(nèi)隨機(jī)選取每種植物各5～10株（不足5株者全部測定），測定植株生殖枝及營養(yǎng)枝的自然高度，計(jì)算每種植物的平均高度；

（3）蓋度：針刺法；

（4）密度：計(jì)數(shù)樣方內(nèi)種的植株數(shù)。當(dāng)植株體出現(xiàn)在樣方的邊界上，一般只有植物的根部在樣方里邊才被計(jì)數(shù)；

（5）地上生物量：草本分種齊地面剪割，分種稱重。

圖1　試驗(yàn)放牧區(qū)布局圖

1.2.2數(shù)據(jù)處理與分析

（1）重要值計(jì)算：計(jì)算試驗(yàn)區(qū)內(nèi)植物的主要優(yōu)勢種。

（2）數(shù)據(jù)采用Excel2007及SPSS11.0相關(guān)統(tǒng)計(jì)分析軟件進(jìn)行分析與圖表制作。

1.3技術(shù)路線（見圖2）

圖2　技術(shù)路線圖

2　結(jié)果分析

2.1不同放牧強(qiáng)度對(duì)群落蓋度的影響

圖3　草地植被蓋度變化

蓋度是指植物地上部分垂直投影的面積占地面的比率，又稱為投影蓋度，是衡量群落功能的重要指標(biāo)。從圖3可以看出，從7月到10月長時(shí)間的放牧中，隨放牧?xí)r間的延長，蓋度由20.70%降低至18.28%，整體上呈現(xiàn)下降趨勢，但下降趨勢不是很大。

表1　不同放牧強(qiáng)度對(duì)草地植被蓋度的影響

從表1的方差分析中可以看出，7月進(jìn)場前輕度、中度、重度及對(duì)照植被差異不顯著，8月植被蓋度隨著放牧強(qiáng)度的增強(qiáng)無顯著差異，10月份輕度放牧和中度放牧與對(duì)照相比差異顯著，重度放牧與對(duì)照之間植被蓋度差異不顯著(P＞0.05），可能是由于在重度放牧下不食草及適口性差的草類增多，致使蓋度增大的原因。從7月到10月可以看出，隨放牧?xí)r間的延長，輕度與中度放牧，蓋度差異顯著，重度放牧植被蓋度與對(duì)照相比差異不顯著(P＞0.05）。

2.2不同放牧強(qiáng)度對(duì)草地植被密度的影響

圖4　草地植被密度變化

密度是單位面積內(nèi)植被個(gè)數(shù)。圖4表示的是不同季節(jié)不同放牧強(qiáng)度對(duì)草地植被密度的影響。從中可以看出，7月進(jìn)場前植被密度BA1是96株/m2，BA2是86株/m2，BA3是81株/m2，放牧一個(gè)月后8月植被密度BA1是47株/m2，BA2是44株/m2，BA3是30株/m2，相比7月，各放牧梯度呈現(xiàn)下降趨勢，隨放牧?xí)r間的延長至10月，植被密度呈現(xiàn)上升趨勢，可能是由于主要優(yōu)勢種植物減少，雜類草增多的緣故。從整體上看，7月到10月，隨放牧強(qiáng)度增大與對(duì)照相比植被密度呈現(xiàn)下降趨勢。

表2　不同放牧強(qiáng)度對(duì)草地植被密度的影響

從中可以看出，隨著放牧強(qiáng)度的增強(qiáng)7月份與10月份無顯著差異，8月份除中度放牧與對(duì)照間無顯著差異外，輕度與中度及重度放牧之間存在顯著性差異(P＜0.05）。這可能是由于在野外測定過程中，對(duì)植物種類的株數(shù)認(rèn)識(shí)不一致，尤其是對(duì)優(yōu)勢種苔草及三葉草的測定標(biāo)準(zhǔn)不一致是導(dǎo)致密度存在著不明顯差異的原因。

2.3不同放牧強(qiáng)度對(duì)草地植被地上生物量的影響

圖5　草地植被地上生物量的變化

圖5表示從7月至10月放牧地植被的地上生物量。從中可以看出，7月植被地上生物量總體差異不大，8月份植被生物量隨著放牧強(qiáng)度增強(qiáng)與對(duì)照相比逐漸下降，植被地上生物量BA1達(dá)到75.34 g/m2，BA2達(dá)到27.74 g/m2，BA3達(dá)到19.96 g/m2，10月植被地上生物量與對(duì)照相比,BA1是對(duì)照的0.92倍，BA2是對(duì)照的0.91倍，BA2是對(duì)照的0.96倍，有增加的趨勢，這可能是因?yàn)樵?0月放牧過程中，采樣放牧?xí)r間過短，采樣不均勻所致.總的來看，植被地上生物量隨放牧?xí)r間的延長與對(duì)照相比均呈現(xiàn)下降趨勢。

表3　不同放牧強(qiáng)度對(duì)草地植被生物量的影響

從表3看出，7、8月份植被生物量隨著放牧強(qiáng)度增大無顯著差異，10月份各放牧梯度間無顯著差異，但與對(duì)照均有極顯著差異(P＜0.01）；各放牧梯度隨著放牧?xí)r間的增長在7月份與8月份間均無顯著差異，但與10月份間都有極顯著差異(P＜0.01）。

3　討　論

隨放牧?xí)r間的延長，植被群落蓋度呈現(xiàn)下降趨勢；隨放牧強(qiáng)度的增大,草地植被蓋度逐漸減小。依次為BA1（20.70%）>對(duì)照（20%）> BA2（19.52%）> BA3（18.28%）。

隨放牧?xí)r間的延長，植被群落密度先下降后呈現(xiàn)上升趨勢；隨放牧強(qiáng)度的增大，草地植被密度逐漸降低。依次為BA1（68.55株/m2）>對(duì)照（66.10株/m2）> BA2（63.69株/m2）> BA3（58.33株/m2）。

隨放牧?xí)r間的延長，草地植物地上生物量呈現(xiàn)明顯下降趨勢；隨著放牧強(qiáng)度的增大，草地植被生物量逐漸減少。依次為BA1（53.19 g/m2）>對(duì)照（38.05 g/m2）> BA2（33.07 g/m2）> BA3（28.64 g/m2）。

總之，放牧是自然生態(tài)系統(tǒng)中主要的干擾源之一,其中放牧采食與踐踏、排泄物是家畜作用于草地的三個(gè)重要途徑,其生態(tài)作用因放牧壓力的強(qiáng)度而異[12～13]。草地植物群落特征與牧壓強(qiáng)度、放牧?xí)r間密切相關(guān)。研究通過新疆褐牛小區(qū)放牧控制試驗(yàn)，結(jié)果表明在放牧條件下,草地植被群落的蓋度、密度和地上生物量隨放牧?xí)r間的延長及放牧強(qiáng)度的增大均呈現(xiàn)下降趨勢。因試驗(yàn)測定數(shù)據(jù)僅為部分放牧季節(jié)（7月、8月、10月）,放牧?xí)r間過短，缺少對(duì)整個(gè)放牧季節(jié)家畜的全面了解，導(dǎo)致有些數(shù)據(jù)并沒有出現(xiàn)顯著性的差異，因此為了尋求最適宜的放牧強(qiáng)度，全面了解草地現(xiàn)存量與放牧強(qiáng)度動(dòng)態(tài)關(guān)系需經(jīng)多個(gè)放牧季重復(fù)觀測,方可完善。

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Effect of Different Grazing Intensity against the Features of Grassland Vegetation Community

YIN Gui-tao1,DONG Wan-zhen2

Abstract:The paper studies the changes of coverage,height,density and biomasse of grassland vegetation under different levels of grazing intensity by measuring the four levels of grazing,that is,light grazing(BA1), medium grazing (BA2),heavy grazing (BA3)and comparison in Chunqiu Meadow of Beishan Tieliekti.It is found that the main dominant species of grassland vegetation community is grassland sedge,chiba yarrow, clover and kentucky bluegrass, and different levels of grazing intensity can bring certain effects to phytocoenosium,especially,the coverage,density and biomasse of grassland vegetation tends to decrease as the grazing intensity is increasing.

Key words:grazing intensity;vegetation community;community features

收稿日期：2015-12-11，修回日期：2015-12-17

作者簡介：殷桂濤（1969-），女，從事草地生態(tài)資源監(jiān)測、草地保護(hù)、優(yōu)良牧草品比試驗(yàn)及新技術(shù)推廣工作。

基金項(xiàng)目：“十二五”農(nóng)村領(lǐng)域國家科技計(jì)劃項(xiàng)目“新疆荒漠干旱綠洲草原區(qū)生產(chǎn)生態(tài)生活保障技術(shù)集成與示范（2012BAD13B03)；新疆牧區(qū)商品牛羊雜交模式的建立與草原生態(tài)保護(hù)利用技術(shù)推廣示范；新疆草原牧區(qū)生態(tài)保護(hù)利用與牧民定居區(qū)飼草料保障技術(shù)研究與示范。

中圖分類號(hào)：S812.8

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1003-6377（2016）01-0045-06