不同放牧方式對(duì)草場(chǎng)放牧壓力的影響研究

羅培 敖敦格日樂(lè) P.Myagmartseren Ts.Bazarkhand E.Altanbold 賽西雅拉圖

摘? 要：以中蒙邊境內(nèi)蒙古那仁寶拉格蘇木和蒙古國(guó)納蘭蘇木牧戶(hù)的綿羊群為例，通過(guò)aLocoh和Kernel Density Estimator法，結(jié)合實(shí)地植物采樣，對(duì)不同放牧方式下綿羊群日運(yùn)動(dòng)軌跡進(jìn)行了對(duì)比研究，結(jié)果表明：定居放牧方式下綿羊群對(duì)草場(chǎng)的采食壓力較大，不利于草場(chǎng)的自我修復(fù)，草場(chǎng)生產(chǎn)力下降幾率高于游牧方式;定居放牧方式下綿羊群對(duì)活動(dòng)草場(chǎng)的踩踏壓力值高，草原生態(tài)退化的風(fēng)險(xiǎn)幾率高于游牧方式;不同的放牧方式可能導(dǎo)致草原生產(chǎn)力的降低和草原生態(tài)系統(tǒng)的破壞。

關(guān)鍵詞：放牧方式;羊群日運(yùn)動(dòng)軌跡;草原生態(tài);中蒙對(duì)比研究

中圖分類(lèi)號(hào) S812 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A ? 文章編號(hào) 1007-7731（2018）23-0102-04

Abstract：The article takes the sheep flock of Narenbaolago Sumu in Inner Mongolia and Nalan Sumu in Mongolia as an example. The methods of aLocoh and Kernel Density Estimator combined with field plant sampling were used to compare the trajectories of the flocks in different grazing patterns. The conclusions are as follows： First， under the pattern of Settled grazing， the flocks have a greater pressure on the grassland， which is not conducive to the self-repair of the pasture， and the probability of decline in grassland productivity is higher than that of nomadic pattern; Second， the risk of stepping on the grassland is high under the method of colonization and rotation， and the risk of grassland ecological degradation probability is higher than the nomadic way; Finally， Different grazing patterns may lead to a decline in grassland productivity and destruction of grassland ecosystems.

Key words：Grazing patterns;Flock daily movement track;grassland ecology;Comparative study of China and Mongo

蒙古高原草原是蒙古族等游牧民族祖祖輩輩賴(lài)以生存的壞境，也是我國(guó)冬季風(fēng)的主要來(lái)源地，其自然壞境極其脆弱，破壞后難以修復(fù)[1]。當(dāng)前，放牧干擾是蒙古高原草原最主要的利用方式，不當(dāng)?shù)姆拍练绞綍?huì)引起草原放牧草場(chǎng)放牧壓力的增加，導(dǎo)致草場(chǎng)生產(chǎn)力退化和生態(tài)環(huán)境破壞[2]，甚至導(dǎo)致沙塵暴等具有強(qiáng)烈破壞力的自然災(zāi)害頻發(fā)[3]。關(guān)于放牧方式與草場(chǎng)放牧壓力的關(guān)系，國(guó)內(nèi)外已有大量研究，但大部分學(xué)者[4-6]都是從人的視角，即不同的放牧方式、放牧強(qiáng)度等角度分析草場(chǎng)生態(tài)系統(tǒng)變化;也有學(xué)者[2，7]試圖從放牧家畜的視角闡釋家畜與草場(chǎng)生態(tài)之間的關(guān)系，但都未能詳盡描述，且以家畜為核心討論放牧方式與草場(chǎng)生態(tài)的論文極其有限。為此，本文試圖從綿羊群的日運(yùn)動(dòng)軌跡視角出發(fā)，通過(guò)3S技術(shù)和草地植物樣方數(shù)據(jù)分析，闡釋中蒙兩國(guó)不同放牧方式下綿羊群對(duì)草場(chǎng)放牧壓力的具體表現(xiàn)，以期為牧戶(hù)合理規(guī)劃綿羊群放牧路線(xiàn)和利用草場(chǎng)提供理論指導(dǎo)，最終促進(jìn)蒙古高原“人—草—畜”系統(tǒng)的穩(wěn)定。

1 材料與方法

1.1 材料和樣地 2個(gè)蘇木地處（43°04′～44°47′N(xiāo)，113°27′～114°11′E），其中那仁寶拉格蘇木（以下簡(jiǎn)稱(chēng)那仁蘇木）位于內(nèi)蒙古自治區(qū)錫林郭勒盟阿巴嘎旗西北，納蘭蘇木位于蒙古國(guó)蘇赫巴托省南部，2個(gè)蘇木以長(zhǎng)約75km的邊境線(xiàn)接壤。氣候均為溫帶半干旱性大陸氣候，年降水量250mm左右，降雨主要集中在6—8月份;全年最高溫度40℃，最低溫度-42℃，年平均氣溫0.7℃;地形為南高北低，呈波狀起伏的波狀高平原，局部低山丘陵交錯(cuò)相間;土壤主要為栗鈣土;自20世紀(jì)90年代以來(lái)，那仁蘇木主要放牧方式為定居兩季輪牧，納蘭蘇木為限定區(qū)域（以蘇木為單位）四季游牧，當(dāng)出現(xiàn)災(zāi)害時(shí)，納蘭蘇木仍有走“敖特爾”（游牧文化的特色，即當(dāng)年牧民放牧區(qū)域內(nèi)草場(chǎng)受災(zāi)無(wú)法放牧，牧戶(hù)去附近尋找沒(méi)有受災(zāi)的牧戶(hù)草場(chǎng)進(jìn)行借草場(chǎng)放牧，或別的區(qū)域牧戶(hù)受災(zāi)，本草場(chǎng)接受受災(zāi)牧戶(hù)放牧）現(xiàn)象。此外，為保證實(shí)驗(yàn)的科學(xué)性，所選2個(gè)牧戶(hù)放牧羊群總數(shù)，大小羊總數(shù)基本一致。

1.2 GPS信息收集法 2016年6月末至7月初，在內(nèi)蒙古選取那仁蘇木牧戶(hù)家（以下簡(jiǎn)稱(chēng)牧戶(hù)A）綿羊群，通過(guò)掛載GPS記錄綿羊群1天的活動(dòng)，蒙古選取納蘭蘇木牧戶(hù)家（以下簡(jiǎn)稱(chēng)牧戶(hù)B）綿羊群.晚上活動(dòng)綿羊回到休息處時(shí)，取下GPS并將獲得的數(shù)據(jù)進(jìn)行備份保存。其中GPS數(shù)據(jù)包括日期，時(shí)間，移動(dòng)距離，移動(dòng)速度，地理位置信息。此外，為了探明牲畜的采食與踐踏作用和環(huán)境適應(yīng)特征，GPS設(shè)備的時(shí)間分辨率可設(shè)定為每10s定位1次。

1.3 aLocoh和Kernel Density Estimator處理工具 “aLocoh”是一種分析動(dòng)物活動(dòng)軌跡范圍的ArcGis工具插件。該工具可以利用GPS數(shù)據(jù)，通過(guò)每個(gè)位置產(chǎn)生的時(shí)間信息，生成空間使用模型，從而生成牲畜活動(dòng)范圍;“Kernel Density Estimator”（KDE）是用于計(jì)算動(dòng)物利用草場(chǎng)范圍的ArcGis工具插件。該工具可以利用GPS數(shù)據(jù)，從而獲得牲畜常用草原范圍。

1.4 植被樣方數(shù)據(jù) 對(duì)研究區(qū)綿羊群活動(dòng)草場(chǎng)，進(jìn)行1m×1m的植被樣方采集，記錄每個(gè)樣方的植物種類(lèi)，植物的高度，多度，蓋度和生物量。所有樣方都記錄GPS定位數(shù)據(jù)，生境和樣方周?chē)梢?jiàn)植物。本次共采得樣方中蒙兩國(guó)各9個(gè)，共18個(gè)。

1.5 數(shù)據(jù)處理和分析工具 數(shù)據(jù)的匯總、校對(duì)和初步分析采用Windows版EXCEL 2016完成，相關(guān)數(shù)據(jù)分析采用Windows版IBM SPSS Statistic 22和ArcMap 10.5共同完成。

2 結(jié)果與分析

2.1 植物樣方種群特征 植物平均重要值由（植物平均高度+植物平均蓋度+植物平均頻度）×100/3計(jì)算得出。通過(guò)剔除頻度小于10%的物種后，2個(gè)牧戶(hù)草場(chǎng)樣地植物樣方總表如表1所示。其中，牧戶(hù)B家草場(chǎng)樣地樣方中，主要植物科類(lèi)為禾本科（Gramineae）、藜科（Chenopodiaceae）、百合科（liliaceae）和莎草科（Eriophorum），占比為30.49%、16.04%、13.5%和13.30%。優(yōu)勢(shì)種為寸苔草（Carex duriuscula C）、大針茅（Stipa grandis）、克氏針茅（Stipa krylovii）、銀灰旋花（Convolvulus ammannii Desr）和羊草（Leymus chinensis），占比為12.30%、10.36%、7.8%、7.01%和6.78%。樣地中一年植物、半灌木植物和多年生植物占比分別為13.35%、14.56%和72.10%;牧戶(hù)A家草場(chǎng)樣地樣方中，主要植物科類(lèi)為禾本科、菊科（Asteraceae）、藜科和薔薇科（Rosaceae），占比為22.81%、19.80%、16.88%和10.02%。優(yōu)勢(shì)種為櫛葉蒿（Neopallasia pectinata）、尖頭葉藜（Chenopodium acuminatum）、寸苔草、星毛委陵菜（Potentilla acaulis L.）和鶴虱（Lappula myosotis V.），占比為13.23%、9.81%、8.50%、8.22%和8.04%。樣地中一年植物、半灌木植物和多年生植物占比分別為37.12%、6.44%和56.44%。2個(gè)牧戶(hù)草場(chǎng)樣方的植物種類(lèi)結(jié)構(gòu)差異顯著。

2.2 中蒙綿羊群活動(dòng)時(shí)間比例 從圖1可知，牧戶(hù)A家綿羊群的食草時(shí)間和走動(dòng)時(shí)間分別為3.08h和10.67h，占總走動(dòng)時(shí)間的比例為22%和78%;牧戶(hù)B家的綿羊群的食草時(shí)間和走動(dòng)時(shí)間分別為4.12h和6.94h，占比為37%和63%。2個(gè)牧戶(hù)家綿羊群活動(dòng)時(shí)間占比差異達(dá)到15個(gè)百分點(diǎn)，具有較明顯的活動(dòng)差異。

2.3 中蒙綿羊群移動(dòng)速度 將GPS記錄的綿羊群活動(dòng)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析后得知，牧戶(hù)A家綿羊群的平均移動(dòng)速度為（0.76±0.16）km/h;牧戶(hù)B家綿羊群的平均移動(dòng)速度為（1.24±0.14）km/h，詳見(jiàn)表2。2個(gè)牧戶(hù)家綿羊群的平均移動(dòng)速度差異幅度為0.18～0.78km/h，移動(dòng)速度差異較顯著。

2.4 中蒙綿羊群移動(dòng)周長(zhǎng) 2個(gè)牧戶(hù)家綿羊群的平均移動(dòng)周長(zhǎng)分別為，牧戶(hù)A家（10.12±2.3）km，牧戶(hù)B家為（13.29±0.35）km，詳見(jiàn)圖2和表3。牧戶(hù)B和B家綿羊群活動(dòng)周長(zhǎng)差異幅度為0.52～5.8km，存在一定差距，但差異不明顯。

2.5 中蒙綿羊群活動(dòng)面積 結(jié)合圖3和表4可知，50%aLocoh活動(dòng)面積下，牧戶(hù)A家綿羊群活動(dòng)面積為（4527.87±67.89）m2，牧戶(hù)B家綿羊群活動(dòng)面積為（24737±169.60）m2;90%aLocoh活動(dòng)面積下，牧戶(hù)A家綿羊群活動(dòng)面積為（70183±293.32）m2，牧戶(hù)B家綿羊群活動(dòng)面積為（164455±459.01）m2。2種算法下，牧戶(hù)A家綿羊群的活動(dòng)面積均顯著低于牧戶(hù)B家的綿羊群。

2.6 中蒙綿羊群草地重訪頻度 通過(guò)對(duì)GPS所獲取的經(jīng)緯度和高程信息進(jìn)行匯總分析，對(duì)GPS點(diǎn)位置出現(xiàn)頻度≥20次篩選，發(fā)現(xiàn)牧戶(hù)A家和牧戶(hù)B家綿羊群均只出現(xiàn)1次，差異不明顯;當(dāng)GPS點(diǎn)位置出現(xiàn)頻度≥10次時(shí)，發(fā)現(xiàn)2個(gè)蘇木牧戶(hù)活動(dòng)綿羊群重返頻度出現(xiàn)差異。其中牧戶(hù)A家綿羊群出現(xiàn)次數(shù)為26次，牧戶(hù)B家綿羊群為9次;最后對(duì)頻度≥5次篩選時(shí)，牧戶(hù)A家綿羊群出現(xiàn)次數(shù)為167次，牧戶(hù)B家綿羊群出現(xiàn)次數(shù)為35次，詳見(jiàn)圖3?？梢?jiàn)，牧戶(hù)A家牧戶(hù)綿羊群的活動(dòng)重訪頻度顯著高于牧戶(hù)B家。

3 結(jié)論與討論

3.1 不同放牧方式下綿羊群對(duì)草場(chǎng)采食的壓力 那仁蘇木牧戶(hù)A家采用的放牧方式為定居輪牧，即在固定的草原面積下進(jìn)行季節(jié)性放牧，納蘭蘇木牧戶(hù)B家采用的是限定區(qū)域（以蘇木為單位）游牧。在2種不同放牧方式下，通過(guò)活動(dòng)綿羊群的50% Locoh 和90% Locoh算法，牧戶(hù)A家的綿羊群活動(dòng)面積顯著低于牧戶(hù)B家綿羊群活動(dòng)面積，可見(jiàn)牧戶(hù)A的放牧強(qiáng)度要高于牧戶(hù)B。此外，牧戶(hù)A家草場(chǎng)內(nèi)可利用資源即適口性相對(duì)好的植物，如寸苔草，冷蒿（Artemisia frigida）和羊草等占比低于牧戶(hù)B家，可見(jiàn)，綿羊群對(duì)牧戶(hù)A家草場(chǎng)采食壓力要顯著大于牧戶(hù)B。其次，定居輪牧放牧方式下，A牧戶(hù)家綿羊群對(duì)限定草場(chǎng)利用時(shí)間為3個(gè)月，超過(guò)游牧方式下B牧戶(hù)1個(gè)月的放牧?xí)r長(zhǎng)，而任繼周等[8]學(xué)者認(rèn)為草場(chǎng)放牧后修整一至兩周，能讓草原生產(chǎn)力達(dá)到最高水準(zhǔn)，即草原牧草補(bǔ)償機(jī)制理論。綜上可見(jiàn)，與牧戶(hù)B相比，牧戶(hù)A家定居輪牧方式下綿羊群對(duì)草場(chǎng)的采食壓力較大，草場(chǎng)的自我修復(fù)能力減弱，容易導(dǎo)致放牧草場(chǎng)生產(chǎn)力下降。

3.2 不同放牧方式下綿羊群對(duì)草場(chǎng)的踩踏壓力 海山等[7]認(rèn)為游牧文化中，牧民每天放牧的回歸路線(xiàn)都盡量避免相同，在相同草場(chǎng)得停留時(shí)間不超過(guò)兩周，體現(xiàn)了牧民規(guī)避蹄災(zāi)，防止牲畜過(guò)度踩踏破壞草原生態(tài)智慧。侯扶江等[8]認(rèn)為家畜對(duì)草場(chǎng)的踐踏強(qiáng)度與牲畜的放牧行為（如行走，奔跑和站立等）、不同行為的持續(xù)時(shí)間、家畜體重、踐踏面積和坡度等因素相關(guān)，故而提出面積表示法，頻度表示法和重力表示法3種方法測(cè)算家畜地草場(chǎng)的踐踏強(qiáng)度?？梢?jiàn)，踩踏壓力與草原生態(tài)緊密相關(guān)。通過(guò)數(shù)據(jù)分析結(jié)果發(fā)現(xiàn)，在2個(gè)牧戶(hù)家草場(chǎng)可利用資源差異下，活動(dòng)綿羊群對(duì)草場(chǎng)的踩踏壓力主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：（1）牧戶(hù)A家綿羊群的采食、走動(dòng)時(shí)間比例與牧戶(hù)B家綿羊群存在顯著差異。其中，牧戶(hù)A家綿羊群因網(wǎng)圍欄導(dǎo)致活動(dòng)區(qū)域的面積受限制，活動(dòng)覓食而走動(dòng)的時(shí)間高于牧戶(hù)B家綿羊群，導(dǎo)致綿羊群對(duì)草場(chǎng)的踩踏幾率升高;（2），在網(wǎng)圍欄對(duì)活動(dòng)區(qū)域的限定下，牧戶(hù)A家綿羊群活動(dòng)的速度慢于牧戶(hù)B家綿羊群，活動(dòng)羊群不停地在有限的草場(chǎng)資源下尋找食物導(dǎo)致2個(gè)牧戶(hù)家羊群最終活動(dòng)的周長(zhǎng)接近，使得牧戶(hù)B家綿羊群對(duì)草場(chǎng)的踩踏壓力要高于牧戶(hù)B家綿羊群;（3）GPS點(diǎn)重復(fù)的頻度分析，即綿羊群對(duì)某點(diǎn)的重返頻度。發(fā)現(xiàn)牧戶(hù)A家綿羊群的重返頻度（重返次數(shù)≥5次）的幾率要顯著高于牧戶(hù)B家綿羊群，綿羊群反復(fù)踩踏和采食同一地點(diǎn)，容易引起該處的草場(chǎng)退化。綜上可見(jiàn)，牧戶(hù)A家綿羊群對(duì)活動(dòng)草場(chǎng)的踩踏壓力值要高于牧戶(hù)B家綿羊群，那仁蘇木牧戶(hù)A家綿羊群草原生態(tài)退化的風(fēng)險(xiǎn)幾率顯著高于納蘭蘇木牧戶(hù)B家。

4 結(jié)論

通過(guò)中蒙兩國(guó)不同放牧方式下，2個(gè)蘇木牧戶(hù)家綿羊群日活動(dòng)軌跡的對(duì)比研究，結(jié)果表明：處于定居輪牧方式下綿羊群對(duì)放牧草場(chǎng)的采食壓力較大，不利于草場(chǎng)的自我修復(fù)，草場(chǎng)生產(chǎn)力下降幾率高于游牧方式;處在定居輪牧方式下綿羊群對(duì)放牧草場(chǎng)的踩踏壓力值高，草原生態(tài)退化的風(fēng)險(xiǎn)幾率高于游牧方式。不同的放牧方式可能導(dǎo)致草原生產(chǎn)力的降低和草原生態(tài)系統(tǒng)的破壞。

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（責(zé)編：張宏民）