退化高寒草甸補播施肥后的生長發(fā)育及其生物量季節(jié)變化分析

彭中山

摘 要 為了探究優(yōu)勢種小嵩草、伴生種針茅草甸對退化高寒草甸植被的恢復(fù)效果，對試驗地進行了圍欄封育、施肥和補播小嵩草等，然后對該地區(qū)的小嵩草和針茅的生長發(fā)育情況及生物量動態(tài)變化進行監(jiān)測。結(jié)果表明，采用補播和施肥進行植被恢復(fù)后，各類地上草生長速率、生物量、株高與覆蓋率在5—8月均呈上升趨勢。

關(guān)鍵詞 高寒草甸;補播施肥;生長發(fā)育;生物量季節(jié)動態(tài)

中圖分類號：S812.6 文獻標(biāo)志碼：B DOI：10.19415/j.cnki.1673-890x.2019.15.079

高寒草甸生態(tài)系統(tǒng)作為青藏高原陸地生態(tài)系統(tǒng)的重要類型，是草地畜牧業(yè)賴以生存和發(fā)展的重要載體。生物量決定草地載畜量和草地發(fā)展?jié)摿?，同時生物量的高低也代表著草地的退化程度。近年來，由于過度放牧和氣候變化，高寒草甸植物生態(tài)系統(tǒng)遭到嚴(yán)重破壞，草地地上生物量呈下降趨勢。因此，對高寒草甸生態(tài)系統(tǒng)進行相關(guān)恢復(fù)具有重要意義。在過度放牧和目前生態(tài)環(huán)境惡化的情況下，一些專業(yè)人員對高寒草甸附近的生態(tài)系統(tǒng)進行了相關(guān)檢測，并收集了很多信息數(shù)據(jù)，得出了目前高寒草甸的具體情況和其植物群落的整體特征結(jié)構(gòu)，為高寒草甸恢復(fù)工作打下了堅實基礎(chǔ)[1-3]。

1 材料與方法

1.1 試驗區(qū)概況

試驗地區(qū)位于青海省湟中縣上新莊鎮(zhèn)騸馬臺村，海拔3 580 m，土壤為高寒草甸土，太陽輻射強，年均降水量為550 mm，氣溫偏低。

1.2 關(guān)于高寒草甸的研究方法

1.2.1 試驗設(shè)計

試驗區(qū)為高寒草甸地區(qū)，小嵩草-針茅-雜類草草場型，由于過度放牧、土壤貧瘠以及缺乏肥力而退化，植被稀疏，小嵩草在3 cm左右，針茅2 cm左右，蓋度僅25%左右。該地區(qū)的高寒草甸因為地處嚴(yán)寒地帶，牧草生長期只有90 d左右，而且由于當(dāng)?shù)氐牡刭|(zhì)和氣溫等因素，土壤很不適合草的生長，基本沒有實用價值。為了恢復(fù)原草地的生態(tài)模式，研究人員對該地進行了圍欄封育、施肥和補播小嵩草等措施，使得此地的植被覆蓋率提高，讓此地的生態(tài)環(huán)境得以逐漸恢復(fù)。本試驗于2013年3月用網(wǎng)圍欄封育，當(dāng)年4月松耙補播小嵩草15 kg·hm-2、針茅7.5 kg·hm-2，同時施尿素75 kg·hm-2，2014年4月選擇有代表性的地段進行樣地設(shè)置，并且在該地安排相關(guān)人員對植被生長發(fā)育情況進行定期檢測，并將不同季節(jié)下植被的變化情況及時統(tǒng)計在冊。

1.2.2 相關(guān)高寒草甸具體項目測定

植被生長的時期具體是在4到8月，在這段時間內(nèi)要定期對地上的生物量進行檢測，按照相同的種類進行劃分，測量出每種植被在自然生長期內(nèi)的高度。采取樣條法進行相關(guān)檢測，即對該地區(qū)的草場進行選樣和抽樣的方式檢測，每項測定要重復(fù)3次，防止后期出現(xiàn)數(shù)據(jù)錯誤。

2 結(jié)果與分析

2.1 高寒草甸草地上草類的生長速率變化

在同一時期內(nèi)，不同植被的生長情況是不同的，同一植物在不同的生長期也有著不同的生長速率[4]。

如圖1所示，在不同生長時期內(nèi)，小嵩草和針茅的生長速率變化均為單峰式曲線，生長速率最低出現(xiàn)在5月25日（0.17 g·m-2·d-1、0.14 g·m-2·d-1），6月牧草生長旺盛期生長速率逐漸增大（0.65 g·m-2·d-1、0.59 g·m-2·d-1），7月下旬最高（1.45 g·m-2·d-1、1.35 g·m-2·d-1）。其中很多的植被生物量基本都和小嵩草和針茅的生長速率變化一致，而雜類草的生長速率變化在生長發(fā)育期間呈雙峰式曲線，在6月的時候雜類草的生物量達到第一個高峰期，到生殖生長期（7月）生長速率明顯下降（0.21 g·m-2·d-1），到營養(yǎng)生長期（8月）生長速率明顯增大，此時為第二個高峰期（1.00 g·m-2·d-1）[5]。

2.2 地上生物量的變化

在高寒草甸地區(qū)的小嵩草和針茅種群一般的返青時間是在5月25日左右，在這一時間段內(nèi)，植物體內(nèi)的干物質(zhì)會隨著植被的生長、氣溫的升高以及降水量的影響而增加。如圖2所示，小嵩草和針茅在返青期的地上生物量很低，但是隨著時間的推移，到了6到7月，隨著溫度升高和降水量增多，生物量也隨之增加，頂峰時間為8月下旬。植物群落的生物量其實和小嵩草和針茅的變化是一致的，雜類草的地上生物量從4月下旬到7月下旬的時候處于低迷狀態(tài)，隨著夏季的到來，在5—7月的時候生物量開始回升，直到8月下旬達到最高值[6]。

出現(xiàn)這樣情況的主要原因是雜類草的開花期和結(jié)果期都在6—7月，這一時期的植被生長會影響到干物質(zhì)的積累，而8月是最好的生長時期，干物質(zhì)積累會增多，生物量達到最高。小嵩草和針茅的營養(yǎng)生長期是在7月，并且由于7月的光熱和水分充足，能促使小嵩草和針茅快速生長，所以在8月小嵩草和針茅的生物量達到了最高值。

2.3 季節(jié)內(nèi)植被群含水量統(tǒng)計分析

不同的植被在不同的生長時期含水量有著明顯的變化。如圖3所示，小嵩草和針茅的含水量呈現(xiàn)逐漸遞減的趨勢，在返青期含水量達到最高，分別為55%、57%。主要是因為小嵩草和針茅的植物特性，即其在營養(yǎng)期含水量就較高，在生長時期含水量就會降低，而雜類草的含水量主要是在5月的時候開始變化，5—7月的時候呈上升的趨勢，7月的時候達到頂峰，到8月呈下降趨勢[7]。

2.4 植被覆蓋率和植被高度的變化

在高寒草甸內(nèi)生長的植被群會隨著植被的生長情況發(fā)生變化，一般規(guī)律是生長發(fā)育時期植被覆蓋率和植被高度會增大。

如圖4所示，高寒草甸植被在返青期覆蓋率處于低迷狀態(tài)，為25%，但是從5月下旬到6月下旬開始植被的覆蓋率呈現(xiàn)快速增長的趨勢，植被覆蓋率最高時出現(xiàn)在生物量最高的8月下旬，覆蓋率高達65%。小嵩草、針茅種群株高在植物返青期較低，分別為2.5 cm、2 cm，之后呈上升趨勢[8]。

3 結(jié)論與討論

在一個生長季內(nèi)，特別是水熱條件最好的7—8月，正是小嵩草、針茅抽穗、開花、結(jié)實等重要發(fā)育階段期。作為群落優(yōu)勢種的小嵩草，其生長發(fā)育及生物量增長直接影響到高寒草甸的產(chǎn)草量和生產(chǎn)力。通過采取補播、施肥和圍欄封育，可增加小嵩草、針茅植物群落的地上生物量和干物質(zhì)積累及植物株高，可大幅提高高寒草甸草地的產(chǎn)草量和植被恢復(fù)速度，發(fā)揮青海高寒草甸的生態(tài)效益和經(jīng)濟效益。

參考文獻：

[1] 黨永桂，馬興赟.多年圍欄封育對高寒草甸產(chǎn)草量的影響[J].青海草業(yè)，2018，27（4）：23-25.

[2] 李光泳，姜翠紅，程滔，等.青海湖流域植被物候格局時空動態(tài)變化及其與植被退化的關(guān)系[J].草業(yè)學(xué)報，2016，25（1）：22-32.

[3] 蘇芬，劉寶康，張翠花，等.青海湖流域牧草物候期對氣候變化的響應(yīng)[J].青海草業(yè)，2018，27（4）：12-18.

[4] 陸阿飛，龍明秀，雜多縣退花草地治理及植被高度變化監(jiān)測分析[J].青海草業(yè)，2017，26（2）：2-5，9.

[5] 趙雪雁，萬文玉，王偉軍.近50年氣候變化對青藏高原牧草生產(chǎn)潛力及物候期的影響[J].中國生態(tài)農(nóng)業(yè)學(xué)報，2016，24（4）：532-543.

[6] 周書貴，邵全琴，曹巍.近20年黃土高原土地利用/覆被變化特征分析[J].地球信息科學(xué)學(xué)報，2016，18（2）：190-199.

[7] 李生軍.環(huán)湖地區(qū)圓頭蒿群落與生境格局探究[J].青海草業(yè)，2018，27（3）：12-17.

[8] 劉寶康.氣候變化背景下青海湖流域草地與湖泊時空變化特征研究[D].蘭州：蘭州大學(xué)：2016.

（責(zé)任編輯：趙中正）