天祝抓喜草原不同牦牛放牧強(qiáng)度對(duì)牧草生長(zhǎng)的影響

張慧玲， 高啟賢

(甘肅畜牧工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院，甘肅 武威 733006)

天祝抓喜秀龍草原地處烏鞘嶺—歪巴郎山—代乾山及馬牙雪山之間的金強(qiáng)河谷，及其支流的狹長(zhǎng)地帶，海拔在2 878～3 425 m之間，地勢(shì)比較平坦，草原廣闊，牧草豐富，山水宜人。抓喜秀龍草原屬高寒濕潤(rùn)氣候，糧食作物以青稞為主，經(jīng)濟(jì)作物有油菜籽等。畜牧業(yè)以高山細(xì)毛羊、白牦牛為主，是天祝重點(diǎn)牧區(qū)之一。這里有宋、元時(shí)期的馬營(yíng)口溝大營(yíng)盤(pán)古城和代乾古城遺址，屬縣級(jí)文物保護(hù)單位。抓喜秀龍鄉(xiāng)位于縣城西北38 km處，東北靠安遠(yuǎn)鎮(zhèn)，東連打柴溝、炭山嶺二鎮(zhèn)，西接青海門(mén)源縣，北依哈溪鎮(zhèn)，面積459.2 km2，有農(nóng)牧戶1 087戶，4 588人。其中藏、土、漢、滿、回等少數(shù)民族占64%[1]。

1 材料與方法

1.1 研究區(qū)自然概況

天祝抓喜秀龍草原區(qū)位于甘肅省天祝藏族自治縣西部,E102°29′—102°33′,N37°11′—37°12′之間,地處烏鞘嶺、歪巴郎山、乾山及瑪雅雪山之間的金強(qiáng)河河谷及其支流的狹長(zhǎng)地帶,東北靠安遠(yuǎn)鎮(zhèn),東起打柴溝、炭山嶺二鎮(zhèn),西接青海省門(mén)源縣,北依哈溪鎮(zhèn),面積459.2 km2。境內(nèi)山多,屬高寒干旱氣候。年均降水量400 mm，年平均氣溫-2 ℃。自然條件獨(dú)特,冬季嚴(yán)寒(氣溫-30 ℃),春季風(fēng)大,夏季涼爽,空氣清新透明,日照強(qiáng)度大。草原面積2.31×106m2,植被以旱生耐寒的禾本科叢生草為主,灘地主要有芨芨草、冰草、長(zhǎng)芒草、馬藺、金露梅等,陰坡分布有青海杜鵑、高山柳、報(bào)春花等。境內(nèi)天然草原水平分布差異不明顯,但垂直分布差異較大,海拔不同草原類(lèi)型也不一樣,境內(nèi)瀑布、河流、怪石、原始森林、雪山、冰川均有分布，屬高寒濕潤(rùn)氣候，無(wú)霜期76 d，牧草生長(zhǎng)緩慢[2]。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)與指標(biāo)測(cè)定

牦牛放牧干擾被認(rèn)為是影響高寒草地生態(tài)健康的主要因素之一。目前，國(guó)內(nèi)外關(guān)于牦牛放牧活動(dòng)干擾強(qiáng)度的界定存在一定的局限性與不確定性。綜合前人的研究方法，本研究充分考慮畜群種類(lèi)，家畜的放牧行為及時(shí)間分配模式等因素，依據(jù)牧戶栽培草地地上生物量、牦牛理論采食量、不同畜群規(guī)模及栽培草地面積確定牦牛放牧活動(dòng)強(qiáng)度，設(shè)置放牧強(qiáng)度：輕度活動(dòng)放牧(13羊單位/hm2)，中度活動(dòng)放牧(17.5羊單位/hm2)，重度活動(dòng)放牧(32.5羊單位/hm2)，按照1牦牛=5個(gè)標(biāo)準(zhǔn)羊單位，3個(gè)放牧處理。

1.3 試驗(yàn)動(dòng)物

選擇本地繁育的年齡3.5～4.5歲，身高120～130 cm,體重在170～180 kg之間的雄性牦牛50頭。

1.4 草地及其試驗(yàn)設(shè)計(jì)

租用牧民牧草均勻且地勢(shì)較平坦的草地400 m×400 m，用堅(jiān)固的圍欄圍住，內(nèi)部用圍欄均勻分成長(zhǎng)400 m，寬100 m的試驗(yàn)區(qū)，目的在于盡可能保持試驗(yàn)條件一致性，4個(gè)試驗(yàn)區(qū)如圖1，分別標(biāo)定1區(qū)、2區(qū)、3區(qū)、4區(qū)，并建好牛圈。1區(qū)為禁牧區(qū)，2區(qū)為輕度活動(dòng)放牧試驗(yàn)區(qū)，3區(qū)為中度活動(dòng)放牧試驗(yàn)區(qū)，4區(qū)為重度活動(dòng)放牧試驗(yàn)區(qū)。

圖1 草地及其試驗(yàn)區(qū)設(shè)計(jì)

1.5 采樣區(qū)設(shè)定

在每一放牧強(qiáng)度下的研究樣地中設(shè)定25個(gè)采樣區(qū)，采樣區(qū)設(shè)定依據(jù)田間試驗(yàn)的規(guī)定設(shè)定，具體見(jiàn)圖2。

圖2 采樣區(qū)設(shè)定

2 試驗(yàn)過(guò)程

2.1 試驗(yàn)動(dòng)物分組及試驗(yàn)時(shí)間

將50頭試驗(yàn)動(dòng)物隨機(jī)分成10頭，15頭和25頭3個(gè)試驗(yàn)組。1區(qū)作為空白試驗(yàn)組，禁止放牧；2區(qū)放入10頭牦牛(輕度活動(dòng)放牧試驗(yàn)區(qū))；3區(qū)放入15牦牛(中度活動(dòng)放牧試驗(yàn)區(qū))；4區(qū)放入25頭牦牛(重度活動(dòng)放牧試驗(yàn)區(qū))。試驗(yàn)從2015年5月15日開(kāi)始，2015年9月1日結(jié)束，此時(shí)間短為該草原牧草生長(zhǎng)時(shí)段，以后3年全部禁牧。

2.2 牧草收割與干燥及稱(chēng)重

用鋁合金制成0.5 m×0.5 m采樣方框，在設(shè)定好的采樣點(diǎn)進(jìn)行牧草收割。收割方法是齊地面刈割，所有的草不進(jìn)行分類(lèi)，全部計(jì)入總重量。收割時(shí)間分別在2016年、2017年、2018年的9月1—5日。

3 試驗(yàn)結(jié)果

3.1 不同年份牧草產(chǎn)量

從圖3可以看出，隨著年份增加，1區(qū)呈遞減趨勢(shì),且遞減顯著(P<0.05)；2區(qū)雖然呈遞減趨勢(shì)，但差異性不明顯(P>0.05)；3區(qū)呈遞減趨勢(shì)，不同年份牧草產(chǎn)量減少明顯(P<0.05)；4區(qū)也呈遞減趨勢(shì)，遞減趨勢(shì)也較明顯(P<0.05)?？傮w來(lái)說(shuō)，禁牧區(qū)隨著禁牧?xí)r間的延長(zhǎng)，牧草產(chǎn)量會(huì)逐年下降，也就是說(shuō)草原退化；輕度活動(dòng)放牧試驗(yàn)區(qū)牧草的生長(zhǎng)保持良好的生長(zhǎng)狀態(tài)，反映出輕度活動(dòng)放牧活動(dòng)有利于保持草原的良好生態(tài)環(huán)境；高強(qiáng)度活動(dòng)放牧試驗(yàn)區(qū)牧草的生長(zhǎng)保持良好的生長(zhǎng)狀態(tài)，反映出輕度活動(dòng)放牧活動(dòng)隨著放牧強(qiáng)度的增加牧草產(chǎn)量逐年下降，反映出高強(qiáng)度的放牧對(duì)草原有破壞作用，而且強(qiáng)度越大破壞作用越強(qiáng)。

圖3 各試驗(yàn)區(qū)不同年份的牧草產(chǎn)量

3.2 平均年產(chǎn)量

對(duì)1區(qū)、2區(qū)、3區(qū)、4區(qū)2016，2017，2018年的牧草產(chǎn)量的平均值進(jìn)行統(tǒng)計(jì)計(jì)算，具體情況見(jiàn)圖4。從圖4可看出，試驗(yàn)區(qū)3年平均產(chǎn)量的分布曲線呈現(xiàn)倒“V”字形，這說(shuō)明不放牧草原也會(huì)退化，適當(dāng)強(qiáng)度的放牧能夠促進(jìn)草原牧草的生長(zhǎng)，高強(qiáng)的放牧對(duì)草原有破壞作用，這種現(xiàn)象稱(chēng)之為放牧強(qiáng)度對(duì)草原“雙向退化現(xiàn)象”。

圖4 牧草平均產(chǎn)量

4 結(jié) 論

(1)草原的退化與放牧強(qiáng)度及其密切，禁牧不利于草原牧草的生長(zhǎng)，牧草產(chǎn)量會(huì)逐年下降，也就是說(shuō)草原退化；輕度活動(dòng)放牧牧草會(huì)保持良好的生長(zhǎng)狀態(tài)，有利于保持草原的良好生態(tài)環(huán)境；高強(qiáng)度活動(dòng)放牧對(duì)草原有破壞作用，而且強(qiáng)度越大破壞作用越強(qiáng)。

(2)放牧強(qiáng)度對(duì)草原牧草的生長(zhǎng)呈現(xiàn)“雙向退化現(xiàn)象”。

(3)天祝抓喜秀龍草原牧草生長(zhǎng)緩慢，生態(tài)環(huán)境脆弱，一旦遭到破壞就很難恢復(fù)。所以，為了保護(hù)生態(tài)環(huán)境應(yīng)該在草原內(nèi)輕度放牧。

5 討 論

(1)草原植物群落特征與牧壓強(qiáng)度密切相關(guān),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，過(guò)度放牧被認(rèn)為是導(dǎo)致草地退化的最主要因素[3]。過(guò)度放牧一方面導(dǎo)致土壤緊實(shí)，持水能力減弱，影響土壤腐殖質(zhì)和氮的積累，造成土壤退壤踐踏力度的差異；另一方面過(guò)度放牧使放牧動(dòng)物食物量缺乏，致使動(dòng)物將牧草的生長(zhǎng)點(diǎn)甚至連牧草的根系一起吃掉，對(duì)草原的牧草造成極大的破壞[4]。

(2)草原的肥料主要靠動(dòng)物的糞便提供，沒(méi)有放牧就意味著沒(méi)有肥料的供應(yīng)，得不到營(yíng)養(yǎng)的牧草也會(huì)生長(zhǎng)不良，甚至?xí)劳?；同樣也?huì)引起高寒草的衰退[5]。

(3)牧草的種子主要依靠動(dòng)物的糞便覆蓋或動(dòng)物蹄子的挖土覆蓋才能生根發(fā)芽長(zhǎng)出新的牧草，否則牧草的種子會(huì)被風(fēng)吹走，就不會(huì)有新的牧草生長(zhǎng)，不言而喻草原也會(huì)退化[6]。 (4)草樣地上和地下都創(chuàng)造大量有利于牧草轉(zhuǎn)化和保持土壤良性結(jié)構(gòu)的微生物[7]。土壤微生物主要是細(xì)菌、真菌、放線菌和部分生理功能微生物群等，微生物數(shù)量和活性對(duì)土壤的影響極其重要。土壤微生物在土壤形成、有機(jī)質(zhì)代謝、植物養(yǎng)分轉(zhuǎn)化和污染物降解以及陸地生態(tài)系統(tǒng)元素的生物地球化學(xué)循環(huán)和能量的流動(dòng)代謝中都具有不可替代的作用。動(dòng)物糞便對(duì)微生物起著接種和營(yíng)養(yǎng)作用，沒(méi)有動(dòng)物糞便微生物的數(shù)量和活性都會(huì)大大減少和下降，對(duì)牧草的生長(zhǎng)極其不利，可導(dǎo)致草原牧草的枯萎[8]。

(5)寒草原生態(tài)系統(tǒng)具有十分重要的生態(tài)地位，因其所處環(huán)境嚴(yán)酷、生態(tài)脆弱，在全球變化，特別是在人為干擾等因素的綜合影響下，已呈現(xiàn)出嚴(yán)重的退化態(tài)勢(shì)。