新疆伊犁河谷天然牧草生產(chǎn)力及載畜能力變化分析

李 靜 ， 李 濤 ， 劉建明 ， 范天文 ， 李建偉 ， 楊光維

（1.伊犁師范大學(xué)，新疆伊寧 835000；2.伊犁州畜牧科學(xué)研究所，新疆伊寧 835000；3.伊犁州草原工作站，新疆伊寧 835000）

草地是陸地生態(tài)系統(tǒng)的主體，具有碳匯、涵養(yǎng)水源、水土保持、防風(fēng)固沙、生態(tài)旅游等重要生態(tài)作用，同時(shí)也是畜牧業(yè)可持續(xù)發(fā)展重要的自然資源（沈海花等，2016；Holmes 等，2010；Barnes 等，1995）。牧草作為家畜的基本生產(chǎn)資料，在畜牧業(yè)可持續(xù)發(fā)展中起著舉足輕重的作用（張春林等，2019；辛玉春，2011）。伊犁河谷草地分布廣闊，生態(tài)群落豐富，草地種類繁多，形成了該地區(qū)牧草營(yíng)養(yǎng)高、適口性好的特點(diǎn)，是優(yōu)良的放牧地所在，更是天然草地的價(jià)值所在（于磊等，2009；北京農(nóng)業(yè)大學(xué)，1985）。

草地的產(chǎn)草量決定著載畜量的多少， 因此對(duì)不同地區(qū)、 不同月份的牧草產(chǎn)量以及載畜能力進(jìn)行研究有著重要意義， 有助于本地區(qū)草地合理利用，充分發(fā)揮牧草在畜牧業(yè)發(fā)展中的價(jià)值。本研究以伊犁河谷不同地區(qū)、不同草地類型為研究對(duì)象，通過(guò)對(duì)近幾年天然草地生產(chǎn)力、植被蓋度、載畜能力等指標(biāo)進(jìn)行分析， 旨在科學(xué)評(píng)價(jià)目前伊犁河谷天然草地資源現(xiàn)狀， 為更好保護(hù)和合理利用該地區(qū)草地資源提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 牧草的采集 牧草采集地點(diǎn)為伊犁河谷天然草地的不同類型， 采集時(shí)間為2015—2019 年7 ~ 8 月天然牧草生產(chǎn)力高峰期，采樣時(shí)隨機(jī)選定1 m×1 m 的典型區(qū)域作為一個(gè)樣方，齊地表刈割，除去黏附的土壤、 礫石及草食動(dòng)物不可食用的部分，現(xiàn)場(chǎng)測(cè)定每個(gè)樣方的鮮草重量。在221 個(gè)牧草監(jiān)測(cè)點(diǎn)5 年累計(jì)采集6280 個(gè)樣方。

1.2 產(chǎn)草量計(jì)算 單位面積鮮草產(chǎn)量：根據(jù)采樣時(shí)在每一個(gè)樣方測(cè)得的鮮草重（g）和樣方個(gè)數(shù)，計(jì)算出每平方米產(chǎn)草量（g/㎡），然后換算成每公頃多少千克。

不同草地類型鮮草總產(chǎn)量/（萬(wàn)t）=不同草地類型面積（hm2）×單位面積產(chǎn)草量（萬(wàn) t/hm2）。 伊犁河谷不同草地類型面積為可利用天然草地面積，統(tǒng)一采用80 年代調(diào)查數(shù)據(jù)，由伊犁州草原工作站提供（表 1）。

表1 伊犁河谷可利用天然草地現(xiàn)狀 萬(wàn)hm2

1.3 理論載畜量計(jì)算 理論載畜量依據(jù)農(nóng)業(yè)部行業(yè)標(biāo)準(zhǔn) 《天然草地合理載畜量計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)》（NY/T635－2002）計(jì)算。 不同季節(jié)放牧草地的利用率依據(jù)《新疆天然草地草畜平衡理論載畜量計(jì)算說(shuō)明》確定，放牧天數(shù)按365 d 計(jì)算，家畜日食量利用鮮草產(chǎn)量按5 kg 計(jì)算。

理論載畜能力=（草地可利用面積×可食鮮草產(chǎn)量×牧草利用率）/家畜日食量×放牧天數(shù)。

1.4 統(tǒng)計(jì)分析 數(shù)據(jù)處理采用SPSS 19.0 軟件的ANOVA 進(jìn)行單因素方差分析， 用 Duncan’s 法進(jìn)行多重比較。不同草地類型的試驗(yàn)結(jié)果均以“平均值±標(biāo)準(zhǔn)差”表示。

2 結(jié)果與分析

2.1 天然草地生產(chǎn)力比較

2.1.1 不同草地類型鮮草產(chǎn)量 由表2 可知，山地草甸和山地草甸草原鮮草單產(chǎn)量極顯著高于高寒草甸、山地草原和平原荒漠草地（P ＜0.01），鮮草單產(chǎn)量是其他草地類型的7.17 ~ 2.07 倍。 平原低地草甸和平原沼澤鮮草單產(chǎn)量極顯著高于高寒草甸、山地草原、山地荒漠草原和平原荒漠（P ＜0.01）；山地草原的鮮草產(chǎn)量極顯著高于山地荒漠草原和平原荒漠（P ＜0.01）；山地草甸草原的單產(chǎn)量顯著高于平原低地草甸（P ＜0.05）。

表2 2015—2019 年各大類草地天然牧草鮮草單產(chǎn)量比較 kg/hm2

由表3 可知，5 年鮮草平均總產(chǎn)量中山地荒漠草原的鮮草單產(chǎn)量與平原荒漠、 平原沼澤無(wú)顯著差異（P ＞0.05）。高寒草甸和平原低地草甸鮮草單產(chǎn)量無(wú)顯著差異（P ＞0.05），其他各類型草地的鮮草總產(chǎn)量呈現(xiàn)出極顯著的差異性（P ＜0.01），具體表現(xiàn)為山地草甸的鮮草總產(chǎn)量最高， 為922.08萬(wàn)t，其次為山地草甸草原、山地草原、平原低地草甸， 分別為 450.86 萬(wàn)、302.64 萬(wàn)和 144.68 萬(wàn) t。山地草甸與山地草甸草原的牧草鮮草單產(chǎn)量與總產(chǎn)量表現(xiàn)出一致的結(jié)果， 在8 種草地類型中2 種草地類型的鮮草單產(chǎn)量和總產(chǎn)量均為最高的。

表3 2015—2019 年各大類草地天然牧草鮮草總產(chǎn)量 萬(wàn)t

2.1.2 不同區(qū)域天然草地牧草產(chǎn)量比較 表4 分析了2015—2019 年不同縣（市）天然草地牧草單產(chǎn)量，從分析結(jié)果中可以看出，尼勒克縣的牧草單產(chǎn)量在所有縣市中最高，極顯著高于特克斯縣、昭蘇縣和新源縣以外的其他縣（市）（P ＜ 0.01），單產(chǎn)量為426.34 kg/hm2， 得益于該縣有著豐富的草場(chǎng)分布。 其次是昭蘇縣、新源縣、特克斯縣，單產(chǎn)量為419.10、384.88、345.44 kg/hm2，極顯著高于伊寧市、伊寧縣、霍城縣、察布查爾縣、鞏留縣、特克斯縣（P ＜0.01）。 特克斯縣鮮草單產(chǎn)量顯著低于新源縣（P ＞0.05）。 鞏留縣和伊寧縣的鮮草單產(chǎn)量極顯著高于伊寧市、霍城縣、察布查爾縣（P ＜ 0.01）。 天然牧草的單產(chǎn)量與其地區(qū)草場(chǎng)分布有著密切的關(guān)系，從表4 中可以明顯看出伊寧市的草場(chǎng)分布較少，從而導(dǎo)致其鮮草單產(chǎn)量最低（6.24 kg/hm2）。

表4 2015—2019 年各縣/市天然牧草鮮草單產(chǎn)量 kg/hm2

從表5 分析的各縣（市）鮮草總產(chǎn)量結(jié)果中可以看出，鮮草總產(chǎn)量最高的縣市為昭蘇縣，總產(chǎn)量為8530.46 萬(wàn)t，其次是新源縣和特克斯縣，總產(chǎn)量為 8379.72 萬(wàn) t 和 8137.54 萬(wàn) t。 昭蘇縣、新源縣和特克斯縣的鮮草總產(chǎn)量極顯著高于伊寧市、 伊寧縣、霍城縣、察布查爾縣、鞏留縣和尼勒克縣（P ＜0.01）。 鞏留縣和尼勒克縣5 年鮮草總產(chǎn)量平均值極顯著高于伊寧市、伊寧縣、霍城縣、察布查爾縣（P ＜ 0.01）。 伊寧市、伊寧縣、霍城縣、察布查爾縣 5年鮮草總產(chǎn)量平均值間無(wú)顯著差異（P ＞0.01）。 昭蘇縣5 年鮮草總產(chǎn)量平均值是伊寧市、伊寧縣、霍城縣、察布查爾縣的 2.56、2.24、2.56、2.60 倍。

表5 2015—2019 年各縣/市天然牧草鮮草總產(chǎn)量 萬(wàn)t

2.1.3 不同月份各大類草地鮮草產(chǎn)量變化2015 年于 5 ～10 月對(duì) 9 個(gè)監(jiān)測(cè)樣地 8 個(gè)草地類進(jìn)行6 次監(jiān)測(cè)測(cè)量，每個(gè)月中旬對(duì)其進(jìn)行監(jiān)測(cè)，累計(jì)完成50 個(gè)樣地，150 個(gè)樣方，檢測(cè)分析結(jié)果見(jiàn)圖1。 通過(guò)對(duì)測(cè)量數(shù)據(jù)進(jìn)行分析發(fā)現(xiàn)，8 類草地牧草5 ~ 6 月鮮草產(chǎn)草量隨著時(shí)間的推移而逐漸增高，平原沼澤和平原低地草甸5 ~ 6 月份增幅最大， 鮮草產(chǎn)量較5 月份提高了86.79%和115%， 平原沼澤和平原低地草甸7 月鮮草產(chǎn)量較 6 月份提高了 24.21%和 103%。 7 ~ 8 月 8 類草地牧草鮮草產(chǎn)量呈現(xiàn)出下降趨勢(shì)， 以平原沼澤和平原低地草甸下降趨勢(shì)最為顯著， 分別下降了48.75%和22.03%。 隨著海拔的升高與環(huán)境的改變，高寒草甸、山地草甸、山地草原、山地荒漠草原和平原荒漠鮮草產(chǎn)量逐漸下降， 從圖1中可以看出產(chǎn)草量與平原沼澤和平原低地草甸有著顯著的差別。

圖1 不同月份各大類草地鮮草產(chǎn)量變化

2.2 天然草地載畜能力比較 表6 分析了2015—2019 年伊犁河谷各草地類載畜能力，從分析比較結(jié)果中可以看出， 平原荒漠草地類型的載畜能力最高， 平均每公頃可飼養(yǎng)2.98 個(gè)羊單位，載畜能力極顯著高于其他7 種草地類型 （P ＜0.01）。 其次是山地荒漠草原草地類型，平均每公頃可飼養(yǎng)2.09 個(gè)羊單位，載畜能力極顯著高于高寒草甸、山地草甸、山地草甸草原、山地草原、平原低地草甸和平原沼澤（P ＜0.01）。載畜能力最低的為山地草甸， 平均每公頃可飼養(yǎng)0.35 個(gè)羊單位。高寒草甸和山地草原的載畜能力介于最高和最低之間，2 種草地類型沒(méi)有顯著差異，但極顯著高于平原低地草甸、平原沼澤、山地草甸草原和山地草甸（P ＜0.01）。平原低地草甸、平原沼澤、山地草甸草原和山地草甸相互之間沒(méi)有顯著差異。

表6 2015—2019 年伊犁河谷各草地類載畜能力比較 hm2/羊·年

2.3 不同區(qū)域天然草地綜合植被蓋度比較 表7分析了2016—2019 年伊犁河谷各縣/市草原綜合植被蓋度，從分析結(jié)果來(lái)看，綜合草原植被蓋度最高的縣（市）是特克斯縣，隨后是昭蘇縣、新源縣和尼勒克縣， 覆蓋率分別為 73.42%、70.75%、69.87%、69.80%，上述 4 個(gè)縣（市）的覆蓋率均極顯著高于其他縣（市）的綜合草原植被覆蓋率（P ＜0.01）。 鞏留縣和伊寧縣的綜合草原植被蓋度極顯著高于霍城縣、察布查爾縣和伊寧市（P ＜0.01）?；舫强h、 察布查爾縣和伊寧市相互之間的草原綜合植被蓋度無(wú)顯著差異（P ＞0.05）。從覆蓋率變化來(lái)看，特克斯縣蓋度變化量最大，相對(duì)于2016 年、2017 年和 2018 年蓋度變化分別提高 6.7、5.4、3個(gè)百分點(diǎn)，最低的為伊寧市，蓋度變化為1.6、2.3和2.8 個(gè)百分點(diǎn)。 2016—2019 年伊犁州植被覆蓋度整體呈上升趨勢(shì)， 從2016 年的57.01%上升至2019 年的62.38%， 說(shuō)明伊犁州直的草原生態(tài)系統(tǒng)得到了有效保護(hù)。

表7 2016—2019 年伊犁河谷各縣/市草原綜合植被蓋度比較

3 討論

3.1 天然草地生產(chǎn)力比較 天然草地作為牧區(qū)家畜賴以生存的物質(zhì)，是畜牧業(yè)可持續(xù)發(fā)展的重要基礎(chǔ)物質(zhì)（李江文，2016），而產(chǎn)草量是衡量草地生產(chǎn)力的重要依據(jù)，同時(shí)也是評(píng)價(jià)草場(chǎng)載畜能力的重要指標(biāo)。 對(duì)不同草地類型、不同縣市以及不同月份草地鮮草產(chǎn)草量的研究， 能夠?qū)Σ莸厣a(chǎn)力進(jìn)行全面合理分析，進(jìn)而更合理地利用草地，保證其可持續(xù)利用。 本研究對(duì)伊犁河谷不同地區(qū)、不同草地類型及不同月份鮮草單產(chǎn)量、總產(chǎn)量進(jìn)行了分析比較， 分析結(jié)果表明，5 年山地草甸的鮮草單產(chǎn)量的均值最高，是平原荒漠鮮草單產(chǎn)量的7.17 倍。 從鮮草總產(chǎn)量來(lái)看，5 年山地草甸的鮮草總產(chǎn)量仍為最高，為894.7 萬(wàn)t，與鮮草單產(chǎn)量的值一致， 這也充分說(shuō)明了試驗(yàn)數(shù)據(jù)的有效性。 不同縣（市）5 年鮮草單產(chǎn)量最高的為尼勒克縣 （426.344 kg/hm2）， 總產(chǎn)量最高的為昭蘇縣（8530.46 萬(wàn)t），分析原因可能是草場(chǎng)面積不同導(dǎo)致，尼勒克草場(chǎng)面積為61.30 萬(wàn)hm2，而昭蘇草面積為49.13 萬(wàn)hm2， 所以鮮草總產(chǎn)量昭蘇縣最高。伊寧市鮮草的單產(chǎn)量及總產(chǎn)量為最低（6.24 kg/hm2、3330 萬(wàn)t），這與本地區(qū)城鎮(zhèn)化密不可分，伊寧市是全地區(qū)城市人口最多的地區(qū)， 導(dǎo)致草地分布較少，所以鮮草的產(chǎn)量最低。俞慧云（2020）對(duì)瑪曲縣高寒草地可食牧草平均鮮草產(chǎn)量的研究結(jié)果表明，牧草產(chǎn)量隨著生育期延續(xù)而升高，且以7 月份增幅最大，產(chǎn)量分級(jí)區(qū)域分散；俞聯(lián)平（2019）、杜笑村（2019）對(duì)山地草甸牧草生長(zhǎng)期產(chǎn)草量及其變化的研究與上述結(jié)果一致。 本試驗(yàn)的研究結(jié)果表明， 八類草地鮮草產(chǎn)草量隨著時(shí)間的推移而逐漸增高，以平原沼澤表現(xiàn)最為明顯，至7 月份增幅最大，較6 月份提高了24.21%。

3.2 天然草地載畜能力比較 草地生態(tài)系統(tǒng)的合理使用可以充分發(fā)揮其價(jià)值， 過(guò)高或過(guò)低的草地使用都會(huì)對(duì)生態(tài)系統(tǒng)造成破壞， 使草地生態(tài)系統(tǒng)的價(jià)值不能充分利用（Mcdonald，1987），所以保持草蓄平衡是實(shí)現(xiàn)牧區(qū)畜牧業(yè)可持續(xù)發(fā)展的重要舉措（徐敏云等，2014）。以草地生產(chǎn)力為基礎(chǔ)合理計(jì)算草場(chǎng)載畜能力， 為實(shí)現(xiàn)草蓄平衡提供了科學(xué)依據(jù)（王楚含等，2017）。伊犁地區(qū)平原荒漠草地類型的載畜能力為平均每公頃可飼養(yǎng)2.98 個(gè)羊單位， 遠(yuǎn)高于阿勒泰地區(qū)富蘊(yùn)縣以單位羊每天的采食量計(jì)算出的2.51 個(gè)羊單位每公頃 （趙蕓君等，2018）， 而山地草甸的載畜能力則要遠(yuǎn)低于2.51個(gè)羊單位每公頃。 伊犁河谷各草地類型分布廣且種類繁多， 草地產(chǎn)草量在空間和時(shí)間上也差異萬(wàn)千，同時(shí)也與當(dāng)年草地產(chǎn)草量豐收度、降雨息息相關(guān)（李青豐，2014），山地草地生長(zhǎng)環(huán)境較差，所以導(dǎo)致山地草甸的載畜能力較低。 本試驗(yàn)的研究結(jié)果對(duì)伊犁地區(qū)確定合理載畜量提供了科學(xué)依據(jù)，可以根據(jù)此結(jié)果制定禁牧、休牧、草原封育計(jì)劃，從而實(shí)現(xiàn)草地生態(tài)系統(tǒng)的可持續(xù)發(fā)展。

3.3 不同地區(qū)植被覆蓋度及其變化研究 植被覆蓋度是評(píng)價(jià)草地生態(tài)系統(tǒng)的重要指標(biāo)， 植被覆蓋度的動(dòng)態(tài)研究對(duì)于生態(tài)系統(tǒng)的評(píng)價(jià)具有及其重要的意義（張文強(qiáng)等，2019；Gitelson，2002）。 伊犁州直植被覆蓋度4 年期間呈現(xiàn)出上升趨勢(shì)，4 年期間增幅為5.37%，以特克斯縣、尼勒克、昭蘇增幅最為顯著， 植被覆蓋度較2016 年增加了6.7、6.4 和6.3 個(gè)百分點(diǎn)，雖然伊寧市的植被覆蓋率在所有縣（市）中的增幅最小，但也呈現(xiàn)出逐年增加的趨勢(shì)，文廣超等（2021）研究表明，伊犁河谷的植被覆蓋度由中低等水平向較高等級(jí)轉(zhuǎn)變， 綜上可見(jiàn)伊犁州直近4 年草原生態(tài)系統(tǒng)持續(xù)向好， 這說(shuō)明當(dāng)?shù)刂贫ǖ慕?、休牧、草原封育?jì)劃起到了顯著的效果。

4 結(jié)論

伊犁河谷山地草甸的鮮草單產(chǎn)量及總產(chǎn)量在所有類型的草地中最高， 分別為10621.86 kg/hm2和 922.08 kg/hm2。 不同縣（市）5 年鮮草單產(chǎn)量最高的為尼勒克縣（426.344 kg/hm2），總產(chǎn)量最高的為昭蘇縣（8530.46 萬(wàn)t）。 八類草地鮮草產(chǎn)草量隨著時(shí)間的推移而逐漸增高， 平原沼澤產(chǎn)草量7月份增幅最大，較6 月份提高了24.21%。 每公頃伊犁河谷平原荒漠草地載畜能力達(dá)到2.98 個(gè)羊單位。 伊犁河4 年的植被覆蓋率呈現(xiàn)出逐年增加的趨勢(shì)，以特克斯縣增幅最為顯著，植被覆蓋度較2016 年增加6.7 個(gè)百分點(diǎn)。