蘭州市紅古區(qū)草原植被監(jiān)測研究

祁玉娟，王曉華

（蘭州市紅古區(qū)林業(yè)工作站，甘肅 蘭州 730080）

草原是全球生態(tài)系統(tǒng)的重要組成部分［1-2］，在生態(tài)環(huán)境中具有至關(guān)重要的作用［3］。草原植被長勢影響著生物多樣性和環(huán)境過程，如水循環(huán)、土壤侵蝕和退化。草原植被的生長狀況也可以反映草原對全球氣候變化和人類活動的敏感性，對評價和認識退化草地生態(tài)系統(tǒng)的嚴重程度至關(guān)重要［4-5］。草地產(chǎn)草量在評估區(qū)域碳循環(huán)中具有重要作用，是用來判斷草地能否可持續(xù)健康發(fā)展的重要指標［6-7］。根據(jù)第三次全國國土調(diào)查數(shù)據(jù)，蘭州市紅古區(qū)其他草地面積36 106.19 hm2，占紅古區(qū)土地面積的67.90%，草地類型主要以溫性草原類和溫性荒漠草原類為主，主要分布在北部山區(qū)。為了較為全面了解紅古區(qū)草原植被生長狀況，我們以第三次全國國土調(diào)查草原范圍為基礎(chǔ)，開展了2021 年度紅古區(qū)草原監(jiān)測工作，統(tǒng)計分析了紅古區(qū)草原植被長勢，以期為紅古區(qū)草原監(jiān)測、管理和保護提供數(shù)據(jù)支持。

1 研究區(qū)概況

蘭州市紅古區(qū)位于甘肅省中部，地處蘭州市遠郊區(qū)，地理坐標東經(jīng)102° 50′～102° 54′、北緯36° 19′～36° 21′。東接西固區(qū)，西臨大通河，南瀕湟水河與青海民和回族土族自治縣和永靖縣相望，北部黃土山嶺與永登縣毗鄰。紅古區(qū)呈狹長狀，地貌復(fù)雜多樣，屬黃土高原西部丘陵溝壑區(qū)，自南向北大致分為一、二、三級階地，明顯呈現(xiàn)出灘、川、臺、山4 種地形地貌。北部為黃土山梁、臺地區(qū)，南部和西部為河川谷地區(qū)。地勢西北高、東南低，區(qū)域內(nèi)海拔為1 533～2 409 m。紅古區(qū)屬北溫帶大陸性干旱氣候，溫差大，降水少、氣候干燥，年平均氣溫7.6 ℃。全年7 月份最熱，平均氣溫27.0 ℃；1 月份最冷，平均氣溫-6.8 ℃。陽光充足，冬無嚴寒，夏無酷暑，氣候溫和。年均降水量227.7～349.9 mm，年蒸發(fā)量1 507.8 mm，日照量1 762～2 769 h，無霜期160～173 d。

根據(jù)第三次全國國土調(diào)查數(shù)據(jù)（圖1）可知，蘭州市紅古區(qū)有其他草地面積36 106.19 hm2，主要以溫性草原類和溫性荒漠草原類為主。其中花莊鎮(zhèn)草原面積最大，達15 191.62 hm2，占地區(qū)土地面積的74.94%；其次是平安鎮(zhèn)和紅古鎮(zhèn)，草原面積分別為7 889.62 hm2和6 069.21 hm2；華龍街道草原面積最小，為449.64 hm2，占土地總面積的47.89%。

圖1 蘭州市紅古區(qū)草地分布

2 材料與方法

2021 年8 月在紅古區(qū)開展了天然草原野外調(diào)查工作，監(jiān)測方案參照《甘肅省草原監(jiān)測評價技術(shù)細則》執(zhí)行，具體方法根據(jù)不同草地類型面積大小布設(shè)樣地，每個樣地內(nèi)布設(shè)3 個樣方，樣地內(nèi)樣方間的距離不小于250 m，草原樣方面積為1 m×1 m，每個樣方均用GPS 定位獲取經(jīng)緯度信息。觀測指標包括地上部分產(chǎn)草量、蓋度、高度、地貌、坡位、坡向、土壤質(zhì)地、海拔、坡度、土層厚度、裸斑表特征、優(yōu)勢種、草地類型、物種數(shù)等。拍攝樣地景觀、樣方及物種照片。草本及矮小灌木產(chǎn)草量采用齊地面刈割法測量，草原植被蓋度采用針刺法測量。共調(diào)查樣地13 個，樣方36 個。樣地空間分布見圖2，位置信息見表1。

圖2 蘭州市紅古區(qū)草原野外調(diào)查樣點分布

表1 蘭州市紅古區(qū)草原野外調(diào)查樣點信息

3 結(jié)果與分析

3.1 草原植被生長狀況

3.1.1 草原產(chǎn)草量 草原植被產(chǎn)草量監(jiān)測結(jié)果見表2、圖3。紅古區(qū)溫性草原產(chǎn)草量鮮重為265.00～680.00 g/m2，均值為472.50 g/m2；草原產(chǎn)草量干重介于110.67～255.33 g/m2，干重均值為183.00 g/m2。溫性荒漠草原的產(chǎn)草量鮮重為28.67～355.00 g/m2，草原產(chǎn)草量鮮重均值為161.61 g/m2；草原產(chǎn)草量干重范圍是13.00～146.67 g/m2，平均草原產(chǎn)干草量為67.64 g/m2。

表2 蘭州市紅古區(qū)各類草原產(chǎn)草量統(tǒng)計

基于實地調(diào)查數(shù)據(jù)可以看出，蘭州市紅古區(qū)草原產(chǎn)草量表現(xiàn)出明顯的空間異質(zhì)性。產(chǎn)草量最高的樣點出現(xiàn)在窯街街道，鮮草產(chǎn)量超過800 g/m2；而最低點位于紅古鎮(zhèn)，鮮草產(chǎn)量低于50 g/m2。相對而言，窯街街道草原產(chǎn)草量較高，花莊鎮(zhèn)、平安鎮(zhèn)和海石灣鎮(zhèn)次之。總體而言，13 個樣點間草原產(chǎn)草量差異較大，同一樣點不同樣方間也存在差異。紅古區(qū)13 個監(jiān)測點草原產(chǎn)草量均值為209.44 g/m2（圖3、圖4）。

圖3 蘭州市紅古區(qū)草原野外調(diào)查樣點產(chǎn)草量分級

圖4 基于實測數(shù)據(jù)的蘭州市紅古區(qū)各鎮(zhèn)/街道草原產(chǎn)草量

3.1.2 草原植被蓋度 紅古區(qū)草原植被覆蓋度監(jiān)測結(jié)果見表3、圖5，草原植被蓋度為15.33%～78.00%，其中溫性荒漠草原的平均蓋度為43.85%，樣地監(jiān)測蓋度為15.33%～56.33%；溫性草原的平均蓋度為70.83%，樣地監(jiān)測蓋度為63.67%～78.00%。

表3 蘭州市紅古區(qū)各類草原植被蓋度

圖5 基于實測數(shù)據(jù)的蘭州市紅古區(qū)各鎮(zhèn)/街道草原植被蓋度

就草原植被蓋度而言，紅古區(qū)草原植被蓋度空間差異較大，植被蓋度由低到高依次是紅古鎮(zhèn)、花莊鎮(zhèn)、海石灣鎮(zhèn)、平安鎮(zhèn)、窯街街道。各樣點平均植被蓋度為48.32%，總體而言，紅古區(qū)草原植被蓋度表現(xiàn)出東西高中部低的態(tài)勢，13 個樣點間草原植被蓋度差異較大，空間異質(zhì)性強（圖6）。

圖6 蘭州市紅古區(qū)野外調(diào)查樣點草原植被蓋度分級

3.1.3 草原植被高度 紅古區(qū)草原植被高度監(jiān)測結(jié)果見表4、圖7，植被高度范圍6.00～44.33 cm，其中溫性荒漠草原植被高度為6.00～20.67 cm，平均植被高度為10.14 cm；溫性草原植被高度為9.67～44.33 cm，平均植被高度為27.00 cm?；趯嵉卣{(diào)查數(shù)據(jù)，紅古區(qū)草原植被高度最高的樣點出現(xiàn)在窯街街道，植被高度超過35 cm；最低樣點位于紅古鎮(zhèn)，植被高度低于5 cm。比較來看，草原植被高度的空間分布與草原產(chǎn)草量基本趨同，草原植被高度由低到高依次是紅古鎮(zhèn)、海石灣鎮(zhèn)、花莊鎮(zhèn)、平安鎮(zhèn)和窯街街道（圖8）。13 個監(jiān)測點草原植被高度均值為12.74 cm。

表4 蘭州市紅古區(qū)各類草原植被高度統(tǒng)計

圖7 蘭州市紅古區(qū)野外調(diào)查樣點草原植被高度分級

圖8 基于實測數(shù)據(jù)的蘭州市紅古區(qū)各鎮(zhèn)/街道草原植被高度

3.2 主要草原植物

基于13 個樣地39 個樣方調(diào)查結(jié)果（圖9）顯示，紅古區(qū)草原的主要植物有：禾本科（Gramineae）針茅屬的針茅（Stipa capillataLinn.）和冰草屬的冰草［Agropyron cristatum（Linn.）Gaertn.］，檉柳科（Tamaricaceae）紅砂屬的紅砂［Reaumuria songarica（Pall.）Maxim.］，菊科（Compositae）蒿屬的冷蒿（Artemisia frigidaWilld.）和鐵桿蒿（Artemisia gmeliniiWeb.et Stechm.），狗娃花屬的狗娃花［Heteropappushispidus（Thunb.）Less.］，藜科（Chenopodiaceae）豬毛菜屬的珍珠豬毛菜（Salsola passerinaBunge），蒺藜科（Zygophyllaceae）駱駝蓬屬的駱駝蓬（Peganum harmalaLinn.），以及豆科（Leguminosae）胡枝子屬的胡枝子（Lespedeza bicolorTurcz.）?？傮w而言，優(yōu)勢種以紅砂、針茅和珍珠豬毛菜為主，常見植物涉及6 個科，8 個屬。

圖9 蘭州市紅古區(qū)野外調(diào)查樣點主要植物出現(xiàn)頻次統(tǒng)計

4 小結(jié)與討論

2021 年8 月在蘭州市紅古區(qū)天然草原野外調(diào)查監(jiān)測結(jié)果表明，紅古區(qū)溫性草原的產(chǎn)草量鮮重為265.00～680.00 g/m2，產(chǎn)草量干重為110.67～255.33 g/m2；溫性荒漠草原的產(chǎn)草量鮮重為28.67～355.00 g/m2，產(chǎn)草量干重為13.00～146.67 g/m2。13 個監(jiān)測點草原產(chǎn)草量均值為209.44 g/m2，草原植被蓋度為15.33%～78.00%，其中溫性荒漠草原的平均植被蓋度為43.85%，溫性草原的平均植被蓋度為70.83%。13 個監(jiān)測點平均植被蓋度為48.32%。草原植被高度為6.00～44.33 cm，其中溫性荒漠草原植被平均高度為10.14 cm，溫性草原植被平均高度為27.00 cm。草原植被高度低到高依次是紅古鎮(zhèn)、海石灣鎮(zhèn)、花莊鎮(zhèn)、平安鎮(zhèn)、窯街街道。紅古區(qū)13個監(jiān)測點草原植被高度均值為12.74 cm?；跇臃秸{(diào)查數(shù)據(jù)，紅古區(qū)草原常見植物涉及6 個科，8 個屬，優(yōu)勢種以紅砂、針茅和豬毛菜為主。

本研究在全區(qū)范圍內(nèi)，以鎮(zhèn)街為單位，通過設(shè)定樣方樣地，對草原植被類型、植被蓋度、植被高度和產(chǎn)草量進行監(jiān)測。通過數(shù)據(jù)分析，窯街街道的草原植被長勢狀況整體較好，說明近年來紅古區(qū)窯街采煤沉陷區(qū)生態(tài)治理工程的實施，有效地促進了本地區(qū)草原生態(tài)的良性循環(huán)。草原長勢的變化，還與降水量、土壤、坡度及人為因素有很大的關(guān)系，有待進一步研究。

為持續(xù)維護草原生態(tài)平衡，紅古區(qū)今后應(yīng)進一步加強草原監(jiān)測和保護工作。一是加強草原生態(tài)保護。嚴格落實草原生態(tài)保護各項制度，進一步健全草原保護修復(fù)制度體系，加大草原法律法規(guī)宣傳和貫徹力度，規(guī)范建設(shè)項目征占用草原的審核審批。二是實施草原人工修復(fù)工程，加強退化草原治理，實施草原生態(tài)恢復(fù)項目，逐步逐片實施草原植被修復(fù)，進一步探索適宜的鄉(xiāng)土草種，提高草原的自我恢復(fù)能力。三是全面清查草原基數(shù)。建立完善草原調(diào)查體系，實施草原基礎(chǔ)數(shù)據(jù)清查，厘清草原資源與生態(tài)狀況，全面掌握草原植被生態(tài)狀況及保護利用現(xiàn)狀。