恢复阶段退化草地资源与营养评价

塔 娜，桂 荣，呼 和

(1.中国农业科学院草原研究所,内蒙古 呼和浩特 010010；2.农业部草原资源与生态重点开放实验室,内蒙古 呼和浩特 010010；3.内蒙古克什克腾旗农牧业局，内蒙古 克什克腾旗 025350)

我国天然草地既是重要的畜牧业生产基地，也是绿色生态屏障，具有重要的经济价值和生态意义。但在超载过牧、盲目开垦及其他不合理利用方式的强烈人为干扰压力下，草地生态系统结构正在发生变化，功能衰退，导致草地退化严重，草地承载能力逐步下降，严重制约了草地畜牧业的发展。为恢复退化草地生态系统采取了一系列措施，如围栏封育、禁牧、补播、松土和施肥等，在不破坏或少破坏原有植被的基础上，人为施加物质和能量，依靠自然植被的内部机制使之自然恢复[1]。排除放牧等干扰因素，使草原自然恢复，围栏封育作为一种低投入的措施在退化草地生态系统整治中已得到了广泛的应用；结合补播等植被恢复中的改良复壮技术，达到低投入快恢复的目标。近几年在不同类型退化草地生态恢复工程中的应用效果表明：围栏封育措施可使草地环境得到进一步的改善，显著提高退化草地(原)的生产力[2-4]，改善植被结构组成、草地植被地上“四度一量”特征[5]；改善土壤物理性质、提高土壤养分[6-7]、微生物及种子库数量[8]；同时有利于土壤有机碳、氮的积累[9]，促进退化草原正向演替发展。

围封作为一种草地管理手段虽然对退化草地、生态环境脆弱草地的生态保护与恢复起到了积极作用，但有关界定草地围封的期限一直没有定论。封育期过长，不但不利于牧草的正常生长和发育，反而枯草会抑制植物的再生和幼苗的形成，不利于草地的繁殖更新[10]。草地围封一段时间后，应当进行适当适度利用, 如适当刈割或放牧利用，这不但不会给草地造成损害，相反能改良草地质量，刺激牧草分蘖，促进牧草再生[11]。由于在不同退化草原区引起退化的因素和程度不尽相同，因此关于退化草地的围封时间尺度以及建议的合理放牧管理措施方面的研究结论也不尽相同[2,12-13]，因此有必要针对不同恢复目的的退化草原区进行恢复阶段退化草地的草地资源、生产力和饲用品质评价，为封育后退化草地的合理利用奠定理论基础。鉴于以上，本研究选择内蒙古半干旱典型草原区围封恢复中的退化草地，对草地生产力、草地资源与营养价值进行科学评价，进而探讨其理论载畜能力，为制定科学合理的围封恢复草地(原)放牧管理体系以及为草地畜牧业的可持续发展提供理论依据。

1 试验区概况

试验区位于内蒙古自治区克什克腾旗达来诺日镇，地处116°07′ E，43°21′ N。属于中温带大陆性季风气候，西北季风的影响长达半年之久；冬季寒冷漫长，春夏季多风少雨，微旱。年平均气温2～5 ℃，平均降水量380 mm，无霜期100 d左右，年均风速3.2～4.2 m/s。土壤以暗栗钙土为主，间有灰色森林土和沙壤土相嵌。试验草地为典型草原区围封恢复中草地，2001年围栏封育，以羊草(Leymuschinensis)和克氏针茅(Stipakrylovii)为建群种，面积60 hm2。

2 研究内容与方法

2.1草地植物群落特征调查 植被调查采用样方法。在试验区围栏内随机布设15个1 m×1 m固定描述样方和8个测产样方，于2008年6-10月定期按物种测定植物密度、高度、盖度和生物量等项目[14-15]。

2.1.1密度 详细统计样方内各种植物的株数，分种(物种)记录。

2.1.2高度 样方内选主要植物(主要10种牧草)测定其自然高度(7～10株)，取平均值，如有生殖枝，测其生殖枝高度，按种记录。

2.1.3盖度 用目测法估测群落总盖度，参加测定人员(5人)分别估测，取平均值。

2.1.4地上生物量 剪割测产样方内全部植物的地上部分进行称量，分种装入布袋待自然风干后称其风干质量。

2.2草地营养物质分析与评价 每月定期分别采集10种主要家畜可食牧草及群落混合牧草，装入布制采样袋，称量后置阴凉通风处风干，40目粉碎。参考张丽英[16]的方法测定初水分、粗蛋白质(CP)、粗脂肪(EE)、酸性洗涤纤维(ADF)、中性洗涤纤维(NDF)及粗灰分(Ash)含量；采用Abe酶体系分析方法[17]计算出牧草可消化总养分(TDN)和代谢能(ME)，并对营养价值进行评价。

2.3暖季草地理论载畜量的计算 根据中国农业行业标准(NY/T 635-2002)“天然草地合理载畜量的计算”，以牧草产量估算草地暖季理论载畜量[18]：首先根据牧草现存量和牧草再生率计算暖季草地可食草产量，再结合放牧草地利用率，羊单位日食量(1.8 kg标准干草)，计算得出草地理论承载量。

根据草地营养供给和家畜营养需要估算草地营养载畜量[19]，测出草地可食牧草中CP、TDN和ME的供给量，再根据家畜饲养标准得出家畜对CP、TDN和ME的需要量，依照草地与家畜对这些营养的供需关系，估算出草地载畜量。

3 结果与分析

3.1封育草地植物群落特征 植物群落的数量特征包括密度、高度、盖度和产量等指标，对这些指标的评价能够反映群落在自然状态或干扰下的动态规律，从而成为群落定量分析的基础[20]。封育区6-10月植物群落盖度、密度、平均高度及生物量见表1。围栏封育后，退化草原消除放牧干扰，植被群落特征数据明显增加：整个生长期群落平均盖度37.5%，密度184.6株/m2，平均自然高度18.3 cm，平均鲜草生物量154.3 g/m2，最高产草量达到358.6 g/m2，与封育前退化放牧草地生产力形成鲜明对比，封育效果明显。退化至冷蒿(Artemisiafrigida)+小禾草阶段的草原生态系统经过7年时间，恢复到近似未退化前的草地状况，即羊草和克氏针茅为主的草原群落(封育前资料由克什克腾旗农牧业局草原站提供)。

3.2封育草地草群营养物质动态变化 封育草地植被以典型草原植被为主，代表性群落以羊草+克氏针茅+杂类草组成，群落优势种为羊草和克氏针茅，次优势种为糙隐子草(Cleistogenessquarrosa)、寸草苔(Carexduriuscula)，伴生种有羽茅(Achnatherumsibiricum)、知母(Anemarrhenaasphodeloides)、细叶韭(Alliumtenuissimum)、黄芩(Scutellariabaicalensis)、瓣蕊唐松草(Thalictrumpetaloideum)和二裂委陵菜(Potentillabifurcavar.bifurca)等。草地植被的季相更替可反映牧草不同的生长阶段，草地的营养价值不同(表2)。6月，牧草鲜嫩，水分、CP和Ash含量较高, 随着季节更替，生长期的延长，水分、CP和Ash含量逐渐降低；纤维含量则呈相反趋势，ADF和NDF含量逐渐增加。生长旺季(8-9月)随各种牧草抽穗高峰期的到来，草群EE含量达到最高点。随着天气转凉风季的到来，草群水分含量迅速下降，10月初水分含量降至12%。在整个牧草生长期，草群保持着较高的CP和EE含量，平均分别为12.06%和1.87%；同时，TDN和ME较高，且不易受牧草生长期的影响，平均达到57.4%和8.31 kJ/g。

表1 草地植物群落数量特征

表2 草群营养成分分析

3.3封育草地优良草本资源与营养物质动态变化 禾本科牧草分布极广，是天然草原的优势植物。其适口性好，没有不良气味，家畜大部分都喜食，营养价值高，属优等饲用牧草。同时，禾本科牧草的耐践踏力和再生能力强，适于放牧。由表3可知，采集的4种禾草CP含量相当，平均(9.70±0.86)%；羊草和羽茅的EE含量略高于克氏针茅和糙隐子草，平均分别为2.20%和1.96%，而ADF和NDF含量略低，羊草和羽茅NDF平均为54.29%和52.44%，而克氏针茅和糙隐子草NDF分别为61.74%和62.45%；由返青至枯黄，采集的禾本科牧草水分、CP和Ash含量逐渐降低，而纤维含量逐渐增加，EE含量变化不大，尤其在10月初水分含量迅速下降，降至20%以下。

莎草科苔草是多年生草本植物，营养价值与禾本科牧草类似，是一种很有价值的放牧型植物，草食家畜喜食。百合科知母、细叶韭，唇形科黄芩，毛茛科瓣蕊唐松草，蔷薇科二裂委陵菜等多年生草本植物均含有较高的CP和较低的ADF和NDF含量(表4)；随着牧草生长期的延长，纤维物质含量没有太大的变化，家畜易消化吸收，因此饲用价值较高；同时以上植物还具有不同的药理作用，根茎均可入药，家畜亦喜食，是较好的饲用植物。细叶韭不仅含有较高的CP和较低的NDF，其EE含量也较高，有葱蒜气味，各种牲畜均喜食，为优等饲用植物。由于葱属植物含有一些带芳香气味的酚类、醛类以及烷烃等活性物质，家畜采食后可以显著改善羊肉中脂肪酸组成进而改善羊肉风味[21]。

3.4暖季草地理论载畜量的计算 根据6-10月草地暖季牧草现存量，结合“天然草地合理载畜量的计算”农业标准，以可食牧草利用率为60%，放牧天数为180 d计算得出暖季草地产量载畜量为0.656 hm2/羊单位(表5)；计算营养载畜量时，为了与上一农业标准中“羊单位”的概念相符合，在选择内蒙古细毛羊饲养标准时，以50 kg泌乳期单糕母羊营养需求为标准，结合暖季草地牧草中CP、ME、TDN平均含量，估算出草地营养载畜量分别为0.513、0.802和0.774 hm2/羊单位(表5)。

表3 禾本科牧草常规营养成分含量 %

4 讨论与结论

天然草地牧草是放牧家畜营养物质的主要来源，牧草群落以及牧草营养物质总量的高低在一定程度上可以反映出草地营养价值的大小[22]，但其对放牧家畜的营养价值还必须依赖于动物对牧草的消化程度来进行综合评定[23]。草地牧草的可消化总养分是影响其营养价值的重要因素，通过测定牧草中可消化(可利用)养分的含量进行牧草营养价值评定是饲草料能量营养价值评定体系中较简单却非常重要的一个方法，在世界范围内广泛应用[24]。在饲草料营养价值评定体系中“能值”也是一种不可缺少的指标，并且消化能与代谢能可以较为准确地反映饲用牧草的营养价值[25]。在本研究中，封育草地可消化总养分和代谢能值较高，且不易受牧草生长期的影响，平均达到57.4%和8.31 kJ/g，体现出这类围封后的草地较高的饲用价值。

达来诺日封育草地属平原丘陵典型草原亚类丛生禾草组克氏针茅、羊草、糙隐子草型，主要分布有克氏针茅、羊草和糙隐子草等优势种，苔草、羽茅、知母、细叶葱和黄芩等伴生种。该型草地富含粗蛋白质和粗脂肪，纤维物质含量较低，消化吸收率高；优等饲用牧草及药理作用植物种类多，营养价值高，家畜亦喜食，适于牛、羊适度放牧利用。

草地生产力是衡量草地资源的重要标志，也是研究草地牧养能力的基础和关键环节。载畜量作为评定草地生产力的一种指标，是评价牲畜-草地系统的管理。它不仅能指导草地管理和科学地确定放牧强度，避免超载过牧，也是在宏观上制定草地管理和法规的重要依据[26]。目前我国根据牧草产量估算理论载畜量是常用的一种方法，即农业行业标准“天然草地合理载畜量的计算”(NY/T 635-2002)，在草原生产中广泛应用。近年来国内外提倡载畜量的计算应以草地植物所提供的营养物质量和家畜的营养需要来确定[27-28]。这种方法将草地和家畜在更深层次上结合起来，能更准确地反映家畜需求和草地供给的有机联系，客观地反映了草地生产能力。本研究中依据内蒙古细毛羊饲养标准，即绵羊对粗蛋白、代谢能和可消化总养分的需要量，再测定出草地在同期的营养供应量，进而估算出草地理论营养载畜量。利用以上两种方法计算得出封育草地暖季产量载畜量为0.656 hm2/羊单位；估算出草地营养载畜量分别为0.513、0.802和0.774 hm2/羊单位。对比产量载畜量与营养载畜量可以看出，粗蛋白载畜量略低于产量载畜量，其他两项营养载畜量(代谢能和可消化总养分)均略高于产量载畜量，得出如上结果的原因可能是粗蛋白指标中没有考虑到粗蛋白质的可消化率，因此数值偏低，应采用可消化粗蛋白质(DCP)指标。本研究载畜量结果说明，以产量计算的草地载畜量，虽然满足家畜的饲草需求量，但不能满足家畜的营养需求量。因此，载畜量评定中应引入草地营养载畜量的评价，结合两种载畜量计算方法来评定草地载畜量，有助于更合理的确定草地适宜的载畜量，有效防治草地退化，保护天然草地资源。

表4 其他牧草常规营养成分含量 %

表5 暖季草地理论载畜量

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