不同放牧制度对科尔沁沙地半固定沙地草本植物群落特征影响的研究

田晓艳，吾尔莎娜，杨凯

(1.内蒙古鄂尔多斯市环境保护中心监测站，017000； 2.辽宁省师范大学，辽宁省大连市 116029； 3.内蒙古自治区草原工作站，内蒙古呼和浩特市 010020)

不同放牧制度对科尔沁沙地半固定沙地草本植物群落特征影响的研究

田晓艳1，吾尔莎娜2，杨凯3

(1.内蒙古鄂尔多斯市环境保护中心监测站，017000； 2.辽宁省师范大学，辽宁省大连市 116029； 3.内蒙古自治区草原工作站，内蒙古呼和浩特市 010020)

不同放牧制度干扰对半固定沙地主要植物达乌里胡枝子和白草现存量无影响，轮牧区达乌里胡枝子高度和虫实、山窝苣、赖草和冰草等密度和盖度显著高于自由放牧区。轮牧区多年生草本植物和一年生草本植物地上现存量高于自由放牧区，一年生植物地上现存量显著高于多年生植物地上现存量。两个放牧处理群落总密度、总盖度无显著差异。

科尔沁沙地；放牧制度；半固定沙地；群落特征

Abstract:The results showed that no significant differences in the standing crops of Lespedeza davurica and Pennisetum centrasiaticum were found between the rotational grazing area and continuous grazing area; however, it was found that the relative height of Lespedeza davurica, the relative coverage and density of Lactuca indica, Leymus secalinus and Agrostis cristatum were significantly higher in the rotational grazing area than the one's in the continuous grazing area. The standing above-ground biomass of perennial herbs and annual herbs in the rotational grazing area was significantly higher than the one's in the continuous grazing area; also, the standing above-ground biomass of annual herbs was significantly higher than the perennial herbs' in the same grazing area. The analysis indicated that the community coverage and density between the two grazing areas were not significantly different.

Keywords:Horqin Sandland; grazing system; semi-fixed sandland; community characters

1 本试验研究的目的及意义

科尔沁沙地位于我国东北部，松辽平原西部，总面积1.056×107hm2。主要于西辽河中游、下游主干及支流沿岸的冲积平原上，分布于南北隆起、西高东低的半封闭环形盆地内。科尔沁沙地植被以疏林草原为主要特征，是东北平原湿润半湿润区针阔混交林向内蒙古高原干草原的过渡型〔1〕。在我国畜牧业生产和生态保护中起到了重要作用。但是，随着经济和社会发展，由于人们对经济利益的片面追求，草地载畜率过高、放牧制度不合理，引起了草地退化沙化，严重阻碍和制约了畜牧业的发展。因此，对科尔沁沙地家庭牧场进行合理利用的研究对维持科尔沙地草地生态系统稳定性的作用及提出生态系统的管理对策具有重要意义。

本试验立足于我国科尔沁沙地，结合草地畜牧业生产实践，在家庭牧场尺度上，进行划区轮牧和自由放牧制度的比较研究。试验主要比较了流动沙地草本植物现存量对这两种放牧制度的响应，以便为确定合理的放牧时间、合理的放牧方式提供科学依据。

2 自然概况

试验区位于科尔沁沙地中南部的奈曼旗境内。地理位置为120°41′E，42°54′N，平均海拔360m。该地区属温带大陆性半干旱气候类型，年平均气温5.2℃～6.4℃，≥10℃的积温为3000～3200℃，极端低温-29.3℃、极端高温39℃，昼夜温差大。年平均日照时数2906小时，平均无霜期135～140天。全年平均降水量为300～400mm，主要集中在夏季，年均蒸发量1617mm，年平均相对湿度60%。

试验区为典型草原，其原生植被为天然榆树疏林草原，但由于自然和人为原因，绝大部分已演变为“灌丛化”榆树疏林草地〔2〕。地带性土壤为沙质栗钙土，在风的作用下退化为风沙土。地貌类型以固定沙丘、半固定沙丘和流动的相间交错分布为特征。植被的斑块化分布和空间异质性较强。

3 试验地植物组成

试验区流动沙地草本层主要种类有糙隐子草(Cleistogenes squarrosa)、达乌里胡枝子(Lespedeza davurica)、狗尾草(setaria viridis)、虫实(Corispermum macrocarpum)、长穗虫实(Corispermum elongatum)、雾滨藜(Echinopsilon divaricatum)、猪毛菜(Salsola collina)、芦苇(Phragmites australis)、藜(Chenopodium album)、三芒草(Aristida adscensionis)、野韭 (Allium ramosum)、白草(Pennisetum centrasiaticum)、草麻黄(Ephedra sinica)、草芸香(Haplophyllum dauricum)、止血马唐(Digitaria ischaemum)、虎尾草(Chloris virgata)、鸡眼草(Kummerowia striata)、画眉草(Eragrostis pilosa)、地芍瓜(Cynanchum thesioides)、节节草(Equisetum ramosissimum)、大籽蒿(Artemisia sieversiana)、蒺藜(Tribulus terrestris)、黄花苜蓿(Medicago falcata)、防风(Saposhnikovia divaricata)、牻牛儿苗(Erodium stephanianum)、寸草苔(Carex duriuscula)、冰草(Agrostis cristatum)、砂蓝刺头(Echinops gmelinii)、山莴苣(Lactuca indica )、苍耳(Xanthium sibiricum)、沙蓬(Agriophyllum squarrosum)、拂子茅(Calamagrostis epigejos)、鹤虱(Lappula myosotis)、毛杆野古草(Arundinella hirta)、羊草(Leymus chinensis)、狭叶苦荬菜(Ixetis chinensis)、益母草(Leonurus japonica)、赖草(Leymus secalinus)、野蓟(Allium ramosum)、沙打旺(Astragalus adsurgens)、迷果芹(Sphallerocarpus gracilis)、角蒿(Incarvillea sinensis)42种。

4 试验设计

试验从2004年开始，选择在奈曼旗巴布力和苏木小吉格斯台嘎查，在家庭牧场尺度上进行划区轮牧(巴音纳兄弟牧户)和自由放牧(孟克牧户)的对比研究。试验分别设划区轮牧(RG)、自由放牧(CG)和对照(CK)3个试验处理。

根据牧户草场类型、面积、地形、形状等具体情况，结合当地的自然条件，按照内蒙古自治区草场划区轮牧主要技术参数和牧户经营状况确定并设计了划区轮牧方案，我们把实行划区轮牧制度的面积为74.8hm2草地划分为4个小区进行轮牧，按小区顺序依次轮流放牧，每个轮牧小区放牧10天，放牧时间为184天，放牧时间为每年的5月1日至10月31日。自由放牧区草场面积为35hm2，放牧季均实行自由放牧。试验地放牧牛，计算载畜率时把牛单位换算为羊单位进行计算，两个放牧处理载畜率一致，为0.3513hm2/单位·年。另外，设一个5.47hm2的围栏封育小区不放牧作为对照区(CK)。

5 测定内容和方法

植物重量测定方法：于生长季在各处理区以半固定沙地草本层为研究对象,随机布设5个1×1m2的测产样方，采用齐地面剪割法。将收获的牧草称取鲜重并放在试验室阴干后，称量各植物种群干重及群落干重。

植物高度、密度、盖度测定方法：在固定沙地、半固定沙地、流动沙地三个不同沙地类型内分别布置固定沙地5个、半固定沙地15个、流动沙地10个固定描述样方，样方面积1×1m2，分种测定植物高度、密度和盖度。达乌里胡枝子、草麻黄和木地肤较小的半灌木列入草本层进行研究。

6 结果与分析

本文以2006年试验数据为基础，应用EXCEL和SAS9.0进行统计分析。

从试验结果(图1～4)可以看出，多年生植物现存量两个放牧处理在6～9月份无显著差异(P>0.05)，到了10月份轮牧区显著高于自由放牧区(P<0.05)，7～10月份对照区显著高于轮牧区和自由放牧区(P<0.05)；一年生植物放牧初期无显著差异(P>0.05)，到了8月轮牧区显著高于自由放牧区和对照区(P<0.05)，9、10三个不同处理无显著差异(P>0.05)。半固定沙地主要种群为白草和达乌里胡枝子，它们现存量动态见图5～6，白草现存量6月份三个不同处理无显著差异(P>0.05)，从7月份开始到9月份对照区显著高于轮牧区和自由放牧区(P<0.05)，轮牧区和自由放牧区无显著差异(P>0.05)，10月份轮牧区有接近对照区的趋势。达乌里胡枝子地上现存量6月份三个处理无显著差异(P>0.05)，7～10月份均为对照区显著高于轮牧区和自由放牧区(P<0.05)，轮牧区和自由放牧区无显著差异(P>0.05)。可见，多年生草本植物和一年生草本植物地上现存量轮牧区高于自由放牧区。两个放牧处理达乌里胡枝子和白草现存量无显著差异(P>0.05)。

图1 半固定沙地多年生植物地上现存量

图2 半固定沙地一年生植物地上现存量

图3 半固定沙地白草地上生物量

图4 半固定沙地达乌里胡枝子地上生物量

从试验结果(图5～7)可以看出，6～10月份自由放牧区和划区轮牧区一年生植物地上现存量显著高于多年生植物现存量(P<0.05)。6、7、9、10月份对照区一年生植物地上现存量和多年生植物现存量无显著差异(P>0.05)，8月份多年生植物现存量显著高于一年生植物地上现存量(P<0.05)。可以看出，半固定沙地不管是在自由放牧区，还是在划区轮牧区一年生植物地上现存量都显著高于多年生植物地上现存量(P<0.05)，一年生植物有显著优势地位。对照区在植物生长旺盛期8月份，多年生植物地上现存量显著高于一年生植物。

图5 半固定沙地自由放牧区一年生草本植物与多年生草本植物上生物量对比图

图6 半固定沙地对照区一年生草本植物与多年生草本植物上生物量对比图

图7 半固定沙地划区轮牧区一年生草本植物与多年生草本植物上生物量对比图

由表8～10可以看出，在进行放牧试验的5个月中达乌里胡枝子的高度对照区显著高于轮牧区和自由放牧区(p<0.05)，轮牧区和自由放牧区无显著差别(p>0.05)；达乌里胡枝子的盖度在6月两个放牧处理无显著差异(p>0.05)，7～10月轮牧区显著高于自由放牧区(p<0.05)；达乌里胡枝子的密度在6～9月对照区显著高于轮牧区和自由放牧区(p<0.05)，轮牧区和自由放牧区无显著差异(p>0.05)，但到了10月份轮牧区密度有接近对照区的趋势(p>0.05)。由于放牧的影响，轮牧区的达乌里胡枝子高度低于对照区，但却高于自由放牧区，轮牧和自由放牧区最高值出现在8月份，对照区最高值出现在10月份；自由放牧区、轮牧区和对照区盖度最大值都出现在9月份。与自由放牧区相比，密度轮牧区的较高，三个处理密度最高值出现在9月份。

白草高度、密度和盖度在6～10月三个不同处理之间无显著差异(p>0.05)。可见不同处理对白草的生长无影响。

黄花苜蓿高度、盖度和密度在6～10月两个放牧处理无显著差异(p>0.05)。

狗尾草高度在6～10月份对照区显著高于轮牧区和自由放牧区(p<0.05)，轮牧区和自由放牧区无差异(p>0.05)；盖度在6月自由放牧区显著高于对照区和轮牧区(p<0.05)，对照和轮牧区无显著差异(p>0.05)，7月三个处理无显著差异(p>0.05)，8月自由放牧区高于轮牧区(p<0.05)，9～10月两个放牧处理无显著差异(p>0.05)；密度6月自由放牧区显著高于对照区和轮牧区(p<0.05)，7月三个处理无显著差异(p>0.05)，8月对照高于轮牧区和自由放牧区(p<0.05)，轮牧区和自由放牧区无显著差异(p>0.05)，9月自由放牧区和对照区高于轮牧区(p<0.05)，10月三个处理无显著差异(p>0.05)。

虫实高度在6月三个处理无显著差异(p>0.05)，7～9月对照区显著高于轮牧区和自由放牧区(p<0.05)，轮牧区和自由放牧区无显著差异(p>0.05)；盖度在6月两个放牧处理显著高于对照区(p<0.05)，7月轮牧区和对照区显著高于自由放牧区(p<0.05)，8月三个处理无显著差异(p>0.05)，9月轮牧区高于对照区和自由放牧区(p<0.05)；密度在6～10月显著顺序为轮牧区>自由放牧区>对照区(p<0.05)。

三个处理试验结果表明，自由放牧区达乌里胡枝子在群落中被采食程度大于轮牧区，而且对照区达乌里胡枝子表现出生长更加旺盛，说明轮牧和不放牧更有利于达乌里胡枝子生长，放牧对白草无影响，狗尾草盖度和密度自由放牧区较高，虫实盖度和密度轮牧区较高。山窝苣、赖草和冰草等高度、密度和盖度轮牧区均优于自由放牧区。单位面积群落的总密度6月轮牧区和自由放牧区显著高于对照区(P<0.05)，两个放牧处理无显著差异(P>0.05)，其它月份三个处理均表现为无显著差异(P>0.05)。群落总盖度6月份三个处理之间无显著差异(P>0.05)，其它月份均表现为对照区显著高于轮牧区和自由放牧区(P<0.05)，两个放牧处理无显著差异(P>0.05)。可见，在半固定沙地划区轮牧制度在实际应用中，其优越性的体现主要在灌木类和多年生牧草的保护上。

表8 半固定沙地不同处理植物群落及主要植物种群盖度(%)Table.8 Coverage of plant community and major plant populations with different treatments in semi-fixed sandland(%)

表9 半固定沙地不同处理主要植物种群高度(cm)Table.9 Height of major plant populations with different treatments in semi-fixed sandland(cm)

7 结论

7.1 多年生草本植物和一年生草本植物地上现存量轮牧区高于自由放牧区，多年生植物对照区显著高于轮牧区和自由放牧区，自由放牧区和划区轮牧区一年生植物地上现存量显著高于多年生植物地上现存量。

7.2 两个放牧处理达乌里胡枝子和白草现存量无显著差异，达乌里胡枝子地上现存量对照区显著高于轮牧区和自由放牧区。

7.3 轮牧和不放牧有利于达乌里胡枝子生长，放牧对白草无影响，狗尾草盖度和密度自由放牧区较高，虫实盖度和密度轮牧区较高。山窝苣、赖草和冰草等高度、密度和盖度轮牧区均优于自由放牧区。

7.4 群落总密度6月轮牧区和自由放牧区显著高于对照区(P<0.05)，两个放牧处理无显著差异(P>0.05)，其它月份三个处理均无显著差异(P>0.05)。

7.5 群落总盖度6月份三个处理之间无显著差异(P>0.05)，其它月份均为对照区显著高于轮牧区和自由放牧区(P<0.05)，两个放牧处理无显著差异(P>0.05)。

〔1〕常学礼，鲁春霞，高玉葆.科尔沁沙地不同沙漠化阶段植物种多样性与沙地草场地上生物量关系研究.自然资源学报，2003，18(4):475-482

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Studyontheinfluencesofdifferentgrazingsystemsoncommunitycharactersofherbsinthesemi-fixedsandlandinHorqinSandland

TianXiaoyan1,Wuershana2,YangKai3

(1.MonitoringStationoftheOrdosMunicipalEnvironmentalProtectionCenter,InnerMongolia,Kangbashi, 017000；2.LiaoningNormalUniversity,Dalian, 116029； 3.InnerMongoliaGrasslandWorkstation,Hohhot, 010020)

S812

A

2095—5952(2014)01—0051—07

2013-12-11

田晓艳(1978—)，女，内蒙古巴彦淖尔市人，从事环境调查与监测研究。