新疆兵团九师退化天然草地补播改良效果分析

2014-12-21张强强景亚平蒋烈戈李路成潘永斌

草原与草坪 2014年4期

张强强，景亚平，杨雪，蒋烈戈，李路成，潘永斌

（1.新疆兵团九师畜牧科学研究所，新疆额敏 834601；2.新疆兵团九师170团畜牧中心，新疆额敏 834615）

新疆兵团九师是新疆著名的边境草原区，草原主要分布在山区161团、165团、170团。草地类型多样，草地物种资源丰富，是重要的畜牧业生产基地和边境生态屏障区，但受当地“重生产、轻保护”思想影响，对草地生产管理粗放，草地退化严重［1－4］。近年，国家对生态文明建设日益重视，通过实施退牧还草、退耕还草、草原生态补偿等方式，探索草原生态修复之道。目前，新疆兵团九师在退化草地修复方面经验不足，尤其利用补播改良退化草地更需改进，依托草原生态补奖政策，以草地补播改良为切入点，选择不同类型退化天然草地分布的典型区域开展试验，分析补播对不同类型退化草地产量、牧草种类比例、群落特征的影响效应，探讨适宜九师退化草地修复的补播改良技术，为实现草地持续利用提供依据。

1 试验区概况

试验区地处新疆塔城地区，地理位置E 82°20′～84°44′、N45°30′～47°03′，海拨435～1 400m。属北温带大陆性气候，年均温3.6～6.1℃，年降水量252.2～458.2mm，无霜期119～135d，年日照2 457～2 981 h，蒸发量1 626～1 995mm。自然灾害有干旱、大风、冻害等。天然草原斑片状分布在准葛尔西部诸山地，除个别山峰在3 000m 以外，多为1 000m～2 200m的中山、低山及山间谷地，山地多有不同高度的准平原面［5－6］。草地类型多样，但由于开垦、滥挖、超载等不合理利用退化严重，草地覆盖度稀疏，优良牧草减少，毒害草蔓延，特别是山前滩地、缓坡、各季节牧场窝点，退化尤为严重［7］。试验地分别设在161团十一连原分群圈处，由杂类草＋鸭茅组成山地草甸草地型，海拔1 659m；165团4连巴依木扎山间谷地平原，由针茅＋羊茅组成温性草原草地型，海拔1 460m；170团庙尔沟二连山间小谷底平摊，由羊茅＋冷蒿组成温性草原草地型，海拔1 495m。3个试验地盖度25%～35%，地势相对平坦。补播面积各2hm2，方式采用拖拉机牵引圆盘耙划破草皮，深6～8cm，宽5～6cm，人工撒播种子后覆土。

2 材料和方法

2.1 补播时期和牧草品种

161团试验区地处巴尔鲁克山北坡最西端的中山带，土壤为草甸土。气温低、温差大，降水多，冬雪厚，春季融雪对牧草生长有利，补播时间在2012年4月23日，选用阿尔冈金紫花苜蓿（Medicagosativa）、红豆草（Onobrychisviciaefolia）、猫尾草（Phleumpratense）、鸭茅混播；165团试验区地处谷地平原，淡粟钙土。夏凉冬冷，降水稍偏少，但水系网分布均匀，补播时间在2012年4月25日，选用甘农三号紫花苜蓿、针茅、披碱草（Elymusdahuricus）、草地早熟禾混播；170团试验区地处低山区，土壤为淡粟钙土。气候干旱，降水多集中在夏季，地处风口全年多风，冬雪厚，补播时间2012年4月19日，选用紫花苜蓿（甘农三号）、针茅、沙生冰草（Agropyrondesertorum）、羊茅混播。豆科牧草按照45kg／hm2播种，禾本科按67.5kg／hm2播种。对补播区域实现围栏管理，以未补播退化天然草地为对照。

2.2 试验方法

采用100m样线法测定出苗和返青。于2013年8月中旬，分别在每个试验区随机选取50cm×50cm的样方6个，测定每个样方的种类组成、干草产量、高度、盖度、密度。各样方中每种植物随机选10株，测其自然高度，测算群落平均高度；数出每个样方中每种植物植株数（以样方内各种群的构件数计）；用目测法估算群落盖度；将样方中的草分种齐地面剪割，剔除杂物，分种称鲜重，室内阴干后称干重，然后换算成产量［8］。

数据采用Spss进行方差分析及显著性检验，采用DUNCAN新复极差法进行多重比较分析。

3 结果与分析

3.1 出苗和生长观测

补播当年6月上旬测定，试验区牧草出苗率在85%～90%，越冬前全部完成了分蘖（分枝），红豆草、苜蓿完成了整个生育期，各补播草种都能安全越冬。

3.2 产量及牧草经济类群比例

补播第2年各牧草返青达80%以上，在4月中下旬。测产发现，山地草甸类杂类草＋鸭茅型草地（161团）、温性草原类针茅＋羊茅型草地（165团），温性草原类羊茅＋冷蒿型草地（170团）补播区总量分别比对照（未补播）草地干草总产提高了114%，125%和109%，差异都极显著（P＜0.01）。可以看出，禾本科和豆科牧草所占总产比例也增加明显，尤其是温性草原补播区（165、170团）禾草所占总产比例相比对照分别增加了19.3%、14.8%。3个试验区原群落豆科牧草所占比例很小或没有豆科牧草，补播后山地草甸补播区由1%增加至76.3%，温性草原补播区（165、170团）分别由无增加至6.8%和12.6%。与此同时，3个试验区杂类草相比对照所占比例都有不同程度下降，山地草甸区（161团）下降最明显，下降了74.4%。总体分析，补播草地相比对照都促进了草产量增加，提升了优良牧草比例（表1）。

表1 3个试验区域类型补播草地产量、牧草种类及比例Table1 Reseeding grassland productivity and the proportion of forage in different area

3.3 补播第二年草地群落特征

草地补播第2年，3个试验区的地上植被高度、盖度、密度都明显高于对照，差异极显著（P＜0.01），说明补播对改善草地群落特征显著。其中，山地草甸区（161团）降水量较多、气候相对凉爽，补播效果最明显，群落高度比对照提高了34cm、盖度提高了40.8%、密度增加了265株／m2，（图1～3），山地草甸区豆科牧草补播改良效果优于禾本科。

图1 山地草甸（杂类草＋鸭茅型）补播区地上植被群落特征Fig.1 Above－ground vegetation community characteristics in reseeding area of mountain meadow（forb＋ Dactylis glomeratatype）

图2 温性草原（针茅＋羊茅型）补播区地上植被群落特征Fig.2 Above－ground vegetation community characteristics in reseeding area in temperate steppe（Stipa capillata＋Festuca ovinatype）

图3 温性草原（羊茅＋冷蒿型）补播区地上植被群落特征Fig.3 Above－ground vegetation community characteristics in reseeding area in temperate steppe（Festuca ovina＋ Artemisia frigida）

3.4 补播牧草种分种物量比例

草地补播第2年，山地草甸区（161团）4种补播牧草占整个草群比例为76.6%，对牧草品质和草群结构影响很大。2种禾本科牧草，占草群禾草的67%，其中，鸭茅占57%，优势最明显；2种豆科牧草所占比例相当。由于原生植被中豆科牧草较少，故补播后其占到了草群豆科牧草的95%。

温性草原补播区（165团）4种补播牧草占整个草群的29.1%，对牧草品质和草群结构影响较大。3种禾草中针茅所占草群禾草比例最大，为15.0%，草地早熟禾和披碱草次之，分别为9.0%和6.0%。由于原生植被中豆科牧草很少见，故补播后草群中豆科牧草基本以播入的甘农三号紫花苜蓿为主，占整个草群的6.8%。

温性草原补播区（170团）播入4种牧草占整个草群的28.5%，对牧草品质和草群结构都产生了很大的影响。其中，沙生冰草占草群禾草比例最大，为11%。由于原生植被中豆科牧草很少，故补播后草群中豆科牧草几乎以播入的甘农三号紫花苜蓿为主，占整个草群的12.6%（表2）。

4 讨论与小结

补播试验中发现各类牧草出苗、越冬、返青都较好。说明在九师自然、地域条件下，选择适于补播改良的退化天然草地区域，在春季积雪刚融化时或雨季进行补播改良可行，但由于九师部分草原分布区域地处风口而夏季风大、偏干旱，冬季寒冷、积雪厚，所以在选择补播草种时，要根据当地原生植被状况及牧草栽培试验，选择耐寒、抗旱、适应性强牧草为补播草种，方可取得事半功倍的效果［9－11］。

表2 3个试验类型补播草地各补播草分种地上生物量比例Table2 Above－ground biomass proportion of every forage in different reseeding area

从补播草地产量、植被群落结构分析，补播草地优于对照（未补播），说明补播极大提高了草地产量和牧草品质，这与有关专家学者的研究结果相似［12－15］。同时，补播第2年，由于额敏垦区（九师）降水量出现了历史新高，很大程度上也影响了试验结果。补播使得优良牧草比例上升，而杂类草比例下降，草群结构趋于合理化，不但提高了群落稳定性，促进了草地生态平衡，还可逐渐实现从退化天然草地向半人工草地的转换［16，17］。

补播草种在不同草地类型表现各异，豆、禾混播补播效果良好。也有研究表明根据不同土壤质地和草地类型，因地制宜利用豆、禾混播组合开展补播，可取得良好的效果［18］，与本文研究结果一致。还有研究报道随补播年限延长，若不重视后期管理，豆科牧草竞争力相比禾本科牧草会明显减弱，在草群中所占比例会逐渐较少，将会导致杂类草比例增加，草地逆向演替而出现退化［19，20］。试验仅开展了两年，所得结论对当前生产实践有重要指导意义，但要得出补播改良在九师区域的长效机制，还有待长期监测研究。

对九师草地退化典型区域开展补播试验2年，大部分牧草出苗率、越冬率较好，所选草种适宜在九师自然地域条件下生长；补播第2年，各补播区牧草返青较好，草产量相比对照（未补播）提高明显。草群中禾本科和豆科牧草所占比例明显增加而杂类草比例明显下降，草群结构趋于合理化；各补播草种对不同草地类型区域适应性不同。山地草甸补播区（161团）豆科相比禾本科牧草补播改良效果较好；温性草原补播区（165团）禾本科改良效果优于豆科牧草，尤其是针茅表现最优；温性草原补播区（170团）禾本科牧草改良效果稍优于豆科草，尤其是沙生冰草在沙砾质土壤中的改良效果最好。

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