中国羊草适宜性区划与种植现状分析*

徐丽君，徐大伟，辛晓平

(呼伦贝尔国家野外站/中国农业科学院农业资源与农业区划研究所，北京 100081)



·资源区划·

中国羊草适宜性区划与种植现状分析*

徐丽君，徐大伟，辛晓平※

(呼伦贝尔国家野外站/中国农业科学院农业资源与农业区划研究所，北京 100081)

草种栽培区划是农牧业发展的必然趋势，通过实行草种区划，不但可以充分发掘利用现有的优良牧草和饲料作物资源，还可以避免有些地区引种筛选的重复劳动和盲目的国外引种的失败。文章以我国主要的优良牧草—羊草为研究对象，开展羊草在我国适宜性区划与种植现状的研究。适宜性区划是基于自然要素的生态适宜性模型，结合牧草生物学特性，综合考虑各因子进行系统分析，同时联系牧草实际生产情况完成，种植现状通过统计数据获得。研究结果明确了羊草在全国生态范围内适宜性的分布区域，提出了我国主要栽培牧草生态适宜区、次适宜区、不适宜区，其中适宜区主要分布在东北区中北部，内蒙古区中东部，黄土高原区部分区域、华北区北端。次适宜区主要分布在东北区中部、内蒙古区北部及中部、华北区中部。根据近10年的统计数据，对羊草在我国的种植现状有了一个初步了解，截止2011年，我国羊草种植面积达66.37万hm2。研究结果理论上科学，模拟结果上准确。

牧草 羊草 适宜性 区划 种植现状

0 引言

区划的定义最早由地理学区域学派的奠基人、德国地理学家A.Hettner于18世纪末提出，他认为地理区划就是将一个整体不断地分解成为各个部分，这些部分在空间上相互连接，而其类型则可以分散地分布在这个整体当中[1]。我国学者针对植被区划开展了大量研究工作，侯学煜[2]、吴征镒[3]、方精云[4]、李鸿杰[5]、刘德祥[6]等人开展了植被—气候区划方面的研究工作。牧草区划是我国众多农业区划中的重要组成单元之一，种植适宜当地环境条件的牧草不仅可以作为饲料、肥料、燃料以及工业原料来使用，还可提高草地牧业的生产力。

羊草分布区为欧亚大陆草原东部，是欧亚草原主要建群种之一，其中我国占一半以上，且集中分布于东北平原和内蒙古高原东部。羊草栽培历史较短， 20世纪 50年代末至60年代初在黑龙江大面积试种成功，现已成为我国北方地区建立永久性人工草地的主要草种，目前该区禾本科牧草栽培中以羊草人工种植面积最大，已成为该区主要栽培草种之一，东北羊草、吉生系列羊草在该区域应用较广[7]。

羊草在自然生境中以无性繁殖为主、有性繁殖为辅，且在营养生长的同时进行生殖生长、根茎分蘖力强，可向周围辐射延伸，纵横交错，形成根网，使其他植物不易侵入。素有牲畜的细粮、抓膘草、奶牛的宝草的美誉。栽培羊草营养枝比例大，抽穗期收割调制的干草颜色浓绿、气味芳香，是饲喂各种牲畜的上等青干草[7]。

我国牧草适宜性和牧草区划研究比较欠缺，张丽君[8]等人(2005)在我国各栽培种植区域内，将我国苜蓿属地方品种划分为7个生态类型，但系统的栽培牧草区划研究与单一草种相比较为薄弱。1984年，洪绂曾[9]先生曾组织国内相关学者撰写了《中国多年生栽培草种区划》，是我国首次在全国范围内对多年生主要栽培牧草进行全面、系统的调查和区分工作，为我国草业和畜牧业的发展奠定了坚实基础。

文章采用模型—专家经验交互方法进行我国羊草适宜性区划研究，研究结论可为各地区苜蓿种植起到科学的指导作用。同时，也可为各地区政府畜牧业规划政策提供参考，更加合理地利用牧草资源。

1 区划指导思想

1.1 尊重牧草生物学特性

牧草的生物学特性涉及牧草的生长、发育过程，以及这个过程与环境的关系，不同牧草生物学特性也不同。主要栽培牧草适宜性区划将围绕牧草的生物学特性进行，所得结果也反映出牧草与环境的关系。

1.2 联系牧草实际生产现状

牧草实际种植情况反映了牧草的适宜性，区划的结果也要联系实际生产现状，才能为生产服务。主要栽培牧草适宜性以我国目前大面积种植、发展前景广阔的栽培牧草为对象，联系实际进行牧草适宜性区划。

1.3 体现牧草长期发展前景

牧草生产、利用过程中，受到政策、市场、牧草特性、气候等因素的影响可能导致牧草实际种植情况发生较大变化，牧草适宜性区划要反映这个特点，选择经济效益、社会效益及生态效益较高的牧草，保证牧草种植的连续性、发展的健康性，避免生产起伏产生的负面影响。

1.4 结合行政区划

以往关于多年生牧草区划是反映了牧草对自然条件的适宜性，主要针对气候条件进行划分研究，但未能与行政区划单位结合，而规划和指导农牧业生产的部门多以行政区划的单位为基础，为方便牧草区划的推广与使用，该文在考虑气候因素的基础上，结合行政区划进行描述与区域划分。

2 区划原则和依据

2.1 栽培牧草区划原则

草业自然条件，如温度、地形、地貌、降水、土壤pH值以及海拔等环境因素和草业经济条件在同一地区内有共同性； 草业生产特点和草种的发展方向在同一地区有类似性，主要的障碍因素及重大技术改造措施和建设途径的相对一致性； 保持县(旗)级行政区域的完整性。

2.2 区划依据

以自然条件、气候及生态经济功能的异同为划分一级区界限的基本依据，并在自然条件相类似的情况下，尽量与行政区划界限相吻合； 二级区划分以区域海拔、地形、地貌、地表水资源、土壤类型等作为主要划分依据。

3 基于自然要素的分布适宜性评价模型

3.1 指标

农业区划涉及的指标较多，选用指标多了太复杂，少了不能反映真实情况。多年生牧草区划基于牧草生物学特性，所确定的主导因素主要体现了与牧草生长、发育及推广有关的各项因素，共建立二级指标体系。一级指标选择温度、降水量和土壤作为主导因子，温度因子采用年平均极端高温、年平均极端低温和年平均温度，降水量因子选用年平均降水量，土壤因子选择土壤pH值，二级指标体系主要包括海拔、地形、地貌、地表水资源、土壤类型等，根据不同牧草的生物学特性选择使用。

植物的生长是以一系列的生理生化活动为基础，这些生理生化活动受到温度的影响，每种植物的生长都有温度的三基点，即最低温度、最适温度和最高温度，温度三基点与植物的原产地有关； 水分是植物体的重要组成部分，是植物生存的物质条件，植物体的许多生理活动都必须在水分的参与下才能进行，水分影响着植物的形态结构、生长发育、繁殖和种子传播等，因此自然的降水影响着植物的生长和景观； 土壤是植物生长的基质和营养库，土壤提供植物生活的空间、水分和必需的矿质元素。在此基础上建立一级指标体系，包括温度、水分、土壤，建立温度适宜性、水分适宜性和土壤适宜性，从而确定牧草全国尺度上的分布。温度指标选择年平均气温、年平均最高气温、年平均最低气温3个指标，水分选择年降水量为指标，土壤以土壤pH值为指标。

3.2 模型

适宜性评价模型指标主要包括：极端低温适宜性模型(T_min)、极端高温适宜性模型(T_MAX)、平均温度适宜性模型(T_AVG)、水分适宜性模型(P)以及土壤酸碱度适宜性模型(PH)； 模拟结果主要分为3个水平：适宜、次适宜及不适宜，详细表达式如表1所示。

表1 基于自然要素的分布适宜性评价模型

其中，T_min指极端低温适宜性模型，Ltmin指区域的最低气温，Gtmin指牧草能够忍受的最低气温； T_MAX指极端高温适宜性模型，Ltmax指区域的最高气温，Gtmax指牧草能够忍受的最高气温； T_AVG指平均气温适宜性模型，Lt指区域的平均气温，Gmax1指牧草适宜的最高平均气温，Gmin1指牧草适宜的最低平均气温，Gmax2指牧草次适宜的最高平均气温，Gmin2指牧草次适宜的最低平均气温； P指平均降水量适宜性模型，Lt指区域的年平均降水量，GPmax1指牧草适宜的最高年平均降水量，GPmin1指牧草适宜的最低年平均降水量，GPmax2指牧草次适宜的最高年平均降水量，GPmin2指牧草次适宜的最低年平均降水量； pH指土壤酸碱性适宜性模型，LpH指区域的土壤pH值，GPHmin指牧草能够忍受的最低土壤pH值，GPHmax指牧草能够忍受的最高土壤pH值。

根据一级指标体系获得牧草适宜性模型的表达式为：

Fitness(T)=T_min*T_MAX*T_AVG*P*pH

通过收集牧草相关资料，如气候资料、牧草资料、自然资源资料等，气候资料包括温度、降水量等； 自然资源资料包括土地利用资料、草地分布资料、水资源分布资料等； 牧草资料包括牧草植物学特征、生物学特性、栽培技术等。获得这个资料后，通过牧草适宜性模型利用ArcInfo Workstation计算获得牧草全国尺度上的适宜性分布图。

二级指标体系主要是对一级指标体系建立的分布图在区域尺度上的深入修订，包括海拔高度、地形、地貌、地表水资源、土壤类型等，这些指标根据不同牧草的生物学特性确定使用不同的指标。确定二级指标体系后，使用ArcGIS叠加分析获得牧草的适宜性分布图。

3.3 模型-专家经验交互的栽培牧草适宜性评价

以温度、水分、土壤等自然要素的空间数据库为基础，通过GIS的地统计学分析方法，以牧草生物学特性为系统标准获得牧草的适宜性分布图，通过模型可以利用连续数据和离散数据，可以合并不同变量之间的交互作用，相对任意的加入对最终分类有用的特征，为减小遗漏误差，将GIS与牧草适宜性模型、专家经验、室外调查进行耦合，通过专家经验、室外验证及调整模型参数最终建立牧草适宜性分布图。以紫花苜蓿为例说明紫花苜蓿适宜性分布图的制作过程，主要包括模型初模拟、模型再模拟及精度验证、模拟图区域修订3个过程。

4 羊草适宜性区划

4.1 羊草适宜性评价指标体系

4.1.1 羊草对温度的适宜性

羊草适宜性评价模型设定的极端最高温度为37℃，极端最低温度为-45℃。适宜生长的年平均温度为-5～7.5℃，年均温-6.5～-5℃为低温次适宜，年均温7.5～12.5℃为高温次适宜。

4.1.2 羊草对水分的适宜性

羊草适宜性评价模型设定的年降水量最低要求为200mm，年降水超过800mm羊草适宜性差，羊草适宜的年降水量为250～650mm， 200～250mm、650～800mm为次适宜范围。

4.1.3 羊草对土壤的适宜性

对土壤要求不严，耐贫瘠且耐盐碱。

4.1.4 羊草对其他因子的适宜性

湖泊、沼泽及部分未利用土地都不利羊草种植，故这些区域在作图时将扣除。高海拔区域则不适宜种植羊草。

4.2 羊草适宜性评价

根据气候及相关数据，通过GIS技术计算获得羊草的适宜性分布图(图1)。羊草在全国尺度上适宜区主要分布在东北区中北部，内蒙古区中东部，黄土高原区部分区域、华北区北端。次适宜区主要分布在东北区中部、内蒙古区北部及中部、黄土高原区部分区域、华北区中部。

图1 羊草适宜性分布

5 羊草种植现状

羊草分布区为欧亚大陆草原东部，范围在于北纬36°～62°、东经120°～130°之间，是欧亚草原主要建群种之一，其中我国占一半以上，且集中分布于东北平原和内蒙古高原东部的开阔地平原、低山丘陵、河滩、盐碱化低地[10]。20世纪50 年代末至60 年代初在黑龙江大面积试种成功，现已成为我国北方地区建立永久性人工草地的主要草种，从种植分布来看，黑龙江、吉林和内蒙古是羊草的主要种植区。20世纪70年代以来，在东北三省和内蒙古羊草人工草地的种植面积就达12.6万hm2(1986年)，至2011年，我国羊草种植面积为66.4万hm2。从2001～2011年羊草种植面积来看，内蒙古、吉林和黑龙江3省区的种植面积仍然居全国前3位[11]。目前我国羊草种植区分布如图2所示。

图2 羊草种植分布

从表2可以看出，我国羊草种植经历了低—高—低的过程，由2001年的59.15万hm2增加到2003年的71.77万hm2，之后羊草种植面积有所下降， 2004年为39.40万hm2，之后羊草种植面积又开始增加， 2011年羊草种植面积达66.37万hm2，与2001的羊草面积相比， 2011年增加了12.21%，但与2003年相比， 2011年的羊草面积减少了7.52%。东北三省和内蒙古羊草总种植面积与20世纪80年代(12.6万hm2)相比， 2001年的羊草种植面积增加了3.64倍，到2011年增加了4.26倍。

内蒙古由2001年的2.67万hm2增加到2003年的3.22万hm2，增加了20.45%， 2011年降至0.89万hm2，与2003年相比，降低了72.26%； 吉林羊草种植面积由2001的37.94万hm2发展到2003年的48.47万hm2，之后开始下降，到2011年吉林羊草保留种植面积为18.43万hm2； 黑龙江羊草发展呈上升趋势，从2001年17.80万hm2，增加至2011年的46.87万hm2，增加了1.63倍； 2004～2011年，辽宁地区羊草的种植面积相对较少， 2004年最高0.21万hm2， 2009～2010年最低，仅有0.01万hm2； 河北2001年羊草种植面积0.67万hm2，到2005年仅为0.01万hm2； 陕西自2006年以来，加大了对羊草的种植，羊草保留种植面积在1.33万～2.33万hm2； 河南、湖北、重庆、四川、甘肃和新疆在不同年份也有少量的种植。

表2 2001～2011年各省区羊草保留种植面积 万hm2

6 结论

6.1 适宜区

东北区羊草适宜区主要分布在黑龙江省大部、吉林省东端和西部、辽宁省西端部分区域。黑龙江省在大兴安岭地区辖属漠河县、塔河县、呼玛县部分区域为不适宜区或次适宜区，哈尔滨市辖属尚志市、五常市部分区域为次适宜区，其他地区都为适宜区。吉林省适宜区主要分布在白城市、松原市、长春市、四平市、延边朝鲜族自治州。西部适宜区主要沿榆树市市区、九台市市区、长春市市区、公主岭市市区、梨树县一线以西的区域，东部适宜区主要分布在敦化市市区、安图县、和龙市市区以东的区域。辽宁省适宜区主要分布在西端昌图县、康平县、法库县、彰武县、阜新蒙古族自治县、北票市、朝阳县、建平县一带。

内蒙区羊草适宜区主要分布在呼伦贝尔市以南，锡林郭勒市、乌兰察布市、包头市、鄂尔多斯市以东的区域，主要沿鄂伦春自治旗、牙克石市市区、新巴尔虎左旗一线以南，东乌珠穆沁旗、西乌珠穆沁旗、锡林浩特市市区、正蓝旗、正镶白旗、化德县、察哈尔右翼后旗、察哈尔右翼中旗、武川县、包头市市区、达拉特旗、伊金霍洛旗、乌审旗一线以东的区域。

西北区羊草适宜区主要分布在新疆自治区伊犁地区、昌吉回族自治州、乌鲁木齐市部分区域少量分布。

黄土高原区羊草适宜区分布在山西省中北部、陕西省西北部、甘肃省和宁夏回族自治区两省区部分区域。山西省适宜区分布在吕梁市、太原市、忻州市以北的区域，主要沿兴县、方山县、离石市、中阳县、交口县、文水县、交城县、阳曲县、原平市、五台县一线以北的区域。山西省晋中市南部部分区域也为适宜区，主要分布在左权县、和顺县、榆社县、平遥县等。陕西省适宜区分布在榆林市、延安市等，主要分布在靖边县、定边县、吴旗县、志丹县、安塞县、甘泉县、富县等。黄土高原区其他适宜区主要分布在合水县、环县、固原县、西吉县、隆德县、泾源县、会宁县、静宁县、通渭县、陇西县、定西县、东乡族自治县、永靖县、临夏县一带。

华北区羊草适宜区分布在河北省承德市、张家口市等，主要分布在平泉县、承德县、隆化县、丰宁满族自治县、赤城县、涿鹿县、蔚县一线以北的区域。

6.2 次适宜区

东北区羊草次适宜区主要分布在吉林省中部、辽宁省部分区域。吉林省次适宜区分布在吉林市、辽源市、通化市等，主要分布在舒兰市市区、蛟河市市区、永吉县、吉林市市区、桦甸市市区、磐石市市区、伊通满族自治县、东辽县、东丰县、梅河口市市区、辉南县、靖宇县、柳河县等。辽宁省次适宜区西部分布在抚顺市、沈阳市、锦州市以西，主要沿新宾满族自治县、抚顺县、新民市市区、北宁市市区、凌海市市区一线以西的区域，辽宁省南端营口市、大连市部分区域为次适宜区，主要在盖州市市区、瓦房店市市区、普兰店市市区、大连市市区等。

内蒙区羊草次适宜区主要分布在东部呼伦贝尔市，中西部锡林郭勒市、乌兰察布市、包头市、巴彦淖尔市、鄂尔多斯市。东部次适宜区主要分布在鄂伦春自治旗、牙克石市市区、陈巴尔虎旗、鄂温克族自治旗、海拉尔市市区、新巴尔虎左旗、新巴尔虎右旗等，中西部次适宜区主要分布在东乌珠穆沁旗、锡林浩特市市区、阿巴嘎旗、苏尼特左旗、苏尼特右旗、四子王旗、达尔罕茂明安联合旗、乌拉特中旗、乌拉特前旗、杭锦旗、鄂托克旗、鄂托克前旗等一带。

西北区羊草次适宜区主要在新疆维吾尔自治区，包括塔城地区、博尔塔拉蒙古自治州、伊犁地区、昌吉回族自治州等地区少量分布。

黄土高原区羊草次适宜区主要分布在山西省中南部、陕西省东部、甘肃省部分区域。山西省次适宜主要分布在吕梁市、太原市、忻州市以南的区域，主要沿兴县、临县、柳林县、石楼县、孝义市市区、文水县、太原市市区、原平市市区、盂县一线以南的区域，但晋中市部分区域为适宜区，运城市西南部区域为不适宜区。陕西省次适宜区主要分布在咸阳市、铜川市、渭南市以北的区域，主要沿长武县、彬县、淳化县、耀县、宜君县、白水县、澄城县、合阳县、韩城市一线以北的区域。甘肃省次适宜区主要分分布在庆阳市、平凉市、天水市、兰州市、白银市等，主要分布在正宁县、宁县、合水县、庆阳县、西峰市、镇原县、泾川县、平凉市、崇信县、灵台县、秦安县、清水县、甘谷县、皋兰县、永登县、靖远县、白银市等。

华北区羊草次适宜区主要分布在河北省中部、北京市大部、天津市近全部、山东省东北部。河北省次适宜区主要分布在石家庄市、保定市、沧州市以北的区域，主要沿平山县、行唐县、定州市市区、安国市市区、献县、泊头市市区、南皮县一线以北的区域，但秦皇岛市大部、唐山市北部为不适宜区。山东省次适宜区主要分布在滨州市、东营市、淄博市、潍坊市、青岛市、烟台市等，主要沿乐陵市市区、商河县、淄博市市区、沂源县、诸城市市区、胶州市市区、即墨市市区、栖霞市市区、蓬莱市市区一线以北的区域，但邹平县、高青县、桓台县、博兴县、广饶县、寿光市市区、青州市市区分布集中的不适宜区。

6.3 不适宜区

羊草不适宜区主要分布在东北区吉林省东南部、辽宁省中东部，内蒙区西部，西北区大部，青藏高原区近全部，黄土高原区陕西省中部，华北区河北省南部、山东省中西部、河南省近全部，长江中下游区、西南区及华南区3区基本都为不适宜区。

[1] 郑度， 葛全胜，张雪芹，等.中国区划工作的回顾与展望.地理研究， 2005, 24(3): 330～344

[2] 侯学煜. 中国植被地理分布的规律性.西北植物研究, 1981，(1)： 1～11

[3] 吴征镒. 论中国植物区系的分区问题.云南植物研究, 1979，(1)： 1～20

[4] 方精云. 我国森林植被带的生态气候学分析.生态学报， 1991, 11(4): 377～387

[5] 李鸿杰， 吕志鹏，苏小惠，等.甘肃红豆杉栽培区划研究.中国农业资源与区划， 2000, 35(1): 134～139

[6] 刘德祥， 邓振镛.甘肃省农业与农业气候资源综合开发利用区划.中国农业资源与区划， 2000, 21(5): 35～38

[7] 辛晓平， 徐丽君，徐大伟.中国主要栽培牧草适宜性区划.北京：科技出版社， 2014

[8] 张丽君， 白占雄，关文斌，等.我国苜蓿属植物栽培品种的地理分布.华北农学报， 2005， 20(F12)： 99～103

[9] 洪绂曾. 中国多年生栽培草种区划.北京：中国农业科技出版社， 1989

[10]全国畜牧总站. 中国草业统计-2011， 2012

[11]汪恩华. 羊草繁殖生物学特性的研究.北京：中国科学院研究生院， 2002

LEYMUS CHINENSIS SUITABILITY REGIONALIZATION AND PLANTING STATUS*

Xu Lijun，Xu Dawei，Xin Xiaoping※

(Hulunber Grassland Ecosystem Observation and Research Station/Institute of Agricultural Resources and Regional Planning of Chinese Academy of Agricultural Sciences, Beijing 100081, China)

Grass cultivation division is the inevitable trend of the development of agriculture and animal husbandry, the introduction of species division can not only fully explore the existing excellent forage grass and fodder crops resources utilization, but also avoid the failure and blind introduction of screening introduction in some areas. Leymuschinensis(L. chinensis) is one of the mainly fine forage in north of China. The suitability regionalization andthe planting situation of L. chinensis were studied. The suitability regionalization was based on the natural elements ecological suitability model, forage biological characteristics including yield, the actual production of pasture analyzed various factors, these factors including temperature, precipitation, soil pH, pasture distribution, yield and so on. The planting area was collected from the statistical data. The results indicated that the national ecological suitable distribution area of L. chinensis, and inferred the suitable area, secondary suitable area and unsuitable areas. The suitable areas are mainly distributed in the central and northern of Northeast area(including Heilongjiang province, east and west of Jilin province, west of Liaoning province), the central and eastern of Inner Mongolia(including south of Hulunbere city, Xilinguole city, Wulanchabu city, Baotou city and east of Erodes city), part area of Loess Plateau(the central and northern of Shanxi province, northwest of Shanxi province, parts of Gansu province and Ningxia province), Northern of North China( including Chengde and Zhangjiakou city, Hebei province). Secondary suitable area including the central of Northeast area (Central of Jilin province and part of Liaoning province), the central and northern of Inner Mongolia(eastern of Hulunbere city, central and west of Xilinguole city, Wulanchabu city, Baotou city and Bayannaoer city), part area of Loess Plateau(including parts of Xinjiang province), central of North China(central and southern of Shanxi province, eastern of Shanxi province, parts of Gansu province). Based on 10-yr statistical data, we obtain the planting status, till to 2012, the planting area of L. chinensis arrive to 6.64 105 hm2. Results are theoretical science, and simulation results are accurate.

forage; alfalfa; suitability; regionalization; planting

10.7621/cjarrp.1005-9121.20161030

2015-09-14

徐丽君(1978—)，女，内蒙古通辽人，博士、助理研究员。研究方向：牧草栽培与管理。

※通讯作者：辛晓平(1970—)，女，甘肃天水人，研究员。研究方向：草地生态遥感。Email：xinxiaoping@caas.cn

*资助项目：973计划“优质高效人工草地可持续利用模式与优化布局”(2015CB150803)；“现代农业产业技术体系建设专项资金”(Cars-35)；公益性行业(农业)科研专项“半干旱牧区天然打草场培育与利用技术研究与示范”(201303060)

S543+.9; F323.1

A

1005-9121[2016]10-0174-08