甘肃天然草地生产力及植被组成研究

张德东,徐 义

(甘肃省天祝县草原工作站,甘肃天祝 733200)

甘肃天然草地生产力及植被组成研究

张德东,徐 义

(甘肃省天祝县草原工作站,甘肃天祝 733200)

天然草地不仅是畜牧业生产的重要物质基础，而且是全球生态系统的重要组成部分和绿色生态屏障。我国草地主要分布在半湿润、半干旱和干旱的北部和西部地区的蒙新高原和青藏高原，在我国甘肃地区也分着大面积的天然草地。由于长期超载过牧、乱垦 、乱挖、鼠虫危害，加之近几年来全球性气候变干、变暖，使其草地生态系统趋于逆向演替，有一半以上已经退化，其中 1/4 严重退化，草原面积不断萎缩，草地产草量不断下降，天然草原生态功能和生产力整体下降的局面尚未得到改善。对此，本文以甘肃省天祝为研究对象，对其天然草地的生产力及植被的组成进行研究，以期为甘肃天然草地的生态的保护措施提供参考。

甘肃；天然草地；生产力；植被组成

我国天然草原总面积 3.93 亿 hm2，是国土面积的 41.7%，世界草地面积的12.4%，草地面积仅次于澳大利亚位居世界第二，其中我国北方草地面积 3.13 亿hm2。天然草原是最重要的可再生资源，不仅生产草、畜等产品，具有物质生产功能，同时还有调节气候、涵养水源、保持水土、防风固沙和维持生物多样性等多项生态服务价值。同时，草原生态系统也比较脆弱，受干旱，风蚀等自然因素以及过度放牧，滥垦等人为因素的影响，超载过牧等长期不合理利用，导致能量与物质平衡被破坏，草原生态服务功能减弱，生产力下降，草原的退化、沙化和盐渍化面积不断增加。草原与草地畜牧业的平衡发展是实现有效、合理、持续利用草原资源的关键，同时，准确及时的掌握草原资源现状及变化才能更好的规划建设和保护利用草原资源，有效发挥草原生态功能和生产价值。

目前，随着空间技术和计算机技术的发展，以遥感(Remote Sensing，RS)、地理信息系统(Geographical Information System，GIS)和全球定位系统(Global Positioning System，GPS)紧密结合的 3S 技术已被越来越多的草原工作者选择并应用于草原资源调查与评价。三者的集成应用已成为当前针对空间对象的最有效的研究手段， 3S技术的一体化发展，为研究草原现状、合理评估草原变化和预测草原未来发展的趋势提供了坚实的技术支持。

天祝藏族自治县地处甘肃省中部，武威市南部；位于河西走廊和祁连山东端。境内地势西北高，东南低，处于青藏高原、黄土高原和内蒙古高原的交汇地带，属青藏高原东北边缘，海拔在2040～4874米之间。地貌以山地为主，山脉纵横，沟谷交错，多崇山峻岭。位于县境中部的乌鞘岭横亘东西，是古丝绸之路的咽喉要道，河西走廊门户，也是内陆河和外流河的分水岭。河流广布，水资源丰富，分为石羊河水系(内陆)和黄河水系(外流)两大水系。全县有耕地31.8万亩，草原587万亩，天然林地286.9万亩。主要农作物有小麦、油菜、豌豆、青稞、马铃薯、大麦、蔬菜等。主要树种有云杉、松、柏、桦、杨等乔木和柳、金露梅、沙棘、杜鹃、小檗、锦鸡儿等灌木。野生中药材主要有鹿茸、麝香、党参、黄芪、羌活、大黄、秦艽、冬虫夏草等。保护并合理利用区域内天然草原，对维护河西走廊生态安全和草地畜牧业生产的可持续发展具有重要意义。本研究采用 3S 技术与地面调查相结合的方式，采用以陆地卫星的 TM 影像对天祝天然草地生产力及草地植被组成进行研究，对河西走廊天然草原的合理保护、建设和利用提供依据和参考。

1 甘肃天然草地现状

甘肃省地处黄土高原、内蒙古高原和青藏高原三大交汇地带，是我国六大牧区之一，有天然草地 1564.83万hm2。天然草地面积占草地总面积的99.34%，是中国主要的牧业基地之一。主要分布在甘南藏族自治州、祁连山和阿尔金山流域的河西走廊以及内蒙古、甘肃、宁夏西部的风沙沿线一带 ，海拔从 550 ～5 808 米，平均降水量在 35 ～900 mm之间，分布在天然草地上的植物共有 154 科，716 属，2129 种，森林、草原、戈壁、沙漠等自然带过渡明显。多年来由于全球气温升高和人类活动影响，天然草原退化日益严重，我省大片的天然草地被开垦、占用，天然草地面积逐年减少。全省因超载过牧、乱垦殖、铲草皮、挖药材、座圈饮水践踏、鼠虫害等各种原因导致草原退化面积已达 1446.67 万公顷，且草原退化每年仍以 10 万公顷的速度扩展。天然草地生产能力下降，优良牧草品种减少，毒杂草比例上升，鼠虫害迅速蔓延、沼泽面积锐减、生物多样性遭破坏，天然草原涵养水源能力下降，河流径流量减少，小溪断流、湖泊干涸、直接导致黄河水流量减少，加重黄河下游的断流严重程度。由于植被减少，沙漠化严重，部分草地已呈地表裸露，形成黑土滩、黄土滩和沙丘丛生的不毛之地，每年减少饲草 500 多亿千克，相当于 400 多万羊单位全年饲草用量，近年来沙尘暴频繁发生，灾害为世人震惊。

2 甘肃天然草地生产力分析

利用2014年7～8月在研究区高寒草甸、山地草甸、温性草原和温性草原化荒漠测定样方植物地上部分鲜重的实测数据，结合相应点 NDVI采样值，分别建立研究区草地产草量反演模型(见表1)，经样方点草地产草量与相应点 NDVI 采样值的相关分析，NDVI 与草地产草量之问存在显著正相关。以 NDVI 为基础，利用各模型反演高寒草甸、山地草甸、温性草原和温性草原化荒漠草地产草量统计面积见表2和表3。从表 2 和表3 看出，各类型草地鲜草产量以山地草甸最高，依次为高寒草甸、温性草原和温性草原化荒漠，与植被盖度变化趋势一致。研究区高寒草甸平均鲜草产量为 2092.71 kg/hm2，总鲜草产量 17.73 万t，以鲜草产量 3 000～4 500 kg/hm2的草地所占草原面积最大，占高寒草甸总面积的 47.26%，其次为 1 500～3 000 kg/hm2的草地，占高寒草甸总面积的 26.06%；山地草甸平均鲜草产量 2 864.74 kg/hm2，总鲜草产量 8.99 万t，以鲜草产量 4 500～6 000 kg/hm2和 3 000～4 500 kg/hm2的草地所占草原面积较大，分别占山地草甸总面积的 28.04%和27.81%；温性草原平均鲜草产量为 1 456.13 kg/hm2，总鲜草产量13.99万t，以鲜草产量1 500～3 000 kg/hm2的草地所占草原面积最大，占温性草原总面积的 73.89%；温性草原化荒漠平均鲜草产量为 1409.17 kg/hm2，总鲜草产量 14.29万t，也以鲜草产量 1 500～3 000 kg/hm2的草地所占草原面积最大，占温性草原总面积的 92.92%。

每羊单位按日消耗 4 kg 鲜草，饲草放牧利用率按 70%估算(考虑到牧草再生率)，高寒草甸、山地草甸、温性草原和温性草原化荒漠可分别承载8.50、4.31、6.71 和 6.85 万个羊单位放牧利用。

表1 草地生物量估产模型

表2 各类型草地产草量及载畜表

草地类型面积平均鲜草产量总鲜草产量载畜能力(羊单位)高寒草甸84716．202092．71177286．698．50山地草甸31383．172864．7489904．714．31温性草原96056．341456．13139870．236．71温性草原化荒漠101381．771409．17142864．256．85

表3 各类型草地产量分级表

3 甘肃天然草地植被组成

现今天祝天然植被分布可以划分为两大基本类型。主要是禾本科莎草科篙属共建群种的植被群系，这个基本类型又可按次优势种划分为多个群系和群丛。

篙属为主的植被组成相对较为复杂，分布面积很广，但更多的是以菱篙和铁杆篙为共建群种的群落，其次有冷篙、阿尔泰狗娃花、二色棘豆、二裂委陵菜、大针茅等。在生境较阴湿处有毅核等灌木成分。在较干旱山坡上生长矮脚锦鸡儿、甘蒙锦鸡儿、柠条、红柳等灌木成分，但灌木成分在群落中已不起主要作用。

以针茅属短花针茅为主的植被组成成分更趋简单，建群种多为克氏针茅。在以栗钙土为主的干旱山坡生境上次优势种有冷篙、山篙、隐子草等，伴生种有二色棘豆、二裂委陵菜、阿尔泰狗娃花、骆驼蓬、璋牙菜、茵陈篙、猪毛篙等;灌木成分有柠条、甘蒙锦鸡儿。在海拔更高较为湿润和肥厚黑坊土为主要基质的生境上次优势种为赖草、冰草、猪毛篙、益母草等;伴生种有黄花角篙、香青兰、白花枝子花、硬质早熟禾、细叶韭、糙草韭、隐子草、披针叶黄花、骆驼蓬、阿尔泰狗娃花、大针茅、达乌里龙胆等，灌木成分很少见到。在过渡放牧的较平坦的梁如坡顶则以百里香为优势的群落，伴生有狼毒、无茎委陵茶、长芒草、冷篙、二色棘豆、赖草、醉马草、阿尔泰狗娃花等。

在甜水盆地以毛沙芦草为优势的群落，次优势种为山篙、牛枝子等，伴生有细叶韭、砂珍棘豆、长芒草、糙隐子草、贺兰山岩黄茂、野亚麻、猪毛菜等。

在空间格局上，海拔在1 700 m以下的沟谷山坡以篙属菱篙、铁杆篙为共建群种的植被类型，铁杆篙群落可达1 800 m左右。冷篙分布可上升到1 900 m左右。在1 700～1 900 m的黄土梁筛山坡则以长芒草为建群种的植被类型；海拔在1 900 m以上出现以百里香为优势种的群落。在各类型中达乌里胡枝子、牛枝子具有较重要的作用，分布海拔范围广，常在部分区段达优势和次优势的水平。

4 结论

甘肃省地处青藏高原 、黄土高原 、蒙新高原和西秦岭山地的交汇地带，有亚热带、温带、寒温带气候和草丛、草原、草甸、荒漠等草地类型，天然草地面积大，植物种类组成复杂、数量繁多、种质资源丰富。草地产草量是天然草地生产力高低的重要衡量指标，同时也是制定畜牧业生产和管理规划的基础、及时准确地掌握草地产量资料，对计算草地载畜量和安排草畜生产，提高草地畜牧业生产力具有十分重要的意义。综合分析甘肃天然草地植物植被组成情况，从而为甘肃天然草地的生态环境的保护措施提供参考，进而实现草原高产、优质、高效和生态环境的改善，畜牧业振兴、农牧业富裕和社会经济的可持续发展。

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Study of Productivity of Natural Meadow and Vegetation Constitution

ZHANG de-dong, XU yi

(TianzhucountyprairieworkstationofGansuprovinceGansuTianzhu733200)

The natural meadow is not only the important material basis of animal husbandry, but also the essential constituent part of the global ecological system and green ecological barrier. Our country's meadow is mainly distributed in the north of semi-humid, semi-arid and dry regions and the Neimenggu-Xinjiang plateau and Qinghai-Tibet plateau of the west. Large tracts of meadow are distributed in Gansu region of our country. Because of long-term overloaded overgrazing, improper reclamation, excessive digging and rodent-insect harms, along with global climate change in recent years, the meadow ecosystem in Gansu tends to reverse succession. More than half of the meadow has degenerated, a quarter of which has degenerated seriously. Grassland area is continually shrinking, and yield of grass is continually declining. The situation that the ecological functions and productivity of natural grassland are overall declining has not been improved yet. For this reason, the article selects Tianzhu of Gansu province as the research object and study the productivity and constitution of vegetation of natural meadow in order to provide reference for ecological safeguard procedures of natural meadow in Gansu province.

Gansu; natural meadow; productivity; vegetation composition

2016-10-20 接收日期:2016-11-25

张德东(1975-),畜牧师,主要从事科技监测,草原生态治理与恢复工作。

S823.2

A

1001-9111(2017)01-0047-03