伊犁河谷低山退化草地围栏封育效果研究

罗志娜，张生楹，李建伟，范天文

（1.新疆伊犁州草原工作站，新疆 伊宁 835000；2.新疆尼勒克县草原工作站，新疆 尼勒克县 835700）

伊犁河谷低山退化草地围栏封育效果研究

罗志娜1，张生楹2，李建伟1，范天文1

（1.新疆伊犁州草原工作站，新疆 伊宁 835000；2.新疆尼勒克县草原工作站，新疆 尼勒克县 835700）

为了探索围栏封育在伊犁河谷退化草地改良中的作用，试验以伊犁河谷低山温性草原类、温性荒漠草原类和温性荒漠类退化草地为研究对象，2012-2016年连续5年测定其围栏内、外的植被盖度、草群高度、植物种类、鲜草产量和干草产量。结果表明：围栏封育可以有效提高退化温性草原类、温性荒漠草原类、温性荒漠类草地的生产力；能显著提高3类草地的鲜草产量、干草产量、草群高度和植被盖度；对植物种类的影响幅度较小，差异不显著；可影响各草地生产指标间的关系；可以作为草地改良的措施之一在伊犁河谷退化草地中应用。

退化；围栏封育；草产量；植被盖度；草群高度

10.16863 /j.cnki.1003-6377.2017.05.010

草地作为陆地生态系统主要的构成部分，是人类的重要生存栖息地，但由于长期受人类活动和过度放牧的影响，超出了其所能承受的范围，出现退化、盐碱化以及牧草产量和质量降低等现象，草地生态系统失调[1-4]。伊犁河谷虽是我国草地资源相对较丰富的地区，但草场的退化问题也日渐凸显[5]。围栏封育作为草地植被恢复与重建的重要措施之一[6]，对退化草地的群落结构和功能可以起到逐步恢复作用，明显改善退化草地的盖度、高度、密度、植物种类及生物量等，在国内外已经得到较为广泛的应用[7-9]。朱新萍[6]、崔国盈[10]、杨合龙[11]等对天山山脉的围栏封育状况进行了研究，针对伊犁河谷，围栏封育也是主要的草原恢复措施，周斌等[5]在2003年至2005年对春秋草场草地进行了生态调查，提出了恢复对策，但不能全面阐释围栏封育对伊犁河谷退化草地的改良效果。因此，本研究以伊犁河谷低山温性草原类、温性荒漠草原类和温性荒漠类草地为研究对象，通过试验阐释围栏封育对伊犁河谷中山带草地生产指标的影响，从而为围栏封育在伊犁河谷退化草地改良中的应用提供科学依据。

1 材料与方法

1.1 试验区概况

试验区域位于伊犁河谷低山温性草原类、温性荒漠草原类和温性荒漠类退化草地，分别在昭苏县、巩留县、尼勒克县、察布查尔县和霍城县境内。伊犁河谷位于中国天山山脉西部，地处80°09′～84°56′E，42°14′～44°50′N，北、东、南三面环山，构成“三山夹两谷”的地貌轮廓。气候湿润温和，属温带大陆性气候，年平均气温10.4℃，年日照时数2 870 h。年降水量417.6 mm，山区可达600 mm，是新疆最湿润的地区。

1.2 试验设计及材料

2012-2016年，每年在生产力高峰期（7月15日左右）对选取的试验区域进行监测，每次监测在试验区域内选择3个具有代表性的样方，样方之间的间隔大于250 m，面积为1 m2（1 m×1 m），测定其植被盖度、植物种类、草群高度和鲜草产量，并取样风干测定干草产量。围栏外为自然放牧，放牧牲畜为哈萨克羊，放牧强度中等；围栏内为防止枯落物对次年植物生长的影响，在秋季进行放牧或刈割。

共选择9个试验地点，通过围栏分割为18个研究区域，9个为围栏内，9个为围栏外，详见表1。

表1 各试验地点的草地类型

1.3 测定项目和方法

1.3.1 鲜草产量和干草产量

在每个选定的试验区域，挑选3个具有代表性的1 m2（1 m×1 m）试验样方，齐地面刈割，测定鲜草重量，风干后，测定其干草重量，取3个样方的重量平均值，为该试验区域的鲜草产量和干草产量。

1.3.2 植被盖度

缺乏营养、超重、摄入过量糖与脂肪……如今，全世界没有一个国家能达到世界卫生组织制定的营养目标。营养失调，正在成为导致死亡的主要风险因素之一。

试验样方内植物地上部分垂直投影的面积占试验样方面积的比率。采用投影盖度目测法测定。

1.3.3 草群高度

指草地植物群落在自然状态下的高度。测量试验样方内大多数草层叶片或植物枝条集中分布的平均自然高度。

1.3.4 植物种类

统计在3个试验样方中出现的植物种类数，作为该试验区域的植物种类。

1.4 数据处理

通过Excel 2010进行计算标准偏差和图表制作；通过SPSS 16软件进行方差分析和相关性分析。

2 结果与分析

2.1 植被盖度

图1 温性草原类草地植被盖度对比

图2 温性荒漠草原类草地植被盖度对比

图3 温性荒漠类草地植被盖度对比

植被盖度可间接的反映植物的光合能力、生长繁茂程度等，是草地植被重要的衡量指标之一[6]。由图1～图3可以看出，围栏对3类草地植被盖度的影响表现各异。温性草原类草地围栏内外的植被盖度2012年差异不显著（P＞0.05），其它年份围栏内外的差异均显著（P＜0.05）。温性荒漠草原类草地2013年和2014年围栏内外的植被盖度都处于较低的水平，差异不显著（P＞0.05），其它3个年份围栏内外的差异显著（P＜0.05）。温性荒漠类草地2013年围栏内外的植被盖度差异不显著，其它4个年份围栏内外的差异显著。

2.2 草群高度

图4 温性草原类草地草群高度对比

图5 温性荒漠草原类草地草群高度对比

图6 温性荒漠类草地草群高度对比

高度可以作为判断植物生长是否健康的一种标识，是反映植物群落样貌的主要特征之一[6]。由图4～图6可以看出，温性荒漠草原类草地的草群高度均处于一个较低的水平，2013年和2014年围栏内、外的差异不显著，除此之外，3个草地类在其它年份围栏内的草群高度均显著高于围栏外（P＜0.05），这是因为围栏后可使草原植物免受人类及动物等外界因素的扰动，保持其自然的生长状态，进而说明围栏可促进植物的生长，有利于植物群落的恢复。

3类草地的草群高度围栏内整体呈现出：温性草原类＞温性荒漠类＞温性荒漠草原类，围栏外整体表现出：温性草原类和温性荒漠类草地接近，略高于温性荒漠草原类。

不同年度间的草群高度对比，围栏内3类草地均表现出2016年较高，2014年最低，但是否达到显著，3类草地的表现各异。围栏外3类草地的草群高度均处于较低的水平，这可能与动物的采食有关。

2.3 植物种类

图7 温性草原类草地植物种类对比

图8 温性荒漠草原类草地植物种类对比

图9 温性荒漠类草地植物种类对比

物种多样性是维持草地生态系统稳定发展和生产力的基础[12]，是生命系统的基本特征[13]，也是诊断草地生态系统是否健康的主要依据。由图7～图9可以看出，除2016年温性荒漠草原类草地围栏内外的植物种类相等外，其它年份3类草地围栏内的植物种类数都高于围栏外。围栏后，植物种类数有所增加，但幅度较小，仅2013年温性草原类草地围栏内的植物种类数较围栏外差异显著（P＜0.05），其它年份各草地类围栏内外的植物种类数都差异不显著（P＞0.05）。

3类草地年度间的植物种类差异较小。温性草原类和温性荒漠类草地，围栏内、外植物种类年度间均差异不显著（P＞0.05）；温性荒漠草原类草地围栏内植物种类2012年最高，较其它年份存在差异（P＜0.05），其它年份间均差异不显著（P＞0.05）。

2.4 草产量

地上生物量是计算合理载畜量、衡量草地生产能力的主要依据及指标[6]。由图10～图12可以看出，3种草地类的鲜草产量、干草产量都表现出围栏内高于围栏外，差异显著（P＜0.05）；仅从草地提供的食物量角度看，建立围栏对畜牧业的发展是有利的。围栏内、外的草产量整体呈现：温性草原类＞温性荒漠类＞温性荒漠草原类。

图12 温性荒漠类草地鲜草产量、干草产量对比

年度间的鲜草产量、干草产量对比，不同草地类的表现不一致。温性草原类草地围栏内的草产量2016年最高，其次为2015年，最低的为2014年；温性荒漠草原类草地2016年的产草量最高，其次为2015年；温性荒漠类草地2016年的草产量最高，其次为2012年；3类草地2014年的产草量均处于较低的水平，这与2014年伊犁河谷严重干旱有关，降雨量少造成草产量低。

2.5 相关性分析

表2 各草地类生产指标的相关性分析

对测定的植被盖度、草群高度、植物种类、鲜草产量和干草产量等5项生产指标进行相关性分析，见表2，结果表明：3类草地围栏内外的鲜草产量和干草产量间都存在显著正相关（P＜0.05），其它各项生产指标间的相关性因草地类和围栏的原因存在不同。说明对草地实施围栏会使其各生产指标间的关系发生变化。

温性草原类草地围栏内、外的植物种类和鲜草产量、干草产量、植被盖度存在显著正相关（P＜0.05），且与植被盖度的相关性达到极显著水平（P＜0.01）；围栏内鲜、干草产量与植被盖度存在极显著正相关（P＜0.01），与草群高度的相关性未达到显著水平（P＞0.05），而围栏外的鲜、干草产量与草群高度的相关性均达到显著水平（P＜0.05）。温性荒漠草原类草地草群高度和植被盖度之间的相关性在围栏内达到显著水平（P＜0.05），围栏外不显著（P＞0.05）。温性荒漠类草地围栏内、外，除鲜草产量和干草产量的相关性达到显著外，其它生产指标间的相关性均未达到显著水平（P＞0.05）。

3 讨 论

围栏封育能消除过度放牧的干扰、减少人类对草地的影响，给予草地自我修复的时间，可以有效提高退化温性草原类、温性荒漠草原类、温性荒漠类草地的生产力，对退化草地的植被盖度、草群高度、植物种类、鲜草产量和干草产量有不同程度的提高，进而逐渐恢复草地生态系统。这与周国英[14]、王炜[15]、崔国盈[10]、刘雪明[16]、朱新萍[6]等人的研究结果一致，围栏封育可使草群高度和盖度等出现明显升高，促使草地植物向正向演替。说明基于退化生态系统自我设计理论[17,18]的围栏封育是可行的，围栏封育可以作为草地改良的措施之一在伊犁河谷退化草地中应用。

本研究在草地生长末期对围栏内的植物进行刈割或放牧，在保留植物种子的同时，又避免了资源浪费和枯落物对次年返青的影响，植物种类表现出围栏内略高于围栏外，但幅度较小，差异不显著，这与李慧[19]、朱新萍[6]等人研究长期围栏得出的长期食草动物采食利于生物多样性增加的结论不一致，造成结果差异的原因可能与围栏封育年限、生长末期是否刈割、牲畜的采食偏好及强度等有关，有待进一步研究。同时，围栏封育还表现出影响3类草地生产指标间的相互关系，对温性草原类和温性荒漠类草地的影响大于温性荒漠草原类草地。

[1]任健,李永进,欧阳青,等.短期封育和施用牛粪对亚高山草甸植物群落驻村及生物量的影响[J].草地学报,2016,24(6):1197-1202.

[2]龙瑞军,董世魁,胡自治.西部草地退化的原因分析与生态恢复措施探讨[J].草原与草坪,2005，(6):3-7.

[3]包文忠,山微,杨晓东,等.我国北方草地资源面临的生态危机及对策[J].中国草地,1998(2):68-71.

[4]王宗礼.中国草原生态保护战略思考[J].中国草地,2005,27(4):1-9.

[5]周斌,乔木,冯缨.伊犁河谷春秋草地生态调查及其恢复对策[J].生态学杂志,2007,26(4):528-532.

[6]朱新萍,贾宏涛,蒋平安,等.长期围栏封育对中天山草地植被群落特征及多样性的影响[J].草业科学, 2012,29(6):989-992.

[7]杨刚,杨智明,王思成,等.盐池四墩子试区草原围栏封育效果调研[J].宁夏农学院学报,2003,24(1):22-24.

[8]王小利,干友民,张力,等.围栏内禁牧与轻牧对高寒草原群落的影响[J].甘肃农业大学学报,2005,40(3): 368-375.

[9]周华坤,周立,赵新全,等.围栏封育对轻牧与重牧金露梅灌丛的影响[J].草地学报,2004,12(2):140-144.

[10]崔国盈,刘长娥,安沙舟.天山北坡山地草原围栏封育效果研究[J].草业与草坪,2008,130(5):51-55.

[11]杨合龙,孙宗玖,陈玉萍.封育年限对伊犁绢蒿荒漠群落特征及草场质量的影响[J].草地学报,2015,23(2): 252-257.

[12]段敏杰,高清竹,万运帆,等.放牧对藏北紫花针茅高寒草原植物群落特征的影响[J].生态学报,2010,30 (14):3892-3900.

[13]马克平.试论生物多样性的概念[J].生物多样性,1993,1(15):20-22.

[14]周国英,陈桂琛,赵以莲,等.施肥和围栏封育对青海湖地区高寒草原影响的比较研究Ⅱ.地上生物量季节动态[J].草业科学,2005,22(1):59-63.

[15]王炜,刘钟龄,郝敦元,等.内蒙古草原退化群落恢复演替的研究Ⅰ.退化草原的基本特征与恢复演替动力[J].植物生态学报,1996,20(5):449-459.

[16]刘雪明,聂学敏.围栏封育对高寒草地植被数量特征的影响[J].草业科学,2012,29(1):112-116.

[17]董世魁,刘世梁,邵新庆,等.恢复生态学[M].北京:高等教育出版社,2009:51-56.

[18]李媛媛,董世魁,李小艳,等.围栏封育对黄河源区退化高寒草地植被组成及生物量的影响[J].草地学报, 2012,20(2):275-279.

[19]李慧.新疆山区草地生态系统植被恢复过程中生物多样性研究[D].乌鲁木齐:新疆农业大学,2006.

The Effect of Fence on Degraded Grassland Restoration in YiLi River Valley

LUO Zhi-na1,ZHANG Sheng-ying2,LI Jian-wei1,FAN Tian-wen1
(1.Grassland Workstation of Yili Prefecture,Yining 835000,China；2.Grassland Workstation of Nilka County,Nilka Xinjiang 835700,China)

Three types of temperate degraded grassland for 5 consecutive years from 2012 to 2016 in the low mountain in Yili River valley were used to examine the vegetation coverage,grass height,plant species,fresh yield and hay yield of the inside and outside the fence.The results showed that the fence effectively improved the grassland productivity in the degradation of temperate steppe,temperate desert steppe,temperate desert; significantly improved the grass yield,hay yield,grass height and vegetation coverage of the three types of grassland;the impact on plant species was small and the difference was not significant;the relationship between grassland production indexes can be effected;which can be used as one of grassland improvement measures in degraded grassland in Yili River valley.

degradation;fence;grass yield;vegetation coverage;grass group height

S812.6

A

1003－6377（2017）05－0052-08

罗志娜（1986-），女，硕士研究生，畜牧师，主要从事天然草原监测与保护相关工作。E-mail：luozn2005@126.com

2017-07-03，

2017-07-20