豫西天然草地资源现状及其评价
2019-02-22樊文娜梁亚爽朱伟然张国启
樊文娜,梁亚爽,朱伟然,张国启,李 黎*
(1.河南科技大学动物科技学院,河南 洛阳 471003;2.河南省饲草饲料站,郑州 450008)
草地是全球分布最广泛的植被类型之一,也是陆地生态系统的重要组成部分,其具有涵养水源、水土保持和调节气候等重要功能[1-2]。草地资源作为全球重要的自然资源,不仅是保护生态的绿色屏障,更是发展畜牧业最基本的生产资料,对人类的生产生活起着不可替代的作用[3-6]。草地资源调查有利于人们更好地认识草地的自然与经济特性,掌握其数量、质量及分布状况,了解其历史、现状和发展趋势,也可促进草业科学和畜牧业的发展。
豫西是河南省草地资源丰富的地区,天然草地资源占比30.93%,是河南省天然草地的重要组成部分。最近,人工牧草种植面积有了较大的增加,天然草地改良也取得一定成效,但人工草地的发展,受经济水平和土地面积的制约,需要一个较长的过程,因此科学合理利用现有的天然草地,并对其进行科学管理和改良以提高草地的产量和质量,进而提高家畜营养水平和载畜量是十分必要的。正确评价天然草地,是有计划合理利用现有天然草地,或进行科学禁牧、封育、驯化和人工播种某些优良牧草以改良草地质量,提高天然草地的生产力的基础[7]。
1 豫西自然概况和调查方法
豫西处于中国地势第二级阶梯向第三级阶梯的过渡地带,地形千差万别,属暖温带大陆性季风气候,四季分明,年均降水量为579.7~630 mm。豫西南部洛阳市属于北亚热带向暖温带过渡的气候带,其气候表现出显著的季节性、大陆性、多样性等特征。气候四季分明,冬季寒冷雨雪少,春季干旱大风多,夏季炎热多雨且集中,秋季晴朗日照长。全年盛行东北风或西风,频率各占10%:以冬春风速较大,>2 m·s-1;夏秋风速较小,<2 m·s-1。草地类型为低地草甸和暖性灌草丛。豫西北部三门峡市属暖温带半干旱内陆性气候,受副热带高压和西风环流交替控制,四季分明,年降水量630 mm,主要集中在夏季。草地类型主要为低地草甸、山地草甸和暖性灌草丛。
2018年3~12 月在河南省全省范围展开了河南省草地资源清查工作。豫西天然草地多分布于浅山丘陵地区。豫西地区样地图斑数量为408,根据底图利用GPS导航设备找到该样地所在区域[8-10]。辨别样地植物填写植物名称、草地类和草地型,进行样方设置。
1.1 中小草本及小半灌木样方
草本及矮小灌木的高度一般为草本<80 cm、矮小灌木<50 cm(且不形成大株丛)。样方设置基本涵盖本区域内所有草地品种,样方设置3个,间隔>30 m,样方框以1 m2的正方形为标准,草本产量测量一律采用齐地面剪割,计算鲜草产量,并烘干测定平均干重。
1.2 灌木及高大草本样方
高大草本的高度一般>80 cm,灌木高度一般>50 cm以灌木及高大草本为主的草地。样地面积设10 m×10 m面积100 m2的正方形样方一个。100 m2的样方内设置3个1 m2草本及矮小灌木样方,测定内容和方法同上。
分别剪取样方内某一灌木及高大草本大、中、小标准株丛的当年枝条并称重(灌丛或高大灌木只剪割当年枝条),得到该灌木及高大草本大、中、小株丛的标准重量,然后将大、中、小株丛的标准重量分别乘以各自的株丛数,再相加即为该灌木及高大草本的产草量(鲜重)。
100 m2样方内总产草量=草本半灌木及矮小灌木产草量折算×(100-灌木覆盖面积)/100+灌木及高大草本产草量折算合计。
1.3 入户访问调查
调查内容有家庭饲养情况、饲养家畜种类、数量、出栏、放牧天数、天然草地面积等。
2 豫西天然草地分布概况
豫西草地以暖性灌草丛类为主,低地草甸类主要分布在洛阳市,高山草甸类则主要分布在三门峡市,见表1。从草地面积来看,暖性灌草丛面积最大,为1 424.912 km2,占总草地面积的88.31%;低地草甸面积处在第2位,为176.466 km2,占总草地面积的10.94%;山地草甸面积为12.102 7 km2,占总草地面积的0.07%。从不同天然草地类型来看,具灌木的白羊草面积最大,为417.6399km2,占总草地面积的25.88%;具灌木的黄背草次之,为347.413 1 km2,占总草地面积的21.53%;具灌木的白莲蒿239.734 6 km2,占总草地面积的14.86%;狗牙根、假俭草为126.335 km2,占总草地面积的7.83%,主要分布在洛阳地区;白羊草型为118.810 6 km2,占总草地面积的7.36%;其他草地类型如山地草甸,占比较少,主要分布在三门峡市。
根据《天然草原等级评定技术规范》的评价标准,Ⅰ:优等牧草占总产草量≥60%;Ⅱ:良等以上牧草占总产草量≥60%;Ⅲ:中等以上牧草占总产草量≥60%;Ⅳ:低等以上牧草占总产草量≥60%;Ⅴ:劣等和不可食牧草占总产草量≥40%。豫西草地等级多为Ⅱ、Ⅲ级草地,主要是良等、中等以上的牧草,详见表2。
表1 豫西不同草地型的分布情况 km2
表2 豫西不同草地等级面积 km2
3 豫西主要草地类型的概述
3.1 具灌木的白羊草型
白羊草为禾本科(Gramineae)孔颖草属(Bothriochloa)多年生草本。具短根茎,分蘖力强,须根发达。生于海拔<1 000 m的向阳山坡或路旁。性喜温暖和湿度中等的沙壤土环境,为典型喜暖的旱中生植物。由于白羊草以种子和根茎两种方式繁殖,兼具有性和无性繁殖能力,生活力极强,能迅速占据地面成为群落优势种或建群种。其常与荆条(Vitexnegundo var.heterophylla)、沙棘(Hippophaerhamoides subsp.sinensis)、酸枣(Ziziphusjujuba var.spinosa)、胡枝子(Lespedeza bicolor Turcz.)、荻(Triarrhena sacchariflora)、百里香(Thymus mongolicus)等组成喜暖灌草丛植物群落。
在豫西地区该型草地分布范围较广,具灌木的白羊草型草地面积约为420 km2,是豫西地区天然草地面积最大的草地型。豫西山地地势较高,蒸发量少,土层较厚,土壤肥力好,植被生长茂密,产草量较高,草层高度85 cm,盖度可达90%。白羊草为低山丘陵地的重要放牧草种,从萌发开始即为各种家畜所喜食,尤以羊最为喜食,为秋季主要抓膘牧草。其营养丰富,蛋白质含量中等以上,消化率较高,抽穗前蛋白质可与豆科植物相媲美,抽穗后蛋白质含量稍有降低。白羊草返青较晚,夏季萌发期生长缓慢,后期遇雨则迅速生长。一般在4月下旬萌发,6月生物量猛增,9月初花期以后生长缓慢,并很快停止,但下层营养枝分蘖仍继续缓慢进行。再生力较强,夏季放牧采食以后,1个多月即可恢复到原来的生物量。冬季枯萎较晚,残株仍为羊群采食,利用期较长。荆条也为牲畜所喜食,且是良好的蜜源植物。
3.2 具灌木的黄背草型
黄背草[Themeda japonica(Willd.)Tanaka]为禾本科菅属(Themeda)多年生草本,高80~110 cm。产于浅山丘陵地区,生于海拔<1 200 m的干燥山坡、路旁、林缘等处。多见于浅山丘陵的干旱山地阳坡,常成片出现,其在群落中占居重要地位。在具黄背草的灌草丛群落中常与一些耐干旱的灌木混生,其主要伴生植物有酸枣、荆条、柞栎(Quercus mongolica)、白茅[Imperata cylindrica(L.)Beauv.]、须芒草(Andropogon yunnanensis)、委陵菜。
在豫西地区该型草地分布范围较广,灌木的黄背草型草地面积约为35 km2,是豫西第二大类型的天然草地。豫西山区,地势较高,蒸发量少,土层较厚,加之地面枯枝落叶草层保水力强,土壤肥力好,植被生长良好,产草量高,草层高度可达110 cm,盖度可达90%。黄背草在春天发出丛生的茎叶,各种家畜乐于采食;夏末秋初开始抽穗,草质逐渐粗老,适口性降低;待种子成熟以后,营养价值更趋降低。在不同的利用时期,黄背草的营养成分变化很大,随着生长期延长,最明显的是蛋白质含量下降,粗纤维增加。在抽穗以前是各种草食家畜的良好饲料,为春夏之交的填补饲草。但抽穗开花后,饲草品质急剧下降,待种子成熟时,种子基盘坚硬的锥刺也易为害牲畜。该型草地上的酸枣、荆条的幼嫩茎叶也为牲畜所喜食。
3.3 具灌木的白莲蒿型
白莲蒿为菊科(Compositae)蒿属(Artemisia)植物,半灌木状草本。具多数直立或斜伸的分枝;茎多数,常组成小丛,高50~150 cm。除高寒地区外,几乎遍布全国。在河南省各地均有分布。生于中、低海拔地区的山坡、路旁、灌草丛地。常出现在低山丘陵坡地,在山地阳坡局部地区常成为植物群落的优势种或共优种。在河南省其常与沙棘、委陵菜、蒿、酸枣、达乌里胡枝子(Lespedeza daurica)形成具灌木的白莲蒿型草地群落。在此群落中,酸枣、达乌里胡枝子也占据重要地位,与白莲蒿作为共优势种或亚优种出现。此型草地中植被组成丰富,种类复杂,在每平方米面积内可出现15~20种植物,有早熟禾(Poa annua)、多花胡枝子(Lespedeza floribunda)、朝阳隐子草(Cleistogeneshackeli)、地榆(Sanguisorba officinalis)、鸡眼草(Kummerowia striata Schindl.)、狗牙根(Cynodondactylon)、火绒草(Leontopodium leontopodioides)、糙叶败酱(Patrinia rupestris subsp.scabra)、小果蔷薇(Rosa cymosa)、女娄菜(Silene aprica)、野艾蒿、黄花蒿(Artemisia annua)、鹅观草(Roegneriakamoji)、狗尾草(Setariaviridis)、荆条、黄背草、白茅、蒙古蒿(Artemisia mongolica)、茵陈蒿(Artemisia capillaris)、翻白草(Potentilla discolor)、马兰(Kalimeris indica)、线叶旋覆花(Inula lineariifolia)等中生或旱中生草本及灌木出现。
在豫西地区白羊草型草地面积约为240 km2,各类植被中菊科的蒿属产草量最高,其次是禾本科,豆科位居第三。白莲蒿适口性中等,春季返青后牲畜喜食。其蛋白质含量高于禾本科牧草,纤维素含量较少,含脂肪较高,是秋季家畜抓膘及春季恢复体膘的优良牧草。酸枣的幼嫩茎叶牲畜喜食,达乌里胡枝子是豆科的优良牧草,营养丰富。
3.4 白羊草型
在豫西地区白羊草型草地面积约为120 km2,白羊草型草地多分布在低山阳坡的石质坡地上,一般土壤干旱贫瘠,岩石裸露,腐殖质和表层有机质含量较少。以旱生性较强的白羊草为群落优势种,群落中植物种类一般,每平方米面积内出现10余种植物。
该型草地的优势植物及主要伴生植物有白羊草、中亚白草(Pennisetum centrasiaticum)、黄背草、荩草、隐子草(Cleistogenes ssp.)、针茅(Stipa ssp.)、白茅、白莲蒿。白羊草居明显优势地位,是该草地群落中的优势种。在该型草地群落中见有马兰、委陵菜(Potentilla chinensis)、小蓬草[Conyza canadensis(L.) Cronq.]、野胡萝卜(Daucus carota)、一年蓬、野艾蒿(Artemisia lavandulaefolia DC)、香丝草(Conyza bonariensis)、紫菀(Aster tataricus)、鸡眼草、胡枝子、茵陈蒿(Artemisia capillaris)、阿尔泰狗哇花(Heteropappus altaicus)、地梢瓜(Cynanchum thesioides)、野菊(Dendranthema indicum)、长芒草(Stipa bungeana)、扭黄茅(Heteropogon Pers.)、牡荆、地榆、细梗胡枝子(Lespedeza virgata)、二色补血草(Limonium bicolor)等中生或旱中生草本和小半灌木出现。白羊草可采食时间较长,家畜放牧采食频繁,草地得不到休养生息的机会,草场有所退化。
3.5 狗牙根、假俭草型
狗牙根为禾本科狗牙根属(Cynodon)多年生草本植物。植株低矮,高约30 cm,秆细而坚韧,具匍匐茎和根茎,节上常生不定根;多生于路旁、荒坡、草地、河滩;广布于中国黄河以南各省,在全球温带地区广布。假俭草是假硷草属(Eremochloa)多年生草本植物。具强壮的匍匐根状茎;生于潮湿草地及河岸、路旁;喜光耐阴,耐干旱,耐践踏、耐啃食。二者生境相似,生长期接近,常一起成片出现,形成稳定群落。
狗牙根的根茎繁殖力强,生长快、产量高。叶量丰富,草质柔软、味淡,其茎微酸,适口性好,牛、马、羊、兔等家畜均喜采食。假俭草的茎叶为家畜所喜食。耐践踏、耐啃食,绿色期长。
在豫西地区狗牙根、假俭草型草地面积约为120 km2,狗牙根、假俭草型草地多分布在河岸、河漫滩时,其中双穗雀稗常占据相当大比重,所占草地面积、植被盖度、产草量都具明显优势,可考虑作为优势种对待。狗牙根、假俭草型是低地草甸类中草地面积最大的一个。在水分条件好,气候湿润的条件下,狗牙根长势旺盛,但群落组成不复杂,每平方米面积内约10余种植物,少者仅有4~5种,以狗牙根为优势种建群。其间见有双穗雀稗(Paspalumpaspaloides)、水蓼(Polygonumhydropiper)、马唐(digitariasanguinalis)、钻形紫菀(Aster subulatus)、莲子草(Alternanthera sessilis)、稗(Echinochloacrusgalli)、香蒲(Typha orientalis)、旋覆花(Inula japonica)、喜旱莲子草(Alternantheraphiloxeroides)、线叶旋覆花(Inula lineariifolia)、鳢肠(Siegesbeckia prostrata)、双稃草(Diplachne fusca)、碎米莎草(Cyperuiria)、车前(Plantago asiatica)、香附子(Cyperusrotundus)等湿生或湿中生草本。
4 豫西各地区草地产量级生产力分析
豫西天然草地的干草产量为227 974 t,其中洛阳地区约为152 739 t,三门峡地区约为75 235 t。载畜量和天然草地面积、鲜草产量、平均产量以及牧草种类有直接关系。载畜量计算公式见式1,河南省草地季节放牧天数,按8个月240 d计算。
豫西天然草地的草地载畜量为293 400羊单位,但为山地丘陵,海拔相对较高,放牧不便,加之天然草地的保护力度不断加大,草食家畜饲养方式发生了根本的改变,由放牧为主转变为舍饲为主,且家畜饲养量相对较小,以每县30户为单位入户调查,家畜饲养量为1 026羊单位。从表3来看,豫西地区天然草地产量高,载畜量相对家畜饲养量较大。
表3 豫西各地区草地产量、载畜量统计
续表
5 结 论
通过这次草地清查,发现黄背草、白羊草、白茅、草地早熟禾、鸡眼草、胡枝子、荩草,野大豆等一些野生种,在豫西分布广,营养价值高,适口性好,是值得驯化和推广的优良草种。特别是黄背草、扭黄茅、白羊草与白茅能形成地域性草场,非常壮观,是豫西山地天然草地中最重要的建群种;白羊草也是非常普遍的天然草地建群种,适口性好,利用价值高,能形成较高等级的草地。当地牧草能充分适应当地环境,可加大驯化和利用的力度。
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。天然饲草是畜牧业发展的重要资源,在当今发展草牧业和环境保护的背景下,具有重要的地位[13-16]。但豫西天然草地的利用效率很低,天然草地载畜量远远大于家畜饲养量,这在一定程度上造成饲草资源浪费。另外,豫西地区暖性灌草丛中饲用灌木众多,如鸡桑、千金榆、白刺花、胡枝子、构树、山槐(Albizia kalkora)等,其叶片中蛋白质含量约为20%,茎秆中粗蛋白质含量为13.5%~17.6%,且矿物质和维生素丰富,营养水平高,可通过粉碎、发酵等方法加工成动物饲料。