退化高寒草甸补播施肥后的生长发育及其生物量季节变化分析

彭中山

摘 要 为了探究优势种小嵩草、伴生种针茅草甸对退化高寒草甸植被的恢复效果，对试验地进行了围栏封育、施肥和补播小嵩草等，然后对该地区的小嵩草和针茅的生长发育情况及生物量动态变化进行监测。结果表明，采用补播和施肥进行植被恢复后，各类地上草生长速率、生物量、株高与覆盖率在5—8月均呈上升趋势。

关键词 高寒草甸;补播施肥;生长发育;生物量季节动态

中图分类号：S812.6 文献标志码：B DOI：10.19415/j.cnki.1673-890x.2019.15.079

高寒草甸生态系统作为青藏高原陆地生态系统的重要类型，是草地畜牧业赖以生存和发展的重要载体。生物量决定草地载畜量和草地发展潜力，同时生物量的高低也代表着草地的退化程度。近年来，由于过度放牧和气候变化，高寒草甸植物生态系统遭到严重破坏，草地地上生物量呈下降趋势。因此，对高寒草甸生态系统进行相关恢复具有重要意义。在过度放牧和目前生态环境恶化的情况下，一些专业人员对高寒草甸附近的生态系统进行了相关检测，并收集了很多信息数据，得出了目前高寒草甸的具体情况和其植物群落的整体特征结构，为高寒草甸恢复工作打下了坚实基础[1-3]。

1 材料与方法

1.1 试验区概况

试验地区位于青海省湟中县上新庄镇骟马台村，海拔3 580 m，土壤为高寒草甸土，太阳辐射强，年均降水量为550 mm，气温偏低。

1.2 关于高寒草甸的研究方法

1.2.1 试验设计

试验区为高寒草甸地区，小嵩草-针茅-杂类草草场型，由于过度放牧、土壤贫瘠以及缺乏肥力而退化，植被稀疏，小嵩草在3 cm左右，针茅2 cm左右，盖度仅25%左右。该地区的高寒草甸因为地处严寒地带，牧草生长期只有90 d左右，而且由于当地的地质和气温等因素，土壤很不适合草的生长，基本没有实用价值。为了恢复原草地的生态模式，研究人员对该地进行了围栏封育、施肥和补播小嵩草等措施，使得此地的植被覆盖率提高，让此地的生态环境得以逐渐恢复。本试验于2013年3月用网围栏封育，当年4月松耙补播小嵩草15 kg·hm-2、针茅7.5 kg·hm-2，同时施尿素75 kg·hm-2，2014年4月选择有代表性的地段进行样地设置，并且在该地安排相关人员对植被生长发育情况进行定期检测，并将不同季节下植被的变化情况及时统计在册。

1.2.2 相关高寒草甸具体项目测定

植被生长的时期具体是在4到8月，在这段时间内要定期对地上的生物量进行检测，按照相同的种类进行划分，测量出每种植被在自然生长期内的高度。采取样条法进行相关检测，即对该地区的草场进行选样和抽样的方式检测，每项测定要重复3次，防止后期出现数据错误。

2 结果与分析

2.1 高寒草甸草地上草类的生长速率变化

在同一时期内，不同植被的生长情况是不同的，同一植物在不同的生长期也有着不同的生长速率[4]。

如图1所示，在不同生长时期内，小嵩草和针茅的生长速率变化均为单峰式曲线，生长速率最低出现在5月25日（0.17 g·m-2·d-1、0.14 g·m-2·d-1），6月牧草生长旺盛期生长速率逐渐增大（0.65 g·m-2·d-1、0.59 g·m-2·d-1），7月下旬最高（1.45 g·m-2·d-1、1.35 g·m-2·d-1）。其中很多的植被生物量基本都和小嵩草和针茅的生长速率变化一致，而杂类草的生长速率变化在生长发育期间呈双峰式曲线，在6月的时候杂类草的生物量达到第一个高峰期，到生殖生长期（7月）生长速率明显下降（0.21 g·m-2·d-1），到营养生长期（8月）生长速率明显增大，此时为第二个高峰期（1.00 g·m-2·d-1）[5]。

2.2 地上生物量的变化

在高寒草甸地区的小嵩草和针茅种群一般的返青时间是在5月25日左右，在这一时间段内，植物体内的干物质会随着植被的生长、气温的升高以及降水量的影响而增加。如图2所示，小嵩草和针茅在返青期的地上生物量很低，但是隨着时间的推移，到了6到7月，随着温度升高和降水量增多，生物量也随之增加，顶峰时间为8月下旬。植物群落的生物量其实和小嵩草和针茅的变化是一致的，杂类草的地上生物量从4月下旬到7月下旬的时候处于低迷状态，随着夏季的到来，在5—7月的时候生物量开始回升，直到8月下旬达到最高值[6]。

出现这样情况的主要原因是杂类草的开花期和结果期都在6—7月，这一时期的植被生长会影响到干物质的积累，而8月是最好的生长时期，干物质积累会增多，生物量达到最高。小嵩草和针茅的营养生长期是在7月，并且由于7月的光热和水分充足，能促使小嵩草和针茅快速生长，所以在8月小嵩草和针茅的生物量达到了最高值。

2.3 季节内植被群含水量统计分析

不同的植被在不同的生长时期含水量有着明显的变化。如图3所示，小嵩草和针茅的含水量呈现逐渐递减的趋势，在返青期含水量达到最高，分别为55%、57%。主要是因为小嵩草和针茅的植物特性，即其在营养期含水量就较高，在生长时期含水量就会降低，而杂类草的含水量主要是在5月的时候开始变化，5—7月的时候呈上升的趋势，7月的时候达到顶峰，到8月呈下降趋势[7]。

2.4 植被覆盖率和植被高度的变化

在高寒草甸内生长的植被群会随着植被的生长情况发生变化，一般规律是生长发育时期植被覆盖率和植被高度会增大。

如图4所示，高寒草甸植被在返青期覆盖率处于低迷状态，为25%，但是从5月下旬到6月下旬开始植被的覆盖率呈现快速增长的趋势，植被覆盖率最高时出现在生物量最高的8月下旬，覆盖率高达65%。小嵩草、针茅种群株高在植物返青期较低，分别为2.5 cm、2 cm，之后呈上升趋势[8]。

3 结论与讨论

在一个生长季内，特别是水热条件最好的7—8月，正是小嵩草、针茅抽穗、开花、结实等重要发育阶段期。作为群落优势种的小嵩草，其生长发育及生物量增长直接影响到高寒草甸的产草量和生产力。通过采取补播、施肥和围栏封育，可增加小嵩草、针茅植物群落的地上生物量和干物质积累及植物株高，可大幅提高高寒草甸草地的产草量和植被恢复速度，发挥青海高寒草甸的生态效益和经济效益。

参考文献：

[1] 党永桂，马兴赟.多年围栏封育对高寒草甸产草量的影响[J].青海草业，2018，27（4）：23-25.

[2] 李光泳，姜翠红，程滔，等.青海湖流域植被物候格局时空动态变化及其与植被退化的关系[J].草业学报，2016，25（1）：22-32.

[3] 苏芬，刘宝康，张翠花，等.青海湖流域牧草物候期对气候变化的响应[J].青海草业，2018，27（4）：12-18.

[4] 陆阿飞，龙明秀，杂多县退花草地治理及植被高度变化监测分析[J].青海草业，2017，26（2）：2-5，9.

[5] 赵雪雁，万文玉，王伟军.近50年气候变化对青藏高原牧草生产潜力及物候期的影响[J].中国生态农业学报，2016，24（4）：532-543.

[6] 周书贵，邵全琴，曹巍.近20年黄土高原土地利用/覆被变化特征分析[J].地球信息科学学报，2016，18（2）：190-199.

[7] 李生军.环湖地区圆头蒿群落与生境格局探究[J].青海草业，2018，27（3）：12-17.

[8] 刘宝康.气候变化背景下青海湖流域草地与湖泊时空变化特征研究[D].兰州：兰州大学：2016.

（责任编辑：赵中正）