兰州市红古区草原植被监测研究

祁玉娟，王晓华

（兰州市红古区林业工作站，甘肃 兰州 730080）

草原是全球生态系统的重要组成部分［1-2］，在生态环境中具有至关重要的作用［3］。草原植被长势影响着生物多样性和环境过程，如水循环、土壤侵蚀和退化。草原植被的生长状况也可以反映草原对全球气候变化和人类活动的敏感性，对评价和认识退化草地生态系统的严重程度至关重要［4-5］。草地产草量在评估区域碳循环中具有重要作用，是用来判断草地能否可持续健康发展的重要指标［6-7］。根据第三次全国国土调查数据，兰州市红古区其他草地面积36 106.19 hm2，占红古区土地面积的67.90%，草地类型主要以温性草原类和温性荒漠草原类为主，主要分布在北部山区。为了较为全面了解红古区草原植被生长状况，我们以第三次全国国土调查草原范围为基础，开展了2021 年度红古区草原监测工作，统计分析了红古区草原植被长势，以期为红古区草原监测、管理和保护提供数据支持。

1 研究区概况

兰州市红古区位于甘肃省中部，地处兰州市远郊区，地理坐标东经102° 50′～102° 54′、北纬36° 19′～36° 21′。东接西固区，西临大通河，南濒湟水河与青海民和回族土族自治县和永靖县相望，北部黄土山岭与永登县毗邻。红古区呈狭长状，地貌复杂多样，属黄土高原西部丘陵沟壑区，自南向北大致分为一、二、三级阶地，明显呈现出滩、川、台、山4 种地形地貌。北部为黄土山梁、台地区，南部和西部为河川谷地区。地势西北高、东南低，区域内海拔为1 533～2 409 m。红古区属北温带大陆性干旱气候，温差大，降水少、气候干燥，年平均气温7.6 ℃。全年7 月份最热，平均气温27.0 ℃；1 月份最冷，平均气温-6.8 ℃。阳光充足，冬无严寒，夏无酷暑，气候温和。年均降水量227.7～349.9 mm，年蒸发量1 507.8 mm，日照量1 762～2 769 h，无霜期160～173 d。

根据第三次全国国土调查数据（图1）可知，兰州市红古区有其他草地面积36 106.19 hm2，主要以温性草原类和温性荒漠草原类为主。其中花庄镇草原面积最大，达15 191.62 hm2，占地区土地面积的74.94%；其次是平安镇和红古镇，草原面积分别为7 889.62 hm2和6 069.21 hm2；华龙街道草原面积最小，为449.64 hm2，占土地总面积的47.89%。

图1 兰州市红古区草地分布

2 材料与方法

2021 年8 月在红古区开展了天然草原野外调查工作，监测方案参照《甘肃省草原监测评价技术细则》执行，具体方法根据不同草地类型面积大小布设样地，每个样地内布设3 个样方，样地内样方间的距离不小于250 m，草原样方面积为1 m×1 m，每个样方均用GPS 定位获取经纬度信息。观测指标包括地上部分产草量、盖度、高度、地貌、坡位、坡向、土壤质地、海拔、坡度、土层厚度、裸斑表特征、优势种、草地类型、物种数等。拍摄样地景观、样方及物种照片。草本及矮小灌木产草量采用齐地面刈割法测量，草原植被盖度采用针刺法测量。共调查样地13 个，样方36 个。样地空间分布见图2，位置信息见表1。

图2 兰州市红古区草原野外调查样点分布

表1 兰州市红古区草原野外调查样点信息

3 结果与分析

3.1 草原植被生长状况

3.1.1 草原产草量 草原植被产草量监测结果见表2、图3。红古区温性草原产草量鲜重为265.00～680.00 g/m2，均值为472.50 g/m2；草原产草量干重介于110.67～255.33 g/m2，干重均值为183.00 g/m2。温性荒漠草原的产草量鲜重为28.67～355.00 g/m2，草原产草量鲜重均值为161.61 g/m2；草原产草量干重范围是13.00～146.67 g/m2，平均草原产干草量为67.64 g/m2。

表2 兰州市红古区各类草原产草量统计

基于实地调查数据可以看出，兰州市红古区草原产草量表现出明显的空间异质性。产草量最高的样点出现在窑街街道，鲜草产量超过800 g/m2；而最低点位于红古镇，鲜草产量低于50 g/m2。相对而言，窑街街道草原产草量较高，花庄镇、平安镇和海石湾镇次之。总体而言，13 个样点间草原产草量差异较大，同一样点不同样方间也存在差异。红古区13 个监测点草原产草量均值为209.44 g/m2（图3、图4）。

图3 兰州市红古区草原野外调查样点产草量分级

图4 基于实测数据的兰州市红古区各镇/街道草原产草量

3.1.2 草原植被盖度 红古区草原植被覆盖度监测结果见表3、图5，草原植被盖度为15.33%～78.00%，其中温性荒漠草原的平均盖度为43.85%，样地监测盖度为15.33%～56.33%；温性草原的平均盖度为70.83%，样地监测盖度为63.67%～78.00%。

表3 兰州市红古区各类草原植被盖度

图5 基于实测数据的兰州市红古区各镇/街道草原植被盖度

就草原植被盖度而言，红古区草原植被盖度空间差异较大，植被盖度由低到高依次是红古镇、花庄镇、海石湾镇、平安镇、窑街街道。各样点平均植被盖度为48.32%，总体而言，红古区草原植被盖度表现出东西高中部低的态势，13 个样点间草原植被盖度差异较大，空间异质性强（图6）。

图6 兰州市红古区野外调查样点草原植被盖度分级

3.1.3 草原植被高度 红古区草原植被高度监测结果见表4、图7，植被高度范围6.00～44.33 cm，其中温性荒漠草原植被高度为6.00～20.67 cm，平均植被高度为10.14 cm；温性草原植被高度为9.67～44.33 cm，平均植被高度为27.00 cm。基于实地调查数据，红古区草原植被高度最高的样点出现在窑街街道，植被高度超过35 cm；最低样点位于红古镇，植被高度低于5 cm。比较来看，草原植被高度的空间分布与草原产草量基本趋同，草原植被高度由低到高依次是红古镇、海石湾镇、花庄镇、平安镇和窑街街道（图8）。13 个监测点草原植被高度均值为12.74 cm。

表4 兰州市红古区各类草原植被高度统计

图7 兰州市红古区野外调查样点草原植被高度分级

图8 基于实测数据的兰州市红古区各镇/街道草原植被高度

3.2 主要草原植物

基于13 个样地39 个样方调查结果（图9）显示，红古区草原的主要植物有：禾本科（Gramineae）针茅属的针茅（Stipa capillataLinn.）和冰草属的冰草［Agropyron cristatum（Linn.）Gaertn.］，柽柳科（Tamaricaceae）红砂属的红砂［Reaumuria songarica（Pall.）Maxim.］，菊科（Compositae）蒿属的冷蒿（Artemisia frigidaWilld.）和铁杆蒿（Artemisia gmeliniiWeb.et Stechm.），狗娃花属的狗娃花［Heteropappushispidus（Thunb.）Less.］，藜科（Chenopodiaceae）猪毛菜属的珍珠猪毛菜（Salsola passerinaBunge），蒺藜科（Zygophyllaceae）骆驼蓬属的骆驼蓬（Peganum harmalaLinn.），以及豆科（Leguminosae）胡枝子属的胡枝子（Lespedeza bicolorTurcz.）。总体而言，优势种以红砂、针茅和珍珠猪毛菜为主，常见植物涉及6 个科，8 个属。

图9 兰州市红古区野外调查样点主要植物出现频次统计

4 小结与讨论

2021 年8 月在兰州市红古区天然草原野外调查监测结果表明，红古区温性草原的产草量鲜重为265.00～680.00 g/m2，产草量干重为110.67～255.33 g/m2；温性荒漠草原的产草量鲜重为28.67～355.00 g/m2，产草量干重为13.00～146.67 g/m2。13 个监测点草原产草量均值为209.44 g/m2，草原植被盖度为15.33%～78.00%，其中温性荒漠草原的平均植被盖度为43.85%，温性草原的平均植被盖度为70.83%。13 个监测点平均植被盖度为48.32%。草原植被高度为6.00～44.33 cm，其中温性荒漠草原植被平均高度为10.14 cm，温性草原植被平均高度为27.00 cm。草原植被高度低到高依次是红古镇、海石湾镇、花庄镇、平安镇、窑街街道。红古区13个监测点草原植被高度均值为12.74 cm。基于样方调查数据，红古区草原常见植物涉及6 个科，8 个属，优势种以红砂、针茅和猪毛菜为主。

本研究在全区范围内，以镇街为单位，通过设定样方样地，对草原植被类型、植被盖度、植被高度和产草量进行监测。通过数据分析，窑街街道的草原植被长势状况整体较好，说明近年来红古区窑街采煤沉陷区生态治理工程的实施，有效地促进了本地区草原生态的良性循环。草原长势的变化，还与降水量、土壤、坡度及人为因素有很大的关系，有待进一步研究。

为持续维护草原生态平衡，红古区今后应进一步加强草原监测和保护工作。一是加强草原生态保护。严格落实草原生态保护各项制度，进一步健全草原保护修复制度体系，加大草原法律法规宣传和贯彻力度，规范建设项目征占用草原的审核审批。二是实施草原人工修复工程，加强退化草原治理，实施草原生态恢复项目，逐步逐片实施草原植被修复，进一步探索适宜的乡土草种，提高草原的自我恢复能力。三是全面清查草原基数。建立完善草原调查体系，实施草原基础数据清查，厘清草原资源与生态状况，全面掌握草原植被生态状况及保护利用现状。