圍封對退化草地地上植被影響的綜述

吳一鳴

（北票市草原工作站，遼寧北票 122199）

0 引言

草地生態(tài)系統(tǒng)是人類社會最重要的綠色生態(tài)安全屏障和畜牧業(yè)生產(chǎn)基地。長期以來由于人類的不合理利用和極端天氣的影響，導(dǎo)致草地生態(tài)環(huán)境退化嚴(yán)重，主要表現(xiàn)生產(chǎn)力下降，優(yōu)質(zhì)牧草比例降低，毒草比例增加，裸地面積不斷擴(kuò)大，土壤蓄水能力持續(xù)下降，沙漠化日益加劇等，已經(jīng)對人類的生活造成了很大影響。如何恢復(fù)草地生態(tài)功能和維持退化草地生態(tài)系統(tǒng)畜牧業(yè)生產(chǎn)基地功能已成為草地管理首要任務(wù)。目前關(guān)于退化草地生態(tài)治理應(yīng)用最廣泛的技術(shù)措施是圍欄封育，即通過人類合理調(diào)節(jié)家畜與草地植物間平衡，使草地得以自我恢復(fù)，從而增加物種多樣性和提高草地生產(chǎn)力。目前，關(guān)于退化草地圍封治理的研究工作多以生態(tài)效益為主，對于圍封治理后生產(chǎn)再利用和草地生態(tài)間的關(guān)心研究甚少。闡述了退化草地圍封治理過程中植被多樣性、生物量、演替規(guī)律等方面的變化，分析出退化草地圍封治理生態(tài)效益與經(jīng)濟(jì)效益間轉(zhuǎn)換發(fā)展切合點(diǎn)，通過對圍封治理和生產(chǎn)再利用最佳時間點(diǎn)的掌握，進(jìn)一步促進(jìn)草地植被恢復(fù)和開發(fā)利用。

1 圍封對退化草地植被多樣性的影響

圍封為退化草地植被休養(yǎng)生息提供了時機(jī)，促進(jìn)了退化草場植物種的繁衍，使群落多樣性和物種豐富度逐漸增加，由于圍封后由于物種間競爭引起種群的消長、某些種群的消失及新種的進(jìn)入導(dǎo)致草地在圍封后的植物多樣性也發(fā)生變化。

普遍認(rèn)為，圍封能夠使退化草原植被得以恢復(fù)，但在多樣性改善方面，更多的研究顯示在圍封條件下植被多樣性改善的效果不同，變化顯著、變化不顯著和低于放牧地的情況都有出現(xiàn)。學(xué)者研究表明，退化草地圍欄封育多年后，草地植物群落發(fā)生變化，物種多樣性增加，隨著圍封年限增加，物種組成比例發(fā)生變化。

圍封初期，一二年生植物依靠種子進(jìn)行繁殖在群落中占主要比例，隨著圍封時間延長，多年生禾本科植物在群落中占據(jù)優(yōu)勢，多年生物種以地下根莖繁殖為主。圍封后草地中一些原來消退的物種開始侵入，植物群落逐漸由不穩(wěn)定的一二年生植被向相對穩(wěn)定的多年生植被過渡，群落趨于穩(wěn)定狀態(tài)。在草原恢復(fù)演替過程中，物種多樣性隨圍封年限的延長呈先增長后降低的趨勢。

圍封后，隨著圍封年限的增加，草地植物種類的豐富度指數(shù)提高，一般在圍封第4年后達(dá)到最高，草地植被高度、總蓋度都顯著增加。但是近年來也有研究表明，不同類型的退化草地圍封后，植物群落多樣性、豐富度等改變不明顯。殷國梅等研究指出對典型草原圍封3年后，圍封物種多樣性指數(shù)、豐富度指數(shù)和均勻性指數(shù)并未隨圍封時間的延長而表現(xiàn)出顯著的增加。退化的高寒矮生蒿草草甸在2年圍欄封育自然恢復(fù)的過程中，植物群落的多樣性與放牧地相比無顯著變化。

對不同圍封年限的沙化草地研究表明，圍封5年和10年的樣地植被數(shù)量及物種豐富度有顯著提高，但圍封20年樣地，由于長期圍封不利用造成物種更新慢、優(yōu)勢物種競爭力強(qiáng)導(dǎo)致群落多樣性指數(shù)和與未圍封樣地?zé)o顯著差異。青藏高原溫性荒漠草原圍欄封育5年后，草原物種多樣性無顯著性影響。大量研究表明，短時間的封育對于植物物種多樣性的恢復(fù)和草地生態(tài)環(huán)境改善效果不顯著，而退化草地長時間的封育恢復(fù)后不利用也會導(dǎo)致草地植物種類豐富度指數(shù)和多樣性指數(shù)降低，不利于草地生態(tài)功能和生產(chǎn)功能的體現(xiàn)。草地在合理干擾下抑制了群落優(yōu)勢種競爭力，增加稀有種和外來入侵種，同時適度干擾能對植物生長進(jìn)行刺激作用，增加植物生長分蘗能力和群落的多樣性，有利于草場物種繁殖更新，在外界環(huán)境不利的情況下，增加草地生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性。

2 圍封對草地植被生物量的影響

在退化嚴(yán)重的放牧草地，草地植被覆蓋度低、優(yōu)質(zhì)牧草減少、草地生產(chǎn)力低、土壤表層裸露，而經(jīng)過圍欄封育后的草地，草地生態(tài)環(huán)境明顯改善，表現(xiàn)為植株高度增加、植株密度加大、總蓋度增加、物種多樣性和地上生物量也都顯著增加。圍封對重度退化草地產(chǎn)生的作用更加顯著，由于草地消除了放牧壓力和不合理人為干擾的影響，使植物能夠完成從營養(yǎng)生長到生殖生長的生長周期，增加種子出苗率和存活率，使得地上植被種類和數(shù)量都顯著增加，特別是優(yōu)良的植物得到了很好的恢復(fù)和生長并顯著提升了草地生產(chǎn)力。

在內(nèi)蒙古羊草和針茅退化草原封育的研究表明，不同圍封年限樣方的植物生物量由于受到地上物種變化的影響，草地生物量呈現(xiàn)出初期的顯著增加，5年后由于多年生物種逐漸成為優(yōu)勢物種后生物量降低，圍封10年后草地以多年生物種為主生物量顯著增加，15年后草地生物量無顯著性差異，草地生態(tài)系統(tǒng)趨于穩(wěn)定，此時草地生物量及顯著高于圍封初期。圍封不能無限提高退化草原植被的生物量，草地生產(chǎn)力受到植物功能群的影響，恢復(fù)演替的頂級群落對比退化草地群落有著更高的生產(chǎn)力。這是由于圍封后，植物恢復(fù)到一定程度如果沒有合理利用導(dǎo)致植物生長受限，生物量降低，而此時受到放牧啃食、踐踏和刈割處理的植物群落得以恢復(fù)和有效利用，使得植物功能群逐漸趨于穩(wěn)定，生長機(jī)制得以發(fā)揮，因而草原植被生物量就會增加，這說明圍封在一定時期內(nèi)能夠顯著提高草地生產(chǎn)力，但圍封時間過長將不利于其維持較高的生產(chǎn)力。

3 圍封對退化草地植被演替的影響

群落演替是指隨著時間的推移一個群落被另一個群落代替的過程，表現(xiàn)為植物群落生產(chǎn)力下降和優(yōu)質(zhì)牧草所占比例減少為主要特征，最終導(dǎo)致草地生態(tài)系統(tǒng)生態(tài)服務(wù)功能下降和生產(chǎn)功能缺失。退化草地的恢復(fù)演替是生態(tài)系統(tǒng)遭到破壞后，經(jīng)過人為或自然的過程能夠恢復(fù)，恢復(fù)過程根據(jù)破壞程度、地理氣候和修復(fù)方式等多因素相關(guān)，最終使草地群落向著能夠長期可持續(xù)利用的草地群落的正向演替過程。圍封后的退化草地可能出現(xiàn)的3種演替模式：單穩(wěn)態(tài)模式、多穩(wěn)態(tài)模式和滯后模式。退化草地單穩(wěn)態(tài)模式認(rèn)為，一個草地類型經(jīng)過圍封治理后草地群落演替結(jié)果最終可以恢復(fù)到原始狀態(tài)，最后生態(tài)系統(tǒng)趨于穩(wěn)定狀態(tài)；多穩(wěn)態(tài)模式認(rèn)為，退化草地在圍封后草地群落演替向著多個方向發(fā)展，每個演替階段受到環(huán)境影響后出現(xiàn)多個穩(wěn)態(tài)存在，形成新的草地群落；滯后模式也認(rèn)為一個草地類型只有一個穩(wěn)定狀態(tài)，由于受到群落物種組成、種群年齡結(jié)構(gòu)等的影響，需要經(jīng)歷長時間的物種選擇后形成不同的演替過程，但是由于草地所處同一地理位置和氣候環(huán)境等的影響，最后草地生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)到同一原始狀態(tài)。

學(xué)者對內(nèi)蒙古典型草原地帶退化草地的恢復(fù)演替的研究發(fā)現(xiàn)，退化草原的群落組成由星毛委陵菜+寸草臺+糙隱子，經(jīng)過8年時間的恢復(fù)后演替為羊草+羊茅+糙隱子草群落，恢復(fù)過程中群落均勻度出現(xiàn)了波動，但是恢復(fù)后的草地群落尚未演替到天然草原群落組成。也有研究表明，恢復(fù)演替過程中存在不同時期草地優(yōu)勢種的更替，由于地理和氣候帶的不同，圍封前草地退化程度的不同，圍封后其群落演替的軌跡和速率也有差異，從而形成了不同的演替模式，最后形成不同的演替結(jié)果。

4 結(jié)語

圍封作為治理退化草地的有效措施之一，在一定程度上能維持或提高植物多樣性，增加物種豐富度和均勻度系數(shù)，促使草地植物群落正向演替。草地圍封后減少了家畜的采食和踐踏和人為的不合理開采利用，短期內(nèi)使植物快速生長，但同時也會形成抑制導(dǎo)致一些稀有種和劣勢種減少，隨著圍封年限的延長，物種出現(xiàn)消長的變化，所以說圍封條件下草地植被群落多樣性增減的原因所在，這種變化可歸因于圍封方式、圍封年限以及退化草地原始性質(zhì)所決定。圍封后對草地及時監(jiān)測草地植被恢復(fù)效果，掌握退化草地群落變化動態(tài)，合理的進(jìn)行放牧或刈割利用，促進(jìn)草地生態(tài)功能和生產(chǎn)功能的可持續(xù)發(fā)展。