不同載畜率對荒漠草原植物群落特征的影響

王 剛

(平羅縣通伏畜牧獸醫(yī)工作站，寧夏 平羅 753400)

1 引言

放牧管理的目的應當是控制和匹配植物資源和家畜需求之間的平衡以維持較高生產(chǎn)系統(tǒng)的總體效率[1，2]。對于放牧草地的利用，既要使其保持原有的生產(chǎn)能力，使草原生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定和發(fā)展，又要使家畜健康生長，就必須規(guī)定草原放牧利用的適當載畜率。草原利用的載畜率關(guān)系到植物生長發(fā)育的強弱、草原環(huán)境的改善與惡化，并最終影響到草原和家畜的生產(chǎn)能力。草地植被地上生物量是植物在一定氣候條件下光合作用的產(chǎn)物，其變化規(guī)律不僅反映了草地生態(tài)系統(tǒng)物質(zhì)循環(huán)和能量流動的基本狀況[3，4]，而且對以草地植物為基礎(chǔ)的畜牧業(yè)生產(chǎn)及草地生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生重大影響。

寧夏荒漠草原主要分布在寧夏的中北部，是該區(qū)重要的牧業(yè)基地和生態(tài)屏障。但是，多年來的不合理利用和超載過牧，使荒漠草原退化嚴重，目前已成為寧夏生態(tài)最為脆弱的區(qū)域。為此，探討不同載畜率水平下荒漠草原的植物特征，可為該區(qū)荒漠草原的合理利用提供科學依據(jù)，對該地區(qū)荒漠草原的可持續(xù)發(fā)展有重要的理論意義和實用價值。

2 材料與方法

2.1 試驗區(qū)自然概況

試驗區(qū)位于寧夏東部鹽池縣四墩子村，界于北緯37°04′～38°10′、東經(jīng)106°30′～107°47′。年平均氣溫為7.7℃，一月平均氣溫8.9℃，七月平均氣溫22.5℃，絕對最高和最低氣溫分別是38.1℃和-29.6℃，≥0℃的年積溫為3 430.3℃，≥10℃的年積溫為2 949.9℃。年降水量為289mm，7—9月份的降雨量約占全年降雨量的60%～70%，年蒸發(fā)量為2 131.8mm，年無霜期162d左右，為典型大陸性氣候。地帶性土壤為灰鈣土，質(zhì)地沙壤和粉沙壤。地帶性植被為荒漠草原，主要分布有蒙古冰草(Agropyronmongolicum)、長芒草(Stipabungeana)、糙隱子草(Cleistogenessquarrosa)、牛枝子(Lespedezapotaninii)、刺葉柄棘豆(Oxytropisaciphylla)、細葉駱駝蓬(Peganumnigellastrum) 、中亞白草(Pennisetumflaccidum)等多年生植物和一些一年生植物。

2.2 試驗設計

選擇試驗區(qū)荒漠草原，將放牧草原圍成面積為10.3hm2的3個區(qū)，分別設重度放牧(1.50只羊/hm2)、中度放牧(0.75只羊/hm2)、輕度放牧(0.50只羊/hm2) 3個載畜率水平，放牧羊只數(shù)依次為15只、8只、5只，分別以HG、MG、LG區(qū)表示，同時在相同地段設封育草地作為對照(CK)。試驗正試期于2009年6月初開始，10月底結(jié)束。

選擇健康無病、體重相近的2齡母羊為試驗羊只，試驗前對其進行編號、藥浴(磷氮乳油)和驅(qū)蟲(丙硫咪唑)，隨機分為3組分組進行草地放牧。HG、MG、LG各處理組灘羊平均體重分別為33.41±3.06kg、33.09±2.85kg、32.83±2.97kg，經(jīng)方差分析組間差異不顯著(p>0.05)。羊只按當?shù)剞r(nóng)民的放牧習慣進行出牧和歸牧。

2.3 測定項目和方法

2.3.1 草地植物群落特征

在放牧后的植物生長旺季(2009年8月)對各處理地植物用常規(guī)方法測定高度、蓋度、頻度、密度和地上生物量，樣方大小1m×1m，3次重復，同時調(diào)查統(tǒng)計主要禾本科植物的分蘗數(shù)及豆科植物的分枝數(shù)。

2.3.2 物種重要值

重要值=(相對密度+相對高度+相對頻度+相對蓋度+相對生物量)/500。

2.4 數(shù)據(jù)處理與統(tǒng)計

測得數(shù)據(jù)采用excel 2000處理后，采用DPS軟件進行方差分析。

3 結(jié)果與分析

3.1 不同載畜率水平對草地植物群落特征的影響

從表1可以看出，植物群落的高度隨著載畜率的增加而呈降低趨勢，表現(xiàn)出CK>LG>MG>HG，說明家畜啃食和踐踏使植被高度顯著降低。植物密度和蓋度除在了重牧區(qū)顯著降低(p<0.05)外，封育、輕牧、中牧區(qū)無明顯差異(p>0.05)。植物地上生物量方面，重牧情況下，地上生物量明顯降低(p<0.05)，僅有封育、輕牧和中牧的49.27%、57.05%和60.96%，可見，重度放牧使草地生物量急劇下降。封育、輕牧和中牧三者地上生物量無明顯差異，說明適度放牧可以維持草地的生產(chǎn)力。

表1不同載畜率水平下草地植物群落特征

注：同列數(shù)字標注不同字母者表示差異顯著(p<0.05)，標相同字母為差異不顯著。

3.2 不同載畜率水平下主要物種重要值

不同放牧處理下，主要種群重要值也隨之不同(見表2)。優(yōu)勢種群長芒草具有最高的重要值，表現(xiàn)出MG>LG>CK>HG；牛枝子、蒙古冰草、糙隱子草家畜喜食牧草重要值均在對照中較大，這可能由于封育區(qū)牧草未受到家畜干擾，而保持良好生長；而隨著載畜率增加時，毒草和匍匐植物如老瓜頭、狹葉米口袋的重要值也逐漸增加，在重牧區(qū)表現(xiàn)出最高值。從各種群重要值中可以得出，長芒草種群在中度放牧干擾下，生長良好，具有補償性生長。

表2不同載畜率水平下主要植物種群的重要值

3.3 不同載畜率水平對主要植物分蘗、分枝的影響

各放牧處理下，主要植物種群分枝、分蘗數(shù)變化如表3。試驗選用長芒草、蒙古冰草、糙隱子草、牛枝子為研究材料，經(jīng)方差分析結(jié)果表明，長芒草種群分蘗數(shù)中牧區(qū)最高，顯著于其他處理，而在重牧區(qū)和封育情況下分蘗數(shù)較低(p<0.05)。糙隱子草分蘗數(shù)在不同處理下變化規(guī)律類似于長芒草。在中牧和重牧區(qū)觀察到長芒草和糙隱子草大叢有逐漸分叢及破碎的現(xiàn)象，這種現(xiàn)象在放牧壓力較大的牧區(qū)較為明顯，表現(xiàn)出從大叢的中央部分退化而逐漸向四周擴延而形成小叢，這是由于植株在家畜的反復采食、踐踏、干擾下出現(xiàn)的分叢現(xiàn)象。說明中度放牧條件下能夠刺激長芒草和糙隱子草種群分蘗。牛枝子分枝數(shù)除在重牧區(qū)顯著降低外，中牧、輕牧和封育情況下變化不大(p>0.05)，這與牛枝子匍匐生長、家畜不易采食有關(guān)。蒙古冰草的分蘗數(shù)隨載畜率的增加而降低(p<0.05)。

表3不同載畜率水平下主要植物分蘗、分枝數(shù) 單位：個/株

注：同列數(shù)字標注不同字母者表示差異顯著(p<0.05)，標相同字母為差異不顯著。

4 結(jié)論和討論

(1)草地群落特征與載畜率大小密切相關(guān)，在放牧體系中，家畜采食首先作用于群落優(yōu)良牧草，不同的載畜率使植被受到不同程度的影響。本試驗中，草群高度隨載畜率的增加而呈降低趨勢，植物群落蓋度、密度和地上生物量在輕牧和中牧均與封育(CK)差異不顯著，但顯著高于重牧區(qū)。說明家畜對植物的適當采食可以除去植物衰老組織與冗余部分，增大有效光合面積，增強光合效率，促進植物補償生長[5]。

(2)長芒草重要值在中牧區(qū)最高，輕牧區(qū)次之，重牧區(qū)最低，這與長芒草屬密叢型分蘗草類有關(guān)。適度放牧條件下綿羊?qū)﹂L芒草的采食頻度相對于重牧較低，只除去了衰老組織及頂端生長點，從而增加了其重要值。隨著載畜率的增加，適口性好的牧草受到家畜高頻度的采食，重要值也隨之降低，而毒害草和匍匐植物由于家畜不采食或采食較少，重要值升高。

(3)適度放牧條件下長芒草和糙隱子草分蘗增加，蒙古冰草分蘗數(shù)和牛枝子的分枝數(shù)隨載畜率的增加而減少。這與動物采食植物頂端分生組織，去除頂端優(yōu)勢后，一些植物發(fā)生“源”的再分配增強了側(cè)枝(芽)分生組織的活動能力有關(guān)[6]。

放牧干擾下植物群落特征變化除與載畜率、植物的生物學特性有關(guān)外，還可能與生長季降雨量、放牧史的長短等因素有關(guān)，這有待于進一步研究。

[1]侯扶江，楊中藝.放牧對草地的作用[J].生態(tài)學報，2006，26(1):244～264.

[2]李向林.植物對草食動物采食的超補償反應[J].國外畜牧學——草原與牧草，1997，(3)：9～13.

[3]劉艷，衛(wèi)智軍，楊靜，等.短花針茅草原不同放牧制度的植物補償性生長[J].中國草地，2004，26(3):18～23.

[4]劉穎，王德利.放牧強度對羊草草地植被特征的影響[J].草業(yè)學報，2002，11(2)：22～28.

[5]畢力格圖.載畜率對短花針茅草原放牧系統(tǒng)植物群落和綿羊影響的研究[D].內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學碩士學位論文，2003.

[6]馬瑞文.科學利用草原研究[M].銀川：寧夏人民出版社，2006.