環縣天然草原退牧還草工程實施后草地恢復效果的研究

昔紅艷，羅艷寧 ，楊羚譽

（1.甘肅省慶陽市草原工作站，甘肅 慶陽 745000；2.甘肅省環縣草原站，甘肅 環縣 745700）

1 工程概況

2009年起，環縣開始實施退牧還草工程，項目主要涉及人工飼草地建設、退化草原改良、毒害草治理、圍欄建設、棚圈建設等多項內容。2015年開始布設固定監測點。2015年至2019年，累計總投資13 894.5萬元，其中中央投資12 083萬元，地方配套1 811.5萬元，目前，完成總投資10 787萬元，全部為中央投資。2015年至2019年，已完成圍欄165萬畝，退化草原改良21萬畝，棚圈建設4萬戶，人工種草14萬畝，已墾草原治理10萬畝，毒害草治理8萬畝。詳見表1、2。

表1 環縣退牧還草工程項目資金安排情況

表2 環縣退牧還草工程項目任務建設內容

表3 退牧還草工程區內樣點布設

2 研究區概況

2.1 地理概況

環縣位于甘肅省東部，慶陽市西北部，介于東經106°21′至107°45′與北緯36°01′至37°09′之間。東西寬124 km，南北長127 km。全縣屬黃土高原丘陵溝壑區，境內多山、丘陵和溝壑起伏不平。地勢西北高而東南低，海拔高度1 136～2 089 m。全縣總土地面積1 385.4萬畝，其中牧業用地1 028.5萬畝，天然草原841.72萬畝，人工草地173.26萬畝。境內主要有環江、蒲河、苦水河、元城川等5條較大的河流。

2.2 氣候特點

環縣屬干旱半干旱大陸性季風氣候，年平均降水量300 ml，集中降雨在7、8、9月份，占降水量的60%以上。年平均氣溫6.5～10℃，無霜期165 d，年日照時數平均2 596～2 766 h，日照 百分率為58%～62%，蒸發量1 164.6 ml。

2.3 草資源狀況

環縣天然草原植被類型為半干旱典型草原，濕潤度指數為1.16，屬微溫微干典型草原類(任繼周等,1980)。有牧草、雜草和毒草197種、分屬46科[1]。多年生野生禾草植物有長芒草、白草、賴草，雜類草主要有茵陳蒿、委陵菜、山萵苣、狗娃花等,豆科牧草有胡枝子、沙打旺和紫花苜蓿，野生一年生植物有狗尾草、棉蓬和沙蓬[2]。草原植被一般4月中、下旬開始返青，6月下旬至8月下旬進旺盛生長期，9月中、下旬開始枯黃期。

3 數據采集方法

3.1 資料來源

試驗數據采用2014年至2019年環縣天然草原退牧還草工程固定監測點。每年在牧草生長高峰期，在曲子、合道、八珠、環城、山城、甜水、小南溝、毛井、車道等9個鄉鎮15個行政村30個樣地進行監測調查。每個村選定具有代表性的草地塊作為1個樣方監測點（分山地陰坡、山地陽坡、平地），每個樣方面積1 m2，每年8月底開始，10月初完成，監測天然草地樣方90個，共攝取照片120張。

3.2 樣地布設

本試驗采用退牧還草工程固定監測點30個，工程圍欄區15個，區內樣地設置詳細見表3，并在退牧還草工程樣點附近未圍欄的地方選取15個區外樣地對照。

3.3 樣方設置

調查時，在每個退牧還草工程區內及工程區外隨機選擇植物種類和分布基本一致的、具有代表性的地段，隨機設置3個面積為1 m×1 m的樣方，調查時先進行樣方描述，拍照然后進行植物群落特征調查記錄登記。

4 結果與分析

4.1 植被蓋度

植被蓋度指植物群落總體或各個體的地上部分的垂直投影面積與樣方面積之比的百分數，是草地植被生長狀況的直觀量化指標，也是衡量草地退化程度的重要參數。[3]圖1為2014-2019年度工程區內外草地的植被蓋度變化。由圖1可知，從2014年至2019年，同年度工程區內草原植被蓋度均高于工程區外植被蓋度。其中各年度工程區蓋度分別為55.33%、66.2%、64.83%、64.95%、71.88%、70.76%，分別比工程區外52.20%、62.22%、59.91%、60.91%、68.92%、68.33%高出6.0%、6.40%、8.21%、6.63%、4.30%、3.56%。隨著建設年限的增加，工程區內的蓋度整體呈上升趨勢，工程區外因為禁牧效果影響蓋度也呈增加趨勢。監測結果說明退牧還草工程實施對植被恢復和蓋度增加有積極的促進作用。

圖1 2014-2019年度退牧還草工程區內外蓋度

4.2 產草量

干草產草量直接反應天然草原生產力狀況，可反映出退化草原植被恢復情況。圖2為不同年度工程區產草量變化。由圖2可知，從2014年至2019年，同年度工程區內干草產草量均高于工程區外產草量。其中各年度工程區產草量分別671.99 kg/hm2、660.77 kg/hm2、1 041.8 kg/hm2、1 030 kg/hm2、1 402.9 kg/hm2、1 146.20 kg/hm2，分別比工程外628.50 kg/hm2、530.15 kg/hm2、867.90 kg/hm2、909.2 kg/hm2、1 072.6 kg/hm2、903.40 kg/hm2高出6.92%、24.64%、20.0%、13.29%、54.30%、26.88%。監測結果說明退牧還草工程實施對產草量有積極的促進作用。

圖2 2014-2019年度工程區內外產草量變化

4.3 草群高度

圖3為不同年度工程區內外草地的草群高度變化圖。由圖3可知，從2014年至2019年，同年度工程區內草群平均高度均高于工程區外。其中各年度工程區草群平均高度分別為20.35 cm、18.41 cm、16.37 cm、16.42 cm、14.76 cm、11 cm，分別比工程區外草群平均高度20.18 cm、15.92 cm、16.27 cm、14.39 cm、11.27 cm、10 cm，高出0.17 cm、2.49 cm、0.1 cm、2.03 cm、3.49 cm、1 cm。隨著建設年限的延長，工程區內的植株高度整體呈下降趨勢，說明退牧還草工程使草群結構發生變化，工程實施對天然草原草群結構有積極的促進作用。

圖3 2014-2019退牧還草工程區內外草群高度變化

4.4 植物種類組成

在天然草場上,草地生物群落植物種類組成與分布是草地生態系統的有機組成成分，也是生態系統功能的體現，它能夠比較好地反映草地現狀、草地的降水和土壤等自然條件同時也反映該草地利用和退化情況等，是評價草地狀態的一個不可或缺的指標[4]。依據調查數據，2014年工程區內的草場主要類型為針茅型、蒿、雜類性為主，主要植物有本氏針茅、大針茅、狗娃花、星毛萎陵菜、二裂萎陵菜，山苦荬、賴草、早熟禾、冷蒿，鐵桿蒿、茭蒿、火絨草、藍刺頭、車前、蒲公英、棘豆、狼毒等。近幾年，工程區內的草場類型以針茅和蒿類為主，主要植物有針茅、胡枝子、茭蒿、隱子草、翻白萎陵菜、狗哇花等。工程區外主要植物有針茅、狗哇花、胡枝子、豬毛蒿、冷蒿、錦雞兒等。對比研究發現近幾年退牧還草的實施工程區內的植物種類組成較之工程外群落組成在物種上沒有明顯的差別，但是有些代表性的植物種類分布面積在工程內外的分布卻又有很大的不同。工程實施后，工程區群落中冷蒿、狼毒、棘豆、委陵菜等植物和工程區外相比分布較少,說明工程區內生態環境有所改善,退牧還草工程對于改善草地生態環境有明顯的效果。

5 工程效果評價

本試驗研究表明，退化草地實施退牧還草工程后，通過草原圍欄、退化草原改良、舍飼棚圈、人工種草、已墾草原治理、毒害草治理等綜合治理工程措施，草地植被覆蓋度、產草量均有一定程度提高。同時，草地的質量也明顯改善，優質牧草植物增多，而毒雜草不斷減少，草地的牧用價值提高。綜合評價，退牧還草工程區恢復效果良好，退化草原改善和恢復。