新疆伊犁河谷天然牧草生產力及載畜能力變化分析

李 靜 ， 李 濤 ， 劉建明 ， 范天文 ， 李建偉 ， 楊光維

（1.伊犁師范大學，新疆伊寧 835000；2.伊犁州畜牧科學研究所，新疆伊寧 835000；3.伊犁州草原工作站，新疆伊寧 835000）

草地是陸地生態系統的主體，具有碳匯、涵養水源、水土保持、防風固沙、生態旅游等重要生態作用，同時也是畜牧業可持續發展重要的自然資源（沈海花等，2016；Holmes 等，2010；Barnes 等，1995）。牧草作為家畜的基本生產資料，在畜牧業可持續發展中起著舉足輕重的作用（張春林等，2019；辛玉春，2011）。伊犁河谷草地分布廣闊，生態群落豐富，草地種類繁多，形成了該地區牧草營養高、適口性好的特點，是優良的放牧地所在，更是天然草地的價值所在（于磊等，2009；北京農業大學，1985）。

草地的產草量決定著載畜量的多少， 因此對不同地區、 不同月份的牧草產量以及載畜能力進行研究有著重要意義， 有助于本地區草地合理利用，充分發揮牧草在畜牧業發展中的價值。本研究以伊犁河谷不同地區、不同草地類型為研究對象，通過對近幾年天然草地生產力、植被蓋度、載畜能力等指標進行分析， 旨在科學評價目前伊犁河谷天然草地資源現狀， 為更好保護和合理利用該地區草地資源提供理論依據。

1 材料與方法

1.1 牧草的采集 牧草采集地點為伊犁河谷天然草地的不同類型， 采集時間為2015—2019 年7 ~ 8 月天然牧草生產力高峰期，采樣時隨機選定1 m×1 m 的典型區域作為一個樣方，齊地表刈割，除去黏附的土壤、 礫石及草食動物不可食用的部分，現場測定每個樣方的鮮草重量。在221 個牧草監測點5 年累計采集6280 個樣方。

1.2 產草量計算 單位面積鮮草產量：根據采樣時在每一個樣方測得的鮮草重（g）和樣方個數，計算出每平方米產草量（g/㎡），然后換算成每公頃多少千克。

不同草地類型鮮草總產量/（萬t）=不同草地類型面積（hm2）×單位面積產草量（萬 t/hm2）。 伊犁河谷不同草地類型面積為可利用天然草地面積，統一采用80 年代調查數據，由伊犁州草原工作站提供（表 1）。

表1 伊犁河谷可利用天然草地現狀 萬hm2

1.3 理論載畜量計算 理論載畜量依據農業部行業標準 《天然草地合理載畜量計算標準》（NY/T635－2002）計算。 不同季節放牧草地的利用率依據《新疆天然草地草畜平衡理論載畜量計算說明》確定，放牧天數按365 d 計算，家畜日食量利用鮮草產量按5 kg 計算。

理論載畜能力=（草地可利用面積×可食鮮草產量×牧草利用率）/家畜日食量×放牧天數。

1.4 統計分析 數據處理采用SPSS 19.0 軟件的ANOVA 進行單因素方差分析， 用 Duncan’s 法進行多重比較。不同草地類型的試驗結果均以“平均值±標準差”表示。

2 結果與分析

2.1 天然草地生產力比較

2.1.1 不同草地類型鮮草產量 由表2 可知，山地草甸和山地草甸草原鮮草單產量極顯著高于高寒草甸、山地草原和平原荒漠草地（P ＜0.01），鮮草單產量是其他草地類型的7.17 ~ 2.07 倍。 平原低地草甸和平原沼澤鮮草單產量極顯著高于高寒草甸、山地草原、山地荒漠草原和平原荒漠（P ＜0.01）；山地草原的鮮草產量極顯著高于山地荒漠草原和平原荒漠（P ＜0.01）；山地草甸草原的單產量顯著高于平原低地草甸（P ＜0.05）。

表2 2015—2019 年各大類草地天然牧草鮮草單產量比較 kg/hm2

由表3 可知，5 年鮮草平均總產量中山地荒漠草原的鮮草單產量與平原荒漠、 平原沼澤無顯著差異（P ＞0.05）。高寒草甸和平原低地草甸鮮草單產量無顯著差異（P ＞0.05），其他各類型草地的鮮草總產量呈現出極顯著的差異性（P ＜0.01），具體表現為山地草甸的鮮草總產量最高， 為922.08萬t，其次為山地草甸草原、山地草原、平原低地草甸， 分別為 450.86 萬、302.64 萬和 144.68 萬 t。山地草甸與山地草甸草原的牧草鮮草單產量與總產量表現出一致的結果， 在8 種草地類型中2 種草地類型的鮮草單產量和總產量均為最高的。

表3 2015—2019 年各大類草地天然牧草鮮草總產量 萬t

2.1.2 不同區域天然草地牧草產量比較 表4 分析了2015—2019 年不同縣（市）天然草地牧草單產量，從分析結果中可以看出，尼勒克縣的牧草單產量在所有縣市中最高，極顯著高于特克斯縣、昭蘇縣和新源縣以外的其他縣（市）（P ＜ 0.01），單產量為426.34 kg/hm2， 得益于該縣有著豐富的草場分布。 其次是昭蘇縣、新源縣、特克斯縣，單產量為419.10、384.88、345.44 kg/hm2，極顯著高于伊寧市、伊寧縣、霍城縣、察布查爾縣、鞏留縣、特克斯縣（P ＜0.01）。 特克斯縣鮮草單產量顯著低于新源縣（P ＞0.05）。 鞏留縣和伊寧縣的鮮草單產量極顯著高于伊寧市、霍城縣、察布查爾縣（P ＜ 0.01）。 天然牧草的單產量與其地區草場分布有著密切的關系，從表4 中可以明顯看出伊寧市的草場分布較少，從而導致其鮮草單產量最低（6.24 kg/hm2）。

表4 2015—2019 年各縣/市天然牧草鮮草單產量 kg/hm2

從表5 分析的各縣（市）鮮草總產量結果中可以看出，鮮草總產量最高的縣市為昭蘇縣，總產量為8530.46 萬t，其次是新源縣和特克斯縣，總產量為 8379.72 萬 t 和 8137.54 萬 t。 昭蘇縣、新源縣和特克斯縣的鮮草總產量極顯著高于伊寧市、 伊寧縣、霍城縣、察布查爾縣、鞏留縣和尼勒克縣（P ＜0.01）。 鞏留縣和尼勒克縣5 年鮮草總產量平均值極顯著高于伊寧市、伊寧縣、霍城縣、察布查爾縣（P ＜ 0.01）。 伊寧市、伊寧縣、霍城縣、察布查爾縣 5年鮮草總產量平均值間無顯著差異（P ＞0.01）。 昭蘇縣5 年鮮草總產量平均值是伊寧市、伊寧縣、霍城縣、察布查爾縣的 2.56、2.24、2.56、2.60 倍。

表5 2015—2019 年各縣/市天然牧草鮮草總產量 萬t

2.1.3 不同月份各大類草地鮮草產量變化2015 年于 5 ～10 月對 9 個監測樣地 8 個草地類進行6 次監測測量，每個月中旬對其進行監測，累計完成50 個樣地，150 個樣方，檢測分析結果見圖1。 通過對測量數據進行分析發現，8 類草地牧草5 ~ 6 月鮮草產草量隨著時間的推移而逐漸增高，平原沼澤和平原低地草甸5 ~ 6 月份增幅最大， 鮮草產量較5 月份提高了86.79%和115%， 平原沼澤和平原低地草甸7 月鮮草產量較 6 月份提高了 24.21%和 103%。 7 ~ 8 月 8 類草地牧草鮮草產量呈現出下降趨勢， 以平原沼澤和平原低地草甸下降趨勢最為顯著， 分別下降了48.75%和22.03%。 隨著海拔的升高與環境的改變，高寒草甸、山地草甸、山地草原、山地荒漠草原和平原荒漠鮮草產量逐漸下降， 從圖1中可以看出產草量與平原沼澤和平原低地草甸有著顯著的差別。

圖1 不同月份各大類草地鮮草產量變化

2.2 天然草地載畜能力比較 表6 分析了2015—2019 年伊犁河谷各草地類載畜能力，從分析比較結果中可以看出， 平原荒漠草地類型的載畜能力最高， 平均每公頃可飼養2.98 個羊單位，載畜能力極顯著高于其他7 種草地類型 （P ＜0.01）。 其次是山地荒漠草原草地類型，平均每公頃可飼養2.09 個羊單位，載畜能力極顯著高于高寒草甸、山地草甸、山地草甸草原、山地草原、平原低地草甸和平原沼澤（P ＜0.01）。載畜能力最低的為山地草甸， 平均每公頃可飼養0.35 個羊單位。高寒草甸和山地草原的載畜能力介于最高和最低之間，2 種草地類型沒有顯著差異，但極顯著高于平原低地草甸、平原沼澤、山地草甸草原和山地草甸（P ＜0.01）。平原低地草甸、平原沼澤、山地草甸草原和山地草甸相互之間沒有顯著差異。

表6 2015—2019 年伊犁河谷各草地類載畜能力比較 hm2/羊·年

2.3 不同區域天然草地綜合植被蓋度比較 表7分析了2016—2019 年伊犁河谷各縣/市草原綜合植被蓋度，從分析結果來看，綜合草原植被蓋度最高的縣（市）是特克斯縣，隨后是昭蘇縣、新源縣和尼勒克縣， 覆蓋率分別為 73.42%、70.75%、69.87%、69.80%，上述 4 個縣（市）的覆蓋率均極顯著高于其他縣（市）的綜合草原植被覆蓋率（P ＜0.01）。 鞏留縣和伊寧縣的綜合草原植被蓋度極顯著高于霍城縣、察布查爾縣和伊寧市（P ＜0.01）。霍城縣、 察布查爾縣和伊寧市相互之間的草原綜合植被蓋度無顯著差異（P ＞0.05）。從覆蓋率變化來看，特克斯縣蓋度變化量最大，相對于2016 年、2017 年和 2018 年蓋度變化分別提高 6.7、5.4、3個百分點，最低的為伊寧市，蓋度變化為1.6、2.3和2.8 個百分點。 2016—2019 年伊犁州植被覆蓋度整體呈上升趨勢， 從2016 年的57.01%上升至2019 年的62.38%， 說明伊犁州直的草原生態系統得到了有效保護。

表7 2016—2019 年伊犁河谷各縣/市草原綜合植被蓋度比較

3 討論

3.1 天然草地生產力比較 天然草地作為牧區家畜賴以生存的物質，是畜牧業可持續發展的重要基礎物質（李江文，2016），而產草量是衡量草地生產力的重要依據，同時也是評價草場載畜能力的重要指標。 對不同草地類型、不同縣市以及不同月份草地鮮草產草量的研究， 能夠對草地生產力進行全面合理分析，進而更合理地利用草地，保證其可持續利用。 本研究對伊犁河谷不同地區、不同草地類型及不同月份鮮草單產量、總產量進行了分析比較， 分析結果表明，5 年山地草甸的鮮草單產量的均值最高，是平原荒漠鮮草單產量的7.17 倍。 從鮮草總產量來看，5 年山地草甸的鮮草總產量仍為最高，為894.7 萬t，與鮮草單產量的值一致， 這也充分說明了試驗數據的有效性。 不同縣（市）5 年鮮草單產量最高的為尼勒克縣 （426.344 kg/hm2）， 總產量最高的為昭蘇縣（8530.46 萬t），分析原因可能是草場面積不同導致，尼勒克草場面積為61.30 萬hm2，而昭蘇草面積為49.13 萬hm2， 所以鮮草總產量昭蘇縣最高。伊寧市鮮草的單產量及總產量為最低（6.24 kg/hm2、3330 萬t），這與本地區城鎮化密不可分，伊寧市是全地區城市人口最多的地區， 導致草地分布較少，所以鮮草的產量最低。俞慧云（2020）對瑪曲縣高寒草地可食牧草平均鮮草產量的研究結果表明，牧草產量隨著生育期延續而升高，且以7 月份增幅最大，產量分級區域分散；俞聯平（2019）、杜笑村（2019）對山地草甸牧草生長期產草量及其變化的研究與上述結果一致。 本試驗的研究結果表明， 八類草地鮮草產草量隨著時間的推移而逐漸增高，以平原沼澤表現最為明顯，至7 月份增幅最大，較6 月份提高了24.21%。

3.2 天然草地載畜能力比較 草地生態系統的合理使用可以充分發揮其價值， 過高或過低的草地使用都會對生態系統造成破壞， 使草地生態系統的價值不能充分利用（Mcdonald，1987），所以保持草蓄平衡是實現牧區畜牧業可持續發展的重要舉措（徐敏云等，2014）。以草地生產力為基礎合理計算草場載畜能力， 為實現草蓄平衡提供了科學依據（王楚含等，2017）。伊犁地區平原荒漠草地類型的載畜能力為平均每公頃可飼養2.98 個羊單位， 遠高于阿勒泰地區富蘊縣以單位羊每天的采食量計算出的2.51 個羊單位每公頃 （趙蕓君等，2018）， 而山地草甸的載畜能力則要遠低于2.51個羊單位每公頃。 伊犁河谷各草地類型分布廣且種類繁多， 草地產草量在空間和時間上也差異萬千，同時也與當年草地產草量豐收度、降雨息息相關（李青豐，2014），山地草地生長環境較差，所以導致山地草甸的載畜能力較低。 本試驗的研究結果對伊犁地區確定合理載畜量提供了科學依據，可以根據此結果制定禁牧、休牧、草原封育計劃，從而實現草地生態系統的可持續發展。

3.3 不同地區植被覆蓋度及其變化研究 植被覆蓋度是評價草地生態系統的重要指標， 植被覆蓋度的動態研究對于生態系統的評價具有及其重要的意義（張文強等，2019；Gitelson，2002）。 伊犁州直植被覆蓋度4 年期間呈現出上升趨勢，4 年期間增幅為5.37%，以特克斯縣、尼勒克、昭蘇增幅最為顯著， 植被覆蓋度較2016 年增加了6.7、6.4 和6.3 個百分點，雖然伊寧市的植被覆蓋率在所有縣（市）中的增幅最小，但也呈現出逐年增加的趨勢，文廣超等（2021）研究表明，伊犁河谷的植被覆蓋度由中低等水平向較高等級轉變， 綜上可見伊犁州直近4 年草原生態系統持續向好， 這說明當地制定的禁牧、休牧、草原封育計劃起到了顯著的效果。

4 結論

伊犁河谷山地草甸的鮮草單產量及總產量在所有類型的草地中最高， 分別為10621.86 kg/hm2和 922.08 kg/hm2。 不同縣（市）5 年鮮草單產量最高的為尼勒克縣（426.344 kg/hm2），總產量最高的為昭蘇縣（8530.46 萬t）。 八類草地鮮草產草量隨著時間的推移而逐漸增高， 平原沼澤產草量7月份增幅最大，較6 月份提高了24.21%。 每公頃伊犁河谷平原荒漠草地載畜能力達到2.98 個羊單位。 伊犁河4 年的植被覆蓋率呈現出逐年增加的趨勢，以特克斯縣增幅最為顯著，植被覆蓋度較2016 年增加6.7 個百分點。