兩種除草劑對狼毒-矮嵩草草地群落重要值及多樣性的影響

李鴻林

(青海省共和縣草原站，青海 恰卜恰 813000)

狼毒(Stellerachamaejasme)屬于瑞香科狼毒屬多年草本植物，全株有毒，家畜不采食[1]。近年來，由于人類活動和過度放牧，致使草原大面積退化，而狼毒憑借自身強大的根系和家畜不采食性，在退化草地上大面積蔓延滋生，成為退化草地群落中的優勢種，降低了草原生產能力，嚴重阻礙畜牧業發展。青海省退化草地狼毒危害面積已達73萬hm2，且呈逐年增加態勢，因此對狼毒大面積蔓延的現狀，必須采用有效措施加以控制[2]。

目前，狼毒防除方法主要有機械防除和化學防除兩種，機械防除效果雖好，但費工費時[3]；化學防除常用藥劑主要有草甘膦、敵百草、2,4-D丁酯、狼毒凈、滅狼毒等，均取得了一定的成果[4-11]。草地作為草食家畜主要食物來源，群落結構和物種多樣性作為草地群落結構可測定性指標，能進一步反映草地生態環境的穩定性和功能性[12]；大面積使用化學農藥，使物種多樣性降低，進而影響群落的穩定性，殘留物質對有益的土壤微生物也有毒害作用[13-14]。化學防除作為現階段主要防除手段，對其安全性和高效性應做進一步要求，從這點出發，以對狼毒具有很高防效的兩種新型除草劑——狼毒凈和滅狼毒為研究對象，調查兩種藥劑對施藥后草地群落和物種多樣性的影響，以期為大面積推廣提供理論依據。

1 研究方法

1.1研究區概況 試驗在青海省海南州共和縣江西溝鄉植被典型、地勢開闊的狼毒-矮嵩草天然草地上進行，海拔2 835 m左右，100°08′06″ E，36°37′48″ N。該區年均氣溫3.3 ℃，年降水量306.6 mm，年蒸發量1 841.1 mm，≥0 ℃積溫2 236.4 ℃·d，年均風速2.1 m/s，年大風日43.1 d，無霜期264.6 d。

草地建群牧草為矮嵩草，常見的伴生植物有紫花針茅、冷地早熟禾、賴草、狼毒、多枝黃芪、矮火絨草、蒲公英、多裂委陵菜、柴胡、阿爾泰紫菀、披針葉黃華、黃花棘豆、肉果草、秦艽、異葉青蘭等。

1.2試驗設置 2009年7月5日在狼毒危害嚴重且分布均勻的天然草地牧道左右兩側圍欄內選用對狼毒作用標靶專一、防除效果較好的兩種除草劑，“狼毒凈”(青海畜牧獸醫科學院研制，主要有效成分苯氧基羧酸類、3，5，6-三氯-2-吡啶氧基乙酸、增效劑和其他輔助劑，劑型為乳油)和43.2%“滅狼毒”(中國科學院寒區旱區環境與工程研究所研制，有效成分由2，4-D丁酯+兩種活性劑+兩種穩定劑組成)進行原液超低容量噴霧，采用背負式機動噴霧器，施藥量均為1.05 L/hm2，噴幅8 m，噴霧面積均為33.3 hm2；選取沒有進行噴藥同域的天然草地為對照區。

1.3調查內容及方法

1.3.1群落重要值調查 2009年8月3日和2010年8月6日在施藥區和對照區分別選取1 m×1 m小區，3次重復，測定小區內每種植物的株高、密度、地上生物量、蓋度; 重要值(SDR)計算[12]采用公式：

SDR=(C′+E′+H′+Y′)/4。

式中，C′表示相對蓋度，E′表示相對密度，H′表示相對高度，Y′表示相對生物量。

1.3.2草地群落生物多樣性的測定 采用Shannon-Wiener指數[15]測定物種多樣性：

采用Simpson指數[15]測定生態優勢度：

采用Pielou指數[15]測定群落均勻度：

式中，Pi=Ni/N，Pi為種i的相對重要值，N為樣帶植物重要值總和，Ni為樣方中第i種植物的重要值，S為種i所在樣方的物種總數。

1.4數據分析 使用SPSS 11.0軟件進行數據分析，Excel軟件進行圖表制作。

2 結果

2.1噴施藥劑對狼毒-矮嵩草草原群落主要物種群落重要值的影響 2008-2009年植物群落的重要值(表1)分析表明，噴施狼毒凈和滅狼毒后草地群落各物種的重要值均發生變化。狼毒的重要值在噴施藥劑當年急劇下降，與對照相比，2009年分別下降了19.7%和29.5%；而矮嵩草作為群落的建群種，處理后重要值在第1年增加幅度不大，第2年是對照的1.25和1.43倍，冷地早熟禾、賴草、紫花針茅重要值在第2年均增加，在群落中不斷恢復，逐漸成為群落的優勢種；披針葉黃華對兩種藥劑很敏感，在施藥第1年其重要值迅速下降，第2年逐漸在群落中消失。使用藥劑當年各物種重要值除狼毒、多裂委陵菜、肉果草、披針葉黃華重要值降低外，其他物種重要值均有所增加，在群落中逐漸恢復；第2年，施用狼毒凈處理區除披針葉黃華外，其他物種均存在，而在滅狼毒處理區柴胡、蒲公英、秦艽、冷蒿、披針葉黃華5種植物已經消失。

表1 不同施藥處理后狼毒-矮嵩草草原群落主要物種群落重要值變化

2.2噴施藥劑對狼毒-矮嵩草草原群落主要物種群落多樣性的影響 從不同藥劑處理群落多樣性變化(表2)可以看出，噴施藥劑后群落多樣性指數均降低。噴藥第1年群落豐富度指數與對照相比差異不顯著(P>0.05)，而第2年噴施狼毒凈和滅狼毒群落的豐富度指數都顯著降低(P<0.05),分別比對照降低了15.2%和26.7%；使用滅狼毒防除狼毒后群落優勢度指數顯著低于對照(P<0.05)，而狼毒凈對群落優勢度指數與對照和滅狼毒處理差異不顯著(P>0.05)；群落均勻度指數在噴藥兩年間發生很大變化，其中噴藥第1年狼毒凈和滅狼毒顯著低于對照(P<0.05)，而兩種藥劑間差異不顯著(P>0.05)，經過一年的恢復，群落均勻度繼續降低，且兩種藥劑間的差異顯著(P<0.05)，其中滅狼毒對群落均勻度的影響明顯強于狼毒凈。

表2 不同施藥處理群落多樣性指數變化

3 討論

3.1噴施藥劑對草地群落主要物種群落重要值的影響 狼毒-矮嵩草草地在噴施狼毒凈和滅狼毒后群落主要物種群落重要值發生變化，以矮嵩草、紫花針茅、賴草等禾本科牧草占絕對優勢地位。其原因可能是狼毒具有發達的軸根系，對地下水分、養分有較強的適應能力，加之其冠幅比較大，能攝取更多陽光，在群落中成為優勢種[16-17]；利用“狼毒凈”和“滅狼毒”的內吸傳導型且作用標靶專一的防除特性作用狼毒后，其在群落中的重要值明顯降低，造成草地生態系統中的水、肥、氣、熱等資源重新分配，而矮嵩草、紫花針茅等禾本科牧草由于具有發達的根莖和分蘗能力，能獲得充足的養分和空間，逐漸成為群落中的優勢種；群落中披針葉黃華在噴藥后在群落中消失，其原因可能是披針葉黃華對兩種藥劑中的有效成分也很敏感，繼而死亡。滅狼毒防除第2年有5種植物未出現，說明藥劑能很好地保護禾本科牧草，但對闊葉草和其他雜類草也具有廣譜滅除效果[18]，其原因與其藥劑主要有效成分有關[8]，有待于進一步研究。

3.2噴施藥劑對草地群落群落多樣性的影響 在自然條件下，草地群落多樣性變化受眾多因素的影響。在周圍環境因素穩定時，人類的干擾就成為主控因子，其中以控制放牧強度和草地改良為主要方式[19-23]。當草地放牧強度增大時，適口性優良的牧草被家畜反復啃食，為狼毒等適口性差的毒雜草提供契機，逐漸成為群落優勢種，在群落中的優勢度增加。使用除草劑作為草地改良的一種手段，明顯降低毒雜草在群落中的優勢度、豐富度和均勻度，使草地群落向良性方向發展。本研究表明，使用狼毒凈和滅狼毒后，草地群落的優勢度、豐富度和均勻度均明顯降低，說明兩種藥劑能明顯改變狼毒-矮嵩草草地群落結構，使群落向更穩定原生態群落發展。造成群落多樣性指數降低的原因：一方面可能是狼毒、披針葉黃華等毒雜草被防除，群落中物種數降低；另一方面可能是化學除草劑中的有效成分，在對禾本科牧草較好保護的前提下，對其他闊葉草產生負面影響，使闊葉草處于恢復生長階段。

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