內蒙古克什克騰旗羊草草原打草場合理利用的研究＊

梁 燕，韓國棟，周 禾，趙萌莉，魏玉榮，郭海明，涂偉志，李旭薇

（1.內蒙古呼和浩特市氣象局科技服務中心，內蒙古 呼和浩特 010020；2.內蒙古農業大學生態環境學院，內蒙古 呼和浩特 010019；3.中國農業大學動物科技學院，中國 北京 100094；4.內蒙古氣象局生態與農業氣象中心，內蒙古 呼和浩特 010051）

引言

牧草的刈割是收獲干草的一項重要生產環節，其作業質量不僅直接關系到當年收獲干草的產量和品質，而且也間接影響到次年草地生產力水平的維持與提高，因此這一生產環節在打草場的合理利用中占有重要的地位〔3〕〔6〕。而刈割時期是影響打草場單位面積產量和干草品質的一項重要因素，因為合理刈割時期的選擇是關系到收獲干草產量和品質的重要可控因子〔1，3，6〕。另外，降水作為影響收獲牧草品質的關鍵氣象因子，也是在從事這項工作中需要重點考慮的問題，若收獲期遭遇降水，不僅會給牧民的作業增加難度，還會對牧草的品質和運輸、加工、貯藏等方面造成極為不利的影響〔6〕〔7〕。因此，在當地現有的生產力條件下，打草時間的選擇即為直接影響貯存牧草產量與品質綜合狀況的重要因素。

本研究通過野外生態學調查，輔以室內數據的收集整理，對內蒙古自治區克什克騰旗達里諾爾境內的羊草草原，在整個生長季內的地上生物量、群落總氮（Total Nitrogan，TN）含量，以及1999～2009年內20年的降水特征進行了統計分析。在此基礎上，對上述3個主要影響因子做出進一步分析，獲得該地區產量、品質、時期均達到最優的牧草收獲時間方案。

1 研究區域概況

研究區域地處內蒙古高原，位于內蒙古自治區赤峰市克什克騰旗西部，達里諾爾鎮境內的羊草草原。北緯116°38′～116°41′，東經43°25′～43°27′。地貌主要由玄武巖臺地、沙地、湖泊和河流4種類型所組成。該區域屬中溫型大陸性氣候，年均氣溫為1～2℃，≥10℃積溫為1 300～1 700℃，最大凍土厚度191cm；年降水量350～400mm；無霜期為60～80d；生長期4～9月；土壤類型為暗栗鈣土和草甸土。

試驗區內植被類型為典型草原，草地植物群落類型為羊草 （Leymus chinensis（Trin.）Tzvel.）＋黃囊苔草（Carex korshinskyiC.A.Mey）＋糙隱子草（Cleistogenes squarrosa （Trin.）Keng.），主要伴生植物種為冷蒿（Artemisia frigida Willd）、星毛委陵菜（Potentilla acaulis L.）和大針茅（Stipa grandis P.smirn.），植物種類豐富（表2－1）。試驗樣地內所調查到的植物，主要分布于禾本科（Gramineae）、豆科（Leguminosae）、菊科（Compositae）、莎草科（Cyperaceae）、薔薇科（Rosaceae）、傘形科（Umbelliferae）、毛茛科（Ranunculaceae）、唇形科（Labiatae）、十字花科（Cruciferae）、百合科（Liliaceae）、石竹科（Caryophyllaceae）等22科，共涉及49屬。

根據對當地牧民的走訪調查，該地區于20世紀70年代初已基本結束了游牧走場的生產生活方式，至70年代中后期已全部改為定居放牧。草原的利用制度是自由放牧，且這一粗獷的草原經營管理制度一直沿用至今。近年來，當地草原退化和畜牧業發展之間矛盾日益突出。本研究所選擇樣地為當地的打草場，樣地南北間距為2.7km，東西間距為3.6km，整個樣地的面積大約為972hm2。該樣地于上世紀70年代用圍欄圍起，30多年未受放牧干擾的影響，僅為牧民在每年的8月中下旬作為打草場所用。

2 研究方法

2.1 植物群落特征動態測定

于2006年及2007年生長季內（6～9月）按月調查植物群落特征。具體為：在樣地內隨機設置1m×1m樣方10個，具體測定樣方內所有包含植物種類，及每種植物的高度、投影蓋度、密度，及凋落物的蓋度，分種齊地面剪下帶回試驗室，并收集凋落物，測定鮮重；65℃烘干24h后測定干重〔8～10〕。

2.2 群落總氮（Total Nitrogen，TN）含量的測定

樣品為2006年6、7、8、9月分別采集。于樣地內隨機設置20cm×50cm樣方10個，將樣方內所有植物齊地面剪下后置于大信封袋中，65℃烘干24h后進行粉碎，將粉碎后的每個小樣混合均勻，待測。

采用凱氏定氮法測定〔11〕。

她把頭抬得高高—-甚至當我們深信她已經墮落了的時候也是如此，仿佛她比歷來都更要求人們承認她作為格里爾生家族末代人物的尊嚴，仿佛她的尊嚴就需要同世俗的接觸來重新肯定她那不受任何影響的性格。比如說，她那次買老鼠藥、砒霜的情況。那是在人們已開始說“可憐的愛米麗”之后一年多，她的兩個堂姐妹也正在那時來看望她。

配制40%NaOH溶液，1%硼酸溶液，配制并標定0.1M鹽酸溶液。

簡要操作步驟：準確稱取0.5g干燥樣品，加入濃硫酸和催化劑于400℃消化至顏色變為清亮監色，使用全自動定氮儀測定氮含量。

（注：全氮含量單位為%DM，表示占單位干物質百分比）。

2.3 數據統計分析

試驗數據的統計與分析采用SAS（8.1）統計程序軟件〔12〕〔13〕。

均值正態分布的顯著性差異通過Shapiro—Wilk檢驗。在方差分析檢驗中，均值間的顯著性差異通過保護性最小顯著差數法（protected least significant difference，LSD）計算。

統計過程中各處理之間的差異采用單因素方差 分 析 （one － way Analysis of Variance，ANOVA），所有變量的結果均在P值為0.05的水平下進行檢驗，當變量值小于或等于0.05時視為差異顯著。

該地區1999～2009年的降水數據由內蒙古自治區氣象局提供。

3 結果與分析

3.1 群落產量動態

2006年和2007年生長季內（5～9月）群落的地上生物量動態如圖1所示。2年間5月和9月群落的地上生物量雖然具有一定的高低消長變化，但均表現出了相同的規律，即從5月份牧草返青期開始，群落地上生物量不斷增加，至8月份達到生長盛期，此時群落的地上生物量達最大值；此后群落的地上生物量呈現較大程度的下降趨勢。

圖1 生長季內群落地上生物量動態變化

另外，由圖1也可以較為直觀的發現，兩年間群落地上生物量均為5～6月群落的地上生物量有較大幅度增長；但年際間有所不同的是，2006年的第二個大幅度增長時期為7～8月，而2007年這一時期則出現在6～7月。

3.2 群落總氮含量動態

2006年生長季內（5～9月）群落的總氮（TN）含量動態如圖2所示。群落的TN含量在整個生長季內呈現出很明顯的下降趨勢，且下降幅度最為明顯的時間段集中在7月下旬～8月中下旬。具體表現為：5月中旬～7月末，草群中TN含量雖有所下降，但幅度較小；7月末～8月中下旬，群落全氮含量出現大幅下降趨勢；到牧草枯黃期（9月中下旬），群落總氮含量進一步以較大幅度下降，但較7月中下旬～8月中下旬這段時間下降幅度有所緩解。

圖2 生長季內群落全氮含量動態變化

3.3 生長季內降水分布特征

1990～2009年的20年間，該地區的年降水量變化較大，極大值為499.5mm，出現在1990年；極小值為2005年的237.0mm。20年年平均降水量為395.81mm（表1）。

表1 1990～2009年當地降水量特征統計

7月下旬～8月下旬這段時間，是典型草原植物群落產量達到最高并迅速枯黃的時期，也是當地的牧民集中收獲牧草的日子。考慮到降水是影響牧草收獲的關鍵因子，本研究統計了近20年內這三個時間段當地降水量的特征，結果如表1：近20年內，7月下旬、8月上旬，以及8月中旬的平均降水量均表現為30～40mm之間，而8月下旬則較前三個旬度偏少，平均為19.36mm；旬度平均降水量占總平均降水量百分比雖存在一定的高低變化，即7月下旬、8月上旬，與8月中旬平均降水量分別占總降水量的9.41%、7.85%和8.31%，但進一步的方差分析結果顯示三個時間段內的平均降水量與年度平均總降水量的比值，三者之間不存在顯著差異（P＞0.05）；而8月下旬的這一比值顯著低于之前的三個旬度（P＜0.05）。

4 討論與結論

氮素含量是確定農產品品質及營養價值的重要指標〔14〕，是生物生命活動必不可少的元素之一，其貯量和分配是影響草地生態系統生產力的重要因素，同時也影響著生態系統的功能和動態〔6，15〕。因此針對打草時期是否合理的問題，本次研究將該區域生長季內群落TN含量，同群落地上生物量、刈割時期區域降水特征一起，作為確定牧草收割時期的三個制約因素。

整個生長季內群落地上生物量及群落TN含量動態變化如圖3所示，群落地上生物量由7月中下旬～8月中旬左右出現快速增長趨勢，最高值出現在8月中旬附近，此后生物量出現較為明顯的下降趨勢；而群落內TN含量在整個生長季內表現為持續下降趨勢，且7月中下旬以后這一下降趨勢更為明顯。

根據走訪調查，當地牧民于每年的8月中旬左右開始收獲牧草，歷年來牧民的打草歷時約2～3周時間，一般至9月中旬前打草結束。而這段時間內牧草的地上生物量和TN含量均處于大幅下降狀態；結合當地的降水分布特征考慮，此時出現降水的概率要顯著少于7月下旬～8月中旬這三個旬度，因此可以認為：該地區長期以來一直傳承下來的打草時間是較為安全的，但并非最佳的收獲時間。

圖3 打草場生長季內群落總氮含量、地上生物量動態變化

我們在利用草地資源進行生產活動時，所追求的是利用時間、利用方法、利用強度與處于不同時期、不同類型的草地資源相匹配，以盡可能的在不致草地資源遭到破壞的基礎上，提高生產效率〔6，15〕。這就要求在草地生產中應提高對草地資源的認識，對不同地域、不同生境條件及氣候條件、人為干擾情況等作出全面的了解，在此基礎上進行科學系統的分析后制定該地區草原利用的具體方案〔15〕〔16〕。

因此草地生產應對草地資源作出客觀全面的了解后進行，且應因時、因地制宜，具體問題具體分析〔6，15，16〕。本次研究中，考慮到7月下旬、8月上旬與8月中旬這三個旬度內的降水量占全年降水量的百分比，三者之間并無顯著性差異，因此若能將收獲開始時間由原來的8月中旬提前至7月末～8月初進行，使整個牧草收獲時間在8月中旬左右結束，這樣就能使群落地上生物量和群落TN含量這兩方面因素達到最優組合。為達到這樣的目的，就需要當地的畜牧業生產部門不固守長期沿襲下來的畜牧業生產經驗傳承，積極與氣象部門相配合，為牧民適時提供及時準確的畜牧業氣象信息；在條件適合的年份因時制宜，積極調整牧草收獲時間，使收獲牧草在產量和營養價值上均達到最優，使當地的牧民獲得最大的收益。

〔1〕杜青林主編 .中國草業可持續發展戰略〔M〕.北京：中國農業出版社，2006，119.

〔2〕馬風云 .生態系統穩定性若干問題研究評述〔J〕.中國沙漠，2002，22（4）：401—407.

〔3〕姜恕 .草地退化及其防治策略〔J〕.自然資源，1988，（3）：54－61.

〔4〕劉增文，李雅素 .生態系統穩定性研究的歷史與現狀〔J〕.生態學雜志，1997，16（2）：58—61.

〔5〕杜曉軍，高賢明，馬克平 .生態系統退化程度診斷：生態恢復的基礎與前提〔J〕.植物生態學報，2003，27（5）：700—708.

〔6〕戎郁萍，趙萌莉，韓國棟 .草地資源可持續利用原理與技術〔M〕.北京：化學工業出版社 .2004，17—33，68—99.

〔7〕廖國藩，賈幼陵主編 .中國草地資源〔M〕.北京：中國科學技術出版社.1996，37.

〔8〕姜恕 .草地生態研究方法〔M〕.北京：農業出版社.1986，28－33.

〔9〕任繼周 .草業科學研究方法〔M〕.北京：中國農業出版社.1998，27.

〔10〕沼田真 .草地調查法手冊〔M〕.姜恕，祝廷成等譯 .北京：科學出版社.1986，21.47.

〔11〕AOAC（Association of Official Analytical Chemists）.1990.Protein（crude）in animaI feed.In Official methods of analysis of the Assoc.of Official Anal.Chem.15th ed〔M〕.Arlington，Virginia.

〔12〕裴喜春，薛河孺.SAS及應用〔M〕.北京：中國農業出版社 .1997，81.

〔13〕辛賢，蔣乃華 .統計學原理〔M〕.北京：中國農業大學出版社.2001，307.

〔14〕王學奎 .植物生理生化實驗原理和技術（第二版）〔M〕.北京：高等教育出版社.2005.

〔15〕Bestelmeyer B T，Brown J R，Havstad K M，Chavez G，Alexander R，Herrick J E.Development and use of state—and—transition models for rangelands 〔J〕.Journal of Range Management，2003.50：114－126.

〔16〕Yan Liang，Guodong Han，He Zhou，Mengli Zhao，Hennie A.Snyman， Dan Shan， and Kris M.Havstad.Grazing Intensity on Vegetation Dynamics of a Typical Steppe in Northeast Inner Mongolia〔J〕.2009.Rangeland Ecology and Managemant，62（4）：328—337.