祁連圓柏林地不同除草方式對雜草群落及其多樣性的影響

摘要 在甘肅省張掖市龍渠祁連圓柏林內采用群落生態學方法研究了化學除草、人工除草及化學除草+人工除草對祁連圓柏林雜草群落及其多樣性的影響。結果表明，化學除草試驗區雜草為5科15種，人工除草試驗區雜草為9科20種，化學除草+人工除草試驗區雜草為6科16種，對照區雜草為14科30種。化學除草處理區的雜草物種豐富度指數、Shannon多樣性指數和Shannon均勻度指數最低，人工除草處理區最高，表明化學除草對祁連圓柏林雜草多樣性的影響最大。在祁連圓柏林地防除雜草，采取化學除草+人工除草的方式比較適宜。

關鍵詞 祁連圓柏林;除草方式;雜草種群;物種多樣性

中圖分類號 S791.44 "文獻標識碼

A "文章編號 0517-6611（2014）32-11346-04

Influence of Weeding Mehods on Weed Community and Its Diversity in Sabina prewalskii Woodland

LV Dong， LI Bingxin*， ZHANG Hongbin et al "（Academy of Water Resources Conservation Forest of Qilian Mountains， Zhangye， Gansu 734000）

Abstract "By using the method of community ecology， effects of chemical weeding， artificial weeding and chemical weeding + artificial weeding on Sabina prewalskii woodland weed community and its diversity were studied in Longqu， Zhangye City， Gansu Province. The results showed that： the weed chemical weeding test area has 5 families and 15 species of weeds， manual weeding test area has 9 families 20 species， chemical weeding + artificial weeding test area has 6 families and 16 species of weeds， weed control area has 14 families 30 species. Chemical weed control treatment of weed species richness index， Shannon diversity index and Shannon evenness index are the lowest， manual weeding treatment is the highest， indicating that herbicides have the greatest impact on weed diversity in Sabina prewalskii woodland. In the Sabina prewalskii woodland to control weeds， chemical weed + manual weeding is suitable manner.

Key words "Sabina prewalskii woodland; Weeding method; Weed community; Species diversity

苗圃地雜草會消耗土壤養分，滋生病蟲害，惡化苗圃地生態環境，影響苗圃地苗木生長。因此，關注雜草危害、有效防治雜草是雜草研究的重點內容[1-2]。但近年來有較多學者在雜草保護生物多樣性、維持生態平衡、保護天敵、防止土壤侵蝕、促進養分循環等方面開展了相關研究[3-6]。雜草綜合治理的目的是控制雜草的危害程度和范圍，維持其多樣性，利用雜草種群間的相互制約防止某一惡性雜草占優勢[7]。筆者運用群落生態學方法研究了不同除草方式對甘肅省張掖市龍渠祁連圓柏林地雜草群落及其多樣性的影響，以期為該地區祁連圓柏苗圃地雜草防治和生物多樣性保護提供理論依據。

1 材料與方法

1.1 研究區概況

試驗地設在張掖市龍渠國家青海云杉祁連圓柏良種基地的祁連圓柏母樹林地，地理坐標為100°13′42″E、38°48′41″N。海拔1 700 m，年平均氣溫6.8 ℃，年降水量193.0 mm，年蒸發量1 653.0 mm，相對濕度51%，土壤有壤土、粘土，夾雜著沙礫，pH8.0～8.3，有機質含量低，缺氮少磷。0～50 cm土層中含氮、磷、鉀比例為1.00∶0.91∶24.81。

1.2 供試藥劑 10%草甘膦水劑由江蘇鎮江江南化工廠生產。

1.3 試驗方法 祁連圓柏林試驗地總面積8 hm2，隨機劃分為化學除草、人工除草、化學除草+人工除草試驗區和對照區（表1）。2010～2013年6～9月，在每個試驗區內采用對角線5點取樣法取樣，每個樣點面積1 m2，每個處理3次重復，共取15個樣點。雜草鑒定參照《雜草志》[8]。以種為單位，每月中旬調查一次雜草種群種類、密度、頻度等指標。計算每個種在3年的平均優勢度指數。

表1 不同除草方式祁連圓柏林地的試驗設計

除草方式除草措施除草時間

化學除草（C1）

10%草甘膦水劑，施用濃度15 000 ml/hm2每年5月中旬和7月中旬各1次

人工除草（C2）

人工鋤頭除草

每年5月中旬和7月中旬各1次

化學除草+人工除草（C1+C2）

10%草甘膦水劑（施用濃度15 000 ml/hm2）+人工鋤頭除草每年5月中旬化學除草，7月中旬人工除草

對照（CK）不做任何處理

1.4 數據處理

1.4.1 雜草重要值計算。

計算雜草頻度、密度、均度、相對多度等雜草生態重要值，雜草生態重要值（RA）的計算方法[9-10]：

頻度（F）=某種雜草出現的田塊數/總田塊數

密度（MD）=某種雜草總的株數/總樣方面積

均度（μ）=某種雜草出現的樣方數/總樣方數

相對頻度（RF）=某種雜草的頻度/各種雜草的頻度和

相對密度（RD）=某種雜草的密度/各種雜草的密度和

相對均度（RU）=某種雜草的均度/各種雜草的均度和

相對多度（RA）=RF+RD+RU

1.4.2 雜草多樣性分析。雜草多樣性選取Shannon多樣性指數（H′）、Shannon均勻度指數（E）和Margalef物種豐富度指數（DMG）表示，計算公式為[11-12]：

H′=（NlgN-nlgn）/N

E=H′/（lgN）

DMG=（S-1）/lgN

式中，N為各小區1 m2內所有雜草的總數量;n為各小區1 m2內某種雜草的數量;S為各小區1 m2內雜草的種類數量。采用SPSS 11.0軟件進行數據分析，采用t檢驗法檢驗不同處理雜草多樣性的差異顯著性。

2 結果與分析

2.1 不同除草方式下祁連圓柏林地雜草種類和密度

由表2可知，3年后采用C1方式祁連圓柏林地雜草有5科15種，采用C2方式祁連圓柏林地雜草有9科20種，采用C1+C2方式祁連圓柏林地雜草有6科16種，對照區祁連圓柏林地雜草有14科30種。采用C2方式祁連圓柏林地雜草種類比采用C1方式祁連圓柏林地多5種，采用C2方式祁連圓柏林內雜草種類比采用C1+C2方式的祁連圓柏林地多4種。采用3種不同除草方式的祁連圓柏林地與對照區相比，蒼耳、平車前、田旋花、藜、益母草、香薷、酸模葉蓼7種雜草未出現，表明經過3年連續除草的祁連圓柏林地雜草種類明顯少于對照區。在3種不同除草方式下祁連圓柏林地雜草密度前5位的雜草均為蘆葦、馬唐、看麥娘、稗和豬殃殃。在C1方式、C2方式及C1+C2方式下，祁連圓柏林地蘆葦密度分別為130.5、141.2和122.4株/m2;馬唐密度分別為107.5、114.9和85.3株/m2;看麥娘密度分別為17.1、26.4和14.8株/m2;稗密度分別為16.1、18.0和12.9株/m2;豬殃殃密度分別為15.0、17.1和12.2株/m2。對3種不同除草方式進行比較，雜草密度呈顯著差異的有馬唐和稗，該2種雜草是祁連圓柏林地的優勢雜草，說明采用不同除草方式對祁連圓柏林地優勢雜草密度有顯著影響。

表2 不同除草方式下祁連圓柏林地雜草種類和密度

科種密度∥株/hm2

C1C2C1+C2CK

禾本科野燕麥 （Avena fatua L. ）0.3 b0.5 a0.2 b0.7

看麥娘（Alopecurus aequalis Sobol. ）17.1 b26.4 b14.8 a29.0

馬唐[Digitaria sanguinalis （L.） Scop.]107.5 b114.9 a85.3 c142.7

冰草[Agropyron cristatum（L.） Gaertn. ]12.1 a13.2 a10.3 b17.8

狗尾草 [Setaria viridis （L.） Beauv.]2.6 a2.2 a2.1 a3.2

蘆葦 " [Phragmites australis （Cav.） Trin. ex Steud. ]130.5 b141.2 a122.4 b146.8

牛筋草 [Eleusine indica （L.） Gaertn. ]3.2 b12.6 a4.5 b18.9

稗 " " [Echinochloa crusgalli （L.） Beauv. ]16.1 b18.0 a12.9 c28.1

菊科 " 蒼耳 " （Xanthium sibiricum Patrin ex Widder）0000.3

野艾蒿（Artemisia lavandulaefolia DC. ）0.7 a0.6 a0.5 a0.8

蒲公英（Taraxacum mongolicum Hand.Mazz. ）00.1 a00.1

苦苣菜（Sonchus oleraceus L. ）0.7 a0.6 a0.4 b0.8

苣荬菜（Sonchus arvensis L. ）0.3 a0.5 b0.2 a0.3

刺兒菜[Cirsium setosum （Willd.） MB. ]00.3 a0.2 a0.2

車前科平車前（Plantago depressa Willd. ）0000.1

藜科 灰綠藜（Chenopodium glaucum L. ）01.6 a01.8

豆科 "野苜蓿（Medicago falcata L. ）0.3 b0.1 a00.1

茜草科豬殃殃（Galium aparine Linn. var. tenerum ）15.0 b17.1 a12.2 b23.5

旋花科 田旋花（Convolvulus arvensis L.）0000.2

莧科 "反枝莧（ Amaranthus retroflexus）2.4 b5.3 a020.5

凹頭莧（Amaranthus lividus L. ）0.4 a000.3

藜 " " （Chenopodium album L）.0000.1

唇形科益母草（Leonurus japonicus Houtt. ）0000.1

香薷 " [Elsholtzia ciliata （Thunb.） Hyland. ]0000.2

馬齒莧科馬齒莧（Portulaca oleracea L. ）00.1 a01.3

蓼科 酸模葉蓼（Polygonum lapathifolium L. ）0000.2

萹蓄 " （Polygonum aviculare L.）000.1 a0.1

毛莨科 甘青鐵線蓮[Clematis tangutica （Maxim.） Korsh. ]00.2 a00.2

傘形科 " 野胡蘿卜（ Daucus carota L. Sp. Pl. ）000.8 a0.8

十字花科薺菜 （Capsella bursapastoris）01.8 a1.4 a0.8

注：C1.化學除草;C2.人工除草;C1+C2.化學除草+人工除草;CK.對照。同行內不同字母表示差異顯著（P<0.05）。

2.2 不同除草方式下祁連圓柏林地內雜草的生態重要值

在3種不同除草方式下祁連圓柏林地選取雜草的相對密度、相對均度、相對多度值前9種優勢雜草（表3），計算不同除草方式下祁連圓柏林地前9種優勢雜草的RA值，以RA值大于20%做圖。

由圖1可知，在3種不同除草方式下，祁連圓柏林地前9種優勢雜草中，采取C1方式處理的祁連圓柏林地雜草RA值大于20%的前3位雜草為野燕麥、狗尾草和苦苣菜;采取C2方式處理的祁連圓柏林地雜草RA值大于20%的前6位雜草為馬唐、豬殃殃、看麥娘、苦苣菜、蘆葦、冰草;采取C1+C2方式處理的祁連圓柏林地RA值大于20%雜草有0種，表明人工除草對祁連圓柏林地雜草RA值的影響較小。

表3 祁連圓柏林地不同除草方式下雜草相對密度、相對均度、相對多度值%

指標處理狗尾草冰草看麥娘苦苣菜稗豬殃殃野燕麥蘆葦馬唐

RFC18.69 3.20 6.34 13.84 6.55 5.48 18.12 5.05 5.03

C24.17 15.31 17.55 14.00 7.24 22.36 6.91 14.31 22.25

C1+C22.21 2.40 7.40 4.88 9.26 5.28 3.20 3.92 6.27

CK14.18 16.26 14.58 14.92 14.79 13.47 23.91 13.25 13.28

RDC120.37 3.92 7.16 15.14 0.53 8.15 25.21 3.76 5.89

C27.00 6.58 13.03 15.22 0.56 16.25 17.88 9.17 18.47

C1+C28.07 2.47 5.88 7.87 0.31 6.74 7.01 4.26 4.22

CK19.09 10.54 15.86 16.12 11.98 17.15 37.88 5.77 7.02

RUC114.20 7.84 3.91 12.00 8.92 4.04 13.57 9.23 6.13

C27.39 13.73 14.12 12.76 6.27 9.26 5.44 13.27 16.81

C1+C26.91 6.01 2.87 4.21 7.93 5.15 7.61 5.89 5.92

CK17.49 16.35 14.98 13.02 16.14 10.22 15.92 13.80 14.78

注：C1.化學除草;C2.人工除草;C1+C2.化學除草+人工除草;CK.對照。

注：C1.化學除草;C2.人工除草;C1+C2.化學除草+人工除草;CK.對照。

圖1 不同除草方式下祁連圓柏林地雜草重要值

2.3 不同除草方式對祁連圓柏林地內雜草相似性的影響

由表4可知，祁連圓柏林地化學除草與對照區的雜草相似性最小，為0.71，與其他除草方式雜草的相似性呈極顯著差異，說明祁連圓柏林地采用化學除草方式對雜草的影響最大，雜草種數最少;祁連圓柏林地僅采用人工除草與對照區的雜草相似性最大，為0.87，說明采用人工除草方式對雜草的影響最小，表明祁連圓柏林地雜草種類最多;化學除草+人工除草方式與對照祁連圓柏林地雜草相似性為0.79，祁連圓柏林地雜草種類介于化學除草和人工除草方式之間。

安徽農業科學 " " " " " " " " " " " " 2014年

表4 祁連圓柏林地不同除草方式下雜草相似性指數

處理C1C2C1+C2CK

C11.00

C20.431.00

C1+C20.520.581.00

CK "0.71** 0.87* 0.79*1.00

注：C1.化學除草;C2.人工除草;C1+C2.化學除草+人工除草;CK.對照。**表示Plt;0.01;* 表示Plt;0.05。

2.4 不同除草方式對祁連圓柏林雜草多樣性的影響

注：C1.化學除草;C2.人工除草;C1+C2.化學除草+人工除草。

圖2 祁連圓柏林地不同除草方式下雜草物種豐富度指數變化

注：C1.化學除草;C2.人工除草;C1+C2.化學除草+人工除草。

圖3 祁連圓柏林地不同除草方式下雜草多樣性指數變化

注：C1.化學除草;C2.人工除草;C1+C2.化學除草+人工除草。

圖4 祁連圓柏林地不同除草方式下雜草均勻度指數變化

由圖2、3、4可知，在3種不同除草方式下祁連圓柏林地采取化學除草的雜草DMG、H′、E值最小，說明化學除草的祁連圓柏林地雜草多樣性最低，均勻度最差。并且連續3年化學除草處理的祁連圓柏林地雜草DMG、H′、E值均呈下降趨勢，說明在化學除草下，祁連圓柏林地雜草種類最少;人工除草的祁連圓柏林地雜草DMG、H′、E值最大，說明人工除草的祁連圓柏林地雜草多樣性最豐富，均勻度最好，且連續3年人工除草處理的祁連圓柏林地DMG、H′、E 3個指數均呈上升趨勢，說明僅用人工除草的祁連圓柏林地雜草多樣性較穩定;連續3年化學除草+人工除草處理的祁連圓柏林地雜草DMG、H′ 均呈下降趨勢，說明化學除草+人工除草處理的祁連圓柏林地雜草多樣性少于人工除草處理，且雜草種類多于化學除草處理。

3 結論與討論

在祁連圓柏林地通過3年不同除草方式試驗，表明不同的除草方式改變了祁連圓柏林地雜草的群落和密度，但未改變祁連圓柏林地雜草的優勢種。長期采取上述3種不同的除草方式處理祁連圓柏林地雜草，是否會改變祁連圓柏林地雜草的優勢種還有待進一步研究。該試驗結果與郭水良等[7，13]的研究結論基本一致。

在祁連圓柏林地不同除草方式中，人工除草處理祁連圓柏林地雜草的DMG、H′、E均最大，化學除草處理均最小，表明祁連圓柏林地采用化學除草方式時雜草多樣性最低。

在祁連圓柏林地撫育管理中，采用化學除草與人工除草相結合的方式既可控制雜草的危害，又能保護祁連圓柏林地的生物多樣性。

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