劉曉芳 ,孫宗玖
(1.新疆農業大學草業與環境工程學院 830000;2.新疆裕民縣草原工作站 830000)
封育的期限可以根據草木的年限、草地沙化程度及預期恢復程度來確定,可以分為1~2年、3~5年,時間跨度大的可以達到8~10年。全封的封育模式廣泛應用于具有30%以上裸露巖石的山地、半荒草場和自然保護區等特殊的地方。此外,特殊河流上游的防風固沙草地、風沙危害嚴重水土流失顯著地區的防風固沙、水土保持草場等地也會采取全封的育種模式[1]。半封主要是在每年的3~9月份期間,在草木生長最旺盛的季節實施的封育。在規定時間內禁止人為進行砍伐、割草等行為,但是在其他時間,可以有組織、有計劃的適度進行割草、放牧、采摘、施肥等人為參與活動,但是要嚴格遵循保護幼苗的原則,決不可破壞新生力量的保養[2]。在人口密集的農牧區、有居民活動的山區及半育草場等地區適合此種模式。輪封是根據封育期的具體情況,在不影響草地和水土保持的前提下,將具備封育條件的封育區進行劃片分段,劃出一定的范圍,滿足當地群眾放牧和割草等生產生活需要,其余地區一律進行全封或者半封。輪封在兼顧群眾生活需要的同時也達到植被恢復的目的,在新疆的牧區應用特別廣泛,政府每年均對草場進行輪封管理,實現草場的可持續發展。輪封時間一般根據實際情況而定,不同地域、不同需要的輪封時間也不一樣。
封育實施后,自然狀態沒有人為因素參與,草地群落結構能夠得到較好的維持和修復。以群落生態學原理為依據,高保嘉等人采用4種類型的封育措施進行研究,一定時間后觀察草地植物群落的群落結構、物種構成和生物多樣性的變化,實驗結果表明,發生明顯變化的是群落的垂直結構,封育實施后,植物群落的層次性明顯提高,群落的垂直結構也明顯提高。陳林武等人在2002年研究了某天然草地保護區采取封育措施后的成效,一定時間后,統計數據表明:封育措施實施后,植物群落結構變得越來越穩定,且毒草數量變得越來越少。
草地生物量與蓋度和植被高度呈現正相關,采取封育措施后,在初期呈明顯增加趨勢,一定時間后,增加趨勢逐步下降,一般在7~9年達到峰值,最后緩慢降低。康博文等人2003~2005年研究了封育措施對蒙古某草原生物量的效果,結果顯示,這3年時間封育地區比對照組地區(自然放牧)草地地上生物總量分別高34.6%、156.1%和117.1%,均存在極顯著差異;干友民等人研究了封育對沙化草地植被群落的影響,結果顯示,該草地生態系統不斷恢復,地上生物量不斷增加,在封育的第5年干質量和鮮質量達到峰值,干質量是開始時的1.6倍,鮮質量是開始時的4倍,說明封育對沙化草場生態恢復效果明顯。
封育對物種多樣性的作用較為復雜,在初期一般會出現3種情況:物種多樣性不變、物種多樣性減少、物種多樣性增加。封育將一片區域交給大自然生態,為各種植被提供天然的生長環境,沒有人為成分的參與,隨著時間的延長,能不斷增加物種,快速促進恢復植被,最終在采取措施地區的生物多樣性恢復到天然水平,生物多樣性顯著得到提高,生態系統建立不斷趨于完善平衡。周國英等人在青海湖地區研究了封育對草地的作用,結果顯示,封育區內物種豐富度指數小于封育區外,多樣性指數也是如此;但是均勻度指數和Simpson指數則是封育區內大于封育區外,并且封育區內的優質牧草的種類和數量相對較多,毒草相對減少。2005年,李鐵華等人研究了封育措施實施后草地植物生產變化及生態效益的變化,結果顯示,隨著實施時間的不斷延長,草地草本植物的數量和種類不斷呈現上升趨勢,區域內的生物物種也不斷增加,生物多樣性變化明顯,群落的結構穩定性越來越強。2007年,在云南金沙江流域草地實施封育措施后,李貴祥等人進行了研究,結果顯示,措施效果明顯,與非封育措施地區相比較,封育地區草地物種多樣性得到了很大提高,豐富度指數顯著增強。
草本植物自身蓄積的營養成分及物質蘊藏的植物體內,最終變成枯落物,回歸土地。封育后,枯落物得以固定在其生長區域范圍內,并在土地上不斷積累,分解腐爛后變成有機質,回歸到土壤中,用以提升土壤的肥力。在對滇東南巖溶地區山地草地采取封育措施后,李品榮等人于2001年對其效果進行了研究,結果顯示,封育措施對改善土壤的營養成分效果顯著,速效磷、水解氮、有機質及速效鉀分別增加了95.3%、6.3%、12.9%和10.9%。喀左縣采取封育措施后,朱仁東等人于1987年對其效益進行了研究,結果顯示,封育明顯改善了草地的土壤肥力,在10cm以內的土層內,對照組地區(未采取封育措施)全N含量、有機質含量及全P含量分別為0.08、1.49及0.06,實驗組地區(采取封育措施)相應成分含量則提升到0.23%、4.05%及0.09%。
封育使得草地的植被不斷恢復,植物的群落結構得到完善,枯落層和苔蘚層的厚度不斷增加。同時,采取封育措施后,土壤的毛細管孔隙度、土壤總孔隙和最大持水量不斷增大,最終使得土壤的通氣狀況和總體結構良好。雨水落地的方式因為植被截留方式的改變而改變,苔蘚層和枯落層的最大持水量的變化將雨水落地的時間延遲,地表徑流速度減小,地面徑流量也變小,最終區域內的水土保持能力提高,水源涵養功能能夠得到最大程度的發揮。