鼠害防治對退化草地植物群落及產量的影響研究

費迎霞，趙建中，蘆廣新，常 祺，徐有學，王 斐

(1.海西州草原站，青海德令哈 817000；2.青海省農牧業項目管理中心，青海西寧 810001；3.青海大學農牧學院，青海西寧 810001；4.青海省退牧還草辦公室，青海西寧 810001；5.青海省農牧業工程項目咨詢中心，青海西寧 810001)

草地作為陸地生態系統的主要組成部分和重要的人類生存棲息地，長期以來由于過度放牧和刈割等人類活動影響，退化、沙化、鹽堿化以及牧草質量、產量和生物量降低等現象較為普遍和嚴重，已引起人們的廣泛關注和重視[1-3]。青海省在20世紀90年代末的單位面積草產量比80年代下降了10%～40%，有的地區甚至下降到了50%～90%。海西、果洛等牧區，鼠害導致畜牧業經濟的持續下降，牛、羊的平均胴體重比20世紀80年代分別降低26.0%和24.3%,而且遭受鼠害嚴重危害的草場,導致年產值不足750元/hm2[4]。三江源的鼠害危害面積在2007年達到503萬hm2，為該地區可用草場面積的28%，黃河源區鼠害導致的退化黑土灘地達到50%。果洛州達日縣鼠害面積從20世紀70年代的42.0萬hm2擴大到現在的64.0萬hm2，占可利用草場面積的50.70%[5-6]。然而，20世紀80年代中期至90年代中期，部分地方對鼠害治理重視程度不足，有些地區甚至停止滅鼠，鼠害再次嚴重爆發[7]。

近年來，隨著三江源生態保護綜合治理、退牧還草工程等重大生態保護工程的實施，退化草地治理面積逐年加大，鼠害治理工程規模也逐年增加，但是關于工程效果的持續時間，在較長時間內對植物群落及產量的影響研究相對較少。為此，通過2010—2016年連續7年對達日縣鼠害防治區和對照區進行監測，旨在通過對比分析鼠害防治項目的實施對植物群落及產量的影響，探討在防治后時間尺度上產生的影響，為三江源退化草地治理提供科學依據。

1 材料與方法

1.1研究區地理自然概況青海省達日縣地處青藏高原中部，系果洛藏族自治州南部，東部與班瑪縣和久治縣為鄰，南與四川省色達縣和石渠縣為界，西部與瑪多縣相連，北部與瑪沁縣和甘德縣隔黃河相望，東西長162 km，南北寬126 km，平均海拔 4 500 m 左右，高寒缺氧，災情頻繁，年平均氣溫-1.3 ℃，年平均降水量569 mm，每年的5月中旬草地開始返青，牧草生長期只有120 d左右[8]。全縣土地總面積148.4萬hm2，截至 2003 年底天然草場面積 140.2萬hm2，其中可利用草場面積 111.7萬hm2，占天然草場總面積的79.75%。近年來，由于草場牲畜超載，風化、干旱、鼠害等自然災害和人為破壞嚴重，草場退化不斷加劇，全縣退化草場面積78.2萬hm2，占可利用草場面積的70.01%，鼠害面積從20世紀70年代的42.0萬hm2擴大到現在的64.0萬hm2，占可利用草場面積的57.30%，“黑土灘”面積達57.5萬hm2，占草場面積的41.01%[8]。

1.2樣地設置樣地應選擇在相應群落的典型地段，而且在工程區和工程區外同時選擇。所選樣地要具有該類型分布的典型環境和植被特征，植被系統發育完整，具有代表性。樣地內要求生境條件、植物群落種類組成、群落結構、利用方式和利用強度等具有相對一致性；樣地之間要具有異質性，每個樣地能夠控制最大范圍內的地貌、植被等條件要具有同質性，即地貌及植被生長狀況應相似。

1.3樣方選擇樣方是能夠代表樣地信息特征的基本采樣單元，用于獲取樣地的基本信息。樣方設置在樣地內，沿任意方向每隔一定距離設置一個樣方。選定第1個樣方后，按一定方向、一定距離依次確定第2、3個重復樣方等。樣方設置既要考慮代表性，又要有隨機性。樣方之間的間隔控制在250 m。為獲得最接近真實的生物量，在被調查的樣地內，盡量選擇未利用的區域做測產樣方。草本樣方為正方形，面積一般為0.5～1.0 m2，一個樣地內不少于3個樣方。

1.4測定方法

1.4.1高度觀測。用鋼卷尺測量樣方內所有植物的生殖枝(開花、結實的枝條)和營養枝(禾草、莎草植物的葉片，其他植物不開花結實的枝條)的自然高度10次并記錄，最后統計全部植株的平均高度。

1.4.2蓋度觀測。采樣針刺法：如樣方框為1 m2，借助于鋼卷尺和樣方框繩上每隔2.5 cm的標記，用粗約2 mm的細針，按順序在樣方內上下左右點(共100個點)上，從植被的上方垂直下插，如果針與植物接觸，即算作一次“有”、如沒有接觸則算“無”不劃記。最后計算劃記的數次，用百分數表示即為蓋度。

1.4.3地上生物量測定。將樣方內植物地面以上所有綠色部分用剪刀齊地面剪下，分種分別裝進信封袋，做好標記。稱量鮮重后，65 ℃烘干稱量干重，并將測得的干重數據記錄，數據保留小數點后2位。

1.4.4數據整理及分析。收集所有的數據，用Excel 2010 和DPS 6.55進行整理和統計分析。

1.5防治效果檢查在2010年鼠害防治項目實施時，每個防治組抽調4人,并配備技術人員1名組成質量檢查組，負責調查防前密度、防后效果、完成的防治面積。具體方法是：在每個防治作業小區，按其鼠害分布狀況選擇害鼠高、中、低不同密度區域分別設樣3個，共設樣方9個，樣方面積6.67 hm2(高原鼢鼠不小于0.25 hm2)，并用GPS定位。高原鼠兔防治前后用堵洞開洞法檢查密度，即第1天堵洞，24 h后檢查有效洞。為減少誤差，在檢查有效洞時，需在堵洞后盜開的有效洞口先置放明顯統一的標記物，然后進行檢查，確定無遺漏后，將標記物揀起統計。投藥后第7天，用同樣的方法在同一樣區內進行防后效果檢查，以9個樣區的平均數評價各作業組最終防治效果。

2 結果與分析

2.1工程區植被狀況由圖1可知，工程區植被高度在2010年最高為7.57 cm，隨后呈現下降的趨勢，在2013年達到最低6.27 cm，差異顯著(P<0.05)；之后又呈現出上升的趨勢，在2016年達到7.27 cm。由圖2可知，工程區植被蓋度在2010年較高為76%，隨后呈現下降的趨勢，在2013年達到最低73%，差異顯著(P<0.05)；之后又呈現出上升的趨勢，在2016年達到78%。由圖3可知，工程區植被產量在2010年最高為2 710 g，隨后逐年下降，在2015年達到最低2 157 g，差異顯著(P<0.05)；但在2016年產量又增加，達到2 483 g，呈上升趨勢。植被高度、群落蓋度、產量總體趨勢為先減小后增加。

圖1 工程區植被高度Fig.1 Vegetation height of project area

圖2 工程區植被蓋度Fig.2 Vegetation coverage of project area

圖3 工程區植被產量Fig.3 Vegetation yield of project area

2.2對照區植被狀況由圖4、5、6可知，在對照區植被高度、蓋度和產量都呈現逐年下降的趨勢，且下降明顯，差異顯著(P<0.05)。2010年對照區植被高度為7.47 cm，至2016年下降至5.83 cm，與2010年相比較，植被高度下降差異顯著(P<0.05)。植被蓋度從2010年73.67%下降至2016年60.34%，差異顯著(P>0.05)，從圖中可看出下降速率較平穩。同樣，植被產量從2010年1 906.67 g下降至2014年1 787.0 g，下降速率較平穩，但從2014年至2016年，下降速率加快，產量從2014年1 787.0 g下降至2016年1 339.0 g，差異極顯著(P<0.01)。

圖4 對照區植被高度Fig.4 Vegetation height of control area

圖5 對照區植被蓋度Fig.5 Vegetation coverage of control area

圖6 對照區植被產量Fig.6 Vegetation yield of control area

2.3工程效益比較由圖7、8、9可知，工程區的植被高度、蓋度和產量都高于對照區，且差異顯著。圖7中工程區植被高度均值為6.82 cm，對照區植被高度均值為6.43 cm，工程區植被高度高出對照區植被高度6%。圖8中工程區植被蓋度均值為75.39%，對照區植被高度均值為66.67%，工程區植被蓋度高出對照區植被高度13%。圖9中功能區植被生物量均值為2 384.29 g，對照區植被生物量均值為1 762.57 g，工程區植被生物量高出對照區植被生物量35%。工程區和對照區的植被高度、蓋度和生物量3個指標相比較，植被生物量增幅最大，差異最顯著。其次是植被蓋度，植被高度增幅最小。

圖7 植被高度比較Fig.7 Comparison of vegetation height

圖8 植被蓋度比較Fig.8 Comparison of vegetation coverage

圖9 植被產量比較Fig.9 Comparison of vegetation yield

2.4地上生物量、高度、蓋度的相關性分析在工程區和對照區，地上生物量與草叢高度、植被蓋度的相關分析表明，在工程區中，地上生物量與草叢高度為正相關，相關系數(r)達到0.924 3(P<0.01)，地上生物量與植被蓋度為正相關，相關系數(r)達到0.819(P<0.01)；在對照區中，地上生物量與草叢高度為正相關，相關系數(r)達到 0.712 3(P<0.01)，地上生物量與植被蓋度為正相關，相關系數(r)達到= 0.811 7(P<0.01)(相關系數臨界值，a=0.05時，r=0.754 5a=0.01時，r=0.874 5)(表1)。與對照區相比，工程區內地上生物量與草叢高度的相關性增加，地上生物量與植被蓋度的相關性減小；無論是工程區還是對照區，草叢高度對地上生物量的貢獻大于植被蓋度。

表1地上生物量、高度、蓋度的相關性分析

Table1Correlationanalysisofabovegroundbiomass,heightandcoverage

處理Treatment地上生物量Aboveground biomass指標Index相關系數Correlation coefficient貢獻率Contribution rate∥%工程區Project area 草叢高度r=0.924 3??91.61植被蓋度r=0.819??6.23對照區Control area草叢高度r=0.712 3??89.04植被蓋度r=0.811 7??10.56

3 討論

由于牧區人口的大幅度增長，草原的放牧強度普遍增高，受到短期經濟利益的驅使，人們增加了對草原生態資源的利用強度，不顧草地的承載量，由此改變了害鼠及其生活環境的平衡，導致害鼠的大量繁殖擴張，草地質量下降，植被覆蓋度降低，土壤沙化，向黑土灘型轉變。而該過程又加重了鼠害，形成惡性循環[8]。研究表明，高原鼠兔(ochotona curzoniae)對草地的頻繁挖掘和對草原植物的啃食可能導致草原退化的發生。楊曉慧等[9-10]研究顯示，高原鼠兔自然種群每只每日平均采食鮮草66 g，全年損耗牧草24.09 kg。該項研究得出類似的結果，對照區植被高度、蓋度和產量都呈現逐年下降的趨勢，且下降明顯，差異顯著(P<0.05)；工程區的植被高度、蓋度和產量都高于對照區，且差異顯著，說明鼠害對草原退化影響較大，鼠害為害將加速草原的退化進程。雷巖等[11]的研究顯示，在通過一系列措施治理后，根據每年牧草檢測數據顯示，草地植被蓋度明顯增加，產草量提高400 kg/hm2左右，牧草高度提高了3～6 cm，從而改善生態環境。而研究結果顯示，植被高度、群落蓋度、產草量總體趨勢均為先減小后增加，說明鼠害防治后項目區植被恢復有緩沖適應期，植被高度、蓋度及產草量是逐步開始恢復的，通過幾年的修養才開始逐漸增加，同時，該研究表明草叢高度對地上生物量的貢獻大于植被蓋度

4 結論

(1)工程區的植被高度、蓋度和產量呈先減小后增大的變化趨勢，均高于對照區，且差異顯著；植被高度、蓋度從監測第4年開始逐年增加，產量從第6年才開始增加。

(2)對照區植被高度、蓋度和產量都呈現逐年下降的趨勢，下降明顯，差異顯著。

(3)無論是工程區還是對照區，草叢高度對地上生物量的貢獻大于植被蓋度。