退化高寒草甸補播施肥后的生長發育及其生物量季節變化分析

彭中山

摘 要 為了探究優勢種小嵩草、伴生種針茅草甸對退化高寒草甸植被的恢復效果，對試驗地進行了圍欄封育、施肥和補播小嵩草等，然后對該地區的小嵩草和針茅的生長發育情況及生物量動態變化進行監測。結果表明，采用補播和施肥進行植被恢復后，各類地上草生長速率、生物量、株高與覆蓋率在5—8月均呈上升趨勢。

關鍵詞 高寒草甸;補播施肥;生長發育;生物量季節動態

中圖分類號：S812.6 文獻標志碼：B DOI：10.19415/j.cnki.1673-890x.2019.15.079

高寒草甸生態系統作為青藏高原陸地生態系統的重要類型，是草地畜牧業賴以生存和發展的重要載體。生物量決定草地載畜量和草地發展潛力，同時生物量的高低也代表著草地的退化程度。近年來，由于過度放牧和氣候變化，高寒草甸植物生態系統遭到嚴重破壞，草地地上生物量呈下降趨勢。因此，對高寒草甸生態系統進行相關恢復具有重要意義。在過度放牧和目前生態環境惡化的情況下，一些專業人員對高寒草甸附近的生態系統進行了相關檢測，并收集了很多信息數據，得出了目前高寒草甸的具體情況和其植物群落的整體特征結構，為高寒草甸恢復工作打下了堅實基礎[1-3]。

1 材料與方法

1.1 試驗區概況

試驗地區位于青海省湟中縣上新莊鎮騸馬臺村，海拔3 580 m，土壤為高寒草甸土，太陽輻射強，年均降水量為550 mm，氣溫偏低。

1.2 關于高寒草甸的研究方法

1.2.1 試驗設計

試驗區為高寒草甸地區，小嵩草-針茅-雜類草草場型，由于過度放牧、土壤貧瘠以及缺乏肥力而退化，植被稀疏，小嵩草在3 cm左右，針茅2 cm左右，蓋度僅25%左右。該地區的高寒草甸因為地處嚴寒地帶，牧草生長期只有90 d左右，而且由于當地的地質和氣溫等因素，土壤很不適合草的生長，基本沒有實用價值。為了恢復原草地的生態模式，研究人員對該地進行了圍欄封育、施肥和補播小嵩草等措施，使得此地的植被覆蓋率提高，讓此地的生態環境得以逐漸恢復。本試驗于2013年3月用網圍欄封育，當年4月松耙補播小嵩草15 kg·hm-2、針茅7.5 kg·hm-2，同時施尿素75 kg·hm-2，2014年4月選擇有代表性的地段進行樣地設置，并且在該地安排相關人員對植被生長發育情況進行定期檢測，并將不同季節下植被的變化情況及時統計在冊。

1.2.2 相關高寒草甸具體項目測定

植被生長的時期具體是在4到8月，在這段時間內要定期對地上的生物量進行檢測，按照相同的種類進行劃分，測量出每種植被在自然生長期內的高度。采取樣條法進行相關檢測，即對該地區的草場進行選樣和抽樣的方式檢測，每項測定要重復3次，防止后期出現數據錯誤。

2 結果與分析

2.1 高寒草甸草地上草類的生長速率變化

在同一時期內，不同植被的生長情況是不同的，同一植物在不同的生長期也有著不同的生長速率[4]。

如圖1所示，在不同生長時期內，小嵩草和針茅的生長速率變化均為單峰式曲線，生長速率最低出現在5月25日（0.17 g·m-2·d-1、0.14 g·m-2·d-1），6月牧草生長旺盛期生長速率逐漸增大（0.65 g·m-2·d-1、0.59 g·m-2·d-1），7月下旬最高（1.45 g·m-2·d-1、1.35 g·m-2·d-1）。其中很多的植被生物量基本都和小嵩草和針茅的生長速率變化一致，而雜類草的生長速率變化在生長發育期間呈雙峰式曲線，在6月的時候雜類草的生物量達到第一個高峰期，到生殖生長期（7月）生長速率明顯下降（0.21 g·m-2·d-1），到營養生長期（8月）生長速率明顯增大，此時為第二個高峰期（1.00 g·m-2·d-1）[5]。

2.2 地上生物量的變化

在高寒草甸地區的小嵩草和針茅種群一般的返青時間是在5月25日左右，在這一時間段內，植物體內的干物質會隨著植被的生長、氣溫的升高以及降水量的影響而增加。如圖2所示，小嵩草和針茅在返青期的地上生物量很低，但是隨著時間的推移，到了6到7月，隨著溫度升高和降水量增多，生物量也隨之增加，頂峰時間為8月下旬。植物群落的生物量其實和小嵩草和針茅的變化是一致的，雜類草的地上生物量從4月下旬到7月下旬的時候處于低迷狀態，隨著夏季的到來，在5—7月的時候生物量開始回升，直到8月下旬達到最高值[6]。

出現這樣情況的主要原因是雜類草的開花期和結果期都在6—7月，這一時期的植被生長會影響到干物質的積累，而8月是最好的生長時期，干物質積累會增多，生物量達到最高。小嵩草和針茅的營養生長期是在7月，并且由于7月的光熱和水分充足，能促使小嵩草和針茅快速生長，所以在8月小嵩草和針茅的生物量達到了最高值。

2.3 季節內植被群含水量統計分析

不同的植被在不同的生長時期含水量有著明顯的變化。如圖3所示，小嵩草和針茅的含水量呈現逐漸遞減的趨勢，在返青期含水量達到最高，分別為55%、57%。主要是因為小嵩草和針茅的植物特性，即其在營養期含水量就較高，在生長時期含水量就會降低，而雜類草的含水量主要是在5月的時候開始變化，5—7月的時候呈上升的趨勢，7月的時候達到頂峰，到8月呈下降趨勢[7]。

2.4 植被覆蓋率和植被高度的變化

在高寒草甸內生長的植被群會隨著植被的生長情況發生變化，一般規律是生長發育時期植被覆蓋率和植被高度會增大。

如圖4所示，高寒草甸植被在返青期覆蓋率處于低迷狀態，為25%，但是從5月下旬到6月下旬開始植被的覆蓋率呈現快速增長的趨勢，植被覆蓋率最高時出現在生物量最高的8月下旬，覆蓋率高達65%。小嵩草、針茅種群株高在植物返青期較低，分別為2.5 cm、2 cm，之后呈上升趨勢[8]。

3 結論與討論

在一個生長季內，特別是水熱條件最好的7—8月，正是小嵩草、針茅抽穗、開花、結實等重要發育階段期。作為群落優勢種的小嵩草，其生長發育及生物量增長直接影響到高寒草甸的產草量和生產力。通過采取補播、施肥和圍欄封育，可增加小嵩草、針茅植物群落的地上生物量和干物質積累及植物株高，可大幅提高高寒草甸草地的產草量和植被恢復速度，發揮青海高寒草甸的生態效益和經濟效益。

參考文獻：

[1] 黨永桂，馬興赟.多年圍欄封育對高寒草甸產草量的影響[J].青海草業，2018，27（4）：23-25.

[2] 李光泳，姜翠紅，程滔，等.青海湖流域植被物候格局時空動態變化及其與植被退化的關系[J].草業學報，2016，25（1）：22-32.

[3] 蘇芬，劉寶康，張翠花，等.青海湖流域牧草物候期對氣候變化的響應[J].青海草業，2018，27（4）：12-18.

[4] 陸阿飛，龍明秀，雜多縣退花草地治理及植被高度變化監測分析[J].青海草業，2017，26（2）：2-5，9.

[5] 趙雪雁，萬文玉，王偉軍.近50年氣候變化對青藏高原牧草生產潛力及物候期的影響[J].中國生態農業學報，2016，24（4）：532-543.

[6] 周書貴，邵全琴，曹巍.近20年黃土高原土地利用/覆被變化特征分析[J].地球信息科學學報，2016，18（2）：190-199.

[7] 李生軍.環湖地區圓頭蒿群落與生境格局探究[J].青海草業，2018，27（3）：12-17.

[8] 劉寶康.氣候變化背景下青海湖流域草地與湖泊時空變化特征研究[D].蘭州：蘭州大學：2016.

（責任編輯：趙中正）