伊犁河谷不同山地草地天然牧草含水量分析

李靜

摘要?采集不同海拔的高寒草甸、山地草甸、山地草甸草原、山地草原、山地荒漠草原及平原低地草甸上的混合牧草，進(jìn)行風(fēng)干和烘干處理后測定含水量，計算干鮮比。結(jié)果表明，不同海拔的山地草地的牧草干鮮比差異較大，牧草含水量呈現(xiàn)從高海拔高寒草甸到低海拔山地荒漠草原逐漸降低的趨勢;同一山地草地類型（山地草甸）牧草干鮮比也存在一定差異;平原低地草甸與山地垂直帶中部的牧草干鮮比差異均不顯著（P>0.05），但與垂直地兩端的牧草干鮮比差異顯著（P<0.05）;不同草地類型的牧草風(fēng)干干鮮比較烘干干鮮比高出了5%～32%。分析認(rèn)為，山地草地的牧草含水量受海拔、降水量、植被種類影響，可利用風(fēng)干干鮮比與烘干干鮮比的比例系數(shù)，快速準(zhǔn)確估算不同山地草地的飼草供給量。

關(guān)鍵詞?伊犁河谷;山地草地;天然牧草;含水量;干鮮比

中圖分類號?S?54文獻(xiàn)標(biāo)識碼?A文章編號?0517-6611（2020）17-0108-04

doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2020.17.027

開放科學(xué)（資源服務(wù)）標(biāo)識碼（OSID）：

Analysis of Water Content of Natural Grass in Different Types of Mountain Grasslands in Yili River Valley

LI Jing

（Yili Normal University，Yining，Xinjiang 835000）

Abstract?The experiment collected mixed herbage of alpine meadows， mountain meadows， mountain meadow grasslands， mountain grasslands， mountain desert grasslands and plain lowland meadows at different altitudes， tested the water content after air drying and drying treatment， and then calculated the dry?fresh ratio. The results showed that the dry?fresh ratio of pastures in mountain grasslands at different altitudes was quite different，and the water content of pastures decreased gradually from high altitude alpine meadows to low altitude mountain desert grasslands;the dry?fresh ratio of pastures in the same mountain meadow type （mountain meadow） was also different;the dry?fresh ratio of pastures in plain lowland meadow and the middle of mountain vertical zone was not significant （P > 0.05）. However， the dry?fresh ratio of pastures was significantly higher than that of the vertical forages （P < 0.05）. The air?drying dry?fresh ratio of different grassland types was 5%-32% higher than that of dried grass.According to the analysis， the water content of pastures in mountain grasslands was affected by altitude， precipitation and vegetation types.The ratio coefficient of the air?drying dry?fresh ratio and the drying dry?fresh ratio can be used to quickly and accurately estimate the forage supply in different mountain grasslands.

Key words?Yili River valley;Mountain grassland;Natural forage;Water content;Dry?fresh ratio

伊犁河谷位于我國天山山脈西部，東、南、北三面環(huán)山，自東向西敞開為“U”形谷地。由于伊犁谷地兩側(cè)山體及東端山勢高大，構(gòu)成了楔形西向迎風(fēng)山地。在承受阻攔西來濕潤氣流上，形成了優(yōu)越的山形地勢條件[1]。因其是一個相對封閉的獨立地理單元，降水豐沛，具有優(yōu)勢草地植被類型，但同時受自然和人為的多重復(fù)雜干擾影響[2-3]。得益于優(yōu)越的生境條件，伊犁河谷山地草地垂直帶譜完整，由高寒草甸-山地草甸-山地草甸草原-山地草原-山地荒漠草原構(gòu)成，其上是高山流石坡極稀疏植被與冰雪區(qū)。

草地是地球陸地最重要、分布最廣的生態(tài)系統(tǒng)之一，也是重要的自然資源[4-5]。伊犁河谷天然草地面積 341.95萬hm2，占河谷總土地面積的60.9%，可利用草地面積31043萬hm2，草地是構(gòu)成伊犁河谷生態(tài)環(huán)境的重要組成部分[4]。伊犁山地草地可利用面積為249.25萬hm2，占可利用草地總面積的80.29%，是伊犁河谷畜牧業(yè)生產(chǎn)的主要放牧場和割草場。牧草含水量是評定牧草產(chǎn)量和質(zhì)量的重要指標(biāo)之一，準(zhǔn)確、快速地測定牧草的含水量對估測牧草產(chǎn)量、評價牧草質(zhì)量有重要的實用價值及現(xiàn)實意義[6]。該研究對伊犁河谷不同海拔山地草地上的混合天然牧草、山地草甸上主要典型牧草品種以及平原低地草甸上牧草的含水量進(jìn)行分析，為不同類型草場的科學(xué)合理利用提供理論依據(jù)。

1?材料與方法

1.1?材料

該試驗分別從伊犁河谷昭蘇縣、特克斯縣、尼勒克縣、鞏留縣、察布查爾縣等不同區(qū)域，選擇在生長季中沒有受到割草和放牧干擾的具有代表性的6種類型草地上分點采樣，齊地表刈割，除去黏附的土壤、礫石及不可食部分，將原始樣品剪碎混合。在山地草甸上采集紅葉草、黃花苜蓿、無芒雀麥等6種牧草樣本，每個樣本3個重復(fù)。采樣點用GPS定位，確定具體經(jīng)緯度、海拔，見表1。采集時間為7月中旬至8月中旬牧草生長旺盛期。

1.2?含水量測定

混合后的原始樣本分為2組。一組稱重后自然風(fēng)干，風(fēng)干后稱量風(fēng)干重;另一組稱重后于當(dāng)日放入電熱真空干燥箱內(nèi)，干燥溫度達(dá)到80 ℃后，加熱4 h，冷卻至恒溫后稱量烘干重。牧草風(fēng)干含水量（初水分）和烘干含水量（絕對含水量）計算公式為：牧草含水量=（牧草鮮重-牧草干重）/牧草鮮重×100%。

1.3?統(tǒng)計分析

數(shù)據(jù)處理采用SAS 9.0軟件的ANOVA進(jìn)行單因素方差分析，用Duncan法進(jìn)行多重比較。不同草地類型的試驗結(jié)果均以平均值表示。

2?結(jié)果與分析

2.1?不同類型山地草地上天然混合牧草含水量比較

在伊犁河谷6種不同草地類型的草地上共采集了33個樣方的混合牧草，樣本數(shù)及采樣重量不盡相同，對不同類型混合牧草鮮重和自然風(fēng)干重數(shù)據(jù)進(jìn)行了分析。從表1～2可以看出，不同山地草地類型的牧草干鮮比差異較大，其中，山地荒漠草原干鮮比最高，顯著高于其他草地類型（P<0.05），與最小高寒草甸之間差了3倍多;高寒草甸與山地草甸差異不顯著（P>0.05），但與其他草地類型的干鮮比差異顯著（P<0.05）;山地草甸與山地草甸草原、山地草原之間差異顯著（P<0.05）;山地草甸草原與山地草原差異不顯著（P>0.05）。同一山地草地類型牧草干鮮比也存在一定差異，例如山地草甸7、8號牧草樣本分別采自海拔1 836、1 812 m的尼勒克縣、特克斯縣，兩者牧草干鮮比分別為0.21、0.38，相差1.8倍。

2.2?風(fēng)干牧草與烘干牧草含水量比較

從不同草地類型混合牧草風(fēng)干含水量和烘干后絕對含水量（表3）可以看出，牧草風(fēng)干含水量和烘干含水量之間的差異是不同的，高寒草甸風(fēng)干后含水量最低，為1.50%，山地荒漠草原風(fēng)干后含水量最高，為4.43%。在伊犁河谷自下而上的山地草地垂直帶上，從山地荒漠草原、山地草原、山地草甸草原、山地草甸到高寒草甸，隨著海拔的增加，牧草初水分、絕對含水量直線上升，而牧草風(fēng)干后含水量、風(fēng)干干鮮比和烘干干鮮比呈下降趨勢。牧草烘干干鮮比是指牧草中絕對干物質(zhì)所占比例，牧草風(fēng)干干鮮比是一般情況下所稱的牧草干物質(zhì)占比。牧草風(fēng)干干鮮比較烘干干鮮比高出了5%～32%，尤其以山地草甸草原差異最大。

2.3?山地草地與平原草地天然混合牧草含水量比較

從表2～3可看出，平原低地草甸牧草干鮮比與山地草甸、山地草甸草原、山地草原之間差異均不顯著（P<0.05），但與高寒草甸、山地荒漠草原差異顯著（P<0.05）。與山地草地相比，平原低地草甸的牧草初水分、絕對含水量均低于高寒草甸、山地草甸和山地草甸草原，但其風(fēng)干后含水量高于高寒草甸、山地草甸和山地草甸草原。風(fēng)干干鮮比與烘干干鮮比的比值僅高于山地草甸1.87%，但低于山地草甸草原21.1%。

2.4?同一類型山地草地不同品種牧草含水量比較

在山地草甸的草地上采集6種不同牧草，表4數(shù)據(jù)顯示，牻牛兒苗科的老鶴草平均干鮮比0.22，含水量最大，禾本科無芒雀麥平均干鮮比0.46，含水量最低。同屬豆科的紅三葉比黃花苜蓿含水量高1.6倍，差異顯著（P<0.05）;禾本科的鴨茅、白羊草、無芒雀麥彼此之間的含水量也差異顯著（P<0.05）。

對山地草甸上6種牧草風(fēng)干含水量和烘干后絕對含水量進(jìn)行了比較，結(jié)果發(fā)現(xiàn)（表5），無芒雀麥風(fēng)干后含水量最高，為2.56%，鴨茅風(fēng)干后含水量最低，為1.42%;6種牧草風(fēng)干重量比實際重量平均高出6%，因牧草品種不同在4%～8%波動，而表3中測定的山地草甸混合牧草風(fēng)干重量比實際重量高出7%，在此范圍之內(nèi)。

3?討論

3.1?山地草地牧草含水量受海拔、年降水量影響

伊犁河谷山地草地垂直帶結(jié)構(gòu)上，高寒草甸、山地草甸、山地草甸草原、山地草原、山地荒漠草原的年降水量分別為500～800、600～1 000、400～600、250～350、150 mm[1]，基本表現(xiàn)為海拔越高，降水越多。牧草初水分和絕對含水量呈現(xiàn)從高海拔高寒草甸到低海拔山地荒漠草原逐漸降低的趨勢，反映了草甸和草原區(qū)植物含水量較高（干鮮比較低），而干旱區(qū)（山地荒漠草原）植物含水量低（干鮮比較高）的植被構(gòu)成特點。

3.2?植物種類是影響山地草地牧草風(fēng)干后含水量的重要因素

牧草風(fēng)干后仍含有部分水分，即吸附于蛋白質(zhì)、淀粉等的吸附水[7] 。試驗分析表明，山地草地牧草樣品干重實際上比真實的干重高出5%～32%。不同山地草地因光照、熱量、土壤等不同生境條件形成不同植被類群是影響牧草風(fēng)干后含水量的主要因素，同時受到氣候變化、冰川退縮、土地開墾、畜牧超載以及退耕還草（林）、圍欄禁牧、生態(tài)補水等諸多自然和人為干擾影響[8-9]。

3.3?平原低地草甸與山地草地的牧草含水量的成因不同

該研究表明，平原低地草甸牧草含水量僅次于高寒草甸和山地草甸，是伊犁河谷的四季放牧場和主要割草地之一。平原低地草甸分布在伊犁河谷平原扇緣低洼地，牧草除依靠天然降水生長外，主要依靠地下水發(fā)育而成。

3.4?同一草地類型不同種屬或同一種屬不同種類的牧草，其含水量都有差異

山地草甸是伊犁河谷植被種類最豐富、優(yōu)良牧草品種最多的草地類型。該研究表明，山地草甸上豆科牧草與禾本科牧草的含水量不同，2種豆科牧草初水分的平均值（68.6%）高于3種禾本科牧草初水分平均值（639%），不同種類的牧草含水量有較大差異。這與來強等[10]的研究結(jié)果（不同牧草由于其化學(xué)成分不同，含水量存在一定差異）相一致。同類型草地上由于群落構(gòu)成不同，其牧草含水量也存在明顯差異。

4?小結(jié)

該試驗分析了不同山地草地牧草含水量的差異，結(jié)果表明，海拔、降水量、植物種類都是影響山地草地含水量的主要因子。不同的山地草地在畜牧業(yè)生產(chǎn)中利用方式不同，利用干鮮比、風(fēng)干干鮮比與烘干干鮮比的比例系數(shù)，可以簡單、快速、準(zhǔn)確地估算不同山地草地的飼草供給量，為天然草地草畜平衡優(yōu)化、草場分區(qū)輪牧、確定家庭牧場放牧牲畜數(shù)量等方面提供理論依據(jù)。

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