華北駝絨藜改良退化荒漠草原的研究

金 凈 ,阿拉塔 *,宋曉輝 ，邢 旗 ，劉亞玲 ，陳 翔 ，建 原

［1.蒙草生態環境（集團）股份有限公司，內蒙古 呼和浩特 010032；2.內蒙古自治區林業和草原監測規劃院，內蒙古 呼和浩特 010030］

草原是我國重要的生態系統和自然資源，也是我國面積最大的陸地生態系統[1]，承載著“生態、生產、文化”三大重要功能，是建設祖國北方重要生態安全屏障的保證。錫林郭勒草原屬北方草原典型地域[3]，草原面積大、類型豐富，草原植被從東向西由溫性草甸草原、典型草原向荒漠草原依次過渡。位于錫林郭勒盟西北部的蘇尼特草原即屬于自然生態脆弱的荒漠草原，該區域降水少，植被低矮、稀疏。荒漠草原植被退化后主要表現為風蝕沙化，草原生產力明顯下降。

華北駝絨藜是藜科駝絨藜屬多年生旱生半灌木，根系發達，植株高大，具有抗旱、耐寒、耐瘠薄，放牧、打草兼用以及栽植成活率高等特點，是可用于荒漠草原退耕地修復的較為理想的植物[4-8]。

1 研究方法

1.1 試驗區概況

項目區位于蘇尼特右旗桑寶拉格蘇木退耕荒漠草原，地處北溫帶，屬干旱、半干旱大陸性氣候，冬季嚴寒，夏季短促，春季多大風。降水稀少，年均降水量為150～200mm，年均蒸發量為2384mm，水資源匱乏。日照充足，平均日照時數為3200h。無霜期平均為125d。地帶性土壤為棕鈣土，草叢結構較為簡單，植物種類貧乏。主要建群植物有小針茅(Stipa klemenzii)、沙生針茅(Stipa glareosa)、短花針茅(Stipa breviflora)、 戈壁針茅 (Stipa gobica)、 糙隱子草(Clehtogenes squarrosa)、 無芒隱子草(Cleistogenes songorica)、冷蒿 (Artemisia frigida)和多根蔥(Allium polythizum)等。土壤以堿性的棕鈣土、淡栗鈣土、灰鈣土和漠鈣土為主，地表普遍出現礫質化和沙化。

1.2 利用華北駝絨藜修復退耕地的方法

1.2.1 選地與整地。選擇地表裸露、基本沒有植被的荒漠草原退耕地500畝，作為生態修復和植被重建試驗地，利用拖拉機摟耙清理地表礫石。

1.2.2 苗木選擇。選擇當年或二年生、無病蟲害的華北駝絨藜健康苗木，要求主根長度為15～20cm，苗高為 40～60cm。

1.2.3 調運與假植。將待運苗木打成捆，每捆200株。把紅黏土或黑黏土和成稀泥漿，充分蘸根，防止根系脫水。將苗木運至目的地后及時進行假植。假植方法為溝植法，要求溝深達到30cm。具體做法是將苗木根部朝下整齊排放后覆土，需將根系全部掩埋。假植后要及時進行灌溉。

1.2.4 栽植時間。4月中旬—5月中旬。

1.2.5 栽植方法。采用灌木栽植機開溝或打孔進行栽植。栽植前剪修側根。栽植深度為20cm，株距為50～60cm，行距為100～120cm。將苗木直立栽植后及時灌水1～2次。

1.2.6 管護。栽植的華北駝絨藜苗木在生長期間如遇干旱，有條件的地區采用滴灌等節水灌溉措施，并圍封禁牧3年。一般3年后即可打草或放牧利用，3年后不再澆灌。

1.3 數據采集

2019—2021年，于每年的8月中旬在試驗區隨機選擇10行100株華北駝絨藜進行成活率調查檢測，將其中已經成活與未成活（干枯）的植株數量換算成百分比后得出該區域華北駝絨藜的栽植成活率。于2021年9月中旬隨機選取5行華北駝絨藜，每行選擇具有代表性的1株進行刈割，留茬高度為8～10cm，裝袋記錄。帶回實驗室在65℃條件下烘干48h，稱重，取平均值作為該區域平均單株產量。

于每年的7—9月中旬在華北駝絨藜栽植行間隨機選取3個1m×1m的樣方，分別觀測每個樣方內植物的物種數、植被高度和蓋度，然后將樣方內的每個物種齊地刈割，裝袋記錄，并帶回實驗室在65℃條件下烘干48h，其后稱重。

1.4 數據處理

數據處理應用SAS統計學軟件進行雙因素方差分析，用Microsoft Excel 2003畫圖。

2 結果與分析

2019年10月下旬—11月上旬，示范栽植華北駝絨藜100畝，推廣栽植50畝。2020年4—5月推廣栽植350畝，并安裝節水滴灌設備進行滴灌補水。2020年6—9月對成活率、高度及產量進行監測，發現當年成活率為55%～60%。2020年9月華北駝絨藜的平均成活率達到60%～65%，植株平均高度達到45～55 cm。2021年7—9月華北駝絨藜的成活率保持在65%以上，植株平均高度為50～60cm （表1）。2020年6月，試驗區開始生長虎尾草、狗尾草、畫眉草和冠芒草等一年生植物，2021年6—7月在試驗區發現較多的無芒隱子草、冷蒿、短花針茅、冰草和叉枝鴉蔥等多年生牧草，表明修復效果非常顯著。

表1 重度退化草地栽植區華北駝絨藜成活率及植株高度

華北駝絨藜栽植當年植株平均高度約為50cm,可產生分枝5～16個。當年少量開花結籽。2～3年單株重約為281g，每畝可產干草281kg左右（表2）。莖葉比為 44∶56。

表2 華北駝絨藜單株產量分析 g/株

試驗區內草群植物種類明顯增加，其中一年生草本植物增加較多，有效提高了草群高度、蓋度及草產量。華北駝絨藜在栽植后第二年和第三年部分種子成熟落粒后自繁能力特別強，其還可借助風力、雨水徑流進行傳播，擇地擇機萌發和生長發育，逐步形成了擴展分布的態勢。

在種植前，樣地內有少量一年生植物，有狗尾草、虎尾草、畫眉草、豬毛菜、冠芒草和櫛葉蒿，多年生植物偶見有針茅、冷蒿等，但主要以一年生植物種類為主。栽植華北駝絨藜后，其行間一年生植物比例減少，體現在種類和生物量都較栽植前有所下降。栽植華北駝絨藜前，一年生植物種類所占比例為82%，多年生植物為18%。經過2年治理后，一年生植物種類所占比例達到58%，多年生植物達到42%，多年生植物種類增加了24%（圖1）。

圖1 植物種類占比

從2019—2021年試驗區草地植被監測結果可以看出，每年7、8、9月的草群平均高度呈逐年增長趨勢。其中2019年9月的植被平均高度為8.5cm，而2021年9月的華北駝絨藜行間植被高度達到15cm，平均高度提高6.5cm，草群高度顯著增加。

由圖3可以看出，帶狀栽植華北駝絨藜后，項目區內草群蓋度有明顯提高。2019年9月—2021年9月草群蓋度由12%提高至23%，提高了11個百分點，且每年8、9月的草群蓋度顯著提高。

圖2 華北駝絨藜行間植被平均高度

圖3 華北駝絨藜行間植被蓋度

由圖4可以看出，在開展華北駝絨藜帶狀栽植試驗的3年內，華北駝絨藜行間植被地上生物量顯著提高。2019年9月—2021年9月草群生物量由10.5kg/畝提高至26kg/畝，提高了15.5kg/畝。

圖4 華北駝絨藜栽植行間植被生物量

3 討論

孫浩峰［9］認為，華北駝絨藜具有水土保持效果，造林2年后可覆蓋全部地表，適宜在干旱、半干旱草原及沙漠地區大面積移栽建植［10］。華北駝絨藜抗旱能力強、營養價值高［11］，利用駝絨藜進行草場改良可達到預期目標且成效顯著［12-15］。本研究中，華北駝絨藜在荒漠草原退耕地修復過程中表現優異，平均成活率達70%，平均高度為60cm，抗旱能力強、適應性強，適宜在荒漠草原區大面積推廣。

也有研究得出荒漠地區以單屬單種植物居多的結論，這是由于長期耕種利用后土壤發生變化所致［16］。在本研究中，也發現禾本科、藜科、菊科以及一些一年生植物多為單屬單種，此與既往的研究結果相一致。還有研究發現，退耕地植被自然演替前期是以一年生草本為主的單一群落，然后是一年生和多年生草本混合的群落結構，其后多年生草本植物的物種數明顯增多。本研究也發現在退耕地修復過程中，首先以一年生植物為主，修復3年后多年生植物逐漸增加，且成為優勢種。這與何芳蘭等［17］的研究結果相同。

4 結論

4.1 華北駝絨藜具有抗旱、耐寒、耐瘠薄特性

華北駝絨藜作為飼草具有適口性好、營養價值高的特點，故利用其改良荒漠草原具有重要的經濟和生態意義。

4.2 利用華北駝絨藜修復重建退耕地效果非常明顯

華北駝絨藜抗逆性強，栽植后成活率可達70%，平均高度可達60cm。產量高，栽植當年可產生分枝5～16個，當年少量開花結籽，栽植2～3年單株重約為281g，每畝產干草約281kg。

4.3 需在栽植第一年補水

應補水 2～3次，補水量以 1L/（株·次）為宜。栽植后圍封禁牧。

4.4 建植后草群植物種類明顯增加

一年生草本植物增加較多。經過2年的治理，一年生植物種類所占比例達58%，多年生植物種類達42%，多年生植物種類增加24%。

4.5 建植后草群高度顯著提高

2019年9月的華北駝絨藜植被平均高度為8.5cm，而2021年9月的行間植被高度達到了15cm，平均高度提高了6.5cm。

4.6 建植后草群蓋度顯著提高

2019年9月—2021年9月草群蓋度由12%提高至23%，提高了11個百分點。

4.7 建植后草群生物量顯著提高

2019年9月—2021年9月，草群生物量由原來的10.5kg/畝提高至26kg/畝，提高了15.5kg/畝。