宁南山区天然草地改良效果初探

摘要：对宁夏南部山区天然草地实行了封育、火烧和施肥改良效果的研究。结果发现，封育和施肥使草地植物种类增多，草群密度、高度和盖度上升。火烧后优良牧草种类增加，毒害草盖度降低。三种改良措施均可增加可食牧草产量和优良牧草的重要值。土壤有机质、全氮和速效氮的含量表现为施肥＞封育＞火烧＞未封育，火烧措施下速效钾含量增加。

关键词：宁南山区；天然草地；改良效果

中图分类号：S541 文献标识码：A 文章编号：1674-0432（2011）-04-0294-2

0 引言

宁南山区地处黄土高原西北边缘，土地面积占宁夏的半壁河山，天然草原植被主体是由旱生多年生本氏针茅（Stipa bungeana）和大针茅（S.grandis）为建群种的干草原，海拔多在1400m以上，盖度在30-70%，是宁夏主要的生态屏障和牧业基地。但是长期以来，由于对草地生态系统的结构和功能缺乏了解，不重视甚至忽视草地资源的科学管理和合理利用，导致草地生态系统恶化、生产力下降，严重阻碍了宁南山区草地畜牧业的发展[1]。因此，防止草地生态退化，进行草地植被改良迫在眉睫。本文以宁南山区退化天然草地为研究对象，对其实施了围栏封育、火烧、施肥等改良措施，初步探讨了这些措施的改良效果，以期为宁南山区天然草地的治理和改良提供科学的理论依据。

1 材料与方法

1.1 试验区自然概况

试验区位于宁夏彭阳县路寨村，地处黄土丘陵沟壑区，海拔1534-1922m，区内梁卯相间，沟壑纵横。气候属于典型的温带大陆性气候，≥10℃的年积温2500-2800℃，无霜期147-168d，年平均降雨量350-550，年均蒸发量1360mm。地带性土壤为黄土母质上发育起来的黄绵土和淡黑垆土，土质疏松绵软，易于侵蚀[2]。地带性植被类型为干草原，主要植物有长芒草、大针茅，百里香(Thymus mongolicus)、糙隐子草(Cleistogenes squarrosa)、阿尔泰狗哇花(Heteropappus altaicus)、西山委陵菜(Potentilla sischanensis)、星毛委陵菜(P. acaulis)、冷蒿(Artemisia frigida)、铁杆蒿（A. sacrorum）等植物。

1.2 试验设计

试验选择路寨村地形和植被相同的退化天然草地，设封育、施肥、火烧改良措施，其中封育草地于2008年3月设置；施肥选用尿素（宁夏产，含氮量46%）于2008年6月雨后均匀撒施，施肥量75kg/hm2，面积3000m2；火烧于2008年3月中旬牧草萌发前，选择无风日对天然退化草地进行火烧改良，面积1000m2，同时设未封育草地为对照（CK）。

1.3 测定项目和方法

1.3.1 植物群落特征 于改良第2年（2009年）植物上涨旺季（8月）对各处理地植物用常规方法测定高度、密度、频度、盖度、及地上生物量[3]。样方大小1m×1m，3次重复。

1.3.2 物种重要值和丰富度 重要值=（相对密度+相对高度+相对频度+相对盖度+相对生物量）/500；物种丰富度=群落内物种数目[4]。

1.3.3 草地土壤养分 在2009年牧草生长后期（10月）进行，在每一处理样方内以“S”形布点采取0-20cm的混合土样。将混合土样带回实验室处理后测定有机质、全氮、速效氮、速效磷和速效钾的含量，其中有机质采用容量法测定，全氮采用凯氏消化法测定，速效氮采用酚二磺酸比色法测定，速效磷采用碳酸氢钠提取法测定，速效钾采用火焰光度法。

2 结果与分析

2.1 不同改良措施下草地植物群落特征

2.1.1 物种丰富度 从表1可以看出，在封育改良措施下，天然植被得以自然恢复更新，群落中的物种总数明显上升，未封育草地受干扰较大，群落结构趋于简单，物种减少，丰富度降低。现存的大多数植物种具有较强的耐牧性，如较低矮委陵菜类[5]。在施肥处理下，由于施肥消除了草地植物N资源的限制性因素，增强了禾本科植物的适应性和竞争能力，尤其是增加了优良禾本科牧草的种类，如羊草(Leymus chinensis )、硬质早熟禾（Poa sphondylodes）等，从而优化了群落结构，因此物种总数达到最大值。火烧群落的物种数最低，但多为优良牧草，因为火烧具有基本不危害地下系统的特点，对于选择下来大量的地下芽和地面芽植物具有积极意义[6]，如长芒草，糙隐子草等，但对豆科、杂类草和蒿类这些地表芽牧草的伤害较大。

表1 不同改良措施下草地植物群落特征

2.1.2 群落密度、高度、盖度 从表1还可看出，密度及草群高度的大小关系均为施肥＞封育＞未封育＞火烧，但施肥和封育的密度及高度与未封育的相差不大。火烧措施下，猪毛蒿(A.scoparia)、西山委陵菜、二裂委陵菜(P. bifurca )等植物减少，草群密度和高度下降。施肥和封育增加了草地植被盖度，这主要是因为封育增加了饲用价值较好的牧草的盖度，杂类草和毒害草的盖度也较高，主要是改良前退化严重，而改良措施实施时间不长，优良牧草还没形成对杂类草和毒害草的抑制能力。火烧对黄花棘豆（Oxytropis ochrocephala）、狼毒（Stellera chamaejasme）等毒害草的防除极为有利，使它们的盖度下降。

2.1.3 地上生物量 就地上生物量的总量而言，其大小关系为施肥＞封育＞火烧＞未封育，见表1。这主要是施肥、封育和火烧改良措施下可食牧草产量都有所增加，其中施N的增加量最大，增加量为179%，可见施N肥对该地区牧草增产效果最为明显，其主要原因是群落中重要值较大的禾本科草类对于增加的N肥营养充分高效的利用。封育条件下，可食牧草没有被家畜采食，产量增加。火烧处理中可食牧草生物量也有一定幅度增加，这是由于火烧对一些匍匐的杂类草有抑制作用，而对长芒草、隐子草等的分蘖具有一定刺激作用。

2.2 不同改良措施下主要物种的重要值

从表2可以看出，封育区优良禾本科牧草的重要值显著大于未封育草地，而未封育草地的毒害草―狼毒和黄花棘豆的重要值分别为0.092和0.065，明显大于封育草地。一些委陵菜类的重要值在封育后无显著变化，这是因为除了本身植株较矮小外，而具有较强的耐牧性[5]。施肥后优良牧草重要值呈增大趋势, 其中羊草的重要值达0.127，较其他各改良措施效果明显。火烧处理中除长芒草和大针茅外，草地植物重要值总体呈减小趋势，其主要原因是火烧使一些杂类草和蒿类受到抑制。

表2 不同改良措施下主要物种的重要值

2.3 不同改良措施对土壤养分的影响

不同改良措施下，土壤0-20cm有机质、全氮和速效氮的含量大小关系为：施肥＞封育＞火烧＞对照（未封育），并且各改良措施有机质含量均达到极显著水平，这是因为不同改良措施均使得地上生物量发生了变化，施肥和封育积累的幅度大，而土壤有机质含量又与植物的地下地上生物量有关。土壤全氮含量空间变化研究表明，黄土高原土壤生态系统的氮素主要取决于生物量的积累和土壤有机质分解的强度[7]。因此全氮含量在各处理下差异显著。不同改良措施对土壤速效磷含量的影响不明显，由于磷素是一种沉积性矿物，在主要植物营养元素中，磷素在风化壳中的物质迁移是最小的[8]，这说明土壤磷素含量主要受黄土母质的影响，生物因素对其虽有作用，但影响不大。在火烧改良措施下，火烧烧除了枯枝落叶物，增加了土壤中的草木灰含量，也就是说增加了土壤中的钾素含量，使得火烧改良措施下速效钾含量最高。

表3 不同改良措施下土壤0-20cm养分含量

注：同列数字注不同字母者为差异显著（小写，p

3 结论和讨论

（1）改良2年后，封育和施肥使草地植物种类增多，火烧改良后群落的植物种类虽减降但多为优良牧草，而未封育草地，群落结构趋于简单。草群密度及高度的大小关系为施肥＞封育＞未封育＞火烧，施肥和封育增加了饲用价值较好的牧草的盖度，火烧使毒害草的盖度降低。三种改良措施均可增加可食牧草产量，其中施N的增加量最大。改良后，草地中优良牧草的重要值均有不同程度增加，杂类草和有毒有害植物的重要值总体下降。 土壤0-20cm有机质、全氮和速效氮的含量大小关系为施肥＞封育＞火烧＞对照；火烧改良措施下速效钾含量较其他处理高，速效磷含量无明显变化。

（2）试验地天然草地的改良时间仅两年，但改良效果已初见成效。总体上施肥和封育两种改良措施较好，但各有其优劣，施肥使得天然退化草地能在较短的时间内迅速提高植被的盖度、地上生物量，优化群落结构，尤其增加了优良禾本科牧草的种类和密度，而这一改良措施的成本投入较高。相比之下，封育改良措施方法简单、投入少，而且改良效果好，但是，在无其他改良措施配套的情况下，群落中毒害草数量在短时间内下降不大，降低了草场质量。由于时间关系，一些改良措施的效果可能还没有完全体现出来，这还有待于进一步研究。

参考文献

[1] 李世忠,徐坤,谢应忠.浅谈宁夏半干旱地区牧草产业的可持续发展[J].中国草地,2005,6(5):75-77.

[2] 彭阳县志编委会.彭阳县志[M].银川:宁夏人民出版社,

1996:5-6.

[3] 张新跃,李正川.天然草地生态建设效果监测与评价[J].草业科学,2003,9(9):1-4.

[4] 谢应忠.植物生态学导论[M].银川:宁夏人民出版社,2000:

36-41．

[5] 汪诗平,李永宏.内蒙古典型草原退化机理研究[J].应用生态学报,1999.10(4):437-441．

[6] 魏绍戎,金雪峰,冯国钧,等．草原火烧后的植被动态[J]．草业科学，1992，9(2):55-60．

[7] 王百群,刘国彬.黄上丘陵区地形对坡地土壤养分流失的影响[J].水上保持学报,1999(2):18-22．

[8] 王国梁,刘国彬,许明祥.黄土丘陵区纸坊沟流域植被恢复的土壤养分效应[J].水土保持学报,2002,2(1):1-5．

作者简介：胡玉荣（1975-），男，宁夏固原人，宁夏固原市农牧局畜牧师，硕士学位，研究方向：畜牧兽医。