人类活动对黑龙江西部羊草草地退化影响的研究

2011-08-08 06:26张国和黑龙江省大庆市科技局163319
当代畜禽养殖业 2011年12期
关键词:建群产草量羊草

张国和 黑龙江省大庆市科技局 163319

王明泽 黑龙江省农业科学院大庆分院 163319

刘香萍 李国良 黑龙江八一农垦大学动物科技学院 163319

草原退化已成为我国目前面临的重大资源和环境问题之一。研究草原退化,分析草原退化的原因,认识在各种影响因子下草原的退化过程和机制,采取合理、科学的工程和技术措施防止草原退化,保证草地畜牧业的可持续发展,是草业科学工作者的当务之急[1-3]。

造成黑龙江西部羊草草地退化的根本原因包括气候因素、土壤因素和人类活动因素,气候因素和土壤因素的影响是深远的、巨大的和难以解决和改变的[4]。因此本文重点研究了人类活动与羊草草地退化的关系,通过全野外调查、试验测试等方法获取过牧超载、牲畜严重践踏、鼠类危害和其他人为破坏等因子对松嫩羊草草地影响的参数,分析研究该草地型植被退化的原因及相应的权重,根据研究结果探讨该地区草原改良重建办法,为当地畜牧业服务。因此开展本研究不仅具有重要的理论意义,而且有很高的实用价值。

1 材料与方法

1.1 调查研究方法

(1)样地选择

在林甸县三合乡、四合乡、红旗镇和大庆萨尔图区东部的羊草草地作为调查样区。这两种草地型在黑龙江西部松嫩草地分布较广,具有一定的代表性,该草地总覆盖度在78%以上,草层平均高度为40cm;中生禾草参与度较大,占到87%,豆科植物占到6%,可食性杂类草占到7%,平均干草产量为1500kg/hm2。具有典型羊草草甸的特点,是一种比较好的三季牧场,也是松嫩草原退化比较严重的草地之一。

(2)抽样与样方设置

在三合乡的南岗村、胜利村,四合乡的新丰村,红旗镇的先锋村、萨尔图区东部开发区类草场取30个样方,共计样方数为120个,2年共计240个。样方面积为1m2。随机取样,以同质草地类型为样地,按不同退化原因造成的退化草场和有效保护、治理的草场布置调查样方。不同原因退化的草场包括:超载过牧草场、鼠虫害比较严重的草场、被严重践踏的草场(居民点附近、油井附近、赛马场及比较固定的旅游娱乐场所)和其他损毁草场(无序车道、乱垦滥挖、采油、基建取料等所造成的塌陷和风蚀突破口),共4类。从2008年至2009年,连续2年于7月15日至7月25日对每个退化和治理类型的草场调查一次,每次的样方必须具有代表性。

(3)调查研究内容

按样方计测植物的种类成分、覆盖度、高度和产草量,统计主要建群种、优势种、伴生种和退化指示植物的重要值(优势度)。以不同种优势度为指标作草地退化原因的权重分析和保护建设措施的权重分析,计算环境容纳量,作为分析主要退化原因。优势度采用J.Branquet的方法计算,即(盖度+地上生物量占有率)/2=优势度[5-7]。

2 结果与分析

气候因素、生物因素和人类社会经济活动是影响草地植被动态变化的主要因素。由于影响因素的分配、强度和交叉程度不同,草地植被变化会发生不同的正、负反应,其中负面影响更普遍,问题更突出。本研究专门探索超载、鼠虫害、践踏和损毁4大因素对大庆松嫩羊草草原植被退化的影响。

调查结果见表1-4。表中资料分别反映严重超载过牧草场、严重鼠虫害草场、严重践踏草场和损毁草场植被中的建群种、优势种和主要指示植物,共12种植物的植物学特征,以及由此测算出的种

的优势度。建群种、优势种和主要退化指示植物的植物学特征及其优势度指标是植被受环境条件和气候等多种因素综合影响的结果,是反映植被动态变化重要测度值。因此,深入分析、研究这些特征和指标就可以全面分析植被变化的原因、性质和强度。

2.1 超载过牧对草地植被退化的影响

表1 :严重超载过牧草地植被的植物学特征及种的优势度

从表1可以看出,在超载过牧的影响下,松嫩羊草草原的建群种、伴生种和主要退化指示植物的主要植物学特点是:植被总覆盖度约为78.28%,比文献资料记载(95%以上)减少17%左右;地上生物量为150.73g/m2,比文献记载 (301.5g/m2)减少150g/m2左右,产草量下降了50%;各草种的优势度大小有所变化,和文献记载相比主要表现在伴生草种比重下降,指示草种比重增加,建群种与主要伴生种植物优势度总计为80.32,而退化指示植物优势度加和为10.1。草地植被的这些变化主要是超载过牧造成的。

草场超载的原因有诸多,一是受经济利益驱动和人口增长,农民养殖的牲畜头数呈刚性增长;二是这几个乡和其他乡比较,区位条件好,地处公路沿线,交通便捷,牲畜及其产品流通较快;三是人居条件良好,农民相对聚居,人口密度较大,牲畜数量相对较多;四是地形缓坦,海拔高度适中,常常被全年放牧利用;五是水草资源条件优越,牲畜饮水半径小,草场贮草量相对较大,植被覆盖度良好,耐牧性较强。由于草场严重超载,造成了暖季牧草生长发育受抑制,多数植物不能完成应有的生活周期,严重制约了有性繁殖,进而影响植被更新;冷季由于饲草缺口大,牲畜几乎处在半饥饿状态,被迫刨食草根,破坏生草层,抑制无性繁殖;在秋末、初春牧草危机时期,超载过牧会更严重地影响牧草安全越冬和生长发育机制。所有这些影响正是造成草地植被盖度和产量下降的主要因子。

2.2 鼠虫害对草地植被退化的影响

表2是在以鼠虫害为主要影响因子的草场上的调查结果。为了反映鼠害影响,取样地点选择在春、夏没有放牧利用、没有严重践踏、也没有其他损毁影响的严重鼠害草地。从调查结果可以看出,植被退化也很严重,总盖度下降12%左右,产草量仅有167.48g/m2,下降45%左右;建群种与主要伴生种植物优势度总计为82.79,而退化指示植物优势度加和为9.18。草地植被的这些变化主要是鼠虫害造成的。

表2 :严重鼠虫害草地植被的植物学特征及种的优势度

大庆市林甸县草原鼠虫害近几年呈现明显的上升趋势,尤其是2007、2008年的草地暝对松嫩草地甚至农作物危害非常严重,影响原生植被,使主要建群种丧失了固有的生存条件,植株高度矮化,盖度降低,并逐渐消失。杂类草则获得了相对适宜的生存机会,因而植物种的优势度发生了变化,建群种和伴生种比例降低,草地退化指示植物增加。因此,鼠虫害是草场退化的又一重要原因。

2.3 践踏对草场植被退化的影响

践踏是牲畜活动行为与牧草生长发育之间存在的对立性矛盾。同样,居民区、油井附近和旅游区附近草场植被被反复多次践踏后就会发生严重退化。

由表3可以看出,植被总覆盖度为85.29%,下降了10%,是各类退化草场中下降幅度最小的一类;被严重践踏的草场产草量只有118.4g/m2,下降幅度为60%。通过观察,牧草株高的下降是产量降低的主要因素;被严重践踏的草场植被中,各种植物的优势度序列有所变化。分析原因,一是在反复践踏作用下,增强了土壤紧实度,改变了土壤水分状况,使植物赖以生存的土壤条件更恶劣;二是践踏直接损毁植物,如造成植株被折断、磨碎和其他机械损伤等,因而延缓或彻底破坏了植物的正常生长发育;三是严重践踏后,常常将草场变为次生裸地和风蚀突破口。在这些因素综合影响下,植被高度、盖度和生物量必然发生退化,但退化程度随着被践踏的强度而异。至于植被中植物优势度序列变化不大,主要是由于践踏没有选择性造成的,即各种植物均以相同的机会被践踏,但仍然表现出耐践踏的差异性,其中双子叶牧草和上繁草耐践踏性更差。

2.4 损毁对草场植被退化的影响

损毁因素主要指无序车道、基建取料场(坑)、乱挖滥垦、堆放垃圾等原因造成生草层被严重破坏,使草场出现大小不等、或断或续的秃斑,表现出严重退化的现象(表4)。大庆地区特色的地质勘察、油田公司打井、采油、运输等过程中践踏和车的碾压对草地的破坏更为严重。

表3 :严重践踏草地植被的植物学特征及种的优势度

表4 :损毁草地植被的植物学特征及种的优势度

从表4可以看出,这类退化草场的特点是草地盖度(48.76%)和产草量(104.22g/m2)都比较低,草地总盖度下降47%左右,产草量下降66%左右。植物种类优势度有较大变化。这主要是因为草场被损毁后形成的坑、穴、坎较多,微地形变化造成的局部小生境有利于植物生长,加之植物生长的边缘效应,因而尽管密度不大、盖度不高,但植株高度普遍较高。因无序车道形成的退化草场特点与严重践踏退化草场相似。

3 讨论与结论

研究松嫩平原羊草草地退化的机理是恢复和重建该区羊草草地的必要前提,只有探明退化的主要原因,才能对症下药,解决关键问题,提供关键技术,为综合治理奠定基础,恢复羊草草地的生态功能,为畜牧业发展提供物质基础。

根据2007、2008和2009年调查资料测算结果,超载过牧、鼠虫害、严重践踏和损毁等因素均可导致松嫩平原羊草草地植被大幅度退化。植被退化的主要表现是盖高、产草量下降和种的优势度变化。和文献记载上世纪70年代的原生植被比较,盖度下降10%-47%,产草量下降45%-66%。由于导致该草地退化的因素不同,植被退化的程度差异较大。

通过对草地保护管理系统进行大系统多层次权重分析发现,在草地退化原因层面上,权重值自大至小依次为:A1=0.3199、A2=0.2281、A3=0.2205、A4=0.2315,故与之对应的导致退化原因排序为:超载过牧>其他损毁>严重践踏>鼠虫类危害。参考各导致草地退化原因对草地影响的规模,并进行排序,结果与按权重值排序一致。

[1]郭继勋,马文明,张贵福.东北盐碱化羊草草地生物治理的研究[J]植物生态学报,1996,20(5)478-484

[2]郭继勋,孙刚,马文明,吴立勋,张福贵.东北羊草草原盐碱斑的自然恢复[J]东北师大学报,1998,第二期

[3]张宝田,王德利.移植羊草改良松嫩平原碱斑的方法研究[J]东北师大学报,2009,09,41(3)

[4]Louis R.Iverson.Land-use changes in Illinois,ASA:The influence of landscape attributes on current and historic land use[J]Landscape Ecology,1988,2,(1).

[5]SHANG Zong Bo1; GAO Qiong2; LI Jian_Dong 3.Simulation Study on the Alkalizedsalinized Grassland Ecosystem in the Songnen Plain[J]plant,2001,43(6)P624-630

[6]赵其国等.土壤质量与持续环境.土壤.第29卷(5).1997

[7]李建东.我国的羊草草原[J].东北师大学报(自然科学版),1978(1):158~159

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