天祝县草原围栏封育期限及利用模式效果研究

白文丽，胡发成，＊，李春涛

（1.武威市畜牧兽医局，甘肃 武威733000；2.天祝县草原站）

祁连山是河西走廊重要的生态屏障，在涵养水源、维护生态平衡方面具有重要的防护功能。多年来，由于人为活动、超载放牧等原因，使祁连山生态环境遭到了一定程度的破坏，主要表现在植被退化、水土流失严重、生物多样性减少、自然灾害频发，严重影响了水源涵养功能的正常发挥，成为制约河西走廊可持续发展的重要障碍。加强祁连山区天然草原植被保护，改善草原生态环境，对祁连山区及河西走廊生态安全意义重大。天祝县位于祁连山东端，草地资源丰富，是河西走廊内陆河石羊河的源头，是石羊河流域“绿色水库”的主要组分，在水源涵养、水土保持、维护生态平衡及畜牧业发展方面具有不可替代的作用。至2004年实施“退牧还草工程项目”以来，完成退牧还草围栏建设34万hm2，占全县草原面积的86.87%。工程建设项目的实施，在恢复和提高天然草原植被状况、增强涵养水源方面发挥了重要的作用。实施围栏封育是天然草原植被恢复的主要保障措施之一，起到了关键性作用，并将持续发挥。调查研究不同草原类型围栏封育期限及利用模式的效果，提出草原围栏封育期限，为草原围栏封育解禁、具体利用方式提出理论依据，对祁连山区天然草原植被的恢复和生态重建及可持续利用，具有重要的现实意义。

1 天祝县天然草原资源现状

天祝县地理位置介于东经102°01＇～103°40＇，北纬36°30＇～37°35＇，海拔高度2 040～4 847m，年降水量265～630mm，蒸发量1 600mm，平均气温-0.2～1.3 ℃，≥0 ℃的积温1 327.2～1 738.2 ℃，无绝对无霜期，植物生长期120d左右。土壤主要以黑钙土、栗钙土为主，兼有亚高山草甸土、灰褐土、冲积草甸土。境内草原广阔，类型多样，牧草种类繁多，天然草原有温性草原、温性荒漠化草原、高寒草甸、高寒灌丛草甸、低平地草甸五种类型。全县天然草原及灌丛放牧林地39.14万hm2，占全县土地总面积的54.72%。主要牧草有49科158属276种，其中饲用植物41科139属198种。天然草原植物分布中，菊科47站，禾本科38种，豆科12种，莎草科8 种，蓼科7 种，分 别占 总 种 数 的17.0%、13.8%、4.3%、2.9%和2.5%。在植物群落中，以禾本科的垂穗披碱草（Elymus nutans），短花针茅（Stipa breviflora），克氏针茅（S.krylovii）、扁穗冰草（Agropyron cristatum），莎草科的嵩草（Kobresia spp.）和苔草（Carexspp.）为主，能够形成大面积的单一景观，为主要建群种；菊科植物种类虽多，但主要为伴生种；豆科植物在草群中占有一定比例，但产草量低，多为有毒有害植物，仅红花岩黄芪（Hedysarum mnltijugum）和阴山扁蓿豆（Melissitus ruthenicus）等少数具有饲用价值。正常年景，天然草原平均产鲜草3 390kg／hm2，理论载畜量为119.6万个羊单位。由于自然条件恶劣，人口多，冬季草原超载过牧，鼠虫害严重，草原普遍退化，其中严重退化面积达13.47 万hm2，占草原总面积的34.4%。草原鼠虫害及毒草危害严重，全县鼠害发生面积达15.29万hm2，占草原总面积的39.06%，虫害年发生面积达5.33 万hm2，占草原总面积的13.62%，棘豆、狼毒、醉马草等毒草分布面积达到7.95万hm2，占草原总面积的20.31%。与20世纪50年代相比，牧草产量下降了30.4%，牧草覆盖度下降11.11%，高度下降了41.7%。优良牧草及可食牧草比重下降，毒杂草比重上升，植被稀疏，并以一、二年生杂类草为优势种，植物群落结构简化。水土流失日趋严重，土壤侵蚀模数4800t／km2.a。草原退化，生态恶化，草原生产力下降，已严重影响草原畜牧业的可持续发展。2004年开始实施“退牧还草工程”项目，已完成退牧还草围栏建设34万hm2，占全县草原面积的86.87%。退牧还草工程的实施，可显著提高天然草原植被覆盖度和产草量，改善草原生态环境。

2 围栏材料及安装技术

围栏建设中草原网围栏和刺丝围栏工程的设计、材料规格和质量、架设方法、围栏门的安装均以《草原网围栏和刺丝围栏建设技术规程》的规定操作。围栏材料与安装标准见表1。

表1 围栏材料及安装标准

3 研究方法

3.1 样地设置

根据调查研究内容，设立6个样地，分别在天祝县抓西秀龙乡南泥沟村的山地草甸和松山乡二道墩的温性草原。每个草原类型上设禁牧封育、休牧（休牧在4月1日～5月15日，8月～9月15日）和常年放牧三个样地。样地面积2hm2，各设3个重复。每年8月下旬对样地植物群落特征及地上生物量进行测定，其中，为了研究草原植被茂密程度，5 月下旬测一次植被盖度（未测基部盖度），连续5年（2008-2012年）。

3.2 测定指标

3.2.1 地上生物量测定 在1m2的样方中，分别按经济类群齐地剪割，称其鲜重。

3.2.2 草层高度 测定牧草自然高度。

3.2.3 牧草覆盖度 采用针刺法测定植被总盖度，用百分数表示。

3.2.4 种数 测定植物在1 m2样方中的植株数量。

4 结果与分析

4.1 禁牧封育对天然草原生产性能及植物群落特征的影响

由表2看出，山地草甸禁牧1～5年，产草量逐年增加，其中第5年比第1年增加可食牧草800kg／hm2，提高14.81%，差异显著（P＜0.05）；毒杂草降低246kg／hm2，降低了85.42%，且差异显著（P＜0.05），5月下旬和8月下旬植被盖度均提高13 个百分点，每年5月下旬和8月下旬植被盖度相差3～4 个百分点，草层高度提高18.8cm，提高了59.34%，差异显著（P＜0.05）；植物种数从24种减少到19种，减少5种，减少20.83%，说明牧草产量的提高重点是植被高度的提高。

从总体看，草地表现为正向性演替，植物种数的减少，可能是围栏封育草地产草量提高、高度增加，影响了低矮牧草的生存，但第5年比第3年增加可食牧草200kg／hm2，提高3.70%，差异不显著（P＞0.05）；牧草盖度、高度无显著差异，第5年和第4年比较，牧草产草量、盖度、高度无差异，说明禁牧封育3年后，山地草甸草原生产性能及植物群落特征无显著变化。

由表3看出，温性草原禁牧1～5年，产草量逐年提高，其中第5年比第1年提高2 468.5kg／hm2，提高123.89%，差异极显著（P＜0.01）；5月下旬和8月下旬植被盖度分别提高17和15 个百分点，每年5月下旬和8月下旬植被盖度相差16～23个百分点，草层高度提高8.5cm，提高12.14%，差异显著（P＜0.05）；植物种数从8种增加到12种，增加4种，增加50%，说明牧草产量提高的因素是植被盖度、高度的提高，但总体植被稀疏。从总体看，草地生产性能提高，表现为正向性演替。

表2 山地草甸禁牧封育和常年放牧植被群落特征变化

表3 温性草原禁牧封育和常年放牧植被群落特征变化

4.2 休牧对天然草原生产性能及植物群落特征的影响

山地草甸休牧1～5年，产草量逐年增加，其中第5年比第1年提高4.48%；毒杂草提高40%，差异显著（P＜0.05）；5月下旬和8月下旬植被盖度提高8%～9%；草层高度、植物种数无变化。休牧利用能够稳定保持山地草甸草原生产性能，说明休牧利用不仅能够保持山地草甸草原的可持续利用，还可使草原表现正向性演替。

温性草原休牧1～5年，产草量增加，其中第5年比第1年提高129.35%，差异极显著（P＜0.01）；5月下旬和8 月下旬植被盖度分别提高17%和16%，草层高度提高36%，差异显著（P＜0.05）；植物种数增加2种。说明休牧利用能够提高温性草原生产性能，草原表现正向性演替，但总体植被稀疏。

4.3 常年放牧对天然草原生产性能及植物群落特征的影响

常年放牧利用的山地草甸产草量逐年降低，其中可食牧草第5年比第1 年降低45.61%，差异显著（P＜0.05）；毒杂草增加27.27%，差异显著（P＜0.05）；5月下旬和8 月下旬植被盖度降低11%～16%，草层高度降低了40.00%（P＜0.05）；植物种数从25种减少到23种。从总体看，常年放牧利用的山地草甸，生产性能下降，草地表现为逆向性演替，植被稀疏，毒杂草增加。

常年放牧利用的温性草原产草量第5年比第1年降低50.51%；5月下旬和8月下旬植被盖度降低5%～7%，草层高度降低1.72%，植物种数减少1种。常年放牧利用的温性草原，生产性能下降，退化严重，草地表现为逆向性演替。

5 小结

5.1 山地草甸经过5年的禁牧，植被盖度、高度显著提高，禁牧封育3年后，山地草甸草原生产性能及植物群落特征无显著变化，即可解禁利用。经过5年休牧，产草量、植被盖度、草层高度均增加，尤其从第3年开始，产草量、植被盖度、草层高度、植物种数无变化。说明休牧利用不仅能够保持山地草甸草原的可持续利用，可使草原表现正向性演替。常年放牧利用的山地草甸，产草量、植被盖度等降低，草地逆向性演替，植被稀疏。

5.2 温性草原经过5年的禁牧和休牧，产草量、植被盖度、高度均有显著提高，表现为正向性演替。从禁牧和休牧第5年产草量、植被盖度、高度比较，无显著变化，故温性草原禁牧5年即可解禁利用。

5.3 山地草甸无论禁牧、休牧、常年放牧，每年5月下旬和8月下旬植被盖度无显著变化，而温性草原每年5月下旬和8月下旬植被盖度变化显著，故温性草原禁牧和休牧时，应补播优质牧草，改良天然草原，提高植被盖度，改善植被结构。

［1］ 李春涛，张晓黎，杜迪，等.青藏高原边缘地区草地利用现状及持续利用策略［J］.草业科学，2011，28（9）：18-22.

［2］ 卓玉璞.不同利用方式对山地草甸线叶嵩草型草地植被群落特征的影响［J］.中国草食动物，2011，31（6）：33-36.

［3］ 曹永林.天祝县草地资源特征及其生产力分析［J］.草业科学，2011，8（5）：14-16.