围栏封育对伊犁河谷中山带退化草地改良效果研究

李建伟，罗志娜，张生楹，范天文

（1.新疆维吾尔自治区伊犁州草原工作站，伊宁 835000；2.新疆维吾尔自治区尼勒克县草原工作站，尼勒克 835700）

草原与牧草

围栏封育对伊犁河谷中山带退化草地改良效果研究

李建伟1，罗志娜1，张生楹2，范天文1

（1.新疆维吾尔自治区伊犁州草原工作站，伊宁 835000；2.新疆维吾尔自治区尼勒克县草原工作站，尼勒克 835700）

2012年至2016年，连续5年以伊犁河谷中山带山地草甸类、温性草甸草原类和温性草原类退化草地为研究对象，测定其围栏内外的鲜草产量、干草产量、植被盖度、草群高度和植物种类。结果显示：围栏封育可以有效提高退化温性草原类、温性草甸草原类、山地草甸类草地的生产力；能显著提高3类草地的鲜草产量、干草产量和草群高度；对植被盖度的影响随着海拔的升高逐渐降低；对植物种类数的影响幅度较小，差异不显著（P＞0.05）。说明围栏封育可以作为草地改良的措施之一在伊犁河谷退化草地中应用。

围栏封育；伊犁河谷；植被盖度；草群高度；植物种类；草产量

草地是陆地生态系统的主要类型之一，是维护国家生态安全的绿色屏障，是草地畜牧业赖以生存和发展的重要物质基础。长期以来，受人类活动的影响，许多地区的草地超出了其所能承受的范围，导致退化、盐碱化以及牧草质量、高度和产量等降低，草地生态系统失调［1-4］。伊犁河谷作为我国草地资源相对比较丰富的地区之一，草场退化现象日益突出［5］。围栏封育作为退化草地植被恢复、重建的重要措施之一，也是提高草地利用效率的有效手段［6-7］。目前，国内有关围栏封育对不同退化草地影响的研究已有较多的报道。针对伊犁河谷，周斌等［5］对春秋草场草地进行了生态调查，提出了恢复对策，但不能全面阐释围栏封育对伊犁河谷退化草地的改良效果。因此，本研究以伊犁河谷中山带山地草甸类、温性草甸草原类和温性草原类草地为研究对象，通过试验实证围栏封育对伊犁河谷中山带草地生产指标的影响，从而为围栏封育在伊犁河谷退化草地改良中的应用提供科学依据。

1 材料与方法

1.1 试验区概况

伊犁河谷位于中国天山山脉西部，地处东经80°09′～84°56′，北纬42°14′～44°50′，北、东、南三面环山，构成“三山夹两谷”的地貌轮廓。气候温和湿润，属于温带大陆性气候，年平均气温10.4℃，年日照时数2 870 h。年降水量417.6 mm，山区达600 mm，是新疆最湿润的地区。试验区域位于伊犁河谷中山带退化草地，草地类分别为山地草甸、温性草甸草原和温性草原，植物种类主要为禾草和杂类草。

1.2 材料及试验设计

共选择9个试验地，通过围栏分割为18个试验区域，围栏内9个，围栏外9个，详见表1。

2012年至2016年，每年在生产力高峰期（7月15日左右）对选取的试验区域进行监测，每次监测在试验区域内选择3个具有代表性的1 m2（1 m×1 m）样方，样方之间的间隔大于250 m，测定其植被盖度、草群高度、植物种类、鲜草产量和干草产量。为降低枯落物对次年植物生长的影响，在秋季对围栏内进行刈割；围栏外为自然放牧。

表1 各试验地的草地类型

1.3 测定项目及方法

1.3.1 鲜草产量及干草产量 在每个试验区域内选择3个具有代表性的1 m2（1 m×1 m）样方，齐地面刈割，测定鲜草重量，风干后，测定其干草重量，取3个样方重量均值，计算该试验区域的鲜草产量和干草产量［8-11］。

1.3.2 植被盖度 采用投影盖度目测法测定样方内植物地上部分垂直投影的面积占样方面积的比率［8-11］。

1.3.3 草群高度 指草地植物群落在自然状态下的高度。测量样方内大多数植物枝条或草层叶片集中分布的平均自然高度［8-11］。

1.3.4 植物种类 统计在3个样方中出现的植物种类数，计算该试验区域的植物种类。

1.4 数据处理

通过Excel2010进行图表制作、计算标准偏差；通过SPSS 16软件进行方差分析和相关性分析。

2 结果与分析

2.1 植被盖度

植被盖度可以间接反映植物生长的繁茂程度、绿色植物光合能力的强弱以及群落经济性状的大小，它是衡量草地植被的重要指标之一［6］。由图1～3可以看出，围栏对3类草地植被盖度的影响随着海拔的升高逐渐降低，影响能力依次表现为：温性草原类＞温性草甸草原类＞山地草甸类；这可能与3类草地原本的植被盖度及降雨量随着海拔的升高逐渐增多有关。围栏对山地草甸类草地植被盖度的影响最小，5年围栏内外的植被盖度间均差异不显著（P＞0.05）；温性草甸草原类草地仅2014年围栏内外的植被盖度间差异显著（P＜0.05）；温性草原类草地2012年围栏内外的植被盖度间差异不显著（P＞0.05），其他4年的植被盖度间均差异显著（P＜0.05）。

不同年度间的植被盖度3类草地表现各异。山地草甸类草地的植被盖度围栏内5年间均差异不显著（P＞0.05），围栏外仅2014年和2016年植被盖度显著高于2012年（P＜0.05），其他年度间均差异不显著（P＞0.05）。温性草甸草原类草地2012年的植被盖度最低，围栏内（或围栏外）植被盖度均显著低于其他年份（P＜0.05），其他年份间差异均不显著（P＞0.05）。温性草原类草地2012年、2013年和2014年3年围栏内（或围栏外）的植被盖度相近，差异均不显著（P＞0.05），但均显著低于2015年和2016年（P＜0.05）。

图1 山地草甸类草地植被盖度对比

图2 温性草甸草原类草地植被盖度对比

图3 温性草原类草地植被盖度对比

2.2 草群高度

高度是植物群落的主要特征之一，也可作为植物是否健康生长的一种标识［6］。由图4～6可以看出，3类草地各年均表现出围栏内的草群高度显著高于围栏外（P＜0.05），这是因为围栏后能使各种牧草保持其自然的生长状态，不受外界的扰动，进而说明围栏不仅有助于植物的生长，更有利于恢复植物群落。

3类草地的草群高度围栏内整体呈现出：山地草甸类＞温性草甸草原类＞温性草原类，围栏外整体表现出温性草甸草原类＞温性草原类＞山地草甸类，围栏外的草群高度表现可能与牲畜的采食有关。

不同年度的草群高度3类草地的表现各异。山地草甸类和温性草甸草原类草地的草群高度都表现出2013年最高，温性草原类草地2016年的草群高度最高。3类草地2014年的草群高度均处于较低的水平。

图4 山地草甸类草地草群高度对比

图5 温性草甸草原类草地草群高度对比

图6 温性草原类草地草群高度对比

2.3 植物种类

图7 山地草甸类草地植物种类对比

图8 温性草甸草原类草地植物种类对比

生物多样性是指一个区域内所有的植物、动物、微生物以及各个物种生物与环境相互作用形成的生态系统，是生命系统的基本特征［12］，也是诊断草地生态系统是否健康的主要依据。由图7～9可以看出，3类草地围栏内的植物种类数都高于围栏外。围栏后，植物种类数有所增加，但幅度较小，仅2014年山地草甸类草地和2013年温性草原类草地围栏内的植物种类数显著高于围栏外（P＜0.05），其他年份各草地类围栏内、外的植物种类数间均差异不显著（P＞0.05）。

图9 温性草原类草地植物种类对比

3类草地年度间的植物种类差异较小，尤其是温性草原类草地，围栏内、外植物种类数年度间均差异不显著（P＞0.05）；山地草甸类草地围栏内植物种类数仅2014年显著高于2013年（P＜0.05），围栏外仅2012年显著高于2016年（P＜0.05），其他年份间均差异不显著（P＞0.05）；温性草甸草原类草地植物种类数2012年最少，围栏内（或围栏外）植物种类数均显著低于其他年份（P＜0.05）。

2.4 草产量

地上生物量是衡量草地生产能力强弱的重要指标之一，也是进行合理载畜量计算的主要依据［6］。由图10～12可以看出，3种草地类的鲜草产量、干草产量均为围栏内显著高于围栏外（P＜0.05）；单从草地提供的食物量角度看，建立围栏对畜牧业的发展是有利的。围栏内的草产量整体呈现：山地草甸类＞温性草甸草原类＞温性草原类，表现出随着海拔的升高草产量升高的趋势，可能与降雨量随着海拔的升高而增多有关。围栏外的产草量整体呈现：温性草甸草原类＞山地草甸类＞温性草原类，和围栏内的表现不一致，可能与家畜放牧采食有关。

不同草地类年度间的鲜草产量、干草产量，表现不一致。山地草甸类草地2013年的产草量最高，其次为2012年和2015年；温性草甸草原类草地2013年的产草量最高，其次为2016年；温性草原类草地2016年的草产量最高，其次为2015年；3类草地产草量最低的年份均为2014年，这与2014年伊犁河谷严重干旱有关。

图10 山地草甸类草地鲜草产量（A）、干草产量（B）对比

图11温性草甸草原类草地鲜草产量（A）、干草产量（B）对比

图12 温性草原类草地鲜草产量（A）、干草产量（B）对比

2.5 相关性分析

由表2可知：3类草地围栏内、外的鲜草产量和干草产量间均存在极显著正相关（P＜0.01），其他各项指标间的相关性因草地类和围栏的原因而不同。说明对草地实施围栏会使其各生产指标间的关系发生变化。

温性草甸草原类草地围栏内、外和山地草甸类草地围栏内各指标间的相关性表现一致。均表现出：草群高度和鲜草产量、干草产量间存在显著正相关（P＜0.05），鲜草产量和干草产量间存在极显著正相关（P＜0.01），其他指标间相关性不显著（P＞0.05）。山地草甸类草地围栏外的植被盖度和植物种类间存在显著正相关（P＜0.05）。温性草原类草地围栏内、外的植物种类和鲜草产量、干草产量、植被盖度存在显著正相关（P＜0.05），且与植被盖度的相关性达极显著水平（P＜0.01）；围栏内鲜、干草产量与植被盖度存在极显著正相关（P＜0.01），与草群高度的相关性不显著（P＞0.05），而围栏外的鲜、干草产量与草群高度的相关性均达显著水平（P＜0.05）。

表2 各草地类生产指标的相关性分析

3 小结

（1）围栏封育能减少人类活动和放牧对草地的影响，给予草地自我修复时间，可以有效提高退化温性草原类、温性草甸草原类、山地草甸类草地的生产力，使退化草地的鲜草产量、干草产量、植被盖度、草群高度和植物种类都有不同程度的提高，进而达到草地生态系统的逐渐恢复。围栏封育可以作为草地改良的措施之一在伊犁河谷退化草地中应用。

（2）围栏封育能显著提高退化温性草原类、温性草甸草原类、山地草甸类草地的鲜草产量、干草产量和草群高度；对植被盖度的影响随着海拔的升高逐渐降低；围栏封育可使植物种类数小幅增加。

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［12］马克平.试论生物多样性的概念［J］.生物多样性，1993，1（15）：20-22.

Study on the Improvement Effect of Fence on Degraded Grassland in the Middle Mountain of Yili River Valley

LiJianwei1，Luo Zhina1，Zhang Shengying2，etal
（1.The Grassland Workstation ofYiliKazak Autonomous Prefecture，Yining 835000，Xinjiang，China；2.The Grassland Workstation ofNilka County，Nilka 835700，Xinjiang，China）

Mountain meadow，temperate meadowsteppe and temperate grassland degraded grassland in the middle mountain in Yili River valley were used to examine the fresh yield，hay yield，vegetation coverage，vegetation heightand plantspecies inside and outside fence for 5 consecutive years from 2012 to 2016.The results showed that the fence effectively improved the grassland productivity in the degraded temperate grassland，temperate meadowsteppe and mountain meadowgrassland;significantly improved the fresh yield，hay yield and grass heightofthe three types ofgrassland；the influence on vegetation coverage gradually decreased with altitude increasement；the impacton plantspecieswasnotsignificant（P＞0.05）.Itcould be concluded thatfence would be used as a grassland improvementmeasure in degraded grassland in YiliRivervalley.

fence；YiliRivervalley；vegetation coverage；grassgroup height；plantspecies；grassyield

S54

A

2095-3887（2017）05-0036-06

10.3969/j.issn.2095-3887.2017.05.009

2017-05-31

李建伟（1984-），男，畜牧师，硕士研究生，主要从事天然草原监测与保护相关工作。