鼠害防治对退化草地植物群落及产量的影响研究

费迎霞，赵建中，芦广新，常 祺，徐有学，王 斐

(1.海西州草原站，青海德令哈 817000；2.青海省农牧业项目管理中心，青海西宁 810001；3.青海大学农牧学院，青海西宁 810001；4.青海省退牧还草办公室，青海西宁 810001；5.青海省农牧业工程项目咨询中心，青海西宁 810001)

草地作为陆地生态系统的主要组成部分和重要的人类生存栖息地，长期以来由于过度放牧和刈割等人类活动影响，退化、沙化、盐碱化以及牧草质量、产量和生物量降低等现象较为普遍和严重，已引起人们的广泛关注和重视[1-3]。青海省在20世纪90年代末的单位面积草产量比80年代下降了10%～40%，有的地区甚至下降到了50%～90%。海西、果洛等牧区，鼠害导致畜牧业经济的持续下降，牛、羊的平均胴体重比20世纪80年代分别降低26.0%和24.3%,而且遭受鼠害严重危害的草场,导致年产值不足750元/hm2[4]。三江源的鼠害危害面积在2007年达到503万hm2，为该地区可用草场面积的28%，黄河源区鼠害导致的退化黑土滩地达到50%。果洛州达日县鼠害面积从20世纪70年代的42.0万hm2扩大到现在的64.0万hm2，占可利用草场面积的50.70%[5-6]。然而，20世纪80年代中期至90年代中期，部分地方对鼠害治理重视程度不足，有些地区甚至停止灭鼠，鼠害再次严重爆发[7]。

近年来，随着三江源生态保护综合治理、退牧还草工程等重大生态保护工程的实施，退化草地治理面积逐年加大，鼠害治理工程规模也逐年增加，但是关于工程效果的持续时间，在较长时间内对植物群落及产量的影响研究相对较少。为此，通过2010—2016年连续7年对达日县鼠害防治区和对照区进行监测，旨在通过对比分析鼠害防治项目的实施对植物群落及产量的影响，探讨在防治后时间尺度上产生的影响，为三江源退化草地治理提供科学依据。

1 材料与方法

1.1研究区地理自然概况青海省达日县地处青藏高原中部，系果洛藏族自治州南部，东部与班玛县和久治县为邻，南与四川省色达县和石渠县为界，西部与玛多县相连，北部与玛沁县和甘德县隔黄河相望，东西长162 km，南北宽126 km，平均海拔 4 500 m 左右，高寒缺氧，灾情频繁，年平均气温-1.3 ℃，年平均降水量569 mm，每年的5月中旬草地开始返青，牧草生长期只有120 d左右[8]。全县土地总面积148.4万hm2，截至 2003 年底天然草场面积 140.2万hm2，其中可利用草场面积 111.7万hm2，占天然草场总面积的79.75%。近年来，由于草场牲畜超载，风化、干旱、鼠害等自然灾害和人为破坏严重，草场退化不断加剧，全县退化草场面积78.2万hm2，占可利用草场面积的70.01%，鼠害面积从20世纪70年代的42.0万hm2扩大到现在的64.0万hm2，占可利用草场面积的57.30%，“黑土滩”面积达57.5万hm2，占草场面积的41.01%[8]。

1.2样地设置样地应选择在相应群落的典型地段，而且在工程区和工程区外同时选择。所选样地要具有该类型分布的典型环境和植被特征，植被系统发育完整，具有代表性。样地内要求生境条件、植物群落种类组成、群落结构、利用方式和利用强度等具有相对一致性；样地之间要具有异质性，每个样地能够控制最大范围内的地貌、植被等条件要具有同质性，即地貌及植被生长状况应相似。

1.3样方选择样方是能够代表样地信息特征的基本采样单元，用于获取样地的基本信息。样方设置在样地内，沿任意方向每隔一定距离设置一个样方。选定第1个样方后，按一定方向、一定距离依次确定第2、3个重复样方等。样方设置既要考虑代表性，又要有随机性。样方之间的间隔控制在250 m。为获得最接近真实的生物量，在被调查的样地内，尽量选择未利用的区域做测产样方。草本样方为正方形，面积一般为0.5～1.0 m2，一个样地内不少于3个样方。

1.4测定方法

1.4.1高度观测。用钢卷尺测量样方内所有植物的生殖枝(开花、结实的枝条)和营养枝(禾草、莎草植物的叶片，其他植物不开花结实的枝条)的自然高度10次并记录，最后统计全部植株的平均高度。

1.4.2盖度观测。采样针刺法：如样方框为1 m2，借助于钢卷尺和样方框绳上每隔2.5 cm的标记，用粗约2 mm的细针，按顺序在样方内上下左右点(共100个点)上，从植被的上方垂直下插，如果针与植物接触，即算作一次“有”、如没有接触则算“无”不划记。最后计算划记的数次，用百分数表示即为盖度。

1.4.3地上生物量测定。将样方内植物地面以上所有绿色部分用剪刀齐地面剪下，分种分别装进信封袋，做好标记。称量鲜重后，65 ℃烘干称量干重，并将测得的干重数据记录，数据保留小数点后2位。

1.4.4数据整理及分析。收集所有的数据，用Excel 2010 和DPS 6.55进行整理和统计分析。

1.5防治效果检查在2010年鼠害防治项目实施时，每个防治组抽调4人,并配备技术人员1名组成质量检查组，负责调查防前密度、防后效果、完成的防治面积。具体方法是：在每个防治作业小区，按其鼠害分布状况选择害鼠高、中、低不同密度区域分别设样3个，共设样方9个，样方面积6.67 hm2(高原鼢鼠不小于0.25 hm2)，并用GPS定位。高原鼠兔防治前后用堵洞开洞法检查密度，即第1天堵洞，24 h后检查有效洞。为减少误差，在检查有效洞时，需在堵洞后盗开的有效洞口先置放明显统一的标记物，然后进行检查，确定无遗漏后，将标记物拣起统计。投药后第7天，用同样的方法在同一样区内进行防后效果检查，以9个样区的平均数评价各作业组最终防治效果。

2 结果与分析

2.1工程区植被状况由图1可知，工程区植被高度在2010年最高为7.57 cm，随后呈现下降的趋势，在2013年达到最低6.27 cm，差异显著(P<0.05)；之后又呈现出上升的趋势，在2016年达到7.27 cm。由图2可知，工程区植被盖度在2010年较高为76%，随后呈现下降的趋势，在2013年达到最低73%，差异显著(P<0.05)；之后又呈现出上升的趋势，在2016年达到78%。由图3可知，工程区植被产量在2010年最高为2 710 g，随后逐年下降，在2015年达到最低2 157 g，差异显著(P<0.05)；但在2016年产量又增加，达到2 483 g，呈上升趋势。植被高度、群落盖度、产量总体趋势为先减小后增加。

图1 工程区植被高度Fig.1 Vegetation height of project area

图2 工程区植被盖度Fig.2 Vegetation coverage of project area

图3 工程区植被产量Fig.3 Vegetation yield of project area

2.2对照区植被状况由图4、5、6可知，在对照区植被高度、盖度和产量都呈现逐年下降的趋势，且下降明显，差异显著(P<0.05)。2010年对照区植被高度为7.47 cm，至2016年下降至5.83 cm，与2010年相比较，植被高度下降差异显著(P<0.05)。植被盖度从2010年73.67%下降至2016年60.34%，差异显著(P>0.05)，从图中可看出下降速率较平稳。同样，植被产量从2010年1 906.67 g下降至2014年1 787.0 g，下降速率较平稳，但从2014年至2016年，下降速率加快，产量从2014年1 787.0 g下降至2016年1 339.0 g，差异极显著(P<0.01)。

图4 对照区植被高度Fig.4 Vegetation height of control area

图5 对照区植被盖度Fig.5 Vegetation coverage of control area

图6 对照区植被产量Fig.6 Vegetation yield of control area

2.3工程效益比较由图7、8、9可知，工程区的植被高度、盖度和产量都高于对照区，且差异显著。图7中工程区植被高度均值为6.82 cm，对照区植被高度均值为6.43 cm，工程区植被高度高出对照区植被高度6%。图8中工程区植被盖度均值为75.39%，对照区植被高度均值为66.67%，工程区植被盖度高出对照区植被高度13%。图9中功能区植被生物量均值为2 384.29 g，对照区植被生物量均值为1 762.57 g，工程区植被生物量高出对照区植被生物量35%。工程区和对照区的植被高度、盖度和生物量3个指标相比较，植被生物量增幅最大，差异最显著。其次是植被盖度，植被高度增幅最小。

图7 植被高度比较Fig.7 Comparison of vegetation height

图8 植被盖度比较Fig.8 Comparison of vegetation coverage

图9 植被产量比较Fig.9 Comparison of vegetation yield

2.4地上生物量、高度、盖度的相关性分析在工程区和对照区，地上生物量与草丛高度、植被盖度的相关分析表明，在工程区中，地上生物量与草丛高度为正相关，相关系数(r)达到0.924 3(P<0.01)，地上生物量与植被盖度为正相关，相关系数(r)达到0.819(P<0.01)；在对照区中，地上生物量与草丛高度为正相关，相关系数(r)达到 0.712 3(P<0.01)，地上生物量与植被盖度为正相关，相关系数(r)达到= 0.811 7(P<0.01)(相关系数临界值，a=0.05时，r=0.754 5a=0.01时，r=0.874 5)(表1)。与对照区相比，工程区内地上生物量与草丛高度的相关性增加，地上生物量与植被盖度的相关性减小；无论是工程区还是对照区，草丛高度对地上生物量的贡献大于植被盖度。

表1地上生物量、高度、盖度的相关性分析

Table1Correlationanalysisofabovegroundbiomass,heightandcoverage

处理Treatment地上生物量Aboveground biomass指标Index相关系数Correlation coefficient贡献率Contribution rate∥%工程区Project area 草丛高度r=0.924 3∗∗91.61植被盖度r=0.819∗∗6.23对照区Control area草丛高度r=0.712 3∗∗89.04植被盖度r=0.811 7∗∗10.56

3 讨论

由于牧区人口的大幅度增长，草原的放牧强度普遍增高，受到短期经济利益的驱使，人们增加了对草原生态资源的利用强度，不顾草地的承载量，由此改变了害鼠及其生活环境的平衡，导致害鼠的大量繁殖扩张，草地质量下降，植被覆盖度降低，土壤沙化，向黑土滩型转变。而该过程又加重了鼠害，形成恶性循环[8]。研究表明，高原鼠兔(ochotona curzoniae)对草地的频繁挖掘和对草原植物的啃食可能导致草原退化的发生。杨晓慧等[9-10]研究显示，高原鼠兔自然种群每只每日平均采食鲜草66 g，全年损耗牧草24.09 kg。该项研究得出类似的结果，对照区植被高度、盖度和产量都呈现逐年下降的趋势，且下降明显，差异显著(P<0.05)；工程区的植被高度、盖度和产量都高于对照区，且差异显著，说明鼠害对草原退化影响较大，鼠害为害将加速草原的退化进程。雷岩等[11]的研究显示，在通过一系列措施治理后，根据每年牧草检测数据显示，草地植被盖度明显增加，产草量提高400 kg/hm2左右，牧草高度提高了3～6 cm，从而改善生态环境。而研究结果显示，植被高度、群落盖度、产草量总体趋势均为先减小后增加，说明鼠害防治后项目区植被恢复有缓冲适应期，植被高度、盖度及产草量是逐步开始恢复的，通过几年的修养才开始逐渐增加，同时，该研究表明草丛高度对地上生物量的贡献大于植被盖度

4 结论

(1)工程区的植被高度、盖度和产量呈先减小后增大的变化趋势，均高于对照区，且差异显著；植被高度、盖度从监测第4年开始逐年增加，产量从第6年才开始增加。

(2)对照区植被高度、盖度和产量都呈现逐年下降的趋势，下降明显，差异显著。

(3)无论是工程区还是对照区，草丛高度对地上生物量的贡献大于植被盖度。