基于草场生存评估模型的阿巴嘎旗北部牧户草场退化现状及原因分析

罗 培，赛西雅拉图

(内蒙古师范大学地理科学学院，内蒙古 呼和浩特 011022)

内蒙古典型草原位于我国北疆，其面积占全国草地面积的10.46%。分布于大兴安岭南麓至锡林郭勒高平原以及呼伦贝尔高平原西部。地处内陆边疆高纬度地区，受季风影响小，大陆型特征明显，多年平均降雨量低于400mm。使得该地草原生态环境脆弱而复杂多变。在内蒙古草原游牧时期，牧民根据牲畜季节所需，在不同的地质、地貌、土壤、植物群落的基础上应季而牧，在这种放牧方式下，草场放牧时间短、牲畜可活动面积大、可饲用牧草资源稳定、牧草营养价值高。游牧近三千年未出现过大面积草场退化现象，“人—草—畜”系统稳定和谐(张耀启等,2019年)。20世纪80年代以后，在气候、地质地貌等自然环境和人类经济社会活动、政府政策等人为因素的共同作用下，水土流失量大、植被覆盖率低、生态灾害严重等问题突出。草地的严重退化导致草地生态系统恶化，草地的潜在价值不能得到有效、合理地利用，从而严重制约着草地畜牧业的发展，直接威胁着以草地为生的放牧民族的生产生活。扬尘、沙暴等自然灾害发生频率增加、交替时间缩短，还会影响到整个中国西部环境质量和内陆的安全(杨汝荣，2002年)。

基于草场植物群落和牲畜数量进行草场退化评估模型，国内外学者都有过相关研究。国外学者Shiyomi等(2010年)建立了一个基于长期气候观察的生态系统的Daily Daycent模型。模型基于生物量(地上和地下)，站立枯萎植物数量，牲畜重量和单位面积粪便量等5个变量，预测草地的生产力和维持生态系统的可持续。国内学者有张秀云等(2008年)选取了植被盖度、多样性指数、优良牧草比例等指标制定了亚高山草甸类草地生态质量评估的4级指标值，对青藏高原东麓甘肃省玛曲县生态质量进行评估。徐丽君等(2019年)得出了针对北方的温性草甸草原、温性草原、山地草甸、低地草甸等不同类型天然打草场退化评价指标的5级级差法以及能快速反映天然打草场退化的7项指标。可见，基于生物量、植物盖度、优良牧草比例、植物种类数、载畜量等进行草场生态评估有一定科学性。为此，文章采用蒙仲举等(2017年)设计并验证的典型草原退化评估模型，以封育禁牧多年草场为基准，对阿巴嘎旗北部3个牧户放牧草场进行评估，以期为牧民合理放牧，促进草原地区人地关系可持续发展提供理论参考。

1 研究区概况

阿巴嘎旗位于锡林郭勒盟中北处，地处东经113°28′～116°11′，北纬43°05′～45°26′，距锡林浩特市91公里。气候为中温带干旱、半干旱性大陆气候，水量249.5mm左右，但空间分布不均衡，年降由东南向西北递减，其中东南部达到270mm，西北部不足200mm。降雨主要集中在6～8月份；单日最高温度为38.6℃，最低温度为-42.2℃，年平均气温为1.3℃，无霜期平均为130d。地势由东北向西南倾斜，呈波状起伏的波状高平原，北部和西部零星分布有低山丘陵，海拔为960m～1500m。土壤主要以栗钙土为主。植物群落以克氏针茅(StipakryloviiRoshev.)、羊草(Leymuschinensis(Trin.)Tzvel.)和局部大针茅(StipagrandisP.Smirn)等典型草原干冷性丛生禾草类为主。饲养的牲畜种类主要为绵羊、山羊、牛、马等。牧户收入主要来源于草场放牧，草场质量与牧民生计息息相关。

2 数据来源与方法

2.1 入户访谈

对阿巴嘎旗北部3个牧户进行入户访谈，内容主要涉及草场面积、放牧牲畜种类和数量结构、放牧方式、草场利用方式等。根据访谈内容，参照相关标准计算得出3个牧户放牧强度如表2-1所示。牧户访谈全程通过录音和拍照等形式记录。

表2-1 牧户草场放牧强度表

注：牲畜数量转化标准参照赵萌莉等《草地可持续性管理》2014年版

2.2 植被样方采样

2017年7月下旬至8月上旬，在入户访谈的基础上挑选3户牧户(简称牧户A、牧户B和牧户C)的放牧草场进行野外植被采样。每户随机选取1m×1m植物样方各12个，共计36个。分别测定样方中所有植物的高度、密度、盖度、频度、地上鲜生物量等信息。每个样方均采用GPS定位获取经纬度和海拔高度。样方采样全程通过照相记录并保存，所采样方数据经汇总无误后输入Excel软件中保存。

2.3 典型草原草场退化程度评估模型

优势度=(相对高度+相对密度+相对高度+相对频度)/4

(1)

Y=4.85931-0.00172X1-0.00875X2

-0.02158X3-0.00922X4

+0.00038226X5

(2)

X1为地上生物量鲜重(g)；X2为地表植被盖度(%)；X3为优良牧草所占比例(%)；X4为每平方米植物种类数量(个)；X5为每km2承载的牲畜总数量(羊单位)。

Y为生存环境退化程度值，可分为基准值Yz和实测值Yi，草场退化程度参照值Qi为Yi/Yz的比值，基础值Yz通过表2-2中参照系选取。牧户植物样方退化程度较低的样方中选取。Qi<1.5表示草场未退化，1.5≤Qi<2.5为轻度退化，2.5≤Qi<3.5位中度退化，3.5≤Qi为重度退化。

表2-2 典型草原牧区生存环境监测与评价指标体系

注：模型和参考指标体系均来源于《内蒙古荒漠草原退化与生态修复》2017年版

3 数据结果与分析

3.1 牧户草场植物群落特征

从植物群落类型来看，牧户A为羊草、克氏针茅群落，仍然保留有大量建群种。牧户B和牧户C退化演替为多根葱、羊草群落和银灰旋花、多根葱、羊草群落(表3-1)。从植物群落结构来看与牧户A相比，牧户B和牧户C草场植物的高度都较低矮，没过膝盖的草较少。单位面积(1m2)内植物密度较大，但植株较小，且集中成群分布。植物盖度较低，枯落物较少，地表裸露程度较大。地上鲜生物量较低。研究组在实地采样中也发现，牧户B和牧户C草场中有大量一年生细小藜科植物出现，牧户放牧草场内植物呈现植株矮小现象(图3-1)。

表3-1 牧户草场植物群落类型表

图3-1牧户草场植物结构特征对比图

3.2 牧户草场植物饲用价值差异分析

剔除优势度低于5%的牧草后，从数据分析结果来看，除牧户B外牧户牧草饲用等级不存在低等、劣等饲用牧草。三个牧户优良牧草优势度占比均处于较高水平。其中，优等牧草占比为牧户B(37.84%)<牧户A(44%)<牧户C(53.55%)；良等牧草占比为牧户C(7.09%)<牧户B(22.3%)<牧户A(35.03%)；中等牧草占比为牧户A(0%)<牧户B(6.63%)<牧户C(28.25%)；低等牧草仅牧户B存在，占比为6.63%。从优等牧草优势度占比来看，牧户C草场牧草饲用价值较高。从优良牧草优势度占比来看，牧户A草场饲用价值较高(见表3-1)。

适宜大部分饲养牲畜喜食的牧草比重较低，其中牧户b家有2种，占比为26.06%，牧户c家也有2种，占比为31.26%，仅牧户a家情况稍好，为4种，占比45.75%。个别牧草仅限于少量牲畜食用。牧户c家有2种，如猪、兔喜食的银灰旋花(ConvolvulusammanniiDesr.)和骆驼、猪喜食的灰绿藜(ChenopodiumglaucumL.)，占比为35.34%。牧户a和牧户b家都有1种，为骆驼、猪喜食的灰绿藜，占比分别为13.19%、14.72%(见表3-1)。可见3个牧户都存在不同程度的草场可饲用牧草与放牧牲畜不匹配情况。

部分牧草营养价值含量高，属于优良牧草，但因返青期或者生活型等因素影响，仅在特定季节饲用于特定牲畜。牧户b在特定季节采食的有3种，占比为26.65%；牧户c家营养品质较高的寸苔草被各家畜所喜食，但利用时节较短，仅在鲜嫩或枯黄后可被利用，占比为22.29%。牧户a略好于前者，在特定季节采食的有2种，占比为20.09%(表3-2)。综上可见，3个牧户都存在可饲用时间短，利用季节不协调的情况。

表3-2 基于优势度的3个牧户草场植物组成对比分析表

注：相关定性资料来源于《中国草地饲用植物资源》1994年版，辽宁民族出版社；《内蒙古牧草营养成分录》2000年版。

3.3 牧户草地退化等级对比分析

参照(表2-2)中的指标体系，结合(表3-3)中植物样方实测数据，文章用封闭样方数据为Yz作为对比参照基准值。最终结果显示，仅牧户A草场处于轻度退化状态，牧户B和牧户C分别呈现中度和重度退化。从指标系数来看，出现草场退化的牧户B和牧户C草场退化的主要影响因素是地上鲜生物量、植被盖度和载畜量，三者的因果关系为载畜量增加，导致草场放牧压力(采食和踩踏)增大，导致草场植物地上生物量和盖度降低，从而引起牧户放牧草场呈不同程度退化状态。

表3-3 基于典型草原退化模型的3个牧户草场退化程度对比分析表

4 讨论与结论

草原植物群落是草原生态系统的初级生产者，牲畜通过采食其获取能量进行生长发育(文小平,2013年)。优良牧草占比、地上鲜生物量在一定程度上反映出牲畜可以采食量的大小，即草场载畜量的多少。从数据分析的结果来看，优良牧草占比和地上生物量为牧户A>牧户B>牧户C，而放牧强度则相反。牧户间草场的放牧压力被拉大导致牧户草场退化程度产生差异。

牲畜具有择食性，不同的牲畜在不同的时节都有其喜好食用植物。(王德利,2002年)草场植物与放牧牲畜的协调性，草场植物可利用时间短等情况会对牧户草场承载能力的时空分布产生影响。研究区因放牧制度变迁导致的牧户浩特增加，人均草场变小，导致五畜结构比例变化，具体表现为大畜减少，小畜增加。间接加深了该因素的影响作用(韩念勇等，2011年)。草场植物与放牧牲畜的协调性和可利用时间越低，草场的承载力也会随之降低。加上人为放牧干扰，从而导致牧户草场退化程度差异化。从数据分析结果来看，牲畜植物协调性、可利用时节上，牧户A最好、牧户B次之、牧户C最差，与牧户草场退化程度一致。

王鑫厅等(2018年)通过对锡林郭勒盟典型草原不同放牧干扰下点状格局研究发现，退化草场植物呈小型化特征。即植株变矮，叶片变短，节间缩短，以及植物根系分布浅层化(王炜等，2000年)。植物群落类型中仅牧户A与原有群落相似，草场中植物植株较高，密度较小。牧户B和牧户C呈现不同程度群落退化演替。草场中植物群落出现了低矮化、植株小化情况。总体来看，牧户A>牧户B>牧户C，与牧户草场退化程度一致。

植物盖度和枯落物等对土壤水分和热量的保持具有重要意义(段凯祥等，2019年；王明明等，2019年)。植物盖度越低，草场地表裸露的面积越大。草原地区较大的日温差会加速草场水分和热量流失，从而引起牧户草场的水土流失，最终导致草场退化。从植物盖度来看，3个牧户草场的植被盖度都不高，其中牧户B和牧户C均低于65%，位于中度退化范围边界。牧户植被盖度与牧户草场退化程度等级一致。

草原的退化与草场地上鲜生物量、植物盖度、植物种类、优良牧草等级、载畜量等因素有关。其中前4个要素反映了牧户草场承载力在时空的分布均匀情况。前4个要素会对牧户人为控制载畜量产生影响。为此，因时、因地、因草(质量、种类和牲畜嗜好性)定畜，科学合理放牧是抑制牧户草场退化的关键要素。此外，草地承载力还需要考虑牧草营养等级等因素，但本文因一些客观因素未能及时补充。在未来的研究中会继续跟进研究。

总体而言，评估模型较准确的体现了牧户放牧草场退化现状，研究结论对牧户也具有一定的参考价值，但因各种客观条件限制，模型指标因子没有考虑到其他类型。因此关于放牧草场未来可持续发展状况如何并不能良好的反应，因此在未来的研究中，应继续加深研究范围，多角度综合参考各类因子完善相关模型。