华北驼绒藜改良退化荒漠草原的研究

金 净 ,阿拉塔 *,宋晓辉 ，邢 旗 ，刘亚玲 ，陈 翔 ，建 原

［1.蒙草生态环境（集团）股份有限公司，内蒙古 呼和浩特 010032；2.内蒙古自治区林业和草原监测规划院，内蒙古 呼和浩特 010030］

草原是我国重要的生态系统和自然资源，也是我国面积最大的陆地生态系统[1]，承载着“生态、生产、文化”三大重要功能，是建设祖国北方重要生态安全屏障的保证。锡林郭勒草原属北方草原典型地域[3]，草原面积大、类型丰富，草原植被从东向西由温性草甸草原、典型草原向荒漠草原依次过渡。位于锡林郭勒盟西北部的苏尼特草原即属于自然生态脆弱的荒漠草原，该区域降水少，植被低矮、稀疏。荒漠草原植被退化后主要表现为风蚀沙化，草原生产力明显下降。

华北驼绒藜是藜科驼绒藜属多年生旱生半灌木，根系发达，植株高大，具有抗旱、耐寒、耐瘠薄，放牧、打草兼用以及栽植成活率高等特点，是可用于荒漠草原退耕地修复的较为理想的植物[4-8]。

1 研究方法

1.1 试验区概况

项目区位于苏尼特右旗桑宝拉格苏木退耕荒漠草原，地处北温带，属干旱、半干旱大陆性气候，冬季严寒，夏季短促，春季多大风。降水稀少，年均降水量为150～200mm，年均蒸发量为2384mm，水资源匮乏。日照充足，平均日照时数为3200h。无霜期平均为125d。地带性土壤为棕钙土，草丛结构较为简单，植物种类贫乏。主要建群植物有小针茅(Stipa klemenzii)、沙生针茅(Stipa glareosa)、短花针茅(Stipa breviflora)、 戈壁针茅 (Stipa gobica)、 糙隐子草(Clehtogenes squarrosa)、 无芒隐子草(Cleistogenes songorica)、冷蒿 (Artemisia frigida)和多根葱(Allium polythizum)等。土壤以碱性的棕钙土、淡栗钙土、灰钙土和漠钙土为主，地表普遍出现砾质化和沙化。

1.2 利用华北驼绒藜修复退耕地的方法

1.2.1 选地与整地。选择地表裸露、基本没有植被的荒漠草原退耕地500亩，作为生态修复和植被重建试验地，利用拖拉机搂耙清理地表砾石。

1.2.2 苗木选择。选择当年或二年生、无病虫害的华北驼绒藜健康苗木，要求主根长度为15～20cm，苗高为 40～60cm。

1.2.3 调运与假植。将待运苗木打成捆，每捆200株。把红黏土或黑黏土和成稀泥浆，充分蘸根，防止根系脱水。将苗木运至目的地后及时进行假植。假植方法为沟植法，要求沟深达到30cm。具体做法是将苗木根部朝下整齐排放后覆土，需将根系全部掩埋。假植后要及时进行灌溉。

1.2.4 栽植时间。4月中旬—5月中旬。

1.2.5 栽植方法。采用灌木栽植机开沟或打孔进行栽植。栽植前剪修侧根。栽植深度为20cm，株距为50～60cm，行距为100～120cm。将苗木直立栽植后及时灌水1～2次。

1.2.6 管护。栽植的华北驼绒藜苗木在生长期间如遇干旱，有条件的地区采用滴灌等节水灌溉措施，并围封禁牧3年。一般3年后即可打草或放牧利用，3年后不再浇灌。

1.3 数据采集

2019—2021年，于每年的8月中旬在试验区随机选择10行100株华北驼绒藜进行成活率调查检测，将其中已经成活与未成活（干枯）的植株数量换算成百分比后得出该区域华北驼绒藜的栽植成活率。于2021年9月中旬随机选取5行华北驼绒藜，每行选择具有代表性的1株进行刈割，留茬高度为8～10cm，装袋记录。带回实验室在65℃条件下烘干48h，称重，取平均值作为该区域平均单株产量。

于每年的7—9月中旬在华北驼绒藜栽植行间随机选取3个1m×1m的样方，分别观测每个样方内植物的物种数、植被高度和盖度，然后将样方内的每个物种齐地刈割，装袋记录，并带回实验室在65℃条件下烘干48h，其后称重。

1.4 数据处理

数据处理应用SAS统计学软件进行双因素方差分析，用Microsoft Excel 2003画图。

2 结果与分析

2019年10月下旬—11月上旬，示范栽植华北驼绒藜100亩，推广栽植50亩。2020年4—5月推广栽植350亩，并安装节水滴灌设备进行滴灌补水。2020年6—9月对成活率、高度及产量进行监测，发现当年成活率为55%～60%。2020年9月华北驼绒藜的平均成活率达到60%～65%，植株平均高度达到45～55 cm。2021年7—9月华北驼绒藜的成活率保持在65%以上，植株平均高度为50～60cm （表1）。2020年6月，试验区开始生长虎尾草、狗尾草、画眉草和冠芒草等一年生植物，2021年6—7月在试验区发现较多的无芒隐子草、冷蒿、短花针茅、冰草和叉枝鸦葱等多年生牧草，表明修复效果非常显著。

表1 重度退化草地栽植区华北驼绒藜成活率及植株高度

华北驼绒藜栽植当年植株平均高度约为50cm,可产生分枝5～16个。当年少量开花结籽。2～3年单株重约为281g，每亩可产干草281kg左右（表2）。茎叶比为 44∶56。

表2 华北驼绒藜单株产量分析 g/株

试验区内草群植物种类明显增加，其中一年生草本植物增加较多，有效提高了草群高度、盖度及草产量。华北驼绒藜在栽植后第二年和第三年部分种子成熟落粒后自繁能力特别强，其还可借助风力、雨水径流进行传播，择地择机萌发和生长发育，逐步形成了扩展分布的态势。

在种植前，样地内有少量一年生植物，有狗尾草、虎尾草、画眉草、猪毛菜、冠芒草和栉叶蒿，多年生植物偶见有针茅、冷蒿等，但主要以一年生植物种类为主。栽植华北驼绒藜后，其行间一年生植物比例减少，体现在种类和生物量都较栽植前有所下降。栽植华北驼绒藜前，一年生植物种类所占比例为82%，多年生植物为18%。经过2年治理后，一年生植物种类所占比例达到58%，多年生植物达到42%，多年生植物种类增加了24%（图1）。

图1 植物种类占比

从2019—2021年试验区草地植被监测结果可以看出，每年7、8、9月的草群平均高度呈逐年增长趋势。其中2019年9月的植被平均高度为8.5cm，而2021年9月的华北驼绒藜行间植被高度达到15cm，平均高度提高6.5cm，草群高度显著增加。

由图3可以看出，带状栽植华北驼绒藜后，项目区内草群盖度有明显提高。2019年9月—2021年9月草群盖度由12%提高至23%，提高了11个百分点，且每年8、9月的草群盖度显著提高。

图2 华北驼绒藜行间植被平均高度

图3 华北驼绒藜行间植被盖度

由图4可以看出，在开展华北驼绒藜带状栽植试验的3年内，华北驼绒藜行间植被地上生物量显著提高。2019年9月—2021年9月草群生物量由10.5kg/亩提高至26kg/亩，提高了15.5kg/亩。

图4 华北驼绒藜栽植行间植被生物量

3 讨论

孙浩峰［9］认为，华北驼绒藜具有水土保持效果，造林2年后可覆盖全部地表，适宜在干旱、半干旱草原及沙漠地区大面积移栽建植［10］。华北驼绒藜抗旱能力强、营养价值高［11］，利用驼绒藜进行草场改良可达到预期目标且成效显著［12-15］。本研究中，华北驼绒藜在荒漠草原退耕地修复过程中表现优异，平均成活率达70%，平均高度为60cm，抗旱能力强、适应性强，适宜在荒漠草原区大面积推广。

也有研究得出荒漠地区以单属单种植物居多的结论，这是由于长期耕种利用后土壤发生变化所致［16］。在本研究中，也发现禾本科、藜科、菊科以及一些一年生植物多为单属单种，此与既往的研究结果相一致。还有研究发现，退耕地植被自然演替前期是以一年生草本为主的单一群落，然后是一年生和多年生草本混合的群落结构，其后多年生草本植物的物种数明显增多。本研究也发现在退耕地修复过程中，首先以一年生植物为主，修复3年后多年生植物逐渐增加，且成为优势种。这与何芳兰等［17］的研究结果相同。

4 结论

4.1 华北驼绒藜具有抗旱、耐寒、耐瘠薄特性

华北驼绒藜作为饲草具有适口性好、营养价值高的特点，故利用其改良荒漠草原具有重要的经济和生态意义。

4.2 利用华北驼绒藜修复重建退耕地效果非常明显

华北驼绒藜抗逆性强，栽植后成活率可达70%，平均高度可达60cm。产量高，栽植当年可产生分枝5～16个，当年少量开花结籽，栽植2～3年单株重约为281g，每亩产干草约281kg。

4.3 需在栽植第一年补水

应补水 2～3次，补水量以 1L/（株·次）为宜。栽植后围封禁牧。

4.4 建植后草群植物种类明显增加

一年生草本植物增加较多。经过2年的治理，一年生植物种类所占比例达58%，多年生植物种类达42%，多年生植物种类增加24%。

4.5 建植后草群高度显著提高

2019年9月的华北驼绒藜植被平均高度为8.5cm，而2021年9月的行间植被高度达到了15cm，平均高度提高了6.5cm。

4.6 建植后草群盖度显著提高

2019年9月—2021年9月草群盖度由12%提高至23%，提高了11个百分点。

4.7 建植后草群生物量显著提高

2019年9月—2021年9月，草群生物量由原来的10.5kg/亩提高至26kg/亩，提高了15.5kg/亩。