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改良措施对退耕还草高寒人工草地群落组成及生产力的影响

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44 GRASSI AND AND TURF(2011) Vo1.31 NO.2 改良措施对退耕还草高寒人工草地群落 组成及生产力的影响 董文斌 ,马玉寿 。,张德罡 ,董全民 ,盛 丽 ,施建军 ,王彦龙 ,孙小弟。 (1.甘肃农业大学草业学院/草业生态系统教育部重点实验室/中一美草地畜牧业可持续发展研究中心, 甘肃兰州 730070;2.青海省畜牧兽医科学院草原研究所,青海西宁810016) 摘要:通过对不同改良措施退耕还林(草)人工草地的群落组成、地上植物量及多样性的测定和分 析,结果表明:在改良后第1年和第2年,2种改良的人工草地的优势种的优势度均高于对照样地,且重 新建植人工草地分别较对照样地优势种高度提高了21.8 和32.6 ,划破草皮+施肥人工草地分别较 对照样地优势种高度提高了3O.9%和46.8 ,而未改良的对照样地的物种丰富度、多样性指数、均匀度 指数均高于2种改良的人工草地。在改良第1年和第2年,重新建植人工草地分别较对照样地地上植 物量提高了45.3 和41.4 ,划破草皮+施肥人工草地分别较对照样地地上植物量提高了26.5 和 28.7 ,并且2种改良的人工草地的禾草比例均达到97 以上。 关键词:退耕还草;群落组成;地上植物量;改良措施 中图分类号:S 812 文献标识码:A 文章编号:1009—5500(2011)02—0044—05 人工草地作为草地经营的高级形式,是草地畜牧 业现代化的质量指标,在草地畜牧业生产中所产生的 然而通过多年的刈割利用和后期管理资金投入不 足、利用和管理措施不合理的情况下,退耕还(林)草多 经济效益和生态效益十分显著。通过综合的农业培育 年生人工草地出现了退化趋势,其人工草地的牧草高 度和产量开始大幅度下降[5 ],已经不适于刈割打草, 更新改良迫在眉睫。严学兵等 。。对高寒牧区垂穗披 碱草草地植物量及营养价值动态进行了研究。拉元 林口 对贵南县草原生态环境现状及草原生产能力进 技术以及群落优化配置技术建立的人工草地,可充分 利用土地资源,并在科学管理的基础上,达到最优的功 能口 ]。贵南县位于青海省海南藏族自治州是退耕还 林(草)试点县之一,是国家生态环境建设的战略要地。 贵南县2000~2001年相继完成退耕还林(草)653.3 hm。、683.3 hm。,2002年又完成退耕还林(草)、周边荒 山种草造林¨007.1 hm。,根据当时退耕还林(草)相 关政策规定,该类多年生人工草地只限于刈割利用,而 行了调查研究,但有关退耕还林(草)多年生人工草地 改良措施的研究还鲜见报道。此项研究通过分析改良 措施对退耕还林(草)人工草地的群落组成和生产力的 影响,来确定适合当地环境条件的改良措施,提高多年 生人工草地的产量和品质,为更好地管理和利用退耕 还林(草)多年生人工草地提供基础资料和基本依据。 不能直接用于放牧l_4]。 收稿日期:2010—04—02;修回日期:2010—06—2l l研究地区自然概况 试验地位于青海省海南藏族自治州贵南县过马营 镇,地处E 100。13 ~101。33 ,N 35。O9 ~36。08 。平均 基金项目:青海省重点科技攻关项目(2008一N一116),国家 自然科学基金(30960074)和三江源自然保护区 实验区饲草资源综合利用技术示范项目(2008一 S-1)资助 海拔高度3 500 m,为典型的高原大陆型气候,四季不 明显。年均气温0.7~2.2。C,温差l2~18℃,无霜期 作者简介:董文斌(1 984一),男,内蒙古固阳人,在读硕士。 E—mail:dwbl115@163.com 54 d,日照时间较长,太阳辐射强烈,年均总太阳辐射 量在105 018~111 019 kJ/m ,年降水量300~490 马玉寿为通讯作者。 第31卷第2期 草原与草坪2011年 45 iilm,农作物和牧草生长期1。(j~160 d。 式中:P 一第i种群落中的重要值;S一群落中植物种 的总数 Pielou均匀度指数 J—H/l S 2 研究方法 2.1试验样地概况 青海省贵南草业开发有限责任公司,2003年在退 耕地上建植的垂穗披碱草(ElymUS rlutgtrts)人工草地 l5 hm。作为试验样地,该样地地上植被长势均匀,土壤 肥力一致,根据试验处理数,将样地分为3块处理样 地,面积各为5 hm。,每个试验样地实施1个处理。处 物种丰富度指数(s)=物种数 用SPSS 17.0软件进行数据分析。 3结果与分析 3.1 改良措施对退耕还草高寒人工草地植物群落组 成的影响 理(1)2008年6月中旬用青引1号燕麦(Arena sativa CV.Qingyin No.1)(播量150 kg/hm )+垂穗披碱草 由表1可知,在改良第1年和第2年,2种改良人 工草地的优势种的优势度均高于未改良的人工草地, 处理(1)人工草地和处理(2)人工草地的物种数比改 良第1年有所增加,优势种的优势度比改良第1年有 所下降,处理(1)人工草地的优势种发生改变成了垂 穗披碱草,原因为处理(1)样地是燕麦和垂穗披碱草混 (播量30 kg/hm。)混播重新建植人工草地,2008年以 收获燕麦为主,2009年以收获垂穗披碱草为主;处理 (2)2008年6月中旬进行划破草皮+施肥(施肥量为 尿素75 kg/hm )改良人工草地;处理(3)未实施任何 改良措施作为对照。 2.2调查方法与数据分析 播建植的人工草地,燕麦为一年生牧草,燕麦的作用是 为弥补多年生牧草垂穗披碱草当年建植产量低的缺 陷,提高土地利用效益,第2年是多年生禾本科牧草的 生长高峰期。 2008年8月中旬至2009年8月中旬进行田间测 定。在选定样地内采用对角线法进行群落调查,样方 面积为1 ITt×1 ITI,5次重复,测定不同处理区植物群落 地上植物量、种类组成及特征值:株高(随机选取10 株,测量自然高度并计算平均值)、盖度(目测法)。地 上植物量用收割法测定,将样方内植物按经济类群(禾 草类、杂草类)分开,称取鲜重后在恒温箱内用8O℃ 温度,烘24 h至恒重,称取烘干重,试验植物量以烘干 重计。采用如下公式 。 】: 在改良第1年,处理(1)人工草地较对照样地优 势种高度提高了21.8 ,处理(2)人工草地较对照样 地优势种高度提高了30.9 ,在改良第2年,处理(1) 人工草地较对照样地优势种高度提高了32.6%,处理 (2)人工草地较对照样地优势种高度提高了46.8 。 在改良第1年和第2年,2种改良人工草地的优势种 高度均高于未改良的对照人工草地,方差分析,同时表 物种重要值IV=(RH+RC+RB)×100/3 式中:JV一重要值;RH~相对高度;RC一相对盖度, RB一相对植物量。 Shannon--Wiener指数(H) S 明,在改良第1年和第2年,2种改良人工草地的优势 种高度均显著的高于未改良的对照样地(P<0.05), 但2种改良人工草地的优势种高度之间均差异不显著 (P>0.05) H一一∑PiLnPi i一1 表l 改良措施对退耕还草高寒人工草地的植物群落组成影响 Table 1 Impacts of treatments on the composition of plant community 植物组成 测定年份 处理 势种 垂穗披碱草 燕麦 垂穗披碱草 优势度/ 66.50 77.16 87.9O 60.45 优势种高度/cm 55.0 67.0 72.0 54.3 72.0 79.7 垂穗披碱草 垂穗披碱草 71.85 67.85 垂穗披碱草 同列同一年不同小写字母表示差异显著(P%0.05) 46 GRASSLAND AND TURF(2011) VolI 31 NO.2 3.2 改良措施对退耕还草人工草地多样性的影响 3.3改良措施对退耕还草高寒人工草地地上植物量 的影响 由表2可知,从年际变化来看,随改良措施实施时 间的增加,改良的人工草地群落丰富度指数、多样性指 数、均匀度指数均呈现增加变化趋势,在改良当年,处 理(1)人工草地的丰富度指数、多样性指数、均匀度指 数分别为3,0.635和0.578;处理(2)人工草地的丰富 度指数、多样性指数、均匀度指数分别为4,0.688和 由表3可知,改良当年,牧草生长旺盛期(8月中 旬)处理(1)人工草地的地上植物量为325.1 g/m ;处 理(2)人工草地的地上植物量为283.1 g/m ;对照样 地的地上植物量为223.8 g/m。。处理(1)人工草地较 对照草地地上植物量提高了45.26 ,处理(2)人工草 0.496;对照样地的丰富度指数、多样性指数、均匀度指 地较对照草地地上植物量提高了26.5 A,通过方差分 0数分别为6,1.060和0.592。在改良当年,未改良的对 照样地的物种丰富度、多样性指数、均匀度指数均高于 2种改良的人工草地,并且处理(2)人工草地的物种丰 富度、多样性指数均高于处理(1)人工草地(表2)。 在改良第2年,处理(1)人工草地的丰富度、多样 性指数、均匀度指数分别为4,0.868和0.626;处理(2) 人工草地的丰富度、多样性指数、均匀度指数分别为5, 1.040和0.646;对照样地的丰富度、多样性指数、均匀 度指数分别为6,1.161和0.648。在改良第2年,物种 丰富度、多样性指数、均匀度指数均呈现为对照>处理 (2)>处理(1),而且在改良第2年,处理(1)和处理(2) 人工草地的物种丰富度、多样性指数、均匀度指数均比 改良当年有增加的趋势。这说明,改良第2年由于改 良人工草地的良好的环境,有乡土草种和杂类草的入 侵。栽培人工草地的目的是获得栽培植物种的高额产 量,常常使得人工群落的群落结构比较简单,这种结 构的群落稳定性不高,随着生长年限的增加,单播人工 草地很容易受到外来非栽培草种的入侵,如果不及时 进行毒杂草防除,则会大大降低人工草地质量。 表2 改良措施对退耕还草高寒人工草地物种丰富度、 多样性、均匀度指数影响 Table 2 Impacts of treatment on the index of richness。diversity and evenness of sowed pasture in alpine area 析表明,处理(1)人工草地的地上植物量显著高与对 照样地(P<0.05),但处理(1)与处理(2)地上植物量之 间差异不显著(P>0.05),处理(2)与对照样地之间也 无显著差异(P>0.05)。 在改良第2年,处理(1)人工草地的地上植物量为 262.1 g/m。;处理(2)人工草地的地上植物量为238.4 g/m ;对照样地的地上植物量为185.3 g/m 。其地上 植物量的变化是处理(1)>处理(2)>对照,处理(1)人 工草地较对照草地地上植物量提高了41.4 ,处理(2) 人工草地较对照草地地上植物量提高了28.7 ,通过 方差分析,2种改良人工草地的地上植物量均显著地高 于未改良的人工草地(P<O.05),而2种改良人工草地 的地上植物量之间无显著差异(P>0.05)。在改良后 第2年,未改良的人工草地的地上植物量比改良第1 年有所下降,2种改良的人工草地的地上植物量比改良 第1年也有所下降。 群落中不同植物类群的组成变化分析可知,在改 良当年,处理(1)人工草地禾草占地上植物量的 99.1 ;处理(2)人工草地禾草占地上植物量的 98.5%;对照样地的禾草占地上植物量的97.5 。在 改良措施实施第2年,处理(1)人工草地禾草占地上植 物量的99.8 .o4;处理(2)人工草地禾草占地上植物量的 97.7%;对照样地的禾草占地上植物量的95.3 。从 经济类群来看,在改良后当年和第2年,2种改良人工 草地的禾草比例均高于未改良的人工草地,在改良当 年,2种改良的人工草地的禾草比例均达到98 以上, 在改良第2年其2种改良人工草地的禾草比例仍然在 97 以上。在改良后第2年,处理(1)人工草地的禾草 比例比改良第1年有所增加,并且处理1人工草地的 禾草比例在改良第1年和第2年均高于处理(2)人工 草地,从以上可知,通过对草地的改良可提高人工草地 的地上植物量,其中用燕麦和披碱草混播重新建植的 改良措施比划破草皮施肥效果较好,产草量高。 第31卷第2期 草原与草坪2011年 47 2008 对照 223.8 --F 63.8 5.8 ±2.1 3.3 士0.6 3 2 1 2 7 8 1 7 6 2 6 1 2 3 2 处理(1) 处理(2) 2OO9 325.1 ±11.6 283.1 ±28.3 l 8 2 4.3 ±1.5 对照 处理(1) 处理(2) 185.3 ±5.5 h 1 8a  8 b 5 6 a 8a  8.8 ±7.2 0.4 ±0.4 5.6 ±2.3 +一 ± 262.1 ±4.4 ¨ . . ± ± +一 . 7 . O 4 2 6 238.4 ±42.9 表中数据为平均值±标准差;同列同一年不同小写字母表示差异显著(P<o.05) 4 结论 5 E2]黄必志,邓菊芬.云南省人工草地退化原因分析及防治措 ∞ % l 5 3 ∞ 卯 8 7 施研究LJ].草原与草坪,200l,94(3):14—17. E3] 万玛杰.人工草地是青海省21世纪草业建设和生态治理 的重要内容EJ].青海畜牧兽医杂志,2002,32(5):44— 46. (1)在改良第1年和第2年,2种改良人工草地的 优势种的优势度均高于未改良的对照样地,重新建植 人工草地和划破草皮+施肥措施人工草地的物种数均 比改良第1年有所增加,优势种的优势度比改良第1 年有所下降。在改良第1年和第2年,重新建植人工 E4]王金山.贵南县2002年退耕还林(草)情况简报EJG.青海 草业,2003,12(3):56—58. 草地分别较对照样地优势种高度提高了21.8 和 32.6 ,划破草皮+施肥措施人工草地分别较对照样 E53龙瑞军,董世魁,胡Ih治.西部草地退化的原因分析与生 态恢复措施探讨EJ].草原与草坪,2005,l13(6):3—7. E63马玉寿,郎百宁,李青云,等.江河源区高寒草甸退化草地 恢复与重建技术研究EJ].草业科学,2002,19(9):1—4. 地优势种高度提高了30.9 和46.8 。 (2)在改良第1年和第2年,未改良的对照样地的 2 5 O 9 l 5 4 7 O 2 2 3 E7]都耀庭,张东杰.禁牧封育措施改良高寒地区退化草地的 效果EJ3.草业科学,2007,24(7):22—24. 1-83孙斌.三种改良措施对高寒退化草地植被的影响EJ].甘 肃农业大学学报,2005,40(6):797—8O1. 物种丰富度、多样性指数、均匀度指数均高于2种改良 的人工草地。在改良第2年,2种改良人工草地的物种 丰富度、多样性指数、均匀度指数均比改良当年有增加 的趋势。 (3)在改良第1年,重新建植人工草地较对照样地 地上植物量提高了45.3%,划破草皮+施肥措施人工 E9]张耀生,赵新全,黄德清.青藏高寒牧区多年生人工草地 持续利用的研究EJ].草业学报,2003,12(3):22—27. -11ol严学兵,汪玺,郭玉霞,等.高寒牧区垂穗披碱草草地生 物量及营养价值动态的研究[J].草业科学,2003,20 (11):14—18. 草地较对照样地地上植物量提高了26.5 。在改良第 2年,各人工草地地上植物量的变化为:重新建植>划 破草皮+施肥>对照,重新建植人工草地较对照草地 地上植物量提高了41.4 ,划破草皮+施肥措施人工 草地较对照草地地上植物量提高了28.7 。在改良第 1年和第2年,2种改良人工草地的禾草比例均高于未 [¨] 拉元林.贵南县草原生态环境现状及治理对策EJ3.草业 科学,2002,19(6):1—4. [12]王彦龙,马玉寿,孙小弟,等.大武地区“黑土型”退化草 地人工植被群落稳定性研究[J].青海畜牧兽医杂志, 2007,37(2):29—31. 改良的人工草地,2种改良的人工草地的禾草比例均达 到97 以上,重新建植人工草地的禾草比例均高于划 破草皮+施肥措施人工草地。 参考文献: E13]史惠兰,王启基,景增春,等.江河源区人工草地及黑土 滩退化草地群落演替与物种多样性动态EJ].西北植物 学报,2005,25(4):655—661. -1143董世魁,胡自治.人工草地群落稳定性及其调控机动机 制研究现状EJ].草原与草坪,2000,90(3):3—8. [1]周青平,车敦仁.青海省退耕还林还草地的生态恢复及改 良技术[J].青海畜牧兽医杂志,2002,32(6):40—41. 48 GRASSLAND AND TURF(2Ol1) Vo1.31 NO.2 Effects of improving treatments on community composition and productivity of sowed pasture l ● alDine area DONG Wen—bin ,MA Yu—shou ,ZHANG De— ain , gang DONG Quan—r,ao—di。 long SUN XiSHENG Li ,SHI Jian—j un ,WANG Yan (1.College of Pratacultural Science,Gansu Agricultural University/Key Laboratory of Grassland Ecosystem, Ministry of Education/Sino ̄U.S.Centers for Grazingland Ecosystem Sustainability,Lanzhou 730030,China;2.Institute of Grassland Science,Qinghai Academy of Animal and Veterinary Sciences,Xining 810016,China) Abstract:The community composition,aboveground phytomass and diversity index of sowed pasture trea— ted with different measures were studied in alpine area.The result showed that the dominance of dominant spe— cies of improved pasture were higher in the following two years.In 2008 and 2009,the dominance values were in— creased by 21.8 9/6 and 32.6 9/6 respectively,and the height of dominant species under cleavage+fertilizing treat— ment was increased by 30.9 V0 and 46.8 V0 respectively.However,the index of richness,diversity and evenness of the control were higher than the treatment.The aboveground phytomass of treated pasture was increased by 45.3 and 41.4 in two years,and the aboveground phytomass under cleavage+fertilizing treatment was in— creased by 26.5%and 28.7 respectively.The gramineae grass proportions under treatment was over 97 . Key words:returning arable land to grassland;community composition;aboveground phytomass;improve— meiqt m F1aRi1rPs (上接43页) ●ln Study on methods for treating hard seeds  of wild Longdong alfalfa WANG Juan,SHI Shang—li (College of Pratacultural Science,Gansu Agricultural University/Key Laboratory of Grassland Ecosystem, Ministry of Education/Sino-U.S.Centers for Grazing land Ecosystem Sustainability, Lanzhou 73O070,China) Abstract:Seeds of wild Longdong alfalfa(Medicago sativa)were treated with three methods(mechanic treatment,98%H 2 SO4 soaking treatment and hormone treatment)to find out the best method for breaking hard seed.The result indicated that the seed germination rate with routine method was only 37 .All three treat— ments significantly increased the germination rate.The mechanic treatment was the best and the germination rate was increased up tO 92 .It was followed by 98 77 . H2 SO4 soaking treatment and the germination rate was Key words:wild I ongdong alfalfa;seed;hard seed treatment 

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