全 文 ：甘肃马先蒿对“黑土型”退化草地垂
穗披碱草人工草地的影响
邱正强1 ,马玉寿1 , 2 ,施建军2 ,潘多峰1 ,李瑞江1
(1. 甘肃农业大学 草业学院 ,甘肃 兰州　730070;2. 青海省畜牧兽医科学院 ,青海 西宁　810003)
　　摘要:对三江源区“黑土型”退化草地上改建的 6年龄垂穗披碱草人工植被中的毒杂草进行了防除
试验 ,分析了甘肃马先蒿的侵入及其对垂穗披碱草人工草地的影响 。结果表明 ,甘肃马先蒿的侵入 ,严
重降低了垂穗披碱草的盖度和密度 ,使其生物量降低了 75%;当甘肃马先蒿侵入使垂穗披碱草的覆盖度
≤70%时 ,给其他更多的物种造成发展空间 ,群落物种数量开始增加;采用化学防除可控制甘肃马先蒿
的侵入和扩散 ,并维持垂穗披碱草人工草地的质量 。
　　关键词:“黑土型”退化草地;垂穗披碱草;甘肃马先蒿;人工草地;毒杂草防除
　　中图分类号:S 812　　文献标识码:A　　文章编号:1009-5500(2006)05-0026-04
　　马先蒿属(Pedicularis)是玄参科(Scrophulari-
aceae)中最大的属 , 主要分布于北半球 ,全世界约有
500种 ,多数分布于高寒地带。我国约有 340种 ,主产
于西南山区和西北地区 ,生于高山草甸 、灌木疏林下 、
河沟河滩旁 、砾石岩缝中[ 1] 。青藏高原是马先蒿属植
物的主要产地 , 青海省分布有 60 种及 14 变种和亚
种[ 2] 。甘肃马先蒿(Ped icularis kansuensis)在青海省
各地广泛分布 ,主要生长于海拔 2 700 ～ 3 700 m 的区
域内[ 1] ,多为一年生 ,少数二年生草本植物 。
　　杂草作为人工草地退化的重要指标 ,反映着人工
草地向自然植被的恢复演替过程[ 3 , 4] 。甘肃马先蒿以
其强大的种子繁殖能力和集群分布形式[ 5] ,对高寒地
区人工草地具有极强的威胁。目前 ,三江源区改建“黑
土型”退化草地的人工草地受甘肃马先蒿的侵入 ,导致
人工植被退化已经成为退化草地改良中亟待解决的问
题[ 6] 。为此 ,探讨了甘肃马先蒿对高寒地区人工草地
的危害 ,分析了杂草调控措施对甘肃马先蒿的抑制作
用 ,以期为该地区人工草地退化机理的研究和高寒地
区多年生人工草地的建植提供参考 。
　　收稿日期:2005-11-18
　　基金项目:国家“十 五”攻关项目(编号 2001BA606A-02)
　　作者简介:邱正强(1978-), 男 ,甘肃兰州人 , 在读硕士。马
玉寿为通讯作者。
1　材料和方法
1. 1　试验地概况
　　试验地位于青海省果洛州乳品厂一大队冬春草地
的“黑土型”退化草地上 , 地理位置 N 34°27. 821′,
E 100°12. 367′。地势平坦 ,海拔 3 760 m 。年均气温
- 3. 9 ℃, ≥5 ℃积温 850. 3 ℃,最冷月 1月平均气温
- 12. 6 ℃,最热月 7月平均气温 9. 7 ℃。牧草生长季
为 156 d ,无绝对无霜期 。年均降水量 513. 2 mm ,年均
蒸发量 2 471. 6 mm 。土壤为高山草甸土 。人工草地
建植前的植被是以铁棒锤(Aconitum pendulum)、黄
帚橐吾(Ligularia virgaurea)、鹅绒委陵菜(Potent i l-
la anserina)、甘肃马先蒿(Pedicularis kansuensis)、黄
花棘豆(Oxy tropis ochrocephala)等毒杂草为优势种
的典型“黑土型”退化草地植被 ,鼠害严重 ,牧用价值已
完全丧失[ 7] 。
1. 2　试验方法
1. 2. 1　毒杂草防除　于 2005年 7月初 ,对甘肃马先
蒿等毒杂草危害严重的 60 hm2垂穗披碱草(Elymus
nutans)6年龄人工草地 ,用甲磺隆 75 g /hm2 +72%的
2. 4-D丁脂 1 500 g /hm2配置成 1 000倍混合溶液 ,进
行大面积的化学防除。同时保留 2 hm2不进行灭杂处
理作为对照(CK)。
1. 2. 2　田间调查　分别在对照和相邻灭杂处理中各
26 Grassland and Turf　　(Bimonthly)　　2006　　No. 5　　(Sum 　No. 118)DOI牶牨牥牣牨牫牳牨牱牤j牣cnki牣cyycp牣牪牥牥牰牣牥牭牣牥牥牰
选择 2 hm2样地 ,采用“S”取样法在样地内分别随机选
取10个样方 ,面积为 50 cm×50 cm ,于 2005年 8月测
定每个样方的植物群落特征值 ,包括物种数 、盖度 、密
度 、株高和地上植物量 ,将人工群落中的植物种划分为
垂穗披碱草 、其他禾草(主要包括草地早熟禾与中华羊
茅)、甘肃马先蒿 、其他杂类草 4类[ 3] ,进行统计和比较
分析 。
1. 3　数据分析
　　(1)　物种重要值[ 8] :I V =(RC+RH +RD)×
100 /3
　　其中 , I V 为重要值 , RC为相对盖度 , RH 为相对
高度 ,RD 为相对密度 ,试验采用植物类群的重要值 ,
为该类群中所有物种的重要值之和 。
　　(2)　物种多样性指数 ,均匀度指数[ 9] :
　　Shannon-Wiener多样性指数:H′=- ∑S
i =1P ilnPi
　　Pielou均匀度指数:J =H′/ lnS
　　式中 ,P i为种 i 的重要值按公式(1)计算 , S 为总
物种数。
　　(3)　优势度指数:I=Nmax /N
　　式中 , Nmax 为群落中最大种的植物量 , N 为群落
的总植物量。
2　结果与分析
2. 1　不同样地物种组成和优势种
　　未灭杂样地有 22种植物 ,隶属 8 科 19属(表 1),
群落平均盖度为 80%。群落以甘肃马先蒿为优势种 ,
优势度为 62. 91%。垂穗披碱草 ,中华羊茅和草地早
熟禾为次优势种 ,主要伴生种有矮嵩草 、细叶亚菊 、西
藏忍冬 、矮火绒草等 。
　　灭杂样地植被由 13种植物组成 ,隶属 7科 13属 ,
群落平均盖度为 93. 4%。群落以垂穗披碱草为优势
种 ,优势度为 83. 19%。中华羊茅 、草地早熟禾为次优
势种 ,主要伴生种有黄帚橐吾 、雪白委陵菜 、铁棒锤。
2. 2　不同处理人工草地物种多样性
　　灭杂处理后的人工群落中 ,垂穗披碱草的重要值
与优势度最大 ,分别为 43. 59%和 83. 19%,说明杂草
控制措施有利于垂穗披碱草的生长 。灭杂后甘肃马先
蒿重要值为 0 ,说明化学灭杂对其效果极为显著 ,而其
他杂类草重要值略有下降 ,优势度变化较显著(表 2)。
灭杂处理对其他禾草的影响不明显 ,重要值与优势度
均无明显变化 。未灭杂处理中 ,人工草地植物群落多
样性指数(H′)和均匀度指数(J)分别为 3. 08和1. 51 ,
灭杂后各值均有所降低 ,这说明灭杂处理抑制了杂草
的侵入与生长 。
2. 3　不同处理对人工草地中主要物种的影响
　　如图 1 所示 ,灭杂措施显著提高了人工草地的总
盖度 。其中 ,灭杂后垂穗披碱草盖度由灭杂前的 31%
上升到了 81%,其他禾草的盖度如中华羊茅和草地早
熟禾没有显著变化 。甘肃马先蒿在灭杂后全部消失。
表 1　垂穗披碱草人工植被物种组成
Table 1　The species composition of Elymus nutans artificial vegetation
　　　植物名 灭杂 未灭杂 CK 　　　　　　　植物名 灭杂 未灭杂 CK
垂穗披碱草(Elymus nutans) √ √ 中华羊茅(Festuca sinensis) √ √
草地早熟禾(Poa pratensis) √ √ 甘肃马先蒿(Pedicularis kansuensis) √
矮嵩草(Kobresia humi lis) √ √ 细叶亚菊(Ajania tenui f olia) √
西藏忍冬(Lonicera tibetica) √ 矮火绒草(Leontopodium nanum) √
线叶龙胆(Gentiana f arreri) √ 菭草(Koeleria cristata) √ √
黄帚橐吾(Li gularia virgaurea) √ √ 甘肃棘豆(Oxy tropis kansuensis) √
小嵩草(Kobresia p ygmaea) √ 兰石草(Lancea tibetica) √ √
二叶獐牙菜(Swertia bi f alia) √ √ 南山蒿(Artemisia nanschanica) √
米口袋(Gueldenstaedtia diversi f olia) √ 毛茛(Ramupculus japonicus) √
雪白委陵菜(Potentilla niv ea) √ √ 苔草(Carex spp.) √ √
高山唐松草(Tha lictrum alp inum) √ √ 鹅冠草(Roegneria kamoj) √ √
铁棒锤(Aconitum pend ulum) √
27草原与草坪　　2006年　　第 5期　　总第 118期
表 2　不同处理下人工草地不同植物类群的重要值与优势度
Table 2　The important values and dominance of different plant groups under different treatments
植物类群 垂穗披碱草 甘肃马先蒿 其他禾草 其他杂类草 多样性指数重要值 优势度 重要值 优势度 重要值 优势度 重要值 优势度 H′ J
灭杂 43. 59 83. 19% 0 0 15. 78 13. 48% 5. 39 3. 31% 2. 67 1. 15
未灭杂 CK 18. 45 14. 38% 62. 69 62. 91% 16. 10 12. 29% 6. 12 10. 41% 3. 08 1. 51
图 1　不同处理下各主要物种盖度
Fig. 1　Coverage of species under different treatments
　　甘肃马先蒿的侵入致使优良牧草(垂穗披碱草)的
密度下降(图 2),其他禾草(中华羊茅 、草地早熟禾)的
密度有所上升 。因此 ,甘肃马先蒿的入侵降低了优势
植物(垂穗披碱草)在群落中的优势程度 ,给其他物种
提供了发展空间 ,提高了群落物种多样性。
图 2　不同处理密度变化
Fig. 2　Density of species under different treatments
　　从图 3可以看出 ,灭杂后 ,总地上植物量与垂穗披
碱草地上植物量显著增长 ,尤其是垂穗披碱草极为显
著。灭杂处理对其他禾草(草地早熟禾 、中华羊茅)的
影响不大 ,但使其他杂类草的地上植物量明显下降 。
由此可见 ,甘肃马先蒿的侵入可大幅度降低人工草地
生产力 ,是引起人工草地退化的重要因素。
2. 4　垂穗披碱草盖度与群落内物种数的关系
　　人工草地中优良牧草的优势程度是群落内种间竞
争重要体现 ,优良牧草对其他物种的抑制直接体现在
其本身的覆盖度和其他物种的数量[ 3] 。未灭杂样地 ,
当垂穗披碱草的盖度在 30%～ 70%波动时 ,人工草地
的物种数在 10 上下波动 ,其最高值为 12。当垂穗披
碱草的盖度≥70%时 ,其他物种数开始减少 ,其最低值
为 5。由此可见 ,优势种(垂穗披碱草)的盖度大小 ,影
响并决定着人工群落的物种丰富度 。
图 3　不同处理各主要物种地上植物量
Fig. 3　Aboveground phytomass of species under
different treatments
图 4　垂穗披碱草盖度与群落内物种数
Fig. 4　Coverage of Elymus nutans and species
numbers in communities
3　结论与讨论
　　甘肃马先蒿的侵入 ,降低了优良牧草(垂穗披碱
28 Grassland and Turf　　(Bimonthly)　　2006　　No. 5　　(Sum 　No. 118)
草)的密度和盖度
　　甘肃马先蒿的迅速扩展 ,占据了草地空间 ,优良牧
草的生长受到抑制 ,其地上植物明显降低人工草地中
物种数量与群落中占优势的优良牧草的盖度具有一定
关系 ,当优良牧草盖度<70%时 ,其他物种数开始增
加 ,优良牧草竞争能力处于劣势 ,杂类草对人工草地构
成威胁。
　　随着三江源区生态环境的日益恶化 , “黑土滩”退
化问题日益严重 ,因此 ,如何对其进行科学合理的治理
已越来越多地受到人们的关注 ,一些尝试性的工作如
建植人工 、半人工草地 ,对恢复退化草地植被及其生态
功能有极为重要的意义。而杂草的大量侵入不仅从多
方面严重影响了人工草地的品质 ,也使原生植被受到
破坏 ,加速了“黑土滩”的退化 。因此 ,在解决“黑土滩”
退化问题时 ,不但要治 ,更要加强防范措施 ,尤其要加
强防治杂草入侵及鼠害等 ,同时结合科学的放牧管理
措施 ,使三江源区经济效益与生态效益达到平衡。
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1994 , 2(4):231～ 239.
Influence of Pedicularis kansuensis on Elymus nutans
artificial grassland in “Black Soil Type” :
degenerated alpine grassland
QIU Zheng-qiang ,MA Yu-shou ,SHI Jian-jun ,PAN Duo-feng ,LI Rui-jiang
(1. Pratacultural College o f Gansu Agricultural Universi ty , Lanzhou 730070 ,China;
2. Qinghai Academy of Animal and Veterinary Sciences , X ining ,810003 ,China)
　　Abstract:The invasive and inf luence o f Pedicularis kansuensis on Elymus nutans artif icial grassland in
“Black Soil Type”in the headw ater area of the Yang tze and Yellow Rivers on Qinghai-Tibetan Pla teau we re
studied and the resul t indicated that:(1)the invasion of Ped icularis kansuensis seriously reduced the coverage
and density of E lymus nutans , and reduce the phytomass by nearly 75%;(2)while the coverage of Elymus nu-
tans was reduced below 70% by the invasive of Pedicularis kansuensis , the number of o ther species increased
due to more resource and space w ere given to then;(3)the quali ty of E lymus nutans arti ficial g rassland could be
maintained through contro lling Pedicularis kansuensis w ith herbicide.
　　Key words:“Black Soil Type” degradat ion g rassland;E lymus nutans;Pedicularis kansuensis;arti ficial
grassland;weed control
29草原与草坪　　2006年　　第 5期　　总第 118期