全 文 ：中 国 草 地
G ra 出 la n d of h Ci一, a 1
9 9 2
,
N o
.
5
,
P P
.
2 7~ 3 1
大兴安岭山地脚苔草草甸生物量动态的研究
杨殿林
(内蒙古鄂温克旗草原工作站 )
【提要】 通过 7年的草地初级生产力定位观测表明 :脚苔草草甸地上生物量动态符合 log ist ic
曲线 ,产量高峰出现在 8 月中旬 . 在生长季干鲜比变动在 30 写~ 60 %之间 ,牧草的返青 、 生长发育
对水热条件具有很大的依赖性 , 6 月中旬至 7月中旬是草群地上生物量累积的盛期 ,拟合了草群粗
蛋白质 、 粗纤维百分含量方程 。
关键词 脚苔草草甸 生物量动态 营养动态 大兴安岭山地
内蒙古的山地草甸植被主要分布于大兴
安岭山地 ,是目前全区具有较大养畜发展 潜
力的草地类之一 。 脚苔草草甸是山地草甸的
主体类型 , 占山地草甸植被总面积的 70 %以
上 1j[ , 研究脚苔草草甸生物量动态变化规律 ,
无疑对合理利用山地草甸资源具有重要的理
论指导意义 。
种 ,其它科植物 43 种 。 按生态类群分类 ,群落
中中生植物 26 种 ;旱中生植物 1 种 ;中旱生
植物 29 种 ;旱生植物 13 种 ,它们依次占草群
总 种 数 的 3 2 . 9 1肠 、 1 3 . 9 2铸 、 3 6 . 7 1肠 、
1 6
.
4 6%
。
1 自然条件与植被特征
研 究地 位于 东 经 1 1 9 0 5 8 ’ 0 0 1 , 北 纬 4 8 0
35
’
40
“ , 海拔 83 米 ,年均温一 2 . 3℃ ,无霜期
1 13 天 , 年降水平均 为 3 1 5 . 4 毫米 ,年蒸发量
14 7 9 毫米 , ) 5℃年积温 2 29 3 . 2 ℃ ,土壤为淋
溶黑钙土 。 群落组成中以脚苔草 ( aC r ex eP d i-
孙节之站 ) 、杂类草占优势 ,常见的有 : 细叶 白头
翁 (尸 u lsa t江l a t u cr az o in 二l’i ) 、蒙古白头翁 ( P u -l
sa t il l a d a)J
“
~ )
、 肾 叶唐 松 草 ( jtT 以ict 、 m
P et al ol’d ou m ) 、 拂 子 茅 ( aC la m a 岁ost 舀
e P ige l’os ) 、 伞 花 山 柳 菊 ( 月众丫“ 翻m
u o be l l a t u m )
、 多茎野豌豆 (V 女故 m u lt ica ul 台 ) 、
狼 毒大戟 ( E u P hobr i’a 介 c h er 山 an ) 、 羊草 ( A -
en 川 户` ` P l’d iu 仇 hc z’sn sen ) 、 贝 加 尔 针茅 ( tS iaP
ba ic a le n 后 ) 、 蓬子菜 ( G a lz’u m v er “ m ) 、 黄花菜
(月`一 22众 拼认 or ) 、 山葱 ( A l l z’u , sen se ` sen )等 , 共有植物 79 种 , 菊科草 18 种 , 莎草科 2
2 研究方 法与内容
研 究地 面 积 1 0 0 x 20 平方米 , 1 9 82 一
1 9 8 8 年每年观测 7 次 (4 ~ 10 月 ) , 观测时间
为每月 15 日。
研究内容 : 1 . 地上生物量测产 (鲜重 、干
重 ) ,测产面积 I X I 平方米 , 重复 5 次 ,齐她
面剪割 ; 2 . 草群群落学特征描述记载 ; 3 . 草群
营养成分 ; 4 . 地下生物量测产 。
3 结果与分析
3
.
1 环境条件与初级生产力的关系
3
.
1
.
1 环境条件对返青的影响
牧草的返青主要受水热因子的制约 ,温
度是决定植物返青期迟早的决定性因素 ;水
分是返青草产量的决定性因素 . 返青期草地
水分状况主要取决于 n 月~ 翌年 3 月降水
. 作者简介 : 杨殿林 ,男 , 26 岁 ,助理畜牧师 , 主要 2
事群落生态学和种群生态学方面的研究 ,发表论文 7 篇 , 】自治区 自然科学优秀论文奖一项 ; 获盟级科技进步奖一项
的多少 。 相关分析表明 : 草地返青草产量与冬
半年的降水量积值呈显著的正相关 ,相关系
数等于 0 . 9 9 9 8 ;与春季 ( 2 0 日 / 4 月 ~ 1 5 日 / 5
月 ) 平均气 温也呈显著正相关 , 相关系数为
0
.
9 9 3 3
。 逐步回归得出二元线性回归方程 :
y ~ 一 0 . 0 0 11 + 0 . 6 4 0 2 x ;一 4 . 3 4 9 1x 2
(
r y :
,
:
= 0
.
9 9 9 8
、 r y : . ; ~ 一 0 . 9 9 8 7 、 y ; : , , =
0
.
9 9 9 3 )
。 其中 y 为草产量 (克 /米 z ) , x ; 示冬
半年降水量的积值 (毫米 ) , x : 示返青期雨量
系数 ~ p t/ , p 为降水总量 (毫米 ) , t 为平均温
度 (℃ ) 。 经检验达显著水平 。
3
.
1
.
2 环境条件对植物生长发育的影响
植物返青后随着温度的增高 、 降水的增
多 ,发育阶段对生长环境的适应 , 生长速度逐
渐加快 , 草群高度 、 盖度逐渐增加 , 水分成为
制约草地地上生物量的主导因子 。 生物量峰
值期滞后降水 、气温高峰期约 1 个月 , 5 月中
旬一 6 月中旬气温较低 ,草群叶量不多 , 同化
器官少 , 是干物质相对积累 的盛期 , 即 R G R
(相对生长率 )峰值期 。 随着草群同化面积增
大 ,水热同期的到来 ,草群盖度明显增高 , 短
营养枝 ,长营养枝旺盛生长 , 大部分杂类草开
始 由营养生长向生殖生长过渡 ,此时正值 6
月中旬一 7 月中旬 ,是干物质绝对积累盛期 ,
即 CG R (绝对生长率 )峰值期 。 7 月中旬一 8
月中旬即 R G R 、 C G R 开始明显减少 ,草群增
长缓慢 ,地上 生物量达到高峰 。 8 月中旬 以
后 ,随着水热条件的变化 ,生长发育对环境条
件的不适应 , 地上生物量开始减少 ,草群中的
植 物 基 本进 入 果 后 营养 期 、 相 对 休 眠 期 ,
R G R
、
C G R 出现负值 。 直到翌年 4 月地上生
物量达到最低值后 , 草群又随环境条件的变
化 ,进入下一个生长大周期 (见表 l 、 2 ) 。
表 1 不同水热时期草群高度 、 盖度
月 份项 目 — —5 6 7 8平均温度 (℃ ) 1 0 . 4 1 7 . 6 1 9 . 9 16 . 9降水 ( m m ) 2 5 . 7 5 0 . 1 9 1 . 2 8 1 . 9盖度 (% ) 1 0 4 5 6 5 7 5高度 ( e m ) 8 2 2 3 4 4 0表 2 不同时期 C G R 、 R G R 水平
月中旬
5~ 6 6~ 7 7~ 8 8~ 9 9~ 1 0
C G R (克
/米之 . 月 )
RG R
1
.
1 2 1 2
.
35 8 0
.
4 9 7 一 0 . 7 6 2 一 0 . 5 1 0
0 0 5 8 0
.
0 3 7 0
.
0 0 4 一 0 . 0 0 7 一 0 。 0 0 6
(日 一 1 )
通过对草群生长速率的分析发现 : 草群
生长速率最快的时节处在 6 月中旬一 7 月中
旬 ,这时是水分临界期 ,这个月草地地上生物
量积累的多少将决定峰值的高低 , 此时灌溉
对地上生物量积累的效果会更显著 。
3
.
2 草地初级生产力动态 (见表 3 、 4)
表 3 群落地上生物 l 月动态及组成 (单位 : 克 /米 , )
日期 ( 日 /月 )
1 5 / 4 1 5 / 5 1 5 / 6 15 / 7 1 5 / 8 1 5 / 9 1 5 / 1 0
占总重%重风干占总重%风干重占总重写风干重占总重风干重占总重写风重干占总重%风重干占总重%风干重项 目
脚苔草
禾草
豆科草
菊科草
其它科草
总产量
3 2
.
3 9 4 9
.
3 9
1 9
.
5 5 2 9
。
8 1
2
.
0 2 3
.
0 8
4
。
6 6 7
.
11
6
.
9 6 1 0
.
6 1
65
.
5 8 10 0
.
0 0
3 0
。
9 2 5 2
.
17 8
.
1 0
1 9
。
1 1 32
.
24 3 9 5
1
.
59 2
.
6 8 5
.
3 7
3
.
86 6
.
5 1 5
.
3 7
3
.
7 9 6
,
3 9 3 0
.
1 9
5 9
.
2 7 1 0 0
.
0 0 5 2
.
6 8
1 5
.
3 8
7
。
5 0
9
。
6 2
10
.
1 9
4 2
.
2 0
1 6
。
1 1
1
.
8 1
1 9
。
5 0
( % )
2 6
。
5 7
1 0
.
1 4
7
。
4 4
1 2
.
2 8
;:
.
::
;:{::
5 7
.
3 1 6 9
.
1 9 4 3
.
5 7 6 7
.
9 9
1 0 0
.
0 0 1 5 8
.
8 1 1 0 0
.
0 0 18 1
.
1 7
2 3
.
3 6 4 9
.
34 3 3
.
5 9 4 5
.
7 8 3 6
.
9 3
1 4
.
5 4 3 2
.
8 9 22
.
3 9 2 8
.
7 6 2 3 20
1 0
.
86 1 0
.
8 5 7 3 9 4
.
5 6 3
.
6 8
1 3
。
7 1 1 1
.
3 2 7
.
7 1 9 2 4 7
,
4 5
3 7
.
5 3 4 2 4 8 28
.
9 2 3 5
.
6 1 2 8
.
7 3
1 0 0
.
0 0 1 4 6
.
88 1 0 0
.
0 0 1 2 3
。
9 5 1 0 0
.
0 0
住 二 、 S 月份草 t 为枯草十返表草 .
年份
表 4 年产草量动态
1 98 2 19 8 3 1 9 8 4 1 9 8 51 98 1 9 68 7 1 9 8 8
地上生物量
(g /m Z )
9 6
.
4 1 8 8
.
9 3 1 1 4 1 69 9
.
4 1 50 3
.
51 78
.
3 4 1 1 8
.
65
3
.
3 群落生物最增长期间干鲜比
在群落生长期间 , 以鲜重为 10 0% ,风干
重所占百分数 (即干物质百分含量 )是随季节
变化进展的 (见表 5 ) 。 经 回归分析 ,干物质含
量符合 直线 夕- 一 24 . 5 95 十 8 . 9 7 3 x , r ~
0
.
9 5 4 8 )
, 其中 x 示 月份 ( 5 < x < 10 ) , y 为干
鲜比 ( 写 ) ,经检验达显著水平 。 干物质百分含
量的多少与群落对水分的 需要呈 负相关关
系 , 而群落对水分的需要是与群落中所含中
生和中旱生植物的多少成正 比 。 在群落生长
期间 , 干物质百分含量变动在 30 %一 60 % 之
间 , 并且随 R G R 的减少而 明显上升 。 显然在
草群生长旺盛季节 , 为满足 日益增长的物质
需要 ,植物必然要大量地吸收土壤中的水分
和溶解于水中矿物质营养元素 , 使植物体内
容纳了 比其它时期更 多的水分 , 相应 地单位
重量的干物质降到最低值 。
表 5 群落生物量增长期间干鲜比
日期 ( 日 /月 )
干鲜比 ( % )
1 5 / 6 1 5 / 7 1 5 / 8 1 5 / 9
3 6
,
5 4 2
.
9 5 5 9
.
5 6
3
.
4 草群地上部总氮量积累动态
草群从返青到 7 月中旬 , 单位面积内草
群地上部总氮量呈直线上升 , 这一时期地上
部几乎以同一速率 0 . 4 公斤 /公 顷 . 天 , 从地
下吸取氮素 , 7 月中旬~ 8 月中旬地上部总氮
量缓慢上升 , 8 月中旬地上部总氮量迅速 回归
土壤 , 9 月中旬以后地上部总氮量回归土壤速
度变得缓慢 (表 6 ) 。
3
.
5 草群营养成分 、 N N D 、 消化能的季节动
态
草群在生长期间粗蛋 白含量随时间的推
移逐渐减少 ; 粗纤维含量逐渐增加 (见表 6 ) ;
草群消化能 ,草群奶牛能量单位 ( N N D )动态
与地上生物 量动态相似 ,从返青开始逐渐增
高并随地上生物量一起达到高峰 , 8 月中旬以
后又随地上生物量下降而下降 (表 6 ) ,经回归
分析 : 草群粗蛋白质 、 粗纤维含量随时间变化
的线性模式为 ;
夕。 一 2 5 . 2 8 5 一 2 . 42 4 x ( r ~ 一 0 . 9 5 9 2 , F
) F
o
. 。 x
)
y 奸一 1 3 , 0 18 + 2 . 3 0 9 x ( r = 0 . 9 8 9 4 , F )
OF
. 。 ,
)
。 其中 y 表示该成分百分含量 , x 表示月
份 ( 5镇 x 簇一。 ) 。
表 6 草群各时期总氮量 、 粗蛋白质 、粗纤维 、 D E 、 N N D 水平
日期 ( 日 /月 )
项 目 ——15 / 6 1 5 / 7 1 5 / 8 1 5 / 9 15八 0总氮量 (克 /米 2 ) 1 . 4 1 2 . 6 4 2 . 7 3 1 . 5 2 0 . 9 7粗蛋白 ( % ) 1 4 . 1 6 10 . 4 1 9 . 4 5 6 . 4 7 4 . 0 7粗纤维 ( % ) 2 6 . 7 7 2 8 . 6 9 3 2 . 4 3 3 3 . 80 3 5 . 7 6消化能 ( D E 千兆焦 /公顷 ) 5 5 9 1 6 . 0 7 1 8 . 3一 14 . 5 7 1 2 . 7 0奶牛能量单位 (千个 /公 顷 ) 。 . 98 2 . 8 2 3 . 2 1 2 . 56 2 . 23打草期的选择 ,应兼顾草群数 、 质两个方面 。 草群产草量是其数量高低的指标 ;草群蛋白质 , 粗纤维含量是草群品质好坏的指标 ;草群消化能 ,奶牛能量单位的多少则反映了数 、 质两方面的情况 。 因此就该草场类型来说 ,打草最适宜的时期为 8 月中旬 。3 . 6 草群地下部特征5 月份草地 。~ 10 厘米土层中集中了 。
~ 4 0 厘米总根量的 7 2 . 9 % ; o ~ 2 0 厘米土层
中集中了 O~ 40 厘米总根量的 87 % . 经回归
分析 . 地上部生物量的垂直分布呈明显的指
数分布规律 ,方程为 :夕一 1 . 3 9 4 7x 。 · ’ 2 , , , ( r -
0
.
9 9 5 0
,
F ) F
o
. 。 :
)
. 其中 y 为单位面积内从地
表到测产深度的距离 (厘米 , o 《 x ( 4 。 ) .
4 小结
1
. 草地返青草产量与冬半年的降水量累
积值 、春季 4 月 20 日~ 5 月 10 日平均气温均
呈显著正相关 ,并符合 y 一 a + bx 线性方程 ,
逐步回归得出二元线性回归方程 . 草地返青
草产量的高低取决于水热配合状况 ,水热配
合得好 ,返青期产量高 ,反之则低 。
2
. 牧草返青后 , 随着发育阶段对生 长环
境的适应 ,地上生物量不断积累 ,于 8 月中旬
达到高峰 ,地上生物量动态曲线呈单峰型 , 生
物量高峰期滞后降水 、气温峰值期约 1个月 ,
6 月中旬~ 7 月中旬是水分因子的临界期 , 即
干物质积累盛期 ,此时灌溉对地上生物量积
累的效果会更显著 。
3
. 草群地上生物量累积动态符合 log ist ic
二 * 。 一 一 。 ` 1 8 2 . 8 5四 毛戈 , 刀 1王 夕已 : y 一 了下下下一又一丁丁二不丽不1 , 气 r -~ ~ ’ 产可 一 ~ ` 甘 l 十 4 0 . 3 4 e 一 。 · ” , 3 1 , ’ 、 -
0
.
9 9 9 9 )
, 其中 t 为牧草生长天数 (从 5 月 1 5
日开始计时 , 。 < t簇 9 0 ) , 草群地上生物量衰
减动态拟合模式 夕~ 2 0 4 . 3 0 一 6 2 . 9 5In x ( r
~ 一 0 . 9 9 9 4 ) ,其中 x 为月份 (以 8 月 15 日为
1
.
5 , 此后每增加 1 个月 x 增加 1 , 1 . 5簇 x 簇
10
.
5 )
,
y 为地上生物量 (克 /米 2 ) 。
4
. 以峰值 8 月产草量为 1 0 0 . 0 0 % , 4 ~ 1 0
月产量动态系数分 别为 36 . 20 % 、 32 · 71 % 、
2 9
.
0 8%
、
8 7
.
6 6%
、
1 0 0
.
0 0%
、
8 1
.
0 7%
、
6 8
.
4 1%
. 以 暖 季 ( 6 ~ 1 0 月 ) 产 量 为
10 0
.
0 0%
,冷季则为 6 1 . 5 9% 。
5
. 地上生物量干鲜 比 , 即地上生物 量干
物质含量 ,在生长季变动在 30 % ~ 60 %之间 ,
群落地上生物量干物质含量与群落中所含中
生和中早生植物的多少 , 即群落对水分的需
要呈负相关 ,群落干物质百分含量随 R G R 减
少而 明显上升 ,在群落生长旺盛季节干物质
含量最低 。
6
. 草群在生长期间粗蛋白质随时间的推
移逐渐减少 ;粗纤维含量逐渐增加 ;草群消化
能 , N N D 动态与地上生物量动 态相似 , 草群
粗蛋白质 、粗纤维百分含量随时 间变化的线
性方程为 :夕, ~ 2 8 . 2 5 5一 2 . 4 2 4 x ,夕, ~ 1 3 . 0 1 5
+ 2
.
30 x9 (
x 示月份 , 5 ( x 蕊 1 0 , y 示该成分百
分含量 ) 。
7
. 草群地上部分氮的积累速率从返青到
7 月中旬基本恒定 ,此时群落地上部总氮量几
乎呈直线上升 ,因此施肥季节不能太晚 , 最好
在草群强烈生长到来之前 , 即 6 月上旬一中
旬施肥效果会更显著 。
8
. 地下部分生物量分布规律符合 y 一 ax “
曲线 ,表层 。一 20 厘米集中了大量根系 ,这是
地上生物量依赖水热因子具有明显季节性的
主要原因 。
4 参考文献
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Y a n g D i a n li n
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T h e g r o u n d
C U r V e一 y -
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u e t io n 15 a t t h e m id d le t e n d a y s in A u g u s t
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D u r i n g t h e
g r o w t h s e a s o n
, t h e r a t i o of h
a y a n d f r e s h h e r ba g e r e e o r d s b e t w e e n 3 0 %一 6 0% , a n d a e e o r d s
w i t h t h e 夕~ 一 2 4 . 5 9 5+ 5 . 9 7 s x . T h e r e t u r n in g g r e e n g r o w t h a n d d e v e l o p m e n t 。 f h e r饰 g e a -e
p e n d l a r g e l y o n w a t e r a n d h e a t
.
T h e p r os p e r o u s p e r iod
o f a e e u m l a t i o n o f g r a s b io m a s o n t h e
g r o u n d li e s b e t w e n t h e m idd le t e n d a y s i n J u n 绝 t o t h e m idd l e t e n i n Ju ly
.
T h e p e r e e n at g e e o n
-
t e n t 。 f 。 r u d e p r o t e i n 。 f t h e g r a s s a e e o r d s w it h t h e 夕一 2 5 . 2 5 8一 2 . 4 2 4 x , t h e p e r e e n t a g e co n t e n t
o f e r u a e if be
r o f t h e g r a s a e e o r d s w i t h 夕一 1 3 . 0 1 5+ 2 . 5 0 9 ( x i n d i e a t e s m o n t h ) .
K e y w or d s
:
Ch 邝工 声己汀玩` m众 m e a d o w , b i o m a s s d y n a m ie s , n u t r it io n d y n a m ie s , g r ea t X i n -
g a n 幻。 o u n t a l n s ·
(上接第 26 页 )
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a n d cE
o lo g ica l R es
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A B S T R A C T
T h e d o r m a n t r e a s o n s o f J a p a n e se la w n g r a s ( Z卿 J故而户勿忿口 S t e u d ) w e r e s t u d i e d in a se r ie s
o f e x p e r im e n t
.
T h e r e s u l t s i n d ie a t e t h a t t h e p o
r s e e d v igo
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e i n h ib i t o r y e h e m i e a l s u bs t a n e e s e x is t i n g b o t h i n n a k e d s e e d a n d t h e s e e d e o a t a r e m o s t ly
im p a e t t h e lo w g e r m i n a t io n o f t h e s e e d
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T h e r e u l t s a l s o s h o w s t h a t t h e e o n e e n t r a t i o n o f t h i s s u 卜
s t a n e e in n a kde se de 1
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K e y w o r d s : Ja 钾 n es L a w n g r a s s , in h ib i t o r y s u b s t a n e e , d o r m a n t r e a so n
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