全 文 ：　围栏封育对新疆伊犁绢蒿草地的影响
刘长娥1 , 2 ,安沙舟2 ,孙宗玖2 ,杨永兴1
(1.同济大学环境科学与工程学院污染控制与资源化国家重点实验室长江水环境教育部重点实验室 ,上海 200092;
2.新疆维吾尔自治区重点实验室 新疆草地资源与生态实验室 新疆农业大学草业工程学院 ,新疆 乌鲁木齐 830052)
摘要:2005 年 ,对伊犁绢蒿 Seriphidium transillense 草地设置围栏内外草地植被和土壤对比 , 分析封育对草
地植被和土壤的影响。调查结果显示:封育后 , 伊犁绢蒿个体植株高度增高 , 地上生物量上升 , 丛幅增大。
封育后土壤条件得到改善 ,处于围封中的土壤容重较放牧利用中的土壤容重小 ,水分含量升高 ,尤其是 5 ～
10 cm 土层变化显著。围封 3年内 , 草地植物组成成分无明显变化 , 但优良牧草产量比例增加。总体表明:
围栏封育改善了草地植被生长状态 ,提高了草地质量。
关键词:围栏;伊犁绢蒿;植被;土壤
中图分类号:S812.8　　　文献标识码:A　　　文章编号:1001-0629(2008)10-0010-05
＊ 　新疆是我国第三大草原省区 ,天然草地辽阔 ,
地貌的多样性和特殊的气候条件形成了以荒漠为
基带的草地垂直梯度分布模式 。荒漠草地是新疆
的主要草地 ,同时也是最重要的春秋牧场。其中 ,
蒿类半灌木荒漠是荒漠草地的主导类型[ 1-4] 。
放牧是草原畜牧业的主要经营方式之一 ,对
于自然环境较为恶劣的荒漠草地而言 ,草畜的极
端不平衡及早牧 、过牧的恶性循环 ,往往导致草地
植被的严重退化 。据统计[ 5] , 荒漠牧场超载
50%～ 120%,草地牧草生长受到严重抑制 ,造成
草地生态保护功能衰竭 ,草地的经济潜力 、服务性
能和健康状况急剧下降。伊犁绢蒿 Seriphid ium
transi llense 荒漠草地是新疆非常重要的春秋牧
场 ,但由于受到春秋牧场不足以及处在返青和越
冬前储备营养 2个关键期 ,过度利用使其成为新
疆草地退化的重灾区[ 6] 。围栏封育是实现受损草
地自我修复最经济 、最有效的方法 ,是科学地恢
复 、重建草地植被 ,保护草地生态环境 ,维护草地
生态系统平衡的一种行之有效的手段。围栏封育
可促使草地迅速恢复原生植被以及促进草地生态
系统的良性循环 。围栏封育的这种功效已经被国
内外众多学者研究证实[ 7-13] 。
1　研究区域概况
研究区位于中亚荒漠天山北坡中段昌吉市西
南部阿什里乡 ,地理位置为 43°49′26″～ 43°56′51″
N ,87°02′08″～ 87°05′24″E ,为山前洪积冲积扇河
阶二级台地 , 海拔 700 ～ 1 000 m 。年降水量
180 ～ 190 mm ,年蒸发量 1 760 mm ,干燥度 4 ～
10 ,年均温 6.5 ℃,无霜期 160 ～ 190 d。土壤为灰
漠土 ,土质为黄土状物质 ,土层较厚 ,一般均在 1
m 以上 。伊犁绢蒿是该地的地带性植被 ,春季有
短生植物发育 ,夏季一年生植物形成优势片层 ,生
产上多作春秋草地利用[ 14] 。冬季有积雪 ,能增加
地面温度 ,保护多年生植物越冬;春季雪融 ,加之
气温回升较早 ,土壤水分条件好 ,使植物可以在湿
润的土壤中迅速返青 、萌发 。2005年 4月 3日调
查时 ,牧草正处于返青期 ,多数牧草刚开始萌芽 ,
积雪的融化为牧草的萌发生长提供了充足的水
分 ,这种土壤水分对干旱的阿魏滩荒漠极为珍贵 ,
对蒿类荒漠植被的生长与恢复极为关键 ,为草地
植物的生长奠定了基础。同时使一些短生 、类短
生植物能够利用这些暂时充足的水分 ,迅速完成
发育周期 ,为早春饲料严重短缺提供及时的补给。
研究区伊犁绢蒿草地 ,由于受到当地牧民的
超载和超前放牧 ,导致草地群落优良牧草逐年减
10
10/ 2008 草　业　科　学PRATACULTURAL SCIENC E 25 卷 10 期Vol.25.No.10
＊收稿日期:2007-10-25
基金项目:新疆维吾尔自治区科技厅重点实验室资助;国家
自然科学基金项目(40771013);2004年上海市科
学技术委员会重大攻关项目(04DZ19302)
作者简介:刘长娥(1967-), 女 ,江苏铜山人 ,博士后 , 主要从
事草地生态与草地退化 、湿地生态系统物质循环
与退化过程研究。 E mail:l e566@163.com
通讯作者:安沙舟　E m ail:xjasz@126.com
11　
少 ,一年生藜科草本逐渐增多 ,为了恢复原生植被
以及促进草地生态系统的良性循环 ,当地相关管
理部门在草地出现退化征状的初级阶段就开始对
部分草地实行了封育 ,至今已有 20个年头。
研究样地选择遵循典型性 、代表性的原则 ,在
围栏内外选择植被生长均匀且能够代表本区域草
地类型的样地 ,同时对围栏外选定的研究样地用
铁丝围起 ,保护草地植被不被牲畜啃食和破坏 ,保
证调查的客观性 。利用 GPS精确定位 ,确定长期
定位采样点。2005年 4-10 月草地植物生长季 ,
逐月对确定的采样点进行生态调查与采样。设置
1 m ×1 m 样方 ,重复 3次采样 。用收获法按种齐
地面采集植物地上部分。土壤样品的采集与植物
同步进行 。
2　研究内容与方法
2.1植物群落特征变化　对围栏内外草地植
被特征进行调查 ,调查测定的指标主要为高度
(cm)、盖度(%)、密度(丛/m2)、生物量(g/m2),
分种进行 。生物量采用齐地面刈割法 ,研究以测
定植物活体的干质量来表示生物量;高度采用自
然高度;密度以丛数计算;盖度为垂直投影盖度 ,
采用目测法。
2.2 土壤含水量调查　在围栏内外随机布设
样方 3处 ,面积为 0.5 m ×0.5 m ,从地表向下分
层取样 ,即 0 ～ 5 、5 ～ 10 、10 ～ 20 cm ,分层装入事
先称量并注有相应编号的铝盒 ,带回实验室 ,用烘
干法(105 ℃),测得不同层土壤水分含量。
2.3 土壤容重调查　同样在围栏内外随机布
设样方 3处 ,面积为 0.5 m×0.5 m ,用修土刀修
平土壤剖面 ,并记录剖面的形态特征 ,按剖面层次
分层采样 ,即 0 ～ 5 、5 ～ 10 、10 ～ 20 cm ,每层重复3
个 ,分层装入事先注有相应编号的聚乙烯塑料密
封带 ,带回实验室 ,称取环刀内湿样量(g),计算环
刀容积(cm3)、样品含水量(%),最后计算出土壤
容重(g/cm3)。
3　结果与分析
3.1 植物群落特征变化
3.1.1围栏内外地上生物量和高度变化　地上生
物量是衡量草地生产能力强弱的重要指标之一 ,
也是进行合理载畜量计算的主要依据[ 15] , 围封
后 ,伊犁绢蒿生物量明显增加 ,并呈现出“双峰”型
生长规律 。而未围封的伊犁绢蒿草地 ,由于家畜
频繁啃食 ,嫩绿枝叶被大量消耗 ,有机物质积累减
少 ,植株始终处于营养消耗阶段 ,生物量大幅度降
低(图 1)。从草地产量组成结构看 ,围封后产量
的增加主要是由适口性较好的优势种伊犁绢蒿产
量增加引起的(表 1),受春季短生及类短生等种
群不稳定性的影响[ 16] ,伊犁绢蒿产量结构春季不
稳定 。秋季是伊犁绢蒿产量比例最高时期 ,围栏
内伊犁绢蒿产量 10月占总产量的 89.04%,而同
期围栏外伊犁绢蒿产量仅占总产量的 53.2%。
围栏封育后优良牧草产量增加 ,杂类草产量下
降[ 17] 。
　　高度是植物健康生长的一种标识 ,也是植物
群落主要特征之一 ,围封后植株不受外界扰动 ,能
够保持正常生长状态 ,自然高度同样表现为“双
峰”型生长规律(图 2)。
3.1.2围栏内外植株密度和盖度变化　盖度和密
度是衡量草地植被的重要指标之一 ,可以间接反
映植物生长的繁茂程度和绿色植物光合能力的强
弱以及群落经济性状的大小[ 18] 。围封后 ,植株得
到了充分生长发育 ,能够正常开花 、结籽 ,完成生
育周期。围封有利于伊犁绢蒿分枝 ,促使其丛幅
增大 ,枝条数增多 。围栏内伊犁绢蒿平均密度为
表 1　围栏内草地植物组成成分产量比例变化 %
植物种类 测定时间(月-日)
04-19 05-04 05-19 06-03 06-18 07-03 07-18 08-02 08-17 09-01 09-18 10-01 10-18
伊犁绢蒿 71.19 69.60 75.58 81.10 86.16 82.49 85.74 77.61 75.09 79.77 87.16 89.11 88.97
一年生草本 9.67 14.00 17.03 18.90 13.84 17.51 14.26 22.39 24.91 20.23 12.84 10.89 11.03
短生 、类短生 19.14 16.40 7.40 - - - - - - - - - -
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12　
36丛/m2 ,其中 ,每丛 21枝 ,756枝/m2 ,而未围封
的伊犁绢长期受牲畜的啃食 ,植株生长受到抑制 ,
使植丛的丛幅变小 ,每丛的枝条数下降 ,植丛的数
目增大 ,平均为 45丛/m2 ,每丛 5枝 ,平均密度为
225枝/m2 , 伊犁绢蒿总密度为围栏内 >围栏外
(表 2)。
表 2　围栏对伊犁绢蒿密度的影响
时间
(月-日)
密度(丛/ m2)
围栏内 围栏外
4-03 12(丛) 5(丛)
4-19 36(3 ～ 4 枝/丛) 30(2～ 3 枝/丛)
5-04 38(6 ～ 8 枝/丛) 16(3 枝/丛)
5-19 38(10～ 18 枝/丛) 46(4 枝/丛)
6-03 45(32 枝/丛) 50(6 枝/丛)
6-19 50(44 枝/丛) 83(8 枝/丛)
平均 36(21 枝/丛) 45(5 枝/丛)
3.2 土壤水分含量和容重的改变　围封后 ,
伊犁绢蒿草地土壤 0 ～ 5 、5 ～ 10 、10 ～ 20 cm 各土
层土壤水分含量普遍增加 ,其中 , 5 ～ 10 cm 土层
水分含量增加最多 ,其次是 10 ～ 20 cm 土层 ,0 ～ 5
cm 土层水分含量增加最少 。土壤容重显示同样
的规律 ,5 ～ 10 cm 土层容重在围封后减小的幅度
最大 ,其次是 10 ～ 20 cm 土层 , 0 ～ 5 cm 土层土壤
容重减小幅度最小(表 3 、表 4)。土壤水分含量和
土壤容重的这种变化规律与当地干旱气候有关 ,
强烈的蒸发使 0 ～ 5 cm 土层始终处于干燥状态 ,
主要是因为表层土壤较易受到气候等因素影响的
缘故[ 19] ,围封对这层土壤的影响不大。
　　围封保护地表土层不被破坏 ,减少水分蒸发 ,
从而使土壤含水量增加 ,改善土壤湿度;围封使土
壤解除了压力 ,孔隙度增大 ,土壤容重减小 ,自然
结构得到逐步恢复。
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表 3　围栏对土壤含水量的影响 %
试验区 土壤深度
0 ～ 5 cm 5 ～ 10 cm 10～ 20 cm
围栏内 4.73 8.95 10.34
围栏外 3.67 6.75 8.68
表 4　围栏对土壤容重的影响 g/ cm3
试验区 土壤深度
0 ～ 5 cm 5 ～ 10 cm 10～ 20 cm
围栏内 1.29 1.26 1.28
围栏外 1.30 1.42 1.31
4　讨论
受损植物和土壤的恢复与人为干扰和环境因
子影响程度有着密切关系 ,在人为频繁扰动下 ,植
物的生长繁殖受到一定程度的抑制 ,频繁 、过量的
采食和践踏使绿色植物的个体数减少 ,株丛矮小 ,
叶面积指数下降 ,同化面积缩小 ,从而使能量在生
产者上流动受阻 ,植物得不到及时的能量积累 ,从
而导致种群数量降低;围栏保护植物不受扰动 ,给
植物生长以最大的发展空间 ,使其充分利用现有
资源进行生长繁殖和自身建设 ,实现自身生物量
的最大积累[ 20-23] ,幼小嫩芽和种子能够得以萌发
与生长(10月 20日调查时 ,发现许多新发出的植
物幼苗高 0.5 ～ 1.0 cm),补充完善群落结构 。同
时围栏保护土壤结构不被破坏 ,从而使其有充分
的愈合与发育时间 ,为植物的恢复与生长奠定良
好的物质基础。
围栏阻止了人类以及牲畜对草地植被和土壤
的破坏 ,但气候环境因子是无法控制的 ,降水量对
植被的恢复和生长极为重要 ,尤其是对干旱荒漠
区植被的生长与恢复 。有限的降水和强烈的蒸发
使围栏后植被恢复为原生状态需要的周期要比其
它草原区长 ,而土壤通常具有较强的滞后性 ,围栏
后土壤物理性状变化不如植被变化显著 。
5 ～ 10 cm 土层在围封后变化比较明显 ,可能
与当地气候有关;在牧草生育期 ,蒸发量远远大于
同期降水量 ,长期干旱的气候迫使 0 ～ 5 cm 表层
水分大量蒸发 。围封后的土壤 ,由于表层结构受
损较小 ,能够减少蒸发;围栏外 ,土壤表层结构被
严重破坏 ,加上植被盖度小 ,土壤水分蒸腾快 ,因
而表现出 5 ～ 10 cm 土层在围封后水分变化比较
显著。
5　结论
围栏封育可以保护适口性好的植物不受外界
扰动 ,促使伊犁绢蒿枝条数增加 ,特别是生殖枝 ,
增加植株高度 、盖度 ,丛幅增大 ,从而在一定程度
上抑制一年生草本的生长 ,有利于提高草地牧草
质量 ,促使草地正向演替。
围栏封育保护了土壤结构的完整性 ,改善了
土壤结构 、透气透水性能以及水分条件 ,对伊犁绢
蒿草地 5 ～ 10 cm 土层影响比较显著 ,为植物生长
创造了良好的立地条件 。
围栏效果对伊犁绢蒿荒漠草地植物组成成分
的改变不明显 ,但使优良牧草产量比重增加 ,提高
了草地质量 。
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Influence of fencing on Seriphidium transi llense pasture in Yili region of Xinjiang
LIU Chang-e1 , 2 , AN Sha-zhou2 ,SUN Zong-jiu2 ,YANG Yong-xing1
(1.Co llege of Environmental Science and Engineering , Tong ji University , Key Labo rato ry of
Yang tze River Water Environment , Ministry of Education , Sta te Key Laboratory of
Po llution Control and Resources Reuse , Shanghai 200092 , China;
2.Key Labo rato ry o f Autonomous Reg ion Xinjiang Labo ra to ry of G rassland Resources and Ecolog y ,
Department o f G rassland Science , Xinjiang Agricul tural Universi ty , Urumuqi 830052 , China)
Abstract:This paper compared plants vege tation and soi l inside and outside of the fencing in Seriphid-
ium transil lense pasture in 2005 , and analy zed the effects o f fencing on plant vege tation and soil.The
result show ed that plant height , aboveground biomass and cluster of Seriphid ium transi l lense had an
obvious increase af ter enclo sure.The soil quality w as improved , the soil bulk densi ty inside fence w as
less than that of the outside , but soi l w ater content increased , especially in 5 ～ 10 cm soil layer.The
plant components of the pasture had no obvious change , but the propor tion of dainty g rasses increased
remarkable.In conclusion , enclosure improved plant g row th and the quality o f pasture.
Key words:fencing;Seriphidium transi llense;vegetation;soil
PRATACULTURAL SCIENCE(Vo l.25.No.10) 10/ 2008