全 文 ：青海畜牧兽医杂志
l8
2侧〕 1年第 31卷第 2期 (总第 152期 )
封育和灌溉措施对退化碱茅人工草地生长发育
及其生物量季节动态的影响 `
杨慧清` , 李晓明 ` ,孕切江` ,苍生海 , ,祁迎林 , , 费印霞 ’ , 王启基“ , 彭宏春 2 , 牛东玲 2
( 1
. 青海省海西州草原站 ,德令哈 , 81 7以叉〕; 2 . 中国科学院 西北高原生物研究所 )
摘 要 :对退化的碱茅人工草地植物生长发育及生物量动态变化的观察测定表明 ,由于缺水和次生盐渍化而退
化的碱茅人工草地在封育和灌溉条件下可得到迅速恢复 , 植物群落组成主要以碱茅为主 ;碱茅和群落地上生物量的
最大值在 8 月底 ;碱茅种群和杂类草生物量生长速率季节动态具明显的差异 ;地上生物量与株高呈显著正相关 ( P <
0
.
05 )
。
关键词 :封育和灌溉 ;碱茅 ;生长发育 ;生物量季节动态
中图分类号 : 58 12 . 3 文献标识码 : A 文章编号 : l X() 3 一795 0( 2仪〕l )02 一0 1 8一 02
碱茅 (乃似〕ine “记 ids at ns )是一种耐寒 、 耐旱 、耐盐碱的丛生禾本科牧草 ,可在中一重度 ( 0 . 5 一 14 . 7留kg )的盐
碱地上正常生长发育 。 它以分布范围广 ,耐贫痔 、耐牧
J胜好 ,品质优良等特性深受群众欢迎 。 由于耐盐碱的性能较强 ,适宜在次生盐渍化的弃耕地上种植 。 尤其在灌
溉条件下具有 良好的适应性和改 良盐渍土壤的性能 。
有关碱茅在内地盐碱地改良或在次生盐渍化撂荒地的
种植技术 、生态学特性的研究已有报道 〔’么 3〕。 为了更好
地发挥碱茅在柴达木盆地退化生态系统植被的恢复 、重
建 ,以及在改 良次生盐渍化弃耕地中的作用 , 我们于
1卯8一2仪刀年在 “ 95 ” 国家科技计划项 目的资助下 , 开展
了该项目子专题《畜牧业与生态环境协调发展示范研
究》的各项研究 ,本文为该研究的部分内容 。 旨在通过
观察测定由于次生盐渍化而退化的碱茅人工草地在封
育和灌溉条件下的生长发育状况及生物量动态 ,揭示退
化碱茅人工草地的植被恢复状况 ,植物群落结构特征 、
地上生物量形成规律和适应性 ,为碱茅在柴达木盆地退
化生态系统恢复 、 重建以及退耕还林 、还草战略部署的
实施提供科学依据和技术措施 。
1 试验区基本概况试验区位于柴达木盆地中部的德令哈市以南 25 km处的孕海农场境内 , 198 7 年因次生盐渍化严重而被弃
耕 , 于 1卯7 年由州政府划拨给海西州草原站使用 , 面积
肠 . 67 lunz
。
柴达木盆地的气候属典型的高寒干旱大陆性气候
类型 ,试验区地处柴达木盆地干旱荒漠区 , 由于深居大
陆腹地 ,海拔较低 , 四周高山环绕 ,西南暖湿气流难以进
人 , 因此降水稀少 ,气候干燥 , 日照充足 ,太阳辐射强烈 ,
气温较高 。 海拔高度 2 87 5 一 2 8 84 m 。 年平均气温 I
2
.
8℃ , ) 0℃积温约 23 63 . 9℃ , ) 10 ℃积温 6印 . 0℃ , 持
续天数约 1 1d3 ,年 日照时数 3 le . h6 ,年辐射总量 69 3 . 3
kJ c/ 讨 。 年降水量约 18 1 . 8~
,年蒸发量约 2 37 0 ll n l l , 干
燥度 2 . 4 。 降雨多集中在 6 一 8 月份 , 占全年降水量的
58
.
36 %
,土壤为盐化耕灌棕钙土类型 ,轻度盐碱地耕作
层全盐含量平均为 3 . 92 留吨 , 中度 、 重度盐碱地耕作层
全盐含量平均为 7 . 26 梦吨 、 16 . 63 岁kg ,土壤盐分组成主要
以氯化物为主 , p H 值 7 . 98 一 8 . 巧 之间 。 撂荒地退耕前
栽培作物以春小麦 ( irT ict um aes t~ )为主
,弃耕后植被
组成以芦苇伽六啤闷 est aust 耐 is ) 、 阔叶独行菜 (坤诚um及功〕il um ) 、刺儿菜 ( `汤月um ~ um )等为主 。 平均总盖度
17 %
,基本失去利用价值 。
2 研究内容及测定方法
2
.
1 实验设计
试验样地选择在 1卯3 年人工种植的碱茅草地 ,此
后由于干旱少雨 ,缺乏灌溉和管理而退化 ,植被稀疏 ,碱
茅株高 cZ m 左右 ,盖度仅 巧%左右 ,地表形成一层盐霜 ,
成为退化的盐碱地 ,几乎没有任何利用价值 。 该项试验
以采用围栏封育 、松耙 、 补播和灌溉等措施 ,使退化人工
草地得到恢复 , 生态环境有所改善 。 本试验于 1卯8 年
开始实施 ,首先用铅丝网围栏封育 , 1卯8年灌溉 2 次 (包
括 1次冬灌 ) , 1望刃 年返青前春灌 1次 , 1夕为 年植物返青
后选择植被较均匀 、有代表性的地段设置样地 。 观察测
定碱茅群落的结构特征 、地上生物量季节动态变化和株
高季节变化 , 同步测定有关气候资料。 l )刀〕年 5 一 8 月
生长季共灌溉 2次 。
.2 2 测定项目
2
.
2
.
1 地上生物量和植株高度季节动态
在生长季 ( 5 一 8 月 ) ,每月 2 日左右用收割法测定
地上生物量 ,样方面积为 0 . s m x 0 . 5 m , 5 次重复 。 并按
碱茅 、杂类草分类 ,称取鲜重后 ,在阴凉处风干至恒重后
再称取干重 。 在测定生物量 的同时随机选取碱茅 20
株 ,测定其植株的 自然高度 。
2
.
2
.
2 植物群落组成及其分盖度测定
群落组成的测定于 1望粥) 年 7 月底进行 ,测定时采
用样条法 ,将 0 . 5 x 0 . 5m 样条分成 0 . 5耐 x 0 . 5时 的 10
个小样方 ,记录样方内的所有植物种 ,并用估测法测定
其分盖度闻 , 2 次重复。
3 结果与分析
3
.
1 碱茅群落地上生物量季节动态
根据孕海地区气候条件 ,碱茅种群一般从 4月 为 日左
右返青 ,干物质即从植物返青开始积累 ,并随植物生长发育
节律和气温升高 、降水量的增加而逐渐增大 (图 l) 。
- 4 - 碱茅
一 . - 杂类草
-
.奋- 群落
50Z
n`1人二ǎ下飞谕à训娜州
O 一 . . ` 二二2 00 0 . 5 . 22
图 1
6
.
2 1 7
.
23 8
.
2 4
碱茅地上生物量季节动态
/ 该项研究由 “ 95 ” 国家科技攻关计划项目资助 (编号 97 一 9 24 一02 一0 3一03 )
收稿 日期 ; 2以〕l 一1 扬
l 9
2 /2 ( X )
青海畜牧兽医杂志
Ch i n es eQi
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ai J o um 习o fAni l n al n adV et ei rn ar yS ci en e es
3 1卷2 期
Vol
.
3 1
,
N o
.
2
由图 1可知 ,在返青期碱茅种群干物质积累缓慢 ,
地上生物量很低 ( 9留耐 ) , 6 、 7 月随着温度的升高 ,水分
条件的好转 , 生物量逐渐增大 ( 37 . 2留时 、 121 . 2岁时 ) ,
到 8 月下旬达到最大值 ( 148 梦时 ) 。 此时碱茅种群地
上生物量占群落地上生物总量的 67 . 64 % , 此后随着
温度的下降和生长期的结束 , 生物量开始下降 。 群落
生物量季节变化趋势与碱茅种群的变化趋势基本相
似 。 杂类草地上生物量从返青到 7 月 中下旬一直较
低 , 5 、 6 、 7 月的生物量分别为 2 . 0留时 、加 . 0留时 、 29 . 6留
耐 ,到 8 月下旬达到高峰期 (70 . 8岁耐 ) 。
3
.
2 地上生物量增长速率季节动态
生物量增长速率是单位时间植物 生物量的增长
量 。 在相同生长期内 , 不同的植物生长速率不同 ;同一
类植物在不同的生长期生长速率也不相同 (图 2) 。
趋势 ,即在返青期最高 (印 . 23 % ) , 碱茅生物量高峰期的
含水量为 46 . 89 % 。 这种变化规律与碱茅的生物学特性
和生长发育节律有关 , 即碱茅为耐旱植物 ,植株的含水
量较小 , 营养期的含水量较高 ,生殖生长期含水量较低 。
杂类草的含水量从返青开始逐渐增大 ,到 7 月底达到最
大值 ( 74 . 71 % ) ,果后营养期 ( 8月份 )明显下降。 群落含
水量变化趋势与碱茅相似 ,居二者之间 。
3
.
4 群落盖度和株高季节变化
碱茅种植群落总盖度和株高随植物生长发育节律和季节的变化而逐渐增大 (图 4) 。
. 株高 ( e m )
. 盖度 (% )
2 00 5
.
22 6
.
2 1 7
.
2 3 8
.
2 4
60543210ùǎ承)侧相喇.。à坦澎
一 , - 碱茅
- . 一杂类草
-州 , - 群落
ùnU一0ǐ1nU4 0,qJ臼人0
ǎp .。之J哥姻平州
4
.
2 0
一
5
.
2 2
5
.
2 3
一
6
.
2 1
6
.
2 2一
7
.
2 3
7
.
2 4一
8
.
2 4
图 2 碱茅种群及杂类草生长速率季节动态
由图 2 可以看出 , 在生长季碱茅种群生物量增长
速率呈单峰式曲线 , 返青期增长速率较低 ( 0 . 3以时 ·
d)
,牧草生长旺盛期 ( 6 、 7 月份 )增长速率较大 ( 0 . 93 岁
时 · d 、 2 . 16岁耐 · d) , 到 8 月底进人生殖生长期增长速
率有所下降 。 群落生物量增长速率与碱茅种群的变化
趋势基本相似 。 在生长季杂类草的生物量增长速率呈
双峰式曲线 , 即返青期增长速率很低 ( 0 . 06 以时 · d) ,花
期前的营养生长期 (6 月份 )为第 1个高峰期 ( 0 . 60 留时
·
d)
, 到生殖生长期 (7 月份 )有所下降 (0 . 30 以时 · d) ,到
果后营养期生长速率明显增大 , 此时为第 2 个高峰期
l(
.
29 留时 · d) 。 这是由于杂类草花期和结果期在 6 、 7
月份 ,此时因生殖生长而使干物质积累减少 , 8 月份为
杂类草的果后营养期 , 这段时间干物质积累速率增大 。
而碱茅种群营养期较长 ,开花时间较晚 ,到 7 月底才开
始开花结果 。 由于 7 月份气温最高 、水肥条件较好 ,碱
茅又处在营养生长期 , 因此 7 月份的生长速率最高 。 8
月份进人生殖生长期后 , 由于生殖生长使物质的消耗
增大和生长发育进程的结束 , 同时进入物质的转移阶
段 , 干物质积累速率有所下降 ,所以碱茅生物量增长速
率呈单峰式曲线 。
3
.
3 植物群落含水量季节动态
水分是植物组成的主要成分之一 , 它在植物生命
过程中起着致关重要 的作用 。 不同的植物类群在植物
各发育阶段的含水量具明显的差异 (图 3 ) 。
-今- 碱茅
- . - 杂类草
- 奋- 群落
ēU一nUOOéō04口`
ǎp .承à关训如
0 L
es es - e
,
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2O0()
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5
.
22 6
.
2 1 7
.
2 3 8
.
2 4
图 3 碱茅群落主要类群含水量季节动 态
图 4 碱茅种群株高及群落盖度季节动 态
从图 4 可知 , 群落返青期盖度较低 ( 28 % ) , 5 月下
旬到 6 月下旬 ,群落的盖度增加很快 ,基本达到群落的
最大值 ( 57 % ) 。 此后种群盖度有所增加 , 但群落总盖
度的增加并不显著 , 8 月底群落总盖度达 印% 。 碱茅
种群株高在营养生长期较低 , 到 5 月 底的株高为
2
.
05 c m
,
6 月底的株高为 8 . 2 c5 m ,期间平均每天仅生
长 0 . 1c3 m 。 6 月底到 7 月底为碱茅的拔节期 ,株高生
长迅速 ,平均每天生长 1 . 02 c m ,此时碱茅株高基本达
到最大值 ( o4 . gl c m ) 。 在生殖生长阶段 ( 8 月份 )除营
养枝外 ,生殖枝株高几乎不再增加 。
经相关分析 (表 l) 表明 , 生物量与株高呈显著的
正相关 ( r = 0 . 9 5 17 ) ,生物量与盖度 、盖度与株高呈正
相关 。
表 1 株商 、 盖度 、 生物 t 之间的相关分析
株高 ( c m ) 盖度 (% ) 生物量 (岁时 )
株 高 1
盖 度 0 . 7 19 3 18 1
生物量 0 . 95 1 7抖 0 . 7 5 6 38 1
在整个生长季内 ,特别是气温最高 ,降水量最大的
7 一 8 月 ,正是碱茅抽穗 、开花 、 结实等几个重要发育阶
段进行的时期 。 碱茅作为群落优势种 ,它的生长发育
及其生物量形成直接影响到群落的生产力 。 柴达木盆
地的水热同季 ,为植物的生长发育和干物质积累提供
了有利条件 。 此间若能加强 田间管理措施 , 如灌溉 、施
肥等农业措施 ,并禁止家畜采食 ,可增加碱茅植物群落
的地上生物量和干物质的积累和植物的株高 , 可大幅
度提高碱茅人工草地的产草量和植被恢复速度 ,体现
碱茅人工草地的生态和经济效益 。
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~ 2 35
由图 3可知 ,碱茅种植群落植物含水量呈逐渐递减