全 文 ：白羊草灌草丛植被的研究
,
、 植被生产性能的测定嵌
山西省畜收研究所 陈 安 仁
摘 要
本试验测定 了白羊草灌草丛的产量动态 , 地下器官非结构性碳水化合物的
贮备动态 , 群落的地上和地下部分生物量结构 , 放收和刘割的再生性能 , 草地
和胡枝子的营养动态曲线 , 光合生产力及碳 同化途径的研究等项 目。 获得灌草
丛群落和胡枝子之间的一些相关数据 。
前 言
白羊草灌草丛 的生物学和生产力测 定 , 我们过去作得很少 , 国 内也是一项 空 白 。 为
了进一 步提高灌草丛的利 用效率 , 制 定改 良草地的技术措施 , 首先必须揭示 它的生物学
特性和生产性能 。 为此 , 我们侧 重灌草丛 的饲用特点和价值 的生产测 定 , 也侧 定 了主要
胡枝子植物 的生产价值 , 并由此 而说明 它们在灌草丛 中的作用和意 义 。
白羊草灌草丛青草贮备的月动态
由于月份水热条件的变动 , 草地牧草
生物量的积累月差有不同的数量 。 过去野
外调查的侧产 , 常用一次性XlJ 割量来计算
草地载畜量 。 这样的数据是 比较粗略的 ,
往往不能说 明真实的生产力和生产量的时
间差异 。 而且因人力及测产手段的关系 ,
野外调查常拉长在生长季节中的几个不同
月份测定 , 这样的数据因季节变化而很不
一致 , 不能作为同一草地植被 间 互 相 比
较 。 所以必须进行月产量测定和用互相间
的消长率计算 , 从而可 以按消长率拆算成
最高月产量来表示不同地块间 生 产 力 比
较。 所以我们测定了灌草丛植被月份贮备
量及累进或消失比率 , 则进一步用以计算
月暇畜皿 , 用它来规划月放牧皿 , 按月变动
放牧畜群数量或计算月份实用草地面积 。
这就比年载畜量更科学 、 更细 致 地 制 定
草地容畜量 、 放牧密度和放牧小区面积 ,
也更合理的利用草地生产力 。 月贮备量也
很好说明植被不同时期生长势和营养物积
累量的分配曲线 。
试验地选择在 1 9 8 0一 1 9 8 2年围栏的白
米 本文 的部 分观测数值 为山 西省生物研 究所 卜宗式、 卢崇实和山 西省畜枚研 究所
张佐 、 马明荣 、 封淑美 、 张必理等人参加测 定 。 ·
表一 白羊草潜草丛及植被建群种 (白羊草 )青草贮备盆的月动态
石谙甄二件歇之一…二…上…立…二…土…立…兰
白 羊 草 1 3 2 2 6 9
`
4 41 4 6 0 01 5 8 73 43 2 6
1 1
。
61 0 0二旦二{ -竺些灌 草 丛
建群植物
青草产量 (斤/ 亩 )
为最高月产量的%
月 增 率 (% )
青草产量 (斤/ 亩 )
为最高月产量的 %
月 增 率 (% )
1 0 01 41 1 3 81 1一 9
7 6
23
。
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(白羊草 )
1 0 0
。
1 05 2一 23 1 0一 3
4 4
。
1
一 4 0。 0
羊草灌草丛地 , 数值为三个样 区 的 平 均
值 。 从测值可以看出是 以七月份为最高数
值的山峰形曲线 (表一 ) 。
白羊草灌草丛的地上和
地下生物最结构
植被生物量的结构分析对研究植物群
落生产性能和利用特点 、 生态特征和效益
以及对生境的关系和群落演替等都有很大
意义 。 白羊草灌草丛地上生物量结构形式
是金字塔形 (图 1 ) , 而且塔基特别宽广 ,
。一 20 厘米层内生物量 占 70 % 以 上 。 这 种
群落表现为最理想 、 最标准的下繁放收型
的结构 , 地表复盖率大 , 控制水土流失效
率也很高 。
地下生物量 (活根量 ) 的粗 、 中 、 细
根数量比率和层次分布比率 (图 2 ) 对了
解群落生态价值 , 土壤与植物间能量转化
和平衡 , 对土壤增加有机质含量及强大根
系对土层的控制力都有很重要的意义 。 从
材料分析 , 白羊草灌草丛主要根系分布在
50 厘米土层中 , 土表至 10 厘米土层根量占
50 % 左右 。 全部根量 中 以 细根 (直径 0 . 5
毫米以下者 ) 为主 , 占80 % 以上 , 细根为
粗根重量的 12 倍 。 测定的地下 总 根 量 为
3 2 9 6克 /米 “ , 地下生物量为地上生物量的
3
.
6 6倍 , 说明这种植被 的 根 系 发 达 , 抗
逆性强 , 对土壤养分和结 构 的 改 善 , 固
土 、 保土力都很优良 。 尤其是 白羊草的地
下短根茎的固土力强 , 耐牧性特别好 。
白羊草灌草丛主要植物的光合生
产力及碳同化途径测定
测定草地植被和牧草价值的主要指标
是草的质量和数量 , 而衡定它的是牧草光
合生产力 , 也就是牧草对太阳光能利用转
化为植物化学能的能力 。 因此 , 我们对 白
羊草灌草丛植被的优势种和建群植物作了
有关光合生产力和碳同化途径的测定和分
析 。 材料取自五台山南坡中山 干 旱 暖 温
地 。 胡枝子采集花期茎 、 叶 , 白羊草取抽
穗期植株上部 1一 3位功能叶片 。 白天在自
然光下测净光合速率 , 晚上 19 一 23 时遮光
测定暗呼吸速率 。 另外 , 从叶片解剖结构
观察和 CO : 补偿点的测定 , 获得 (表 三 )
数值 。
结果表 明 , 白羊草和达乌里胡枝子的
净光合速率较高而暗呼吸速率则较低 。 两
种植物的耐旱能力表现较强 。 这两项生理
特性说 明它们在干旱条件下对本身干物质
。 夕5之
的积累很有利 。 二色胡枝子和铁扫帚则相
反 。 所以说光合速率是枚草产量形成的基
础 。 除这种生理指标外 , 如果再加上叶面
积指数是可以预测牧草生产力的 。
表中还指出 , 白羊草的 CO : 补偿点很
低 , 按理论分析和植物解剖结构观察 , 它
是属于 C ` 类型植物 。 另外 , 从综合观察结
果证明胡枝子属植物均为C 。类型 。 它们的
CO : 补偿点数倍地高于 C `植物 , 而且 质量
(粗蛋白质量 ) 和适口性也都优于 C ` 类型
(如白羊草 、 黄背草等C `植物 ) 。
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图 1 . 白羊草草地地上生物量结构图
地面。fO劲304助
,
. 地不生物莞漫 : 3 2 96 · 6克梦
2
.地下生的趟 : 地上生物鸟量= .3 6:6 f
3相很 : 中报 · 细报 = :1 比 7 , 12 刀 (细根直提荆 `于
“ 甘 , 中撇抢。一5一 2毫举找社怪衍 2毫和
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图 2 . 白羊草草地地下生物量结构图
表二 白羊草灌草丛和亚 高山五花草甸的地上与地下生物且 比较
亚高山五花草 甸
白羊 草 灌 草 丛
{ 她 卜生物量 { 地下生物量 …地上与地下 { 茎 、 叶 、 (花 )
1三枣些{兰 }止卫兰匕 {生暨醚竺一…生j …一卜一 三里生一{一一竺丝一…一 -竺竺一卜二生兰一
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es es一竺生一二土竺二二一里二一
巨上生物量 量 与 些
(克 /米 “ ) (克 /米 “ ) 生物量比例
1 0 1 8 6 2 6 4 1 : 6
。
1 5
样地 : 五 台山 测 定时间 : 81 年 7 月下旬
根系非结构性碳水化合
物贮备全及其动态
碳水化合物的贮备对牧草 的 物 候 阶
段 、 生长发育 、 生活力、 群落演替的兴衰
和生产能力都起着显著作用 。 根系的碳水
化合物贮备尤其对多年生牧草和灌木的越
冬力、 再生力、 抗春寒性和耐牧性有更大
表三 光合生产力与碳同化途径 比较
丈丈 一 “ C一 ` ’ 「 i事-更 合甚 草 ” {’ 晤渝苹谈 探 一举’ 丫二八几 r一二毛尸 下疏 谷 ’ , , 一 ’二丫哭 目 }辉。瘪克哲 _ _ 、 、{了CO : 毫克断 . 、l 妇口 2 下户1云点 」恢 回 ’七植 亡 \ }丫~一一一 。 时 / }、 一一一一一一 . 时 I/ 工 _ _ _ 、 } 、 、 二一 , 竺生上习一王立全丝业乞止卜一鱼岑 )竺丘二~ }一止竺生竺一 }一兰 `一兰一竺竺塑竺互~ {一一 21些二se se一卜一望兰一~卜止暨一一…一一一垫二一一竺一旦 j l 卜一竺些二一卜-二理` 一~卜一里一一卜 -生 -三兰塑竺乙 }一一二卫一一 }一二生一一 }一 - 一竺一卜一生 -
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的影响 。 贮备的动态可 以帮助我们了解牧
草盛和衰的变化 , 从而制定合理的草地利
用管理方案 。 我们侧重测定了根系在不同
时期中碳水化合物贮备的动态 , 再配合地
上植株的营养含量动态测定 , 可以看出它
们之间的一些相关和变化情况 。 我们按春
季萌发 、 花期生长和冬初枯萎三个不同时
期 , 分别测定根中非结构性碳水化合物贮
备量 。 可 以 明显地看到初期贮备量较大 。
这是因为在 冬季根中贮备了大量的碳水化
合物 , 刚萌发时尚未大量消耗 。 而花期则
一般都很低 , 这全是因为花期消耗很大 、
很快 , 而养分制造又跟不上的缘故 。 冬枯
时 , 生长缓慢或停止 , 所以根中进行大量贮
备以备越冬和次年复苏萌发所需的养分 。
尤其是胡枝子属植物较 白羊草或整个群落
在中期根系中的贮备都要少得多 (表四 ) 。
从表 中我们还可以看 出 , 二色胡枝子根系
的非结构性碳水化合物贮备量 , 显著高于
其他植物或群落混合样品 。 其本身各种碳
水化合物的前期贮备更显著高于中期和后
期 。
中的结果数据 。 样品的采集分析部位 , 除
二色胡枝子是按羊的放收采食可能达到高
度的嫩枝叶外 , 其余均为留茬 1一 3厘米的
地上部全株 。 每一样品为 5一 10 处生 长 地
段采集的混合材料 。
从表 中可以看出 , 植物的营养成分价
值有前高后低的规律 , 尤其是 白羊草和群
落混合样品表现更明显 。 具体可以从样品
粗蛋白质和粗纤维的消长情 况 表 明 。 另
外 , 分析结果还看出胡枝子属植物的粗蛋
白质含量 (占绝干物% )为 1 3 . 84 一 20 . 4 ,
而白羊草各期仅为 9 。 97 一 5 . 64 , 较胡枝子
低得多 。 粗纤维则呈相反的情况 。 因此可
以得出这样一个结论 : 白羊草灌草丛质量
的高低是 以植被中胡枝子所占数量的比例
大小而定 , 胡枝子植物在群落中的多度级
愈高则植被质量愈佳 。
营 养 分 析
我们在 1 9 8 2年采集了白羊草灌草丛植
被混合物和主要建群植物样品 , 进行饲料
营养成分的常规项目分析化验 , 获得表五
.
2 0
.
白羊草灌草丛的再生性能测定
在天然草地中不论是从植 物 的 生 活
力 、 抗逆性 , 还是从饲用经济效益方面来
讲 , 植物的再生性能都具有它重要的意义 ,
白羊草灌草丛处于暖温地区 , 环境的热量
丰富 ( ) l o oc 的年识温 3 0 0 0一 4 5 0 0 oc ) ,
这就给予它再生次数和再生干物的积累创
造了必要的条件 , 也因此奠定了全年生物
总量的高值和各次时间轮换放牧利用的条
表四 根系非结构性碳水化合物贮备里动态分析 (千重 %)
彝衬 …“ ” 非结构性碳水还原糖 {非还原搪 } 创吞 二 J` 化 合 物 总 量} 曰 川I …, { , …工…, }, I …, …l I { , …’ I …, , ,}白羊草灌草丛群落 1 0 8, 0 . 4 8 10 . 6 0 1 。 2 8 1 . 0 7 1 . 7 0 2 。 3 6 , 1 . 5 5 1 . 9 0 1 3 . 5 1 1 1 . 6 0,…` ’ · “ ” 1 5 . 8 3 1 3 . 1 5·1` 3 · 5〔达 乌 里 胡 枝 子 1 . 3 0 0 . 6 8 0 . 6 3 0 。 5 2 n , , I n夕 1 . 82 0 . 90 1 . 6 5 1 2 . 3 4 7 . 8 0 1 1 . 8 0 1 4 . 1 6 8 . 7 0{` 3 · ` “二 色 胡 枝 子 3 . 6 8 1 . 8 3 l d夕 1 . 3 5 0 . 47 1 。 0了5 。 0 3 1 . 8 3 2 . 5 0 1 4 . 8 9 5 . 2 0 8 。 8 0 1 9 . 9 2 7 . 0 3;}`瓦 3`白 羊 草 {(。 . 4。 }{O , 3 3 。 . 3 3}1 0 5 0 。 4 7 1 . 3 2 1 . 5 3 0 。 8 0 1 . 6 5 14 。 4 7 1 1 . 0 0 10 . 2 0 16 。 0 0 1 1 . 8 0 )…: ` · ” ,` ’ ~ J
带 工期一春季萌发 1 期一花期 生长 班期一冬初枯姜
表五 白羊草 灌草丛及建群植物的营养成份分析犷件 。 为了更清楚这类值被的再 生 性 能 特点 , 我们在 19 8 1年测定了它的放牧和刘割两种再生力 。放牧再生 用围栏保护样地类固定五个小区 , 从六月中旬开始 , 每隔 30 天测一次 “放牧采食量 ” 。 用摹拟绵羊放牧采食 , 均匀摘取样区内青草量 5 0% , 各次总
和为全年放牧生长和再生总量 (不计算最
后轮的残留量 ) 。
xl 割再生 从七月初进行第一次XlJ
割 , 留茬 2一 3厘米 , 再生草XlJ 割期则按再
生草高度达 15 一 20 厘米时刘割 。 小区仍采
用五个 , 按均数计算测值 (表六 ) 。
结果可以看 出 , 白羊草灌草丛的再生
次数达 2一 3次。 放牧再生草最后一次为总
产量的 39 % , XlJ 割为 14 。 5% 。 这就说明它
,
2 1
.
表六 白羊草灌草丛植被的放牧和划割再生力测定
量为总的 %最一后轮再生再生率ǎ %à辛总产量
草青ǎ再强
生度
再强生度青草ǎ
再强
生度草青ǎ
式
放
克 /米 “
牧
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带 放收最后 遗留0 5 %量 未计入总产草量 中。
的再生性能优良 , 与同地区亚高山草地 比
较要多一次再生 。 同时 也说 明后期再生力
较强 , 晚期仍有较充分的草量可供秋后缺
草期应用 , 也补充了亚高山秋季草量低 ,
枯萎早的放牧短缺 。 这在北方草山青草期
短而枯草期长的情况下 , 是一个有价值的
生产因素 。
结 语
1
. 白羊草灌草丛的饲用价值高低 、 质量的
优劣. , 可以从胡枝子属植物的参与量而决
定 , · 群落中胡枝子的数量比例愈大 , 则植
被的饲用质量愈高 。 这些豆科灌木也具有
根瘤共生固氮作用 , 能增加土壤和饲草的
含氮量 。 因此 , 白羊草灌草丛的利用 、 管
理和改良 , 首先应该从增加胡枝子属植物
在植被中的多度比例着手 。 具体办法就是
控制放牧量 、 轮牧轮休和人工补播胡枝子
植物 。 在国外 (美国等 ) 胡枝子 已被引种
栽培成为重要的饲用植物之一 。
2
. 根据 白羊草灌草丛的月贮备量 , 及
地下非结构性碳水化合物贮备动态情况和
这种暖温性植被返青迟的特点 , 我们提出
改变 目前始牧期过早的作法 , 适当推迟 10
一 15 天 , 以利返青生长 、 贮备与再生 , 最后
达到全年青草繁茂 , 草地稳定持续高产而
提高载畜量的目的 。 同时 , 由月贮备量可
以计算月载畜量 , 根据月变动量而合理利
用草地 。 办法是按最高月产量的 60 一 70 %
利用率为满载 , 控制畜群月放牧量 。 其余
各月则按月份消长率而增减载牧头数或放
牧天数 。
3
. 从 白羊草灌草丛分孽形式 、 根系结
构 、 地下生物量丰富和地上生物量下繁结
构特点分析 , 确定它为耐牧性强和减低迁
流 、 控制水土流失能力很强的一种天然草
山次生植被 , 对山地生态系统的相对平衡
起着重要作用 。 我们要合理保护 、 正确利
用和科学地改 良这种植被 。
主要参考文献
1
. 昊征锰等 , 1 9 8。 : 《中国植被》 科
学出版社
2
. 卜宗式等 , 1 9 8 3 : 五台山牧草生产
力考察初报 (油印本 )
3
. 陈安仁 , 1 9 8 1 : 白羊草及白羊草地
的研究 《中国草原》 2 期
4
. 陈安仁 , 19 8 1 : 五台山草地类型与
草资源分析 山西畜牧所
5
. 陈安仁等 , 1 9 8 2 : 山西草山植被类型
及其生产力动态研究 山西畜牧所
6
。
D o w n t o n W
.
J
.
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