全 文 ：书西藏高寒退化草地草浆地膜覆盖的保水作用研究
余成群１，２，武俊喜１，２，关法春２，３
（１．中国科学院地理科学与资源研究所，北京１００１０１；２．西藏高原草业工程技术研究中心，西藏 拉萨８５００００；
３．西藏大学农牧学院园艺系，西藏 林芝８６００００）
摘要：试验采用对比方法研究草浆地膜覆盖对退化草地土壤的保水作用，以期明确草浆地膜的草地保水理论依据
和保水效果。结果表明，与对照相比，草浆地膜覆盖下的土壤表面相对湿度、土壤表面温度、土壤紧实度和土壤含
水量等指标均优于对照处理。其中５月和７月的土壤平均含水量分别为２２．８７％和２０．２１％，０和５ｃｍ土层处的
土壤平均紧实度分别为２４５和９４８ｋＰａ，以上指标与对照相比差异显著（狀＝５，犘＜０．０５）。草浆地膜覆盖具有物理
隔热和阻碍水分蒸发的作用，土壤保水效果良好。
关键词：草浆地膜；保水；草地
中图分类号：Ｓ８１２ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００４５７５９（２０１３）０２０３１８０４
青藏高原拥有世界海拔最高的草地生态系统，不仅是我国的主要畜牧业基地之一，而且对全球气候变化具
有显著的影响。但是，近些年来高寒草地退化现象越来越严重，其中水分因子是影响草地生态系统结构和功能的
主要因素［１］，水分是影响大尺度土地覆盖与土地利用变化，从而导致区域气候变化的主要因素之一［２，３］，土壤水
分是连接气候变化和植被覆盖动态的关键因子［４］，也是影响西藏高寒草地生态系统变化的关键因子［５］，在环境条
件较差的地区，采取保水措施保持土壤水分，是恢复并重建西藏高寒草地退化生态系统，促进区域畜牧业发展、保
护生态环境的重要人工措施之一。
塑料地膜虽然保水效果较好，但对环境产生的不利影响［６，７］和高成本因素限制了其在退化草地上的应用。
在技术可行的前提下，如何将西藏高寒退化草地土地广袤、条件复杂的现状与区域优势资源相结合，探索出一条
退化草地土壤保水新途径，是西藏高寒退化草地改良面临的主要问题，但以往尚无可行的有效技术方法。
为此，本研究经过以往数年探索性研究和田间试验检验，首次将一种新型草浆地膜应用于西藏退化草地恢复
过程中，以期探明这种草浆地膜的土壤保水作用机制和保水效果，为草浆地膜作为一种重要的退化草地土壤保水
措施的应用奠定理论依据。
１ 材料与方法
１．１ 试验地概况
试验地点位于西藏林芝地区西藏农牧学院农场内（２９°４０′２３″Ｎ，９４°２０′２６″Ｅ），该区地处尼洋河下游河谷，海
拔约３０００ｍ，属藏东南温暖半湿润气候区，全年平均温度８．６℃，全年日均温≥１０℃的日数为１５９．２ｄ，≥１０℃以
上年积温２２２５．７℃，全年无霜１７７ｄ；年均降水量６３４．２ｍｍ，全年降水分布不均，降水主要集中在６－９月份，占
全年降水量的７１．６％；全年日照时数为１９８８．６ｈ，日照百分率为４６％。
试验地地势开阔、无遮阴，为石砾沙地，试验前一直处于过牧状态，植物种类有小嵩草（犓狅犫狉犲狊犻犪狆狔犵犿犪犲犪），
主要伴生种有矮嵩草（犓狅犫狉犲狊犻犪犺狌犿犻犾犻狊）、委陵菜（犘狅狋犲狀狋犻犾犾犪狊狋犲狀狅狆犺狔犾犾犪）等，植被高度约为５～８ｃｍ。
１．２ 试验设计
试验于２０１０年３月末在地势平坦、植被较为均匀一致的退化草地上进行，草浆地膜主要材料为青稞秸秆，秸
秆经粉碎成一定粒径的颗粒，并加入少量一定配比的多种辅料后，加水混合喷涂至地表而成，喷膜厚度约为
３１８－３２１
２０１３年４月
草 业 学 报
ＡＣＴＡＰＲＡＴＡＣＵＬＴＵＲＡＥＳＩＮＩＣＡ
第２２卷 第２期
Ｖｏｌ．２２，Ｎｏ．２
收稿日期：２０１２０２１７；改回日期：２０１２０４２０
基金项目：西藏自治区草业专项“一江两河地区饲草高效生产与利用关键技术研究与示范”，西藏自治区自然基金项目“西藏农牧一体化理论的
构建及技术途径”和西藏重点科研项目（２０１００１６）资助。
作者简介：余成群（１９６５），男，江苏溧阳人，研究员。Ｅｍａｉｌ：ｙｕｃｑ＠ｉｇｓｎｒｒ．ａｃ．ｃｎ
通讯作者。Ｅｍａｉｌ：ｇｕａｎｆａｃｈｕｎ２００３＠ｙａｈｏｏ．ｃｏｍ．ｃｎ
０．５～１．２ｃｍ。
试验设置２个处理（草浆地膜覆盖和对照），每个处理５次重复，每小区面积为１ｍ２，随机排列；草浆地膜处
理样地每两月均重新喷涂１次草浆地膜。
１．３ 测定项目与方法
在每个处理的样方内的中心位置，在下午１５：３０分别使用Ｔｅｓｔｏ６０５Ｈ１湿度计和ＰＴ０４型温度计（深圳江
阳公司产）测定土壤表面相对湿度和０，５ｃｍ土层处的土壤温度；在各处理每个样方内采用５点取样法，用直径
为３ｃｍ的土钻取１０ｃｍ土壤混合样，采用烘干法测定土壤含水量。４－７月每月中旬采样１次，直至当年雨季到
来。
７月中旬，在每个样方内使用ＴＪＳＤ７５０型土壤紧实度仪测定土壤紧实度。
采用ＤＰＳ软件对数据进行差异显著性分析 （ＬＳＤ法）。
２ 结果与分析
２．１ 不同覆盖方式下的土壤表面相对湿度变化
土壤表面相对湿度的变化可在一定程度上反映出表层土壤表面的水分散失情况。４－７月中旬１５：３０测定
不同覆盖方式下土壤表面相对湿度结果表明 （图１）：草浆地膜处理地表相对湿度明显低于对照，除了７月外，其
他月份草浆地膜处理地表相对湿度均显著低于对照 （狀＝５，犘＜０．０５）。
地表进行草浆地膜覆盖后，土壤水分受地膜的物理阻断，阻碍了水分向大气中扩散，从而降低了空气中的相
对湿度，由于草浆地膜层存在一定的微空隙导致土壤水分散失，因此草浆地膜下的土壤表面相对湿度要低于对照。
２．２ 不同覆盖方式对土壤温度的影响
草浆地膜处理４－７月的表层土壤温度分别为１８．００，２０．２０，３１．５０和２８．００℃，而对照分别为１８．１５，２０．４６，
３２．６０和２８．２７℃，前者表层土壤温度分别比后者低０．１５，０．２６，１．１０，０．２７℃，两者之间数值相差很小，差异并不
显著（图２）。
草浆颗粒具有物理隔热作用，与对照相比，草浆地膜处理表层土壤平均温度的降低，有利于降低土壤深层水
分向上运移的水汽压力势，从而削弱了地表土壤水分蒸发散失的强度。但由于温差数值与对照相比差异较小，因
此由草浆颗粒物理隔热而产生的上下层土壤温差作用减小，对土壤含水量的影响作用不大。
图１ 不同处理下的土壤表面相对湿度（１５：３０）
犉犻犵．１ 犚犲犾犪狋犻狏犲犺狌犿犻犱犻狋狔狅犳狊狅犻犾狊狌狉犳犪犮犲狌狀犱犲狉
犱犻犳犳犲狉犲狀狋犿狌犾犮犺狋狉犲犪狋犿犲狀狋狊（１５：３０）
图２ 不同处理下的表层土壤温度（１５：３０）
犉犻犵．２ 犜犲犿狆犲狉犪狋狌狉犲狅犳狊狅犻犾犻狀狋犺犲狊狌狉犳犪犮犲
狅犳狋狉犲犪狋犿犲狀狋狊（１５：３０）
２．３ 不同覆盖方式对土壤紧实度的影响
土壤紧实度反映了土壤颗粒间的松紧程度，在土壤容重相同情况下，土壤紧实度大小与土壤含水量有关。不
同处理下０～２０ｃｍ土壤紧实度测定的结果表明（图３）：在０～１０ｃｍ土层内，草浆地膜处理土壤紧实度平均值低
９１３第２２卷第２期 草业学报２０１３年
于对照处理，其中在０～１０ｃｍ土层内，处理间土壤紧实度差异显著 （狀＝５，犘＜０．０５）；但此后随着土壤深度的加
深，不同处理下的土壤紧实度差异呈逐渐缩小的趋势，且差异不明显。
草浆地膜处理对０～１０ｃｍ土层土壤紧实度的影响，反映出草浆地膜可在一定程度上削弱地表硬皮结实作用
和表层土壤的“干化”作用。
２．４ 不同覆盖方式对土壤含水量的影响
在整个观测期内，草浆地膜覆盖处理样地的土壤水分蒸发受到地膜物理阻断，切断了与大气的水分交换，因
而水分散失减少。各个时期草浆地膜处理土壤平均含水量分别为１３．３２％，１７．４０％，２２．８７％和２０．２１％，而对照
土壤平均含水量分别为１１．１５％，１４．４６％，２１．６０％和１６．２７％，各个测定时期前者土壤平均含水量分别比对照高
２．１７％，２．９４％，１．２７％和３．９４％，其中处理间５月和７月的土壤含水量差异显著（狀＝５，犘＜０．０５）（图４）。由此
说明，草浆地膜覆盖处理下的土壤水分状况明显优于对照，具有较好的保水效果。
图３ 不同处理下的土壤紧实度
犉犻犵．３ 犛狅犻犾犮狅犿狆犪犮狋犻狅狀犻狀犱犻犳犳犲狉犲狀狋犿狌犾犮犺狋狉犲犪狋犿犲狀狋狊
图４ 不同处理方式下的土壤含水量 （０～１０犮犿）
犉犻犵．４ 犠犪狋犲狉犮狅狀狋犲狀狋狅犳狊狅犻犾犻狀犱犻犳犳犲狉犲狀狋犿狌犾犮犺狋狉犲犪狋犿犲狀狋狊（０－１０犮犿）
３ 讨论
３．１ 草浆地膜的保水作用机制和保水效果
草浆颗粒在地表面的存在，能够在土壤—大气界面间起到物理阻断作用［８］，由于草浆地膜颗粒可在一定程度
上阻断毛管水向上运动，阻碍了水分向大气中扩散，从而有效地降低了土壤表面的相对湿度，在一定程度上抑制
了土壤水分的散失；同时由于雨水淋溶和风蚀等作用，导致草地土壤表面出现板结、硬实现象，土壤中的水分在
“毛细”作用下加快散失，而草浆地膜覆盖可减轻表层土壤的板结、硬实程度，有利于地表土壤紧实度的降低，可在
一定程度上抑制表层土体５ｃｍ内水分的“毛细”作用，也可减少土壤水分的散失。
３．２ 草浆地膜的应用
目前农业生产上最为常用塑料地膜虽然保水效果好，但塑料地膜不仅需要大量能源进行生产导致使用成本
较高，而且其不可充分降解性以至产生废弃物难以处理和环境污染的难题［９］。目前在塑料地膜的替代品应用研
究上，液态地膜、生物降解膜等材料的保水效果均不如塑料地膜［１０１２］，且成本较高，推广不易。
而草浆地膜在使用期内的保水效果明显，能够满足一定生产需要，其原料来源广，使用起来环保节能，而且在
当今农业生产相对效益低下的情况下，草浆地膜的低成本更具有天然的优势，在草浆地膜保水效果较好、材料来
源广泛的情况下，其使用在成本上和环保上具有明显的优势。与应用在农业生产［１３］和生态环境恢复［１４，１５］等领域
秸秆覆盖技术相比，没有秸秆覆盖技术的秸秆用量大、操作不便，且与畜禽争夺食料等弊病，使用优势更加明显。
此外，由于草浆的成膜作业是使用普通农用增压喷壶进行的，受地形条件限制较小，因此草浆地膜也可以用
在种植业生产以外的生态环境保护等方面。
４ 结论
与对照相比，草浆地膜覆盖下的土壤表面相对湿度、土壤表面温度、土壤紧实度和土壤含水量等指标均优于
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对照处理。其中５月和７月的土壤平均含水量分别为２２．８７％和２０．２１％，０和５ｃｍ土层处的土壤平均紧实度
分别为２４５和９４８ｋＰａ，以上指标与对照相比差异显著（狀＝５，犘＜０．０５）。草浆地膜覆盖具有物理隔热和阻碍水
分蒸发的作用，土壤保水效果良好。
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ＹＵＣｈｅｎｇｑｕｎ１，２，ＷＵＪｕｎｘｉ１，２，ＧＵＡＮＦａｃｈｕｎ２，３
（１．ＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＧｅｏｇｒａｐｈｉｃＳｃｉｅｎｃｅｓａｎｄＮａｔｕｒａｌＲｅｓｏｕｒｃｅｓＲｅｓｅａｒｃｈ，ＣｈｉｎｅｓｅＡｃａｄｅｍｙｏｆＳｃｉｅｎｃｅｓ，
Ｂｅｉｊｉｎｇ１００１０１，Ｃｈｉｎａ；２．ＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙＲｅｓｅａｒｃｈＣｅｎｔｅｒｆｏｒＰｒａｔａｃｕｌｔｕｒｅｏｎｔｈｅ
ＴｉｂｅｔＰｌａｔｅａｕ，Ｌｈａｓａ８５００００，Ｃｈｉｎａ；３．ＤｅｐａｒｔｍｅｎｔｏｆＨｏｒｔｉｃｕｌｔｕｒｅ，Ａｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌａｎｄ
ＡｎｉｍａｌＨｕｓｂａｎｄｒｙＣｏｌｅｇｅ，ＴｉｂｅｔＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｌｉｎｚｈｉ８６００００，Ｃｈｉｎａ）
犃犫狊狋狉犪犮狋：Ｔｈｅｕｓｅｏｆｐｌａｓｔｉｃｆｉｌｍｆｏｒｍｕｌｃｈｉｎｇｉｓｖｅｒｙｅｘｔｅｎｓｉｖｅｂｅｃａｕｓｅｏｆｉｔｓｅｘｃｅｌｅｎｔｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓａｎｄｌｏｗｃｏｓｔ．
Ｈｏｗｅｖｅｒ，ｔｈｅｍａｓｓｉｖｅｕｓｅｏｆｐｌａｓｔｉｃｆｉｌｍｐｏｓｅｓａｎｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌｒｉｓｋ，ａｎｄｉｎｏｒｄｅｒｔｏｏｆｆｅｒａｎａｌｔｅｒｎａｔｉｖｅｆｏｒ
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ｗｈｉｃｈｗｅｒｅｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｌｙｂｅｔｔｅｒｔｈａｎｔｈｅＣＫ（狀＝５，犘＜０．０５）．Ａｔｔｈｅｓａｍｅｔｉｍｅ，ｓｏｉｌｃｏｍｐａｃｔｉｏｎａｔｔｈｅｓｕｒ
ｆａｃｅａｎｄａｔ５ｃｍｗｅｒｅ２４５ａｎｄ９４８ｋＰａ，ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｌｙｄｉｆｆｅｒｅｎｔ（狀＝５，犘＜０．０５）ｆｒｏｍｔｈｅＣＫ．Ｍｕｌｃｈｉｎｇｗｉｔｈ
ｓｔｒａｗｐｕｌｐｆｉｌｍｇａｖｅａｐｈｙｓｉｃａｌｉｎｓｕｌａｔｉｏｎｔｏｈｅａｔａｎｄｏｂｓｔｒｕｃｔｉｏｎｔｏｗａｔｅｒｅｖａｐｏｒａｔｉｏｎ，ｗｈｉｃｈｈｅｌｐｅｄｒｅｔａｉｎｓｏｉｌ
ｍｏｉｓｔｕｒｅ．
犓犲狔狑狅狉犱狊：ｓｔｒａｗｐｕｌｐｆｉｌｍ；ｗａｔｅｒｃｏｎｓｅｒｖａｔｉｏｎ；ｍｅａｄｏｗ
１２３第２２卷第２期 草业学报２０１３年