全 文 ： 第 vz卷 第 w期u s s t年 z 月
林 业 科 学
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黄土高原半干旱区退化灌草植被的恢复与重建
程积民 万惠娥 杜 锋
k中国科学院水利部水土保持研究所 杨凌 ztutssl
摘 要 } 针对黄土高原半干旱区灌草植被退化严重的关键问题 o进行了长期的定位研究 o提出了灌草植被封
育 !改良 !立体配置等快速恢复与重建的技术体系 ∀试验结果表明 }主要草地群落本氏针茅 !百里香适宜封育
期为 v ∗ x¤o产草量可提高 x1t ∗ z1x倍 ∀大针茅适宜封育期为 x¤o产草量可提高 t1x ∗ x1s倍 ~改良草地最佳组
合荒山穴播为本氏针茅 n杂类草 !达乌里胡枝子 n本氏针茅群落 o产草量提高 y1t ∗ y1w倍 ∀撂荒地开沟种植
为本氏针茅 n冷蒿 !本氏针茅 n红豆草 !本氏针茅 n达乌里胡枝子群落 o产草量提高 w1y ∗ w1{倍 ∀荒山隔带
耕翻种植为芨芨草 !本氏针茅 n紫花苜蓿 !本氏针茅 n老芒麦 !达乌里胡枝子 n 本氏针茅群落 o产草量提高
w1x ∗ y1x倍 ~灌草立体配置结合工程整地措施 o建立了以柠条 n芨芨草 !沙棘 n草木樨和山桃 n芨芨草为主的
集流灌草配置模式 o现已形成可更新的稳定的灌草群落类型 ∀该体系的组装配套与试验 !示范 !推广为黄土高
原农牧交错区灌草植被的快速恢复提供了重要的科学依据 ∀
关键词 } 黄土高原 o半干旱区 o退化草地 o恢复与重建
收稿日期 }usss2sw2sy ∀
基金项目 }国家 |zv项目kŠusssst{ysyl/草地与农牧交错带生态系统重建机理及优化 ) 生态生产范式0部分内容 ∀
ΡΕΧΟς ΕΡΨ ΑΝ∆ ΡΕΧΟΝΣΤΡΥΧΤΙΟΝ ΟΦ ∆ΕΓΡΑ∆Ε∆ ΣΗΡΥΒ2ΓΡΑΣΣ
ς ΕΓΕΤΑΤΙΟΝ ΙΝ ΣΕΜΙ2ΑΡΙ∆ ΡΕΓΙΟΝ ΟΦ ΛΟΕΣΣ ΠΛΑΤΕΑΥ
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kΙνστιτυτε οφ Σοιλ ανδ Ωατερ Χονσερϖατιον oΧηινεσε Αχαδεµψ οφ Σχιενχε & Μινιστρψ οφ Ωατερ Ρεσουρχεσ Ψανγλινγ ztutssl
Αβστραχτ } „©·¨µ²±ª¼¨ ¤µ¶¶¬·¨§ ¬¨³¨µ¬°¨ ±·oµ¨¦²√¨ µ¼ ¤±§µ¨¦²±¶·µ∏¦·¬²± ¶¼¶·¨° ²©¦¯²¶¨ o¬°³µ²√¨ °¨ ±·¤±§¶²¯¬§
¦²¯ ²¯¦¤·¬²± ¤µ¨ ³∏·©²µº¤µ§¤ª¤¬±¶··«¨ º²µ¶¨± §¨ªµ¤§¤·¬²±q׫¨ ¬¨³¨µ¬°¨ ±·¶«²º ·«¤·¤©·¨µv ∗ x ¼¨ ¤µ¶²©¦¯²¶¨ o·«¨
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n Αqφριγιδα o Σ qβυνγεανα n ΟqϖιχιαεφολιαoΣ qβυνγεανα n Λqδαϖυριχαo¬·¶¥¬²°¤¶¶¬±¦µ¨¤¶¨§w qy ∗ w q{ ·¬°¨ ¶
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σατιϖα oΣ qβυνγεανα n Ε qσιβιριχυσn Λqδαϖυριχαo·«¨ ¥¬²°¤¶¶¬±¦µ¨¤¶¨§w qx ∗ y qx·¬°¨ ¶·«¤±·«¤·²©·«¨ ¬°³¯¤±·¨§q
≥«µ∏¥2ªµ¤¶¶¶²¯¬§¦²¯ ²¯¦¤·¬²±oº«¬¦«¤µ¨ Χαραγανα κορσηινσκιι n Αqσπλενδενσn Ηqηαµνοιχλε n Μqσυαϖεολενσ ¤±§
Πqδαϖιδιανα n Αqσπλενδενσo«¤√¨ ©²µ°¨ §¶·¤¥¯¨µ¨±¨ º¤¥¯¨¦²°°∏±¬·¬¨¶q׫¨ ¬¨³¨µ¬°¨ ±·o§¨ °²±¶·µ¤·¬²± ¤±§³²³∏2
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Κεψ ωορδσ} ²¨¶¶³¯¤·¨¤∏o≥¨ °¬2¤µ¬§µ¨ª¬²±o ⁄¨ ªµ¤§¨§ªµ¤¶¶¯¤±§o• ¦¨²√¨ µ¼ ¤±§µ¨¦²±¶·µ∏¦·¬²±
t 研究区自然概况
试验区位于黄土高原西部半干旱地区的宁夏固原 o植被处于森林草原向典型草原的过渡区 o年平均
气温 y ∗ z ε o平均降水量 wu{°°kt|{v ∗ t||{年l o丰水年占 ux1s h o平水年占 vz1x h o干旱年占 vz1x h ∀
∴ts ε 积温 utss ∗ vuss ε o干燥度 t1x ∗ u1s ∀尤其是干旱区的阳坡 !半阳坡 !半阴坡 o在荒山荒坡中占据
一半k所谓的天然草地l o封育前植被的种类组成 v ∗ {种Π°u o多以铁杆蒿k Αρτεµισα ϖεστιταl !猪毛蒿k Αq
σχοπαριαl !茭蒿kΑqγιραλδιιl和毒害草狼毒k Στελλερα χηαµαεϕασµεl !二色棘豆k Οξψτροπισ βιχολορl !醉马草kΑχη2
νατηερυµ ινεβριανσl为主 o覆盖度 ux h ∗ vx h o草层高 v ∗ {¦°∀鲜草产量仅 xux ∗ {ux®ªΠ«°u o近 u«°u 草地
才能维持一个羊单位 ∀长期无节制的放牧利用 o植被受到重复破坏 o致使干旱与水土流失并存 o给植被
的恢复与重建增加了较大的难度 o成为制约该区畜牧业发展和区域治理的关键 ∀
u 试验设计与方法
试验分为三种类型 }ktl退化草地植被的封育 o自 t|{u年起对退化天然草地的典型草原植被覆盖度
在 vs h以上的草地类型 o采用围栏k刺铁丝l封育面积为 yss«°u o并在封育草地内的典型群落类型上 o依
据不同坡向 !坡度 !坡位选择固定样方 o样方面积 t°u o每个类型设三个样方 o重复 v ∗ x次 o同时还设随
机记名样方每个类型 ts个 ∀每年在植物生长的初期 !盛期 !终期kx !{ !ts月l o采用刈割法测定鲜草产量
及其它数量特征 ∀对照区设在封育区外的相同立地条件下 o无任何封育措施 o让其自由放牧利用 o同时
和封育区一样设固定样方和记名样方 o并与封育区同时测定植物重量及其数量特征 ∀kul退化草地植被
的改良 o是对草地植被覆盖度在 vs h以下严重退化的草地类型 o自 t|{z年春 !秋和雨季进行改良恢复试
验种植 o面积 zss«°u o试验分为三种种植方法 o即荒山穴播 o在陡坡及天然草地分布稀疏的裸地或毒害
草生长地上结合挖除毒害草进行穴播种植 o以达乌里胡枝子kΛεσπεδεζα δαϖυριχαl n本氏针茅k Στιπα βυν2
γεαναl混播 o沙打旺kΑστραγαλυσ αδσυργενσl !披硷草k Χλινεχψµασ δαηυριχυσl单播为主 ~撂荒地开沟种植 o对退
耕多年的撂荒地 o因自然恢复速度慢 o品种单一 o产草量低等特点 o进行开沟种植 o以乡土植物与引选植
物结合 o禾本科与豆科行间混播为主 o混播方法为三行禾本科四行豆科 ~荒山隔带耕翻种植 o在坡度平缓
草地植被分布稀疏的地面上 o进行隔带耕翻种植 o带宽 t1s ∗ t qx °∀带间距 t1x ∗ u qs ° o单播芨芨草
kΑχηνατηερυµ σπλενδενσl !紫花苜蓿k Μεδιχαγο σατιϖαl o混播本氏针茅 n老芒麦k Ελψµυσ σιβιριχυσl !达乌里胡
枝子 n老芒麦 ∀以上三种种植方法的播种量禾本科 zx ∗ ttu ®ªΠ«°u o豆科 uu1x ∗ wx ®ªΠ«°u o播种后进行
围栏k刺铁丝l封育 o每年在牧草生长的初期 !盛期和终期 o利用随机样方法调查测定牧草产量及其数量
特征 ∀同时以三种种植方法相同地段的荒山为对照 o同期进行调查测定 ∀kvl集流灌草立体配置 o自
t|{x年起对该区分布面积较大的荒山荒坡k占坡地总面积的 xu h l o沿山体依水平方向在春秋季节 o采
用人工或机械的方法在 tsβ坡面上修筑水平阶 o阶面宽 t1x ∗ u qs ° o反坡 vβ ∗ xβ ~在 txβ以上坡面修筑水
平沟 o沟面宽 s1x ∗ t qs ° o反坡 vβ ∗ xβ ~在 usβ以上陡坡坡面修筑鱼鳞坑 o坑长 t1x ° o坑宽 t1s ° o坑深 s1x
° o以上带与带之间的宽度为 t1x ∗ u qs °∀一般是在水平阶内种植 u ∗ v行一年生到二年生禾本科或豆
科牧草 o边沿种植一行灌木 o株距 s1x ∗ s q{ ° ~水平沟内种植 t ∗ u行禾草 o沟边种植一行灌木 o株距 s1x
∗ t qs ° ~鱼鳞坑内以种浅根性禾本科牧草为主 o坑边种植灌木 ∀灌木主要为柠条k Χαραγανα κορσηινσκιιl !
沙棘k Ηιπποπηαερ ηαµνοιχλεl !山桃k Πρυνυσ δαϖιδιαναl !二色胡枝子kΛεσοεδεζα βιχολορl等 o牧草主要以当地乡
土种本氏针茅 !芨芨草 !草木樨k Μελιλοτυσσυαϖεολενσl !披硷草 !红豆草k Ονοβρψχηισϖιχιαεφολιαl等为主 ∀水平
阶 !水平沟和鱼鳞坑整地灌草立体配置 o每个类型面积 tss «°u 分为三个处理 o重复 v ∗ x次 o灌木多为植
苗栽植 ovsss ∗ wxss株Π«°u o牧草播种量同前改良草地 ∀对照为荒山不整地 o直接进行灌草相同品种的
配置种植 o以上均采用围栏保护 o并设固定样方每个处理三个 o重复 v次 o样方面积 xs °u o每年测定三次
kx !z !|月l o测定项目为k株高 !密度 !生物量 !覆盖度等l ∀
v 试验结果分析
311 退化草地植被封育
在黄土高原半干旱区典型草原占该区草地植被总面积的 ws h ∗ xx h o是草原植被的主体 o其退化
面积占草地总面积的 z{ h o因此 o采用封育措施 o通过长期定位试验 !示范 !推广已收到明显的效果 ∀经
过 t{年封育试验典型草地面积已由封育前的 uvss«°u 扩大到 xvss«°u o植物种类已由 z{种增加到 uts
种 o优良草地群落组成已由个体 ψ种群 ψ群落 ψ发展到目前的草地生态系统 o并在区域治理中发挥着较
大作用 ∀同时 o经过封育还出现了沙棘新品种无刺沙棘和珍稀濒危植物匍匐型野生沙打旺与黄芪属的
一些植物 o为黄土高原及我国生物多样性的研究与保护提供了重要的科学依据 ∀另外 o为牧草的不断繁
tx 第 w期 程积民等 }黄土高原半干旱区退化灌草植被的恢复与重建
殖更新扩大了时空分布范围 o促进了草地植被群落的进展演替 o使优良灌草丛和濒危植物不断展现 o并
逐渐占据优势 ∀
从表 t可看出 o在典型草原地带的半阴坡和半阳坡生长的本氏针茅群落 o经过封育群落结构发生了
很大变化 o尤其是群落的正常演替过程趋于自然状态 o建群种和伴生种的分布愈来愈显著 ∀未封育k对
照l的本氏针茅群落结构简单 o层次分化不明显 o一般多为单层 o常以耐旱根茎密丛植物本氏针茅为建群
种 o在半阴坡植物种数平均 x1{种Π°u o平均覆盖度 uy h o平均株高 z1|¦° o叶层高不足 tx¦° o平均产草量
yss®ªΠ«°u ∀在半阳坡植物种数平均 x1w种Π°u o平均覆盖度 uv1x h o平均株高 y1x¦°o叶层高不足 ts¦° o
平均产草量 www®ªΠ«°u ∀这说明未封育草地在长期人为破坏和放牧利用下 o本氏针茅群落的生长发育受
到了强烈抑制 o多数牧草处在营养生长阶段 o植株低矮 o有些植株虽然高度可达 us¦°左右 o但由于生长
点的重复破坏 o株丛小 o覆盖度低 o不能形成优势种群 o繁殖更新能力差 ∀而经过多年封育的草地改变了
本氏针茅草地群落的结构 o促进了正常演替 o通过演替本氏针茅群落已达到亚顶级 ∀建群种本氏针茅草
地群落常出现的优良伴生种为大针茅k Σ qγρανδισl !硬质早熟禾k Πqσπηονδψλοδεσl !早熟禾k Πqαννυαl !冷
蒿kΑρτεµισια φριγιδαl !百里香k Τηψµυσ µονγολιχυσl等植物 o在整个生长发育阶段由于没有受到人的破坏及
牲畜啃食和践踏 o因而得到了良好的生长发育 ∀半阴坡与对照相比植物种数提高了 xu h o草层高提高
{t1t h o覆盖度提高 ys1v h o鲜草产量提高 y1u倍 ~半阳坡与对照相比植物种数提高了 w{1t h o草层提高
{w1v h o覆盖度提高 ys h o鲜草产量提高 z1x倍 o形成了密集的上层 o此时群落层次分化明显 o优良禾本
科牧草形成了群落的第一层 ~第二层以阿尔泰狗娃花k Ηετεροπαππυσ αλταιχυσl和蒿类为主 ~第三层以二裂
委陵菜k Ποτεντιλλα βιφυρχαl !星毛委陵菜k Πqαχαυλισl !百里香组成 ∀但封育期不宜过长 o过长不利于牧草
的繁殖更新 o反而枯草会抑制牧草的再生及幼苗的形成 o本氏针茅群落适宜封育期为 v ∗ x年 o封育期过
长会抑制牧草生长发育 ∀
表 1 典型草原地带本氏针茅群落封育变化
Ταβ .1 Χηανγεσ οφ Σ . βυνγεανα χοµ µ υνιτψ αφτερ χλοσετψπιχαλ γρασσλανδ
生长年限
≠ ¤¨µ
封育 ≤¯ ²¶¨ 对照 ≤Ž
植物种数
≥³¨¦¬¨¶ktΠ°ul
覆盖度
≤²√¨ µ¤ª¨
k h l
草层高
‹ ¬¨ª«·
k¦°l
产草量
°µ²§∏¦·¬√¬·¼
k®ªΠ«°ul
植物种数
≥³¨¦¬¨¶ktΠ°ul
覆盖度
≤²√¨ µ¤ª¨
k h l
草层高
‹ ¬¨ª«·
k¦°l
产草量
°µ²§∏¦·¬√¬·¼
k®ªΠ«°ul
主要植物 ≠
¤¬± ³¯¤±·¶
‘∞ ≥∞ ‘∞ ≥∞ ‘∞ ≥∞ ‘∞ ≥∞ ‘∞ ≥∞ ‘∞ ≥∞ ‘∞ ≥∞ ‘∞ ≥∞
t|{u y x ux us ts x zxs xss x x ux us | x zss wxs 本氏针茅 !百里香Σ qβυνγεανα oΤ qµονγολιχυσ
t|{w z y vx vx vv us tvxs tuxs x x ux us { y yxs wxs 本氏针茅 !冷蒿Σ qβυνγεανα oΑqφριγιδα
t|{y tv tw xs xx wx xs w|ss wxxs y w vs us y x xss wss 本氏针茅 !委陵菜Σ qβυνγεανα oΠqβιφυρχα
t|{{ ts tt wx wx vy wx w{xs wsss z x vs ux z z xss xss 本氏针茅 !铁杆蒿Σ qβυνγεανα oΑqϖεστιτα
t||s tt ts yx xs vz xs vxss wsxs y z vs ux ts z zxs wys 本氏针茅Σ qβυνγεανα
t||u tw tt zx yx wx wy w|xs xsss x y us us zs | zxs wzs 本氏针茅Σ qβυνγεανα
t||w tx tu {s zx xt wu wvxs wxxs x y us us | ts zss xss 本氏针茅Σ qβυνγεανα
t||y tx tt |s {s xx xs y|ss wyxs y y us vs { x yss vyz 本氏针茅Σ qβυνγεανα
t||{ tx tt |x {s xv xs yxss w|ss z w vs ux x x wss wts 本氏针茅Σ qβυνγεανα
t||| tx tv |x {s xw xx ysxs wxss y y vs vs z y wxs wvs 本氏针茅Σ qβυνγεανα
≠指封育草地的主要植物 ∀ ¤¬± ³¯¤±·¶²©·«¨ ¦¯²¶¨ ªµ¤¶¶¯¤±§q‘∞半阴坡 ∀ ‘²µ¥¼ ¤¨¶·¶¯²³¨ q≥∞半阳坡 ∀ ≥²∏·«¥¼ ¤¨¶·¶¯²³¨
ux 林 业 科 学 vz卷
从典型草原地带阴坡和阳坡分布的大针茅群落封育 t{年的结果k见表 ul可知 o在阴坡大针茅群落
封育后群落结构的变化与对照相比植物种数提高 yu h o覆盖度提高 wy1| h o草层高提高 z|1t h o鲜草产
量提高 x倍 ∀同时可分为三个阶段 o首先从封育的第 x年为大针茅群落生长的高峰期 ox年后开始衰退
群落内并侵入大量本氏针茅种群 o这个阶段大致可维持 u ∗ v年 o本氏针茅就占据群落优势 o形成了群落
的建群种 ~到封育的第 {年后开始形成以本氏针茅为建群种的群落类型 o大针茅种群在群落中基本被淘
汰 ∀另外从阳坡大针茅群落的封育变化来看 o整体生长变化及种类的组成均低于前一类 o而群落结构的
变化与对照相比植物种数提高 ws h o覆盖度提高 vu1z h o草层高提高 xw1s h o鲜草产量提高 t1xu倍 ∀
同时可分为两个阶段 o在封育的第 w年为大针茅群落生长的正常期 ~w年后开始衰退并有大量的本氏针
茅侵入 o从第 x年就形成较明显的以本氏针茅为建群种的群落 ∀
表 2 典型草原地带大针茅群落封育变化
Ταβ .2 Χηανγεσ οφ Σ . γρανδισ χοµ µ υνιτψ αφτερ χλοσε τψπιχαλ γρασσλανδ
生长年限
≠ ¤¨µ
封育 ≤ ²¯¶¨ 对照 ≤Ž
植物种数
≥³¨¦¬¨¶ktΠ°ul
覆盖度
≤²√¨ µ¤ª¨
k h l
草层高
‹ ¬¨ª«·
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产草量
°µ²§∏¦·¬√¬·¼
k®ªΠ«°ul
植物种数
≥³¨¦¬¨¶
k°ul
覆盖度
≤²√ µ¨¤ª¨
k h l
草层高
‹ ¬¨ª«·
k¦°l
产草量
°µ²§∏¦·¬√¬·¼
k®ªΠ«°ul
主要植物 ≠
¤¬± ³¯¤±·¶
‘ ≥ ‘ ≥ ‘ ≥ ‘ ≥ ‘ ≥ ‘ ≥ ‘ ≥ ‘ ≥
t|{u x v us us { x xxs xxs x v us us z x w|s xss 大针茅 !本氏针茅Σ qγρανδισ Σ qβυνγεανα
t|{w { x vs us tt { z{s yxs w w us us z y wys xus 大针茅 Σ qγρανδισ
t|{y tv x vx ux tz | txxs zxx x v us tx y z wvs xts 本氏针茅 !大针茅Σ qβυνγεανα oΣ qγρανδισ
t|{{ ty y wx vs vx ts uvxs tyzx z x ux us ts x x|s xss 本氏针茅 !大针茅Σ qβυνγεανα !Σ qγρανδι
t||s ut z yx vs w{ tt v|xs twxx y w vs us | z xzs xyz 本氏针茅Σ qβυνγεανα
t||u tz { xs vs xx ty wutt txxs { x vs ux | x xxs wxs 本氏针茅Σ qβυνγεανα
t||w t{ tu xx wx xs t| vx|s txss x x ux us z { wxs xvs 本氏针茅Σ qβυνγεανα
t||y ty ts xs vx w{ t| wsxs txss x y ux ux ts x w|s xss 本氏针茅Σ qβυνγεανα
t||{ us ts yx vx xs t{ wvxs txxs y x vs us y w wys tys 本氏针茅Σ qβυνγεανα
t||| t| | yx vx xu t{ wuss txxs z x vs us z x wys xts 本氏针茅Σ qβυνγεανα
≠同前 ∀ ⁄¬·²q‘阴坡 ∀ ‘²µ·«¶¯²³¨ q≥阳坡 ∀ ≥²∏·«¶¯²³¨ q
另外 o从典型草原地带本氏针茅草原严重退化后形成的百里香群落变化过程来看 o百里香群落主要
分布在黄土丘陵区海拔 tzss ∗ t{xs°的荒山荒坡上 o在长期的水土流失和风蚀作用影响下 o是原生植物
本氏针茅草原受到强烈抑制后形成的一种侵蚀类型 o即以百里香为建群种 o本氏针茅为伴生种的草原群
落类型 o经过封育由表 v可知 o百里香群落在半干旱地区的分布仅次于本氏针茅群落 o从植物的组成看 o
除百里香而外 o常见种有本氏针茅 !戈壁针茅 !硬质早熟禾 !阿尔泰狗娃花 !厚穗冰草 !铁杆蒿 ! 蒿 !紫花
地丁kςιολα ψεδοενσισl !细叶远志k Πολψγαλατενυιφολιαl等 ∀在长期的放牧和人为破坏下 o牧草的生长发育受
到抑制 ozx h以上的牧草均处于营养生长阶段 o植株发育不良 o往往形不成优势 o更不能开花结实产生新
的个体 ∀在过牧及干旱的影响下 o常处于同一层 ∀随封育时间的延长植物的生长发育不断变化 o一般在
水热条件较好的地段适宜封育期为 v ∗ x ¤o条件差的地段可在 y ∗ { ¤左右 o此时植物各器官生长达到了
峰期 o与对照相比植物种数提高 yv1t h o覆盖度提高 xx h o草层高提高 ys h o鲜草产量提高 x1t倍 ∀在
整个生育阶段 o优势种植物占据首位 o形成了较明显的层次 ∀第一层由密丛型本氏针茅 o戈壁针茅k Σ q
vx 第 w期 程积民等 }黄土高原半干旱区退化灌草植被的恢复与重建
γοβιχαl o硬质早熟禾等组成 ~第二层由较耐旱的铁杆蒿 ! 蒿 !阿尔泰狗娃花等组成 ~第三层由密集型团
块状分布的百里香 !二裂委陵菜 !冷蒿 !花苜蓿k Τριγονελλα ρυτηενιχαl等组成 ∀百里香群落封育后植物群
落结构的水平分布随着时间的变化 o均匀的分布在群落之中 o但封育时间较长群落的结构变化不甚明显 o
这主要是枯草长期覆盖地面抑制植物的生长 o土壤表面不能直接受到阳光的照射 o土壤中的有机质分解及
微生物活动减慢 o影响植物的生长及幼苗的形成 o尤其是植物密度明显减小 o生物量下降 ∀因此 o适宜的封
育期是草地维持稳定 !高产 !优质的关键 o特别是半干旱地区草地易于退化 o这一特点就显得更加重要 ∀
表 3 典型草原地带百里香群落封育变化
Ταβ .3 Χηανγεσ οφ Τ . µονγολιχυσ χοµ µ υνιτψ αφτερ χλοσε τψπιχαλ γρασσλανδ
生长年限
≠ ¤¨µ
封育 ≤¯ ²¶¨ 对照 ≤Ž
植物种数
≥³¨¦¬¨¶
ktΠ°ul
覆盖度
≤²√¨ µ¤ª¨
k h l
草层高
‹ ¬¨ª«·
k¦°l
产草量
°µ²§∏¦·¬√¬·¼
k®ªΠ«°ul
植物种数
≥³¨¦¬¨¶
ktΠ°ul
覆盖度
≤²√¨ µ¤ª¨
k h l
草层高
‹ ¬¨ª«·
k¦°l
产草量
°µ²§∏¦·¬√¬·¼
k®ªΠ«°ul
主要植物 ≠
¤¬± ³¯¤±·¶
t|{u { us v zxs { us v xxs 百里香 !本氏针茅Τ qµονγολιχυσo Σ qβυνγεανα
t|{w tu ux w |xs z us v wxs 百里香 !本氏针茅Τ qµονγολιχυσo Σ qβυνγεανα
t|{y ty vx y tuxs { us x wys 百里香 !本氏针茅Τ qµονγολιχυσoΣ qβυνγεανα
t|{{ t| wx ts uzxs z tx w wxs 本氏针茅 !百里香Σ qβυνγεανα oΤ qµονγολιχυσ
t||s t| wx ts uxxs y tx x vss 本氏针茅 !百里香Σ qβυνγεανα oΤ qµονγολιχυσ
t||u ut yx | uzxs { us z wss 本氏针茅 !百里香Σ qβυνγεανα oΤ qµονγολιχυσ
t||w t| ys | uwss z us | wts 本氏针茅 !百里香Σ qβυνγεανα oΤ qµονγολιχυσ
t||y t{ ys { uvss x us y wxs 本氏针茅 !百里香Σ qβυνγεανα oΤ qµονγολιχυσ
t||{ t{ xx { uvxs y us x wxs 本氏针茅 !百里香Σ qβυνγεανα oΤ qµονγολιχυσ
t||| t{ xx | uuxx | ux | wus 本氏针茅 !百里香Σ qβυνγεανα oΤ qµονγολιχυσ
≠同前 ∀ ⁄¬·²q
312 退化草地植被的种植改良
在荒山荒坡天然草地植被分布稀疏 !退化严重的类型上 o采用改良措施 o进行植被的恢复与重建 o促
进草地群落的持续发展与进展演替 ∀tu年的试验结果从表 w看出 o在半干旱地区采用穴播 !开沟种植
和隔带耕翻种植 o不但改变了群落结构 o而且还可大幅度提高生物产量 ∀荒山穴状改良以乡土植物达乌
里胡枝子 n本氏针茅进行混播 o通过多年的生长已形成了以本氏针茅 ) 杂类草和达乌里胡枝子为优势
种的稳定群落类型 o生物产量比对照提高了 y1t倍 ∀荒山穴状单播沙打旺 !披硷草 o经过 y年的生长 o目
前演替已进入第二阶段 ∀w ∗ x年生的沙打旺和披硷草类型 o衰败后已逐渐由本氏针茅和达乌里胡枝子
所替代 o形成本氏针茅 ) 达乌里胡枝子为优势的稳定群落类型 o生物产量比对照提高 y1w倍 ~撂荒地开
沟种植 o乡土植物与引选植物结合 o禾本科与豆科混播经过 y ∗ tu年的生长 o在天然草地植物的竞争过
程中 o适应性强 !生长快的植物很快形成较高的层次 o完成整个生育期 ∀如以乡土植物为优势种的稳定
群落类型有本氏针茅 ) 冷蒿 !本氏针茅 ) 胡枝子等 o生物产量比对照提高 w1{倍k混播l ow1y倍k单播l ~
荒山隔带耕翻种植 o充分利用天然降水 o发展集流草地植被 o经过耕翻直播芨芨草 !紫花苜蓿 !本氏针茅
n老芒麦 !达乌里胡枝子 n老芒麦 o从 { ∗ tu年的生长变化来看 o草地群落的演替已由种群发展到群落 o
并在群落内部参于竞争 o不断产生新的个体 o随着时间的延长形成了以芨芨草 !本氏针茅 n紫花苜蓿 !本
氏针茅 n老芒麦 !达乌里胡枝子 n本氏针茅等为优势种的稳定群落类型 o生物产量比对照提高了 w1x倍
wx 林 业 科 学 vz卷
k混播l oy1x倍k单播l ∀从以上结果可以看出 o对黄土高原半干旱地区退化严重的天然草地 o采用穴播 !
开沟和隔带翻种植 o是退化植被重建的一种重要措施 o应大力推广应用 ∀
313 集流灌草立体配置
灌草立体配置 o采用修筑水平阶 !水平沟和鱼鳞坑的工程整地措施 o改善灌草植被的生存环境 o可充
分利用不同层次的光 !热 !水 !肥资源 o对干旱阳坡植被的快速恢复有重要意义k见表 x !y !zl ∀
表 4 改良草地群落的演替与生物量变化过程
Ταβ .4 Συχχεσσιον ανδ χηανγεσ οφ βιοµασσ οφιµ προϖεδ γρασσ χοµ µ υνιτψ
改良方法
Œ°³µ²√ °¨ ±¨·° ·¨«²§
种植牧草
°¯ ¤±·¬±ªªµ¤¶¶
生长年限
„ª¨ k¤l
群落类型 ≠
×¼³¨ ²©¦²°°∏±¬·¼
生物量
°µ²§∏¦·¬√¬·¼k®ªΠ«°ul
荒山穴播
…∏±¦«³¯¤±·¬±ª¬± ¥¤µµ¨± «¬¯¯¶
达乌里胡枝子
Λqδαϖυριχα tu
本氏针茅 ) 杂类草
Σ qβυνγεανα p ²·«¨µªµ¤¶¶ w{|s1u
达乌里胡枝子 n本氏针茅
Λqδαϖυριχα n Σ qβυνγεανα tu
达乌里胡枝子 ) 本氏针茅
Λqδαϖυριχα p Σ qβυνγεανα vyvz1{
沙打旺 Αqαδσυργενσ y 本氏针茅 Σ qβυνγεανα wvxs1s
披硷草 Ελψµυσ δαηυριχυσ v 本氏针茅 ) 达乌里胡枝子Σ qβυνγεανα p Λqδαϖυριχα wxu|1s
≤Ž y 杂类草 ’·«¨µªµ¤¶¶ yss1s
撂荒地开沟种植
⁄¬·¦«³¯¤±·¬±ª¬± º¤¶¨ ¤¯±§
本氏针茅 n红豆草
Σ qβυνγεανα n Ο qϖιχιαεφολια tu
本氏针茅 ) 冷蒿
Σ qβυνγεανα p Αqφριγιδα wvyt1v
红豆草 Ο qϖιχιαεφολια y 本氏针茅 ) 红豆草Σ qβυνγεανα p Ο qϖιχιαεφολι v|xz1s
草木樨 Μελιλοτυσ αλβυσ v 草木樨 Μελιοτυσ αλβυσ wxss1v
胡枝子 Λqβιχολορ ts 本氏针茅 ) 胡枝子Σ qβυνγεανα p Λqβιχολορ v{su1v
无芒雀麦 Β qινερµισ v 无芒雀麦 Β qινερµισ wxww1|
≤Ž y 杂类草 ’·«¨µªµ¤¶¶ zxs1s
荒山隔带耕翻种植
≤∏¯·¬√¤·¬²± ³¯¤±·¬±ª √¨ µ¨¼
·º² ¥¨ ·¯¥¤µµ¨± «¬¯¯¶
芨芨草 Αqσπλενδενσ ts 芨芨草 Αqσπλενδενσ yvvy1u
紫花苜蓿 Μqσατιϖα { 本氏针茅 ) 紫花苜蓿Σ qβυνγεανα p Μqσατιϖα wvtw1y
本氏针茅 n老芒麦
Σ qβυνγεανα n Ε qσιβιριχυσ v
本氏针茅 ) 老芒麦
Σ qβυνγεανα p Ε qσιβιριχυσ wsst1v
达乌里胡枝子 n老芒麦
Λqδαϖυριχα n Ε qσιβιριχυσ tu
达乌里胡枝子 ) 老芒麦
Λqδαϖυριχα p Ε qσιβιριχυσ v{vw1u
≤Ž y 杂类草 ’·«¨µªµ¤¶¶ zts1s
<
≠稳定群落类型 ∀≥·¤¥¯¨·¼³¨ ²©¦²°°∏±¬·¼q
表 5 柠条 +芨芨草立体配置种群生长变化 ≠
Ταβ .5 Χηανγεσ οφ γροωτη οφ τηρεε2διµεντιον2αρρανγεδ Χ . Κορσηινσκιι + Α . σπλενδενσ χοµ µ υνιτψ
项目
Œ·¨°¶
水平阶 ¨√¨¯ ¶·¨³ 水平沟 ¨√¨¯ §¬·¦« 鱼磷坑 ƒ¬¶«2¶¦¤®³¬· ≤Ž
Χq Αq Χq Αq Χq Αq Χq Αq
生长年限 „ª¨ k¤l tx x tx x tx x tx x
株高 ‹ ¬¨ª«·k¦°l tus |x tsx |s tss {s xu vs
覆盖度 ≤²√¨ µ¤ª¨ k h l xs ws ws wx wx ws vs ts
分枝数 …µ¤±¦«k‘∏°¥¨µl tt | | ts { { x v
株数 ‘∏°¥¨µ²©¶·¨°ktΠ°ul s1x | s1x { s1x z s1x z
根深 •²²·§¨³·«k°l z1| s1x z1v s1x y1u s1y x1u s1{
根重 • ²²·º ¬¨ª«·k®ªΠ«°ul twxwz1s ) tuz{w1s ) ttzss1s ) v|xz1s )
产量 °µ²§∏¦·¬√¬·¼k®ªΠ«°ul twvt1s |s||1s tuz|1y {ytz1u tt|{1s zxtu1s yts1s xtt1s
≠灌木叶子产量 ∀≥«µ∏¥¶¯¨ ¤√¨ ¶³µ²§∏¦·¬√¬·¼q≤ q柠条 ∀ Χqκορσηινσκιι q „ q芨芨草 ∀ Αqσπλενδεν q
xx 第 w期 程积民等 }黄土高原半干旱区退化灌草植被的恢复与重建
表 6 沙棘 +草木樨立体配置种群生长变化 ≠
Ταβ .6 Χηανγεσ οφ γροωτη οφ τηρεε2διµενσιον2αρρανγεδ Η . ηαµ νοιχλε+ Μ . συαϖεολενσ χοµ µ υνιτψ
项目
Œ·¨°¶
水平阶 ¨√¨¯ ¶·¨³ 水平沟 ¨√¨¯ §¬·¦« 鱼磷坑 ƒ¬¶«2¶¦¤®³¬· ≤Ž
Η q Μq Η q Μq Η q Μq Ηq Μq
生长年限 „ª¨ k¤l tu u tu u tu u tu u
株高 ‹ ¬¨ª«·k¦°l tus {s tts zx |{ zs xs ws
覆盖度 ≤²√¨ µ¤ª¨ k h l xs yx xs wx ws wx vs ux
分枝k数l…µ¤±¦«±∏°¥¨µ y ts w ts v { t v
株数 ‘∏°¥¨µ²©¶·¨°ktΠ°ul s1x t| s1x t{ s1x tx s1x |
根深 •²²·§¨³·«k°l y1u s1{ x1y s1| x1{ s1{ w1{ s1|
根重 • ²²·º ¬¨ª«·k®ªΠ«°ul |{ss1s ) {|uu1s ) {xzs1s ) vyzz1s )
产量 °µ²§∏¦·¬√¬·¼k®ªΠ«°ul t|uz1s yy|v1s t{t{1s yszu1s t{ys1s xtuz1s x{z1s tsxs1s
≠灌木叶子产量 ∀≥«µ∏¥¶¯¨ ¤√¨ ¶³µ²§∏¦·¬√¬·¼q Η1 沙棘 ∀ Ηqηαµνοιχλε q Μ1 草木樨 ∀ Μqσυαϖεολενσq
表 7 山桃 +芨芨草立体配置种群生长变化 ≠
Ταβ .7 Χηανγεσ οφ γροωτη οφ τηρεε2διµενψιον2αρρανγεδ Π . δαϖιδιανα + Α . σπλενδενσ χοµ µ υνιτψ
项目
Œ·¨°¶
水平阶 ¨√¨¯ ¶·¨³ 水平沟 ¨√¨¯ §¬·¦« 鱼磷坑 ƒ¬¶«2¶¦¤®³¬· ≤Ž
Πq Αq Πq Αq Πq Αq Πq Αq
生长年限 „ª¨ tx y tx y tx x tx x
株高 ‹ ¬¨ª«·k¦°l tww |x tvx |s tsy |s yw ws
覆盖度 ≤²√¨ µ¤ª¨ k h l wx ws ws wx wx xx vs vs
分枝k数l…µ¤±¦«±∏°¥¨µ x ts x tu w z u v
株数 ‘∏°¥¨µ²©¶·¨°ktΠ°ul s1x { s1x | s1x y s1x x
根深 •²²·§¨³·«k°l x1x s1w w1{ s1w x1z s1y w1u s1z
根重 • ²²·º ¬¨ª«·k®ªΠ«°ul ts{|s1s ) ||{z1x ) |tyz1{ ) v{yz1s )
产量 °µ²§∏¦·¬√¬·¼k®ªΠ«°ul t{us1s y|vz1x tyxu1v yt{z1| |{z1y ytuz1y x|z1s |uz1s
≠灌木叶子产量 ∀≥«µ∏¥¶¯¨ ¤√¨ ¶³µ²§∏¦·¬√¬·¼q° q山桃 ∀ Πqδαϖιδιανα q„ q芨芨草 ∀ Αqσπλενδενσ
从表 x可知 o柠条 n芨芨草立体配置 o水平阶整地与对照相比地上部生物量柠条提高 xz1w h o芨芨
草 |w1w h o地下部生物量柠条提高 zu1{ h ~水平沟整地与对照相比地上部生物量提高柠条 xu1v h o芨芨
草 |w1t h o地下部生物量提高柠条 y|1s h ~鱼鳞坑整地与对照相比地上部生物量提高柠条 w|1t h o芨芨
草 |v1u h o地下部生物量提高柠条 yy1u h ∀从表 y可知 o沙棘 n草木樨立体配置 o水平阶整地与对照相
比地上部生物量沙棘提高 y|1x h o草木樨 {w1v h o地下部生物量沙棘提高 yu1y h ~水平沟整地与对照相
比地上部生物量分别提高沙棘 yz1z h o草木樨 {u1z h o地下部生物量沙棘提高 x|1u h ~鱼鳞坑整地与对
照相比地上部生物量分别提高沙棘 y{1w h o草木樨 z|1x h o地下部生物量提高沙棘 xz1u h ∀从表 z可
知 o山桃 n芨芨草立体配置 o水平阶整地与对照相比地上部生物量山桃提高 yz1u h o芨芨草 {y1y h o地
下部生物量山桃提高 yw1w h ~水平沟整地与对照相比地上部生物量山桃提高 yv1| h o芨芨草 {x1s h o地
下部生物量山桃提高 ys1{ h ~鱼鳞坑整地与对照相比地上部生物量山桃提高 v|1y h o芨芨草 {w1| h o地
下部生物量山桃提高 xz1z h ∀以上三种立体配置类型生物量大幅度提高的主要因素是 }≠采用工程措
施整地既可改善植物生长的立地条件 o又可拦蓄 tv h ∗ tx h带与带之间的地表径流 o使有限的降水集
中使用 o减少无效的损耗 o发展集流灌草植被 ∀ 灌草立体配置 o可以使根系的不同分布深度 o充分利用
土壤中各层次间的水分 !养分 o促进植物各器官的正常生长 ∀ ≈选用适宜性强耐旱 !耐寒 o并具有竞争力
强 !群聚生长特点的植物 o采用工程措施 o即可迅速形成稳定的群落类型 o如柠条 n芨芨草 ~沙棘 n草木
樨 ~山桃 n芨芨草等群落是干旱阳坡适宜人工栽培的优良群落类型 ∀
yx 林 业 科 学 vz卷
w 结论
w1t 退化草地植被封育
在典型草原本氏针茅群落中适宜封育期为 v ∗ x年 o植物种数可提高 w{1t h ∗ xu h o产草量增加 y1u
∗ z1x倍 ~而大针茅群落最适封育期为 x年 o植物种数提高 yu h o产草量增加 t1xu ∗ x1s倍 ~百里香群落
的最适封育期为 v ∗ x年 o植物种数提高 yv1t h o产草量增加 x1t倍 o优势种植物占据首位 o并形成了较
明显的层次 ∀封育时间太长不利于牧草繁殖更新 o反而枯草会抑制幼苗的再生 o使植物密度减小 o生物
量下降 o优良牧草趋于衰退 ∀
w1u 退化草地植被的改良
对退化严重的草地采用荒山穴播 o通过 tu年的生长 o群落已演替形成了以本氏针茅 n杂类草 !达乌
里胡枝子 n本氏针茅及本氏针茅为优势种的稳定群落类型 o生物量提高 y1t倍k混播l oy1w倍k单播l ~撩
荒地开沟种植 o经过 y ∗ tu年的生长 o形成了以乡土植物本氏针茅 n冷蒿 !本氏针茅 n红豆草 !本氏针茅
n兴安胡枝子及草木樨为主的稳定群落类型 o生物量提高 w1{倍k混播l ow1y倍k单播l ~荒山隔带耕翻种
植 o经过 { ∗ tu年的生长 o草地群落的演替已由种群发展到群落 o并形成以芨芨草 !本氏针茅 n紫花苜
蓿 !本氏针茅 n老芒麦 !达乌里枝子 n本氏针茅为优势的稳定群落类型 o生物量提高 w1x倍k混播l oy1x
倍k单播l ∀
w1v 集流灌草立体配置
依据植被分布的地带性规律 o采用修筑水平阶 o水平沟和鱼鳞坑等工程措施进行灌草立体配置 o经
过 tx年的生长 o已形成了以柠条 n芨芨草 !沙棘 n草木樨和山桃 n芨芨草为优势种是适宜该区配置 !且
可更新的稳定群落类型 ∀
以上封育 !改良 !灌草立体配置技术体系的组装配套及试验 !示范 !推广为黄土高原农牧交错区灌草
植被的快速恢复提供了重要的科学依据 ∀
参 考 文 献
程 序 q农牧交错带研究中的现代生态学前沿问题 q资源科学 ot||| outkxl }t ∗ {
陈昌笃 q黄土高原上的绿洲 q旅游家 ot|xx
程积民 q黄土高原草地资源与建设 q西安 }陕西人民出版社 ot||u
李风民 q论我国半干旱地区农业生产力与生态系统可持续发展 q资源科学 ot||| outkxl }ux ∗ vs
任继周 q草业科学研究方法 q北京 }中国农业出版社 ot||y
zx 第 w期 程积民等 }黄土高原半干旱区退化灌草植被的恢复与重建