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Effects of Grazing Prohibition on Grass Population Structure of Deteriorated Upland Meadow in Yunnan Province

休牧对云南退化山地草甸草群结构的影响



全 文 :第 16 卷 第 6 期
Vol. 16 No . 6
草 地 学 报
ACTA AGRESTIA SINICA
2008 年 11 月
Nov. 2008
休牧对云南退化山地草甸草群结构的影响
殷振华1 , 毕玉芬1* , 李世玉2
( 1.云南农业大学 草业科学系, 昆明 650201; 2.浙江大学生命科学学院 , 杭州 310058)
摘要: 为探明休牧对云南退化山地草甸的恢复和改良作用,对 3 年休牧封育进行监测。结果表明: 休牧封育对恢复
退化山地草甸植被有明显的效果;休牧封育后植株的高度明显提高;封育 3 年, 轻、中和重度退化草地的草层高度
分别较对照区提高了 7、16 和 16 倍;封育后群落组成发生显著变化, 禾本科牧草比例上升, 杂类草明显下降 ;封育
提高了草地群落优良牧草的比率;封育 3 年即可恢复草地; 封育是恢复退化山地草甸的一项有利于畜牧业可持续
发展的良好措施。
关键词: 围栏封育; 退化草地; 草群结构
中图分类号: S812 文献标识码: A 文章编号: 1007-0435( 2008) 06-0630-06
Effects of Grazing Prohibition on Grass Population Structure of
Deteriorated Upland Meadow in Yunnan Province
YIN Zhen-hua1 , BI Yu-fen1* , L I Sh-i yu2
( 1. Departm ent of Gras sland S cien ce, Yunnan Agricul tu ral Un iversity, Kunmin g, Yunnan Province 650201, China;
2. S chool of Life Science, Zhejiang U nivers ity, H angzhou, Zh ejiang Province 310058, China)
Abstract: In o rder to invest ig ate the effect of grazing prohibit ion on the restorat ion and improvement of de-
teriorated upland meadow , w e enclosed the deteriorated upland meadow in Yunnan by fencing protect ion
fo r 3 years. T he results show that fencing pro tect ion had obv ious effects for the ameliorat ion of deteriora-
ted upland meadow . Af ter 3-year enclosure, the sw ard height w as increased, the vegetat ion components
w ere changed g reat ly, the pr opo rt ion o f high quality g rasses w as increased, and the forbs w ere decr eased.
Within the period of 3- year fencing pro tection, the sw ard height in light, moderate and heavy degraded up-
land meadow w ere 7, 16, and 16 t imes higher than those o f outside of the protect ion areas, respect ively. It
indicated that 3-year fencing protect ion w as ef fectiv e on the restor at ion of deteriorated meadow s. In sum-
mar y, fencing pro tection could be a good measure for restorat ion o f degraded upland meadow and also ben-
ef icial to the sustainable development of grassland animal indust ry.
Key words: Enclosure and g razing prohibit ion; Deteriorated g rassland; Grass populat ion st ructure
云南 83%的天然草地出现不同程度的退化毒
害杂草多, 危害严重, 毒害草种类约 168种, 如紫茎
泽兰( Eupator ium adenop hor um Spreng. )、飞机草
( E. odor atum L. )、西南委陵菜( Potent il la f ulgens
Wall. ex Hook)等。草地面积减少,可利用草地锐
减,滇北部地区的狼毒( S tel l er a chamaej asme L. )、
乳浆大戟( Euphor bia esula L. )和干热、半湿热地区
的白茅( Imp erata cy l indr ical ( L . ) Beauv. )、扭黄
茅( H eter op ogon contor tus ( L . ) Beauv. ex Roem.
et Schult . )繁殖较快, 侵占草地, 降低草地的利用
率[ 1 ]。
周华坤等对轻牧与重牧金露梅 ( P otenti l la
f ruti cosa)灌丛的研究表明:封育后轻牧与重牧区的
上下层株高增加, 绿草盖度减少,群落内主要植物种
群特征发生相应变化, 轻牧区莎草类、杂草类和金露
梅的地上生物量减少, 而枯草、禾草的生物量增加,
收稿日期: 2008-01-16; 修回日期: 2008-03-19
基金项目: 云南省自然科学基金重点项目/ 云南退化草地生态系统恢复机制的研究0( 2003C0008Z)
作者简介: 殷振华( 1979-) ,男,云南师宗人,硕士研究生, 研究方向为草地生态, E-mail: yinzhen hua6@ 163. com; * 通讯作者 Author for
correspondence, E-mail: biyufenynnd@ sina. com
第 6期 殷振华等:休牧对云南退化山地草甸草群结构的影响
其中枯草生物量增加显著,优良牧草比例由 0. 72下
降为 0. 62;在重牧区金露梅灌丛的枯草、禾草及莎
草生物量增加显著, 杂草生物量减少显著,优良牧草
比例上升[ 2] ; 文海燕等对退化沙质草地采取围封措
施后,植被得到恢复,减少了风蚀[ 3] ; 张东杰等研究
表明禁牧封育对恢复高寒草甸和高寒沼泽化草甸退
化草地植被有明显的效果 [ 4]。禁牧后草地中植物的
盖度,高度和产草量明显提高;牧草种类发生显著变
化,莎草科、禾本科牧草的种类和产量增加, 杂类草
的种类和产量明显下降 [ 4] ; 孟宪平等对盐碱化羊草
草地的研究表明:围栏封育使豆科和菊科牧草比重
分别增加 13. 4% ~ 26. 7%和 4. 7% ~ 9. 0% [ 5]。围
栏封育是草地改良的有效途径 [ 2~ 5] , 是一项投资少、
见效快,经济效益和生态效益显著的草地保护和实
现畜牧业可持续发展的有效技术措施[ 6]。
本文探究围栏封育措施对退化山地草甸植被结
构的影响,为今后在类似地区制定合理的草地放牧
利用制度提供科学依据。
1 材料与方法
1. 1 试验地概况
试验地位于云南省马龙县月望乡的山地草甸草
地( N25b11c~ N25b36c, E103b18c~ E103b45c) , 海拔
2662 m, 坡度 0~ 10b。年平均气温 13. 5 e , 年降水
量 1024. 1 mm, 集中分布在 5- 9月。土壤为砖红
壤, 有少量草莓土, 呈中偏酸性。该草地为天然的
牛、羊牧场,放牧强度较大, 每公顷载畜约达 30 头
牛。草地优势种为白茅和西南委陵菜。群落丰富度
指数、物种多样性、Simpson生态优势度指数和草甸
生产力低,总盖度 70% ,饲用草本植物较少,出现大
量有毒有害植物, 其重要值之和占总重要值的
36. 29%, 草甸呈现过牧退化现象[ 7, 8] 。
1. 2 试验设计
2004年 8月 10日围栏封育。按退化程度设封
育自然恢复区 3个, 围栏后休牧。分别为轻度、中度
和重度退化区。每区面积 50 m @ 30 m。每个区均
以围栏外相邻地对应退化梯度草地作对照样地(保
持原有放牧状态)。
1. 3 测定方法
采用常规法 [ 7, 9]调查植被/四度一量0, 样方 9个
重复,计算重要值( IV) [ 9]。从 2004 年 8 月 10 日至
2007年 10月 10日,每 60天全面调查一次, 作为一
个时期,即 7月至 11月共两次调查数据的平均值作
为夏秋植物生长旺季的值; 12月至翌年 3月为冬季
植物生长慢或休眠时期; 4月份至 6 月份为春季返
青期。并按此进行归类分析。全年观测其植被外貌
变化。
重要值( IV) = ( Fc+ Hc+ Cc+ Dc+ Pc) / 5
IV 为某种植物的重要值, Fc为该植物的相对频
度, Hc为该植物的相对高度, Cc为该植物的相对盖
度, Dc为该植物的相对密度, Pc为该植物的相对
干重。
1. 4 数据处理
数据分析使用 SPSS( SPSS Inc. , Chicago, IL,
U SA)软件,所有比较、对照用 ANOVA 完成。
2 结果与分析
2. 1 群落外貌特征
12月至次年 3月冬季植物生长缓慢或休眠,多
年生植物地上部分大多枯死,一年生植物已经完成
生育期而死亡, 故仅对夏秋生长旺季( 7- 11月)和
春末返青期( 4- 6月)进行分析(表 1, 2)。在冬季,
外貌上看,封育区有大量枯草覆盖,而对照区可见部
分地表裸露。植被组成在封育区与对照区差异不
明显。
全年外貌特征表现为:封育区群落的外貌随着
群落中不同植物的花期呈现明显的季相。轻度退化
封育区,白茅的花期是 4- 6 月, 画眉草( Er ag rosti s
p ilosa ( L. ) Beauv. ) 6- 7 月, 乳白香青( Anap hali s
lacteal Max im. ) 9- 10 月。中度退化封育区, 在 4
- 6月呈现白茅的花色, 6- 7月呈现画眉草的花色,
9- 10 月呈现白健秆 ( Eulalia pal lens ( Hack. )
Kuntze)及四脉金茅 ( Eul. Quadrinerv is ( Hack. )
Kuntze)的花色 (棕色和灰白色)。重度退化封育
区,在 6- 7月呈现画眉草的花色(灰色) , 9- 10月
呈现白健秆及四脉金茅的花色。而对照区均只在乳
白香青开花期( 9- 10月)群落点缀白色花, 其他植
物始终处于营养期。4- 11 月, 封育区植被有明显
的成层现象,而对照区则均在 10 cm 以下,不成层。
2. 2 夏秋生长旺季植被结构
2004- 2006年,轻度退化封育区的优势种均为
白茅, 2007年优势种为白茅+ 画眉草; 在中度退化
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草 地 学 报 第 16卷
封育区, 2004年封育草地的优势种为白茅, 2005 年
为白茅+ 白健秆, 2006 年为白茅+ 画眉草, 2007 年
为白健秆+ 画眉草+ 白茅;在重度退化封育区, 2004
年其优势种为白健秆, 2005 年为画眉草+ 白健秆,
2006年为画眉草+ 白健秆+ 四脉金茅, 2007年为白
健秆+ 四脉金茅(表 1)。
封育后各退化梯度植物群落的组成结构发生了
变化,表现为禾本科牧草重要值上升,而豆科、菊科、
莎草科及杂类草植物均呈下降趋势。在轻度退化封
育区,禾本科牧草重要值封育第一年至第四年分别
为 35. 83% , 54. 22%, 54. 48%和 54. 44%。相对于
未封育的对照样地,封育一年后禾本科牧草重要值
比对照提高了 14%,之后两年里分别提高了 25%和
26% ;在中度退化封育区, 封育 1、2、3年后, 禾本科
牧草重要值分别比对照提高了 33%、31%和 32%。
在重度退化封育区,禾本科牧草重要值从封育时的
5. 37%提高到第二年的 76. 00%, 之后的两年里比
较稳定。封育 1、2、3 年后, 禾本科牧草重要值比率
分别比对照提高 27%、28%和 26%。
封育草地在夏秋生长旺季,优良牧草的比率均
有明显提高。封育第 2、3、4年, 轻度退化封育区优
良牧草的比率分别比对照区提高 15%、27% 和
39% ;中度退化封育区提高 15%、30%和 39% ;重度
退化封育区提高了 23%、39%和 48%。
封育改变了草层结构, 草层均比对照高。与对
照相比较,封育第 2、3、4年,轻度退化封育区的草层
高度提高了 5、5和 7倍;中度退化封育区提高 12、
13和 16倍。重度退化封育区提高 13、14和 16倍。
2. 3 春末返青期植被结构
在封育第 2、3、4年的春末返青期, 轻度退化封
育区的优势种均为白茅; 从封育第 2年开始, 中度退
化封育区变化为画眉草+ 白茅; 重度退化封育区变
化为四脉金茅+ 白茅(表 2)。
轻度退化封育区植物群落在春末返青期, 禾本
科草的比率比对照提高了 4% ~ 8%, 年际之间差异
不大;中度退化封育区, 随封育年限的增长, 禾本科
草的比率不断上升, 2005、2006和 2007 年分别比对
照提高了 16%、21%、23%; 重度退化封育区, 分别
提高 16%, 2%, 4%。
封育区优良牧草的比率均有不同程度的提高。
在封育第 2、3、4年, 轻度退化封育区,优良牧草的比
率分别比对照区提高了近 6%、15%和 24%;中度退
化封育区分别提高了近 4%、11%和 32% ;重度退化
封育区分别提高了近 9%、17%和 28%。
封育区草层呈 3个层次, 高度均比对照有所增
加。2005、2006和 2007年,轻度退化封育区的草层
高度分别比对照高约 8、9和 10倍;中度退化封育区
分别高 7、8和 8倍;重度退化封育区分别高 6、11和
12倍。
3 讨论
3. 1 各退化梯度封育区群落的外貌随着群落中不
同植物的花期呈现明显的季相。一些原来不能达到
生殖生长的植物封育后可以进行生殖生长,群落外
貌更加分明。4- 11月, 封育区分为明显的 3 层。
而对照区则均在 10 cm以下, 不成层。
3. 2 经过 3年的封育,优势种由原来的 2种(白茅、
白健秆)变为 4 种(白茅、画眉草、白健秆、四脉金
茅)。因此, 封育改变了各物种在群落中所起的
作用。
3. 3 休牧后,各退化梯度的山地草甸植物群落禾本
科牧草重要值比率上升,说明禾本科草在群落中所
起的作用逐渐增大。2005年在重度退化封育区,禾
本科草在春末返青期的比率比对照高 16%, 2006年
低 2%, 2007年低 4%。这是由于春末返青期是白
茅的生长旺季,重度退化封育区随封育时间的增长,
白茅所起的作用下降, 而其对照区主要植物为白茅。
3. 4 随封育时间的增长,高度逐年增加。在季节动
态上,以 2月草层高度最矮,原因是许多植物冬季休
眠,地上部分逐渐枯死,草层高度下降。8- 10月草
层高度最高。封育对退化山地草甸的植被恢复有明
显的效果。本研究结果与张东杰等对高寒草甸和高
寒沼泽化草甸退化草地的改良作用的研究结果一
致,即休牧封育后草地中植物的盖度、高度明显提
高;牧草种类发生显著变化,禾本科牧草的种类和产
量增加,杂类草的比重明显下降[ 8 ]。
3. 5 封育区由于优良牧草比率的提高,草地质量得
到改善。此结果与孟宪平等对盐碱化羊草草地的研
究结果, 即封育使可食牧草产量增加 13. 1% ~
78. 0%相近[ 5] 。封育区草层高度增加,植被有明显
的成层现象,且在不同的时期随主要植物花期的不
同表现为不同的外貌, 充分证明了封育改善了草地
草层结构。
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第 6期 殷振华等:休牧对云南退化山地草甸草群结构的影响
4 结论
4. 1 封育有效地改善了草层结构,使群落外貌有明
显的季相,改变了不同退化程度草地群落的物种组
成,禾本科在群落中的优势增加。封育 3 年后,轻、
中和重度退化封育区, 禾本科牧草重要值比率分别
提高了 26%、32% 和 26%, 分别达到 54. 44%、
77. 27%、74. 67%。
4. 2 封育后极大地提高了草层高度和草地盖度, 提
高了优良牧草比率, 有利于改善草地质量。
4. 3 封育措施对不同退化程度山地草甸的恢复效
果明显,有效遏制了草地退化,是治理南方草地退化
的有效途径。
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(责任编辑 张蕴薇)
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