全 文 ：第 4 卷 1 9 96
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.
4 N o
草 地 学 报
A CT A A G R E S T IA S IN C A
年
1 9 9 6
科尔沁羊草一贝加尔针茅草原物候期和产草量
与气象条件关系的研究 ’
崔鲜一 彭玉梅 程 渡
(内蒙古 自治区图牧吉草地研究所 , 扎贵特旗 1 3 7 3 2 1)
提要 : 科尔沁草原北部以羊草 + 贝加尔针茅 + 线叶菊为建群种的天然牧草 , 其粗蛋白质和
粗灰分含量较高 , 属氮碳一灰分型 , 适宜发展毛 肉兼用型的细毛绵羊 。 7 月下旬牧草营养丰富 、草
质优良 , 是打草贮存的最佳期 。 在天然牧草生长期间 , 光热水因子起着主导作用 ; 产草量与降水量
呈正相关 , 同时受 5 一 7 月欧亚大气环流作用和西风环流指数的强弱所制约 。
关键词 : 羊草天然草地 ; 氮碳一灰分型 ; 大气环流 ; 环流指数
1 前言
牧草是发展草原畜牧业的主要物质基础 。 天然草原牧草的生长发育受气象条件(降水 、温
度和光照等)的制约 , 为了进一步探讨天然牧草的自身生物生态学规律 , 我们于 19 8 5 一 19 94 年
对科尔沁草原北部以羊草 (扮尹正“ : 认in es i: )、 贝加尔针茅(s ti加 占。ic a ze n s i、 )与线叶菊 (F ils-
fo li
u m : ib iri cu , )为优势种的天然草原 , 进行牧草生长发育和产量与气象条件关系的专题研
究 , 为合理利用草地资源和产量予报提供科学依据 。
2 材料和方法
2
.
1 自然概况
科尔沁草原北部牧区(兴安盟所辖扎责特旗和科右前旗 ) , 地处大兴安岭中段的山前台地
向嫩江平原的过渡地带 。 位于北纬 4 5 · 4 0 ‘ 一 4 7 0 0 8 ‘ 、东经 1 2 1 · 5 6 ‘一 12 4 · 0 一‘ , 约占全盟总
面积的 34 . 5 % 。 地形 自西南向东北方向缓慢下降 , 是 内蒙古发展毛肉兼 用型细毛绵羊和乳肉
兼用型家畜的主要生产基地 。
气候属冷温大陆性季风区 , 年均气温 3 . 5 ’ 一 4 . 6℃ 、极端最高气温 39 . 8℃ 、极端最低气温
一 4 0
.
1℃ , 无霜期 130 一 145 天 。 全年降水量 265 . 2 一 4 31 . Zm m , 主要集中 7 一 8 月间 (占总降
水量 74 . 2 % ) , 多春旱 、伏旱 ;草原湿润度 K 值在 0 . 25 一 0 . 34 之间 , 属半干旱草原带 , 气候生产
力 w 值在 2 一 2 . 5t / ha 。 土壤系沙质淡栗钙土 , 土质痔薄 , 有机质含量 0 . 46 % 一 1 . 03 % , pH 值
7
.
6 一 7 . 9 。 天然草地以羊草 、贝加尔针茅和线叶菊为主要建群种(重量占其总量的 71 . 5 % ) ,
植物共有 7 科 134 种 。 目前草场退化 日趋严重 。
2
.
2 试验基地设在草地研究所牧草试验站 , 位于北纬46 ’10 ‘ 、东经 1 23 ℃0 ‘ , 海拔 1 35 m , 调查面
积4 , 250 公顷 , 四周设脉冲器电围栏 , 进行定位观测 。 气象站设在距离试验地 1 10 m 处 , 提供有
关气象资料 。 化验数据由该所牧草化验室提供 。
蒙中国科学院植物研究所陈佐忠研究员 、 肖向明博士 , 中国农业大学高振生博士 、谢雪菊老师和 内蒙古气象科学研究
所张银锁硕士 , 吉林省白城地区气象局宋学饪 、高凤岐予 以指导 , 特此一并致谢 。
第 4 期 崔鲜一等 :科尔沁羊草一贝加尔茅草原产草量与气象条件关系的研究
3 结果和分析
3. 1 天然牡草生育期
天然牧草生育期经 10 年定位观测 , 其中多数在 4 月中、下旬开始返青 , 5 月上旬处于营养
生长阶段 , 多数牧草已形成三片叶。 除羊草和披碱草抽穗 、开花比较早外 , 其它牧草多在 7 月
下旬抽穗(现蕾 ) , 8 月上旬开花 , 8 月下旬子实成熟 , 9 月末开始枯黄 , 生长天数 1巧一 13 3 天 ;
株高 18 . 5 一 6 7 . 5。m 之间 。 主要优势牧草生育期见表 1 。
表 1 优势牧草平均生育期 (1 , 85 一 1 , , 4)
T a ble 1 Av
e ra g e g m w th st娘es of dom in an t fo ra g es (1 9 85一 1 99 4 )
牧草名称
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返青期
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线叶菊
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披碱草
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3
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2 天然牡草营养成分浏定
1 9 9 0 年在典型地段进行优势牧草的重量百分比测定 , 在主要建群草种中羊草占 43 . 5 % 、
贝加尔针茅占 20 . 6 % 、线叶菊占 7 . 4 % 、披碱草占 4 . 2 % 、野古草 ( A ru n di ne lla hi rt a )占 4 . 1 % 、
兴安胡权子 ( Le s加d e za da vu 二ic 。 ) 占 2 . 8 % , 其他草种有 麻花 头 ( se r ra t ul a ce n ta u ro ia es ) 占
2
.
6 %
、唐松草 ( Th a zi c t r u m Pe ta lo id e u m ) 占 2 . 1 % 、茵 陈篙 ( A r t e m is ia ca Pilla r is ) 占 1 . 7 % 、花
首楷 (沁zzi ss i z u : : u t人e n i c 。 )占 1 . 4 % 、冷篙 ( A r re n m i s i a fr i g i己a )占 1 . 2 % 、早熟禾 (只双 a n n u -
a )
、冰草 (Ag ro 众厂o n 。r is ta l u m )各占 1
.
1%
、 白头翁 (尸u zsa t izla 认i n e n s i : )占 1 . 0 % 、黄蔑 ( A s -
t ra 邵lu s m e m 占ra n a ce u : ) 占 0 . 5 % 、 寸草 苔 、 地 榆 ( sa n g u i so r占a q fj 笼c i n a li s ) 、 狼 毒 ( S t e lle ra
认a m a ej a s m e ) 、萎陵菜 (Po te n t ilza 认i n e n s i : ) 、山丹 ( 毛i zi u m Pu m izu m )等杂类草占 4 . 4 % , 其中
伴生少量山杏( Pru n u s S ib iri e a ) 、半灌木怪柳 。
同时 , 自 5 月中旬至 9 月下旬逐旬定位采集牧草样本 (分别采羊草 、 贝加 尔针茅和杂草类
三个样本 ) , 进行常规营养成分分析 。 测定结果表明 , 羊草 ( 占总重量 43 . 5 % )粗蛋白质含量最
高值在 7 月中旬 (开花期 ) ;粗脂肪和无氮浸出物含量最高值在营养生长期间呈上升趋势 ;粗纤
维含量最高值在 8 月上旬 , 成熟期开始下降 ;灰分含量在整个生长期间变化不大 , 含钙量呈缓
慢上升趋势 , 含磷量呈下降趋势。 贝加尔针茅 ( 占总重量 2 0 . 6 % )粗蛋 白质 、粗脂肪和粗纤维
含量在生长期间变化不大 ;无氮浸出物含量呈下降趋势 ;粗灰分和含钙量呈上升趋势 , 含磷量
呈下降趋势 。 杂草类 (占总重量 35 . 9 % )粗蛋白质 、粗脂肪和无氮浸出物含量的最高值在 7 月
中旬 , 粗纤维 、粗灰分和钙含量呈上升趋势 。 见表 2 。
30 4 草 地 学 报 1 9 9 6 年
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第 4 期 崔鲜一等 :科尔沁羊草一贝加尔茅草原产草量与气象条件关系的研究
天然牧草粗蛋白质和粗灰分含量较高 , 属氮碳一灰分型 , 适宜于发展毛肉兼用型细毛绵羊
和乳肉兼用型家畜。 打草期在 7 月下旬最为适宜 , 草质好 , 营养丰富 , 便于调制贮存 , 当地牧民
都有打 “伏草 ”的习惯 , 以供冬季母羊产羔时喂用 。
3
.
3 生育期与气象条件的关系
3
.
3
。
1 天然牧草在春季 日平均气温稳定通过0℃ 时即开始返青 , 从返青期到三叶期 、分孽(分
枝 )期间(4 月下旬至 5 月中旬) , 光热因子起着主导作用。 分萦期至开花结实期 (5 月下旬至 8
月中旬 ) , 光热条件完全可以满足其生长发育的需要 , 而降水条件则成为主要限制因子。 牧草
在初期生长缓慢 , 当草高 6 c m 时 , 可供羊 、马放牧 , 至 s c m 时牛才能吃饱 。 6 月中旬至 8 月中旬
为牧草旺盛生长期 , 日增长速度加快 , 是产草量形成的主要阶段 。 8 月下旬至 9 月中旬为生长
后期 , 进入子实成熟期 , 当 日平均气温下降到 0℃时 , 牧草开始枯黄 。
3
.
3
.
2 土壤水分状况与牧草生育期关系密切占影响土壤水分状况的因子 , 除土壤机械组成和
土壤质地外 , 主要与大气降水 、土壤冻结 、地表积雪 、土壤蒸发和牧草蒸腾等因子有关 。 土壤表
层对水分的反应较敏感 。 天然牧草的需水关键期取决于牧草生理生态需水和土壤供水之间的
关系 , 中生植物的需水关键期一般在 6 月上 、 中旬 。 测定结果表明 , 土壤湿度的下 限为 0 一
5 0c m 土层贮水量为 40 一 50 m m , 如湿度超过该限 , 牧草叶片水势较高 , 水分饱和亏则低 , 对牧
草的干物质积累极为有利 。 如低于此限 , 叶片水势下降快 , 水分饱和亏较高 , 不利于牧草正常
生长 。
3
.
4 产草量与气象条件的关系
天然牧草产草量的季节动态和气象条件的变化关系密切 , 株高和产草量与里0℃ 、里 10 ℃
的积温和降水量呈正相关 , 在整个牧草生长期间呈 S 型或抛物线型 。
3
.
4
.
1 光照与产草量的关系 牧草生物产量的90 ~ 95 % 是通过光合作用形成的 。 该地区为
长 日照区 , 光合作用强 , 而天然牧草的光能利用率在 0 . 01 4 一 0 . 1 %范围内 , 如何提高光能利用
率 , 尚有待进一步探讨 。
3
.
4
.
2 温度与产草量的关系 温度与产草量有着密切的关系 , 在牧草生长初期 , 每旬平均增
长 60 k g / ha , 在旺盛生长期每旬平均增长 3 2 1 k g / h a 。 温度与产草量呈正相关 。
3
.
4
.
3 降水与产草量的关系 该地区属大陆性季风区 , 春季十年九旱 。 年度降水的变率波动
很大 , 降水量在 2 70 . 5 一 4 3 1 . 2 m m 之间 , 而且分布不均匀 , 主要集中在 7 一 8 月间 , 不利于天然
牧草的返青和分粟(分枝 )。 由于天然牧草的蒸腾系数比一般农作物大 0 . 5 一 1 . 0 倍 , 为保障其
正常生育 , 禾本科牧草在生长期间约需降水量 2 50 一 350 m m , 豆科 、 菊科等杂草类需水 350 一
4 0 0 m m
o
根据年均气温 Y (T )和年降水量 Y (CP) 应用迈阿密模型计算天然草地初级生物产量 , 再
按限制因子学说选其 中较小数值作为第一生产力 ,
公式为 : A 二 W / P
式中 w 代表地上和地下全部净初级生产量 (k g / h a ) , P 代表降水量 。
按该地区草原地带 K 值 (湿润度 )在 0 . 2 一 0 . 34 之 间 , w 值 (气候 产量 )在 2 . 0 一 2 . 5t / ha
之间。
计算结果产草量的丰欠年与降水量呈正相关 。 见表 3 一 4 。
3 0 6 草 地 学 报 1 9 9 6 年
表 3 历年 5 一 8 月牧草长期产草t 与光热水条件
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表 4 历年 5 ~ 8 月牧草生长期旬降水t (厘米 )
T a ble 4 Prec ip it a tio n M
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.
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12 4
.
3
2 0 1
.
4
18 8
.
4
7 1
.
3
下 累计
E n d T o ta l
10
.
3 13 8
.
4
总降水量
(5 一 8 月 )
G ra n d to tal
6
.
4
8 1 9
.
7
3 2 1
.
4
4
.
0 1 0
.
1
3 3
.
8 6
.
9
2 3
.
7 5
.
7
3
.
3 2 7
.
5
3 3 0
.
8
4 2 4
.
2
3 2 8
.
7
4 3 1
.
2
2 7 0
.
5
39 4
.
5
32 9
.
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3 7 1
.
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32 8
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3
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4
.
4 欧亚大气环流和西风环流指数与产草量的关系
根据内蒙古 自治区的气候特点 , 结合内蒙古植被地带图和气象卫星欧亚大气环流形势的
(50 百帕欧亚 5 一 8 月平均环流形势 )资料进行分析 , 结果发现欧亚 50 百帕月平均天气图与
19 8 5 一 19 9 4 年各月降水量距平百分率图 、西风环流指数等参数对当年天然草原产草量的丰欠
有着密切关系。 1 986 、 1 9 8 8 和 1 9 9 3 年为产草量丰年型 , 5 月欧亚地 区处于一脊一槽或平均槽
的大气环流形势 , 该地区多西路冷槽 , 则 5 一 6 月份降水偏大 , 有利于牧草生长 , 19 8 6 年 5 一 6
月降水 一0 5 . Z m m , 产草量 19 5 9 / m Z : 19 5 5 年降水 7 9 . 2 m m , 产草量 1 7 6 . 9 9 / m2 ; 19 9 3 年降水
89
.
2 m m
, 产草量 207 . 8 9 /衬 ;7 月份欧亚地区为两槽一脊的平均环流形势 , 该地区多副热带高
压活动和大槽底部锋区所控制 , 因而 7 一 8 月份降水偏多 , 产草量高 , 其中 19 8 6 年 7 一 8 月降水
3 1 9
.
om m
, 产 草量 7 5 5 . 5 9 / m Z ; 19 5 5 年降水 3 5z . om m , 产草量 9 4 2 . 7 9/ m2 : 1 9 9 3 年 降水
2 6 4
.
z m m
, 产草量 7 4 9 . 7 9 / m Z 。 19 5 7 、 1 9 5 9 和 19 9 4 年为产草量欠年型 , 5 月份欧亚地区处于平
直锋区控制 , 呈一脊一槽的平均环流形势 , 该地区少冷 空气活动 , 锋区较弱 , 则降水偏少 , 产草
第 4 期 崔鲜一等 :科尔沁羊草一贝加尔茅草原产草量与气象条件关系的研究
量较低 , 其中 1 9 8 7 年 5 月份降水 19 . sm m , 产草量 30 . 4 9 /衬 ; 19 8 9 年降水 5 . lm m , 产草量
25
.
2 9 / m Z ; 1 9 9 4 年降水 5 . sm m , 产草量 1 5 . 4 9 /时 ;7 月份欧亚中纬度地区气流较平直 , 该地区
冷槽活动弱 , 降水偏少 , 产草量亦低 , 其中 1 9 8 7 年 7 月份降水 93 . lm m , 产草量 21 7 . 9 9 /时 ;
1 9 5 9 年降水 9 6 . lm m , 产草量 2 0 3 . 3 9 / m Z ; 19 9 4 年降水 lss . 4 m m , 产草量 2 6 9 . 3 9 / 扩 。
西风环流指数可表明某地区大气环流的基本特征 , 主要表现为西风高低指数期互相交替
和往复循环变化的全部过程 。 从亚洲地区月平均西风环流指数距平表可以看出 , 1 986 、 1 9 88
和 19 9 3 年的 5 一 7 月份亚洲西风环流指数较弱 , 经 向环流明显 , 长波槽振幅加大 , 南北交换明
显 , 急流 向南扩张 , 均为正距平 , 有利于降水和牧草产量的增加 ; 19 87 、 1 9 8 9 和 1 994 年的 5 一 7
月份亚洲西风指数较强 , 环流平直 , 长波槽振幅减小 , 急流向北收缩 , 不利于南北交换 , 负距平
较明显 , 导致降水偏少 , 牧草长势差 、产草量低 。
本文系(北方天然牧草生长发育与气象关系研究)课题组汇总资料之三 , 承蒙内蒙古 自治
区气象局 、 内蒙古气象科学研究所 、兴安盟气象局和吉林省白城气象局予 以指导 , 特此致谢 。
参 考 文 献
1 中国科学院内蒙古宁夏综合考察队 , 19 7 6 , 内蒙古自治区及其东西毗邻地区气候和 农牧业的关系 , 科学出
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7 中国牧区畜牧气候区划科研协作组 , 19 8 , 中国牧区畜牧气候 , 气象出版社 , 45 一 68
8 畜牧气象文集编委会 , 19 9 1 , 畜牧气象文集 , 气象出版社 , 27 一 39
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