楊曉松，高麗娟，斯日古楞，李佳怡，張 軍，溫 超，劉永志，單玉梅

（1.內(nèi)蒙古通遼市畜牧獸醫(yī)科學(xué)研究所，內(nèi)蒙古 通遼 028000；2.內(nèi)蒙古民族大學(xué)，內(nèi)蒙古 通遼 028000；3.內(nèi)蒙古農(nóng)牧業(yè)科學(xué)院，內(nèi)蒙古 呼和浩特 010031；4.中國(guó)科學(xué)院內(nèi)蒙古草業(yè)研究中心，內(nèi)蒙古 呼和浩特 010031；5.內(nèi)蒙古自治區(qū)農(nóng)牧業(yè)廳，內(nèi)蒙古 呼和浩特 010010）

科爾沁區(qū)天然打草場(chǎng)植被特征對(duì)刈割頻次的響應(yīng)

楊曉松1，高麗娟1，斯日古楞1，李佳怡2，張 軍1，溫 超3，4，劉永志5，單玉梅3，4

（1.內(nèi)蒙古通遼市畜牧獸醫(yī)科學(xué)研究所，內(nèi)蒙古 通遼 028000；2.內(nèi)蒙古民族大學(xué)，內(nèi)蒙古 通遼 028000；3.內(nèi)蒙古農(nóng)牧業(yè)科學(xué)院，內(nèi)蒙古 呼和浩特 010031；4.中國(guó)科學(xué)院內(nèi)蒙古草業(yè)研究中心，內(nèi)蒙古 呼和浩特 010031；5.內(nèi)蒙古自治區(qū)農(nóng)牧業(yè)廳，內(nèi)蒙古 呼和浩特 010010）

科爾沁沙化草原區(qū)是半干旱天然打草場(chǎng)的重要分布區(qū)，針對(duì)該區(qū)域的草場(chǎng)現(xiàn)狀，采用隨機(jī)區(qū)組的試驗(yàn)方法，對(duì)科爾沁區(qū)天然打草場(chǎng)不同刈割頻次下的草地植被特征展開(kāi)研究。結(jié)果表明，刈割頻次不同，群落結(jié)構(gòu)和生物量均發(fā)生了顯著變化，刈割2次處理下的羊草生物量在群落總生物量中所占的比例明顯減少，比刈割1次的減少了23.87%；而一年生牧草虎尾草和苣荬菜在刈割2次處理下的生物量比刈割1次的分別增加了14.17%和12.98%；從產(chǎn)草量來(lái)看，刈割1次處理下的干草產(chǎn)量略高于刈割2次處理，而鮮草產(chǎn)量是刈割2次處理較高；經(jīng)濟(jì)效益分析結(jié)果是刈割1次處理的凈收入高于刈割2次處理，高出403.10元/hm2。由此可以看出，刈割2次處理減少了群落中的多年生牧草數(shù)量，促進(jìn)了一年生牧草的繁殖，并且投入較高，因此，在科爾沁地區(qū)的天然打草場(chǎng)，1年刈割1次更有利于植物群落結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定、更新和生物量的增加。

天然打草場(chǎng)；植被特征；刈割；科爾沁沙化草原區(qū)

在草地生態(tài)系統(tǒng)中，放牧和刈割是2種主要的草地利用方式。已有研究結(jié)果顯示，過(guò)度放牧?xí)?dǎo)致群落結(jié)構(gòu)組成發(fā)生變化，植物繁殖特性受到影響，草地生產(chǎn)力下降［1］，嚴(yán)重影響著生態(tài)系統(tǒng)的功能和養(yǎng)分循環(huán)過(guò)程［2］。與放牧相比，刈割只是移除了植物的地上部分，不存在放牧家畜的采食、踐踏和糞尿歸還效應(yīng)［3］，但刈割對(duì)草地生態(tài)系統(tǒng)的影響是不容忽視的。刈割可以說(shuō)是放牧的代替性行為，如果長(zhǎng)期對(duì)草地進(jìn)行封育而不利用，則會(huì)對(duì)草地的恢復(fù)、演替和植物種子萌發(fā)、植被的生殖過(guò)程等產(chǎn)生不利影響［4-5］。適當(dāng)?shù)呢赘羁梢愿纳撇莸氐馁|(zhì)量，刺激牧草的分蘗，增加群落中禾草的數(shù)量［6-7］，會(huì)促進(jìn)牧草再生，促進(jìn)植物地上和地下部分的生長(zhǎng)以及增加根部分泌物，因此，刈割可以緩解放牧給草地帶來(lái)的持續(xù)性壓力［4，8］。近年來(lái)，內(nèi)蒙古草原呈現(xiàn)出不同程度的退化，草原群落的初級(jí)生產(chǎn)力不斷下降，出現(xiàn)了諸多的生態(tài)問(wèn)題，這主要?dú)w因于不合理的草地利用方式［9-11］。

表1 不同處理下植物分種生物量占群落總生物量的比例 %

科爾沁沙化草原區(qū)是半干旱天然打草場(chǎng)的重要分布區(qū)，是內(nèi)蒙古重要的草地資源之一，具有不可忽視的生態(tài)作用，科爾沁沙化草原脆弱而敏感，不合理的利用方式極易導(dǎo)致草原退化。目前，該區(qū)域的天然打草場(chǎng)存在退化與利用不合理的現(xiàn)象，植被與土壤都出現(xiàn)了不同程度的退化。因此，筆者對(duì)內(nèi)蒙古科爾沁區(qū)天然打草場(chǎng)不同刈割頻次下的草地植被展開(kāi)了研究，旨在探討刈割方式對(duì)天然草地生產(chǎn)力和生物多樣性的影響，研究?jī)?yōu)化收獲與合理利用技術(shù)，改善科爾沁區(qū)天然打草場(chǎng)牧草品質(zhì)，從而為平衡當(dāng)?shù)啬羺^(qū)草畜供求關(guān)系、促進(jìn)當(dāng)?shù)夭莸匦竽翗I(yè)良性發(fā)展、增加牧民收入提供理論指導(dǎo)和技術(shù)支撐。

1 試驗(yàn)區(qū)概況

試驗(yàn)地位于內(nèi)蒙古通遼市科爾沁左翼中旗珠日河牧場(chǎng)南哈分場(chǎng)，地理坐標(biāo)為N44°21′68″，E121°23′66″，氣候?qū)賰?nèi)陸半干旱草原氣候類型，受東亞季風(fēng)控制，大陸性氣候特征十分明顯，具有冬季寒冷、夏季炎熱、氣溫變幅大、降水少而集中、春季多大風(fēng)等特點(diǎn)。全年平均氣溫5.6℃，極端最高氣溫40.9℃，極端最低氣溫-32.9℃；多年平均無(wú)霜期143 d；日照時(shí)數(shù)3 101 h；≥10℃以上年積溫3 114.4℃；年平均降雨量354.3 mm；一年降雨量的70%以上集中在6、7、8月。試驗(yàn)區(qū)植被屬低平地草甸類、低濕地草甸亞類、羊草+蘆葦型。地勢(shì)平坦，土壤類型屬于黏土。每年8月中旬—9月初打草1次，冬季放牧。

2 材料與方法

2.1 試驗(yàn)設(shè)計(jì) 采用隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)，設(shè)置2個(gè)處理，分別為1年刈割1次（刈割1）和1年刈割2次（刈割2），5個(gè)重復(fù)，共計(jì)10個(gè)試驗(yàn)小區(qū)，每個(gè)小區(qū)面積為3 m×5 m，小區(qū)之間留1 m過(guò)道。植被特征的測(cè)定采用樣方法，即在每個(gè)試驗(yàn)小區(qū)內(nèi)設(shè)1個(gè)1 m× 1 m的樣方，記錄每個(gè)樣方內(nèi)的物種種類、高度、蓋度和多度，然后用齊地面刈割的方法，測(cè)定植物分種生物量；再用打草機(jī)刈割，留茬高度為5 cm，測(cè)定每個(gè)小區(qū)剩余14 m2的產(chǎn)草量。

2.2 測(cè)定時(shí)間 刈割1的測(cè)定時(shí)間是2015年9月22日；刈割2的測(cè)定時(shí)間分別是2015年6月30日和9月22日。

2.3 數(shù)據(jù)處理分析 數(shù)據(jù)分析采用SAS 9.0軟件，作圖軟件為Excel 2010。

3 結(jié)果與分析

3.1 刈割頻次對(duì)天然打草場(chǎng)群落結(jié)構(gòu)的影響 從調(diào)查結(jié)果來(lái)看，刈割2次使群落生物量結(jié)構(gòu)發(fā)生了顯著變化。從優(yōu)勢(shì)種羊草來(lái)看，刈割1處理下羊草的生物量占73.93%，刈割2處理下占50.06%，刈割2次使羊草的生物量減少了23.87%；從一年生物種來(lái)看，刈割1處理下無(wú)虎尾草，刈割2處理下虎尾草的生物量占14.17%，刈割2次使虎尾草的生物量增加了14.17%；刈割1處理下苣荬菜的生物量占1.30%，刈割2處理下占12.98%，刈割2次使苣荬菜的生物量增加了11.68%；其他物種變化幅度較小，且均在2.28%以下（見(jiàn)表1）。

表2 牧草刈割經(jīng)濟(jì)效益分析

3.2 刈割頻次對(duì)天然打草場(chǎng)產(chǎn)草量的影響 由圖1可知，經(jīng)方差分析結(jié)果得出，刈割2的鮮草產(chǎn)量顯著高于刈割1，處理間差異顯著（P＜0.05）；從干草產(chǎn)量來(lái)說(shuō)，刈割1略高于刈割2，但僅高出1.12%，處理間不存在顯著差異（P＞0.05）。

3.3 不同刈割頻次的牧草經(jīng)濟(jì)效益分析 天然打草場(chǎng)的牧草經(jīng)濟(jì)效益主要取決于收獲牧草的質(zhì)量和數(shù)量，根據(jù)該試驗(yàn)所取得的數(shù)據(jù)（見(jiàn)表2），試驗(yàn)中的2個(gè)刈割處理下的牧草收益計(jì)算方法如下：

①機(jī)械打成方捆后干草單價(jià)=15元/捆÷20kg/捆= 0.75元/kg。

②刈割1次投入費(fèi)用單價(jià)=打草費(fèi)用+打捆費(fèi)用=600元/d÷（8 hm2/d×180捆/hm2×20 kg/捆）+1.8元/捆÷20 kg/捆=0.02元/kg+0.09元/kg=0.11元/kg。

③刈割2次投入費(fèi)用單價(jià)=刈割1次投入費(fèi)用單價(jià)×2=0.11元/kg×2=0.22元/kg。

綜上可知，牧草的凈經(jīng)濟(jì)效益為：刈割1次凈經(jīng)濟(jì)效益-刈割2次凈經(jīng)濟(jì)效益=2226.30元/hm2-1823.20元/hm2=403.10元/hm2。

圖1 不同刈割頻次對(duì)產(chǎn)草量的影響

4 結(jié)論與討論

羊草草原在科爾沁區(qū)天然打草場(chǎng)中占有極重要的地位，且羊草營(yíng)養(yǎng)價(jià)值高，適口性好，被稱為牲畜的“細(xì)糧”。刈割2次使得羊草生物量所占群落總生物量的比例減少了23.87%，從而大幅度降低了天然打草場(chǎng)的牧草質(zhì)量；而一年生農(nóng)田雜草虎尾草是草場(chǎng)過(guò)度利用和土壤鹽堿化的指示植物，刈割2次使得虎尾草生物量所占群落總生物量的比例增加了14.17%，標(biāo)志著草場(chǎng)出現(xiàn)退化［12-15］。刈割2次鮮草產(chǎn)量雖然顯著高于刈割1次，但差異主要是由于第1次刈割后再生鮮草含水量較高造成的。由于群落結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，再生的物種以菊科的苣荬菜最多，所占群落總生物量的比例增加了11.68%，苣荬菜屬于多年生菊科田間雜草，含水量較大，調(diào)制成干草后葉片容易破碎脫落，從而使得刈割2次后的干草產(chǎn)量低于刈割1次的干草產(chǎn)量。

已有研究表明，放牧和刈割可以通過(guò)改變草地植物物種組成來(lái)改變?nèi)郝涞慕Y(jié)構(gòu)和生物量［16］。但是連續(xù)刈割不利于牧草的再生，因?yàn)檫B續(xù)刈割會(huì)嚴(yán)重影響牧草種子的繁殖，抑制其持續(xù)性生長(zhǎng)和更新［5］。刈割也是放牧的代替性行為，連續(xù)刈割會(huì)導(dǎo)致草地上的凋落物減少，從而影響生態(tài)系統(tǒng)的養(yǎng)分循環(huán)，致使養(yǎng)分輸入減少，土壤日益貧瘠［17］，植物生長(zhǎng)所需養(yǎng)分日益減少，反而降低了草地的生產(chǎn)力，經(jīng)濟(jì)效益也相對(duì)應(yīng)地降低。

從經(jīng)濟(jì)效益來(lái)看，1年刈割1次的草場(chǎng)凈經(jīng)濟(jì)效益高于刈割2次，每公頃高出403.10元，這是由于刈割2次比刈割1次投入的人力、物力、財(cái)力和時(shí)間都要增加一倍。因此，綜上所述，在科爾沁地區(qū)的天然打草場(chǎng)，1年刈割1次更有利于植物群落結(jié)構(gòu)的更新和生物量的增加。

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The Responses of Vegetation Characteristic of Natural Meadow on Mowing Frequency in Keerqin District

YANG Xiao-song1，GAO Li-juan1，Siriguleng1，LI Jia-yi2，ZHANG Jun1，WEN Chao3，4，LIU Yong-zhi5，SHAN Yu-mei3，4
（1.Tongliao Municipal Institute for Animal Husbandry and Veterinary Medicine Sciences，Tongliao 028000，China；2.Inner Mongolia University for Nationalities，Tongliao 028000，China；3.Inner Mongolia Academy of Agricultural and Animal Husbandry Sciences，Hohhot 010031，China；4.Inner Mongolia Research Center for Prataculture，Chinese Academy of Sciences，Hohhot 010031，China；5.Department of Agriculture and Animal Husbandry of Inner Mongolia，Hohhot 010010，China）

The sandy grassland in Keerqin is an important distribution area of natural meadow in semiarid district.Based on the current situation of the meadow in this region,the grassland vegetation of natural meadow in Keerqin district under different mowing frequency was characterized by using randomized complete block design.The results revealed that the community structure and biomass significantly changed under different mowing frequency.The proportion of biomass of Leymus chinensis accounting for community total biomass was reduced in twice mowing treatment and was decreased by 23.87%compared with that in single mowing treatment.The biomass of Chloris virgate and Sonchus arvensis （annual forage）in twice mowing treatment were increased by 14.17%and 12.98%compared with that in single mowing treatment,respectively.From the aspect of grass yield,the hay yield in single mowing treatment was slightly higher than that in twice mowing treatment,but the fresh grass yield in twice mowing treatment was higherthan that in single mowing treatment.The net income in single mowing treatment was 403.10 Yuan/hm2higher than that in twice mowing treatment.The combined data showed that the twice mowing treatment reduced the amount of perennial forage in the community,promoted the propagation of annual forage and also increased the input.The results obtained in this study suggest that single mowing per year is beneficial to the stability,regeneration and biomass increasement of plant community structure in natural meadow in Keerqin district.

natural meadow；vegetation characteristic；mowing；sandy grassland in Keerqin

S812

A文章順序編號(hào)：1672-5190（2016）09-0032-03

2016－08－01

項(xiàng)目來(lái)源：公益性行業(yè)（農(nóng)業(yè)）科研專項(xiàng)（201303060）。

楊曉松（1964—），男，研究員，主要從事飼草料資源利用和草地生態(tài)學(xué)方面的研究工作。

劉永志（1964—），男，研究員，博士，主要從事草原資源及生態(tài)學(xué)方面的研究工作。單玉梅（1980—），女，助理研究員，博士，主要從事草地生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與功能方面的研究工作。

（責(zé)任編輯：慕宗杰）