孫 斌，王炳煜，馮 今，姜佳昌，潘冬榮，王 惠，李 霞

（甘肅省草原技術(shù)推廣總站，蘭州 730010）

河西荒漠鹽爪爪草地生物量動(dòng)態(tài)研究

孫 斌，王炳煜，馮 今，姜佳昌，潘冬榮，王 惠，李 霞

（甘肅省草原技術(shù)推廣總站，蘭州 730010）

于2011—2014年對(duì)河西荒漠鹽爪爪草地群落生物量進(jìn)行了研究。結(jié)果表明：鹽爪爪草地生物量的年度動(dòng)態(tài)變化較大，變幅在57.67%～100%，生物量的月變化動(dòng)態(tài)不穩(wěn)定，高峰期出現(xiàn)在7、8、9月都有可能，大多表現(xiàn)為單峰型，也有雙峰型出現(xiàn)。相對(duì)生長(zhǎng)速率（RGR）動(dòng)態(tài)變化也不穩(wěn)定，一般是在牧草生長(zhǎng)前期較快，7—8月以后逐漸減慢直至為零，但受環(huán)境因子的影響差別較大。

鹽爪爪；生物量；動(dòng)態(tài)

鹽爪瓜（Kalidium）系藜科鹽爪爪屬多年生木本，是甘肅荒漠區(qū)的常見(jiàn)耐鹽小灌木。由于其葉片退化，蒸騰強(qiáng)度比一般沙生植物低，產(chǎn)量在沙生植物中相對(duì)較高，冬季地上部殘存量保持較好，有利于干旱地區(qū)畜群冬季放牧與補(bǔ)飼［1］。以鹽爪瓜為建群種的荒漠草地在甘肅近70萬(wàn)hm2，占全省荒漠半荒漠草地面積的15%，廣泛分布于甘肅黃土高原北部及河西走廊沖積扇緣和丘間低地，以鹽湖盆地覆沙地段最為典型。在干河谷和河谷階地重鹽漬化地段與檉柳、白刺等灌木組成鹽生灌木草地［2］。

目前有關(guān)對(duì)鹽爪瓜草地生產(chǎn)力進(jìn)行連續(xù)定位的監(jiān)測(cè)研究報(bào)道甚少。本研究于2011—2014年通過(guò)對(duì)甘肅省張掖市山丹縣荒漠草地分布較為廣泛的鹽爪爪草地進(jìn)行連續(xù)4年的定位監(jiān)測(cè)，旨在揭示該類草地地上植物量年度、季節(jié)動(dòng)態(tài)變化規(guī)律，以科學(xué)評(píng)價(jià)其生產(chǎn)力水平，為合理保護(hù)和可持續(xù)利用該類草地資源提供依據(jù)。

1 試驗(yàn)方法

1.1 試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)地設(shè)在甘肅省山丹縣位奇鎮(zhèn)，地理位置北緯38°41′40.2″，東經(jīng)101°26′47.8″，海拔2 064 m。年均氣溫0～3℃，極端最低氣溫-33.3℃、最高氣溫37.8℃。日照時(shí)數(shù)2 993 h，年均降水量195 mm，年蒸發(fā)量2 246 mm，是降水量的11倍，土壤為灰鈣土。

草群中伴生種有合頭草（Sympegma regelii Bunge）、珍珠（Salsola passerina Bunge）、霧濱藜（Bassia dasyphylla kuntza）、多根蔥（Allium polyrhizum Turcz．Ex Regel）、沙生針茅（Stipa glareosa P.Smirn）。

1.2 樣地設(shè)置

樣地大小210 m×160 m，周圍架設(shè)圍欄。為了保持樣地自然面貌，除圍封外，不采取任何其他人工措施。樣地內(nèi)植物群落組分和生長(zhǎng)狀況基本一致。

1.3 測(cè)定指標(biāo)與方法

在2011—2014年牧草生長(zhǎng)季5—9月的每月中旬，進(jìn)行主要植物種群和群落生物量測(cè)定。草本及矮小灌木樣方面積為1 m×1 m，灌木及高大草本類植物樣方面積為10 m×10 m，3次重復(fù)，每次觀測(cè)都選取未曾取樣的地方隨機(jī)布設(shè)樣方。草本產(chǎn)草量測(cè)定采用齊地面刈割法，灌木及高大草本產(chǎn)草量計(jì)算公式：總產(chǎn)草量=草本及矮小灌木產(chǎn)草量×（100-灌木覆蓋面積）/100+灌木及高大草本產(chǎn)草量。相對(duì)生長(zhǎng)速率（RGR）計(jì)算公式：RGR=（lnw2-lnw1）/（t2-t1），公式中w1、w2分別為期初和期末生物量，t1、t2分別為測(cè)定開(kāi)始和結(jié)束的時(shí)間。月動(dòng)態(tài)系數(shù)為當(dāng)年內(nèi)某月生物量與最高月份生物量的百分比，年動(dòng)態(tài)系數(shù)為某年內(nèi)出現(xiàn)的最高產(chǎn)量與4年內(nèi)出現(xiàn)的最高產(chǎn)量的比值。

2 結(jié)果與分析

2.1 群落結(jié)構(gòu)特征

試驗(yàn)區(qū)土礫質(zhì)荒漠草地鹽爪爪主要是細(xì)枝鹽爪爪，是群落優(yōu)勢(shì)種。鹽爪爪群落在垂直結(jié)構(gòu)上有2個(gè)層片，灌木層有2個(gè)物種組成，即鹽爪爪和紅砂，草本層有霧濱藜、沙生針茅、多根蔥、驢驢蒿等多年生草本植物，在不同年份或季節(jié)物種數(shù)不同。草地植物組分貧乏，群落結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。如表1所示，各年度灌木層物種數(shù)沒(méi)有變化，密度和蓋度以2012年最高，分別比平均值提高18%和15.3%。草本層物種數(shù)為2～4種，變化相對(duì)灌木層而言比較明顯，各年度的蓋度小于5%，雖然沙生針茅、多根蔥、霧濱藜等都是該群落中的優(yōu)良牧草，但其數(shù)量嚴(yán)重依賴降水量，降雨稀少時(shí)，它的生物量極低。

表1 鹽爪爪群落結(jié)構(gòu)特征

2.2 生物量月動(dòng)態(tài)與年動(dòng)態(tài)

從表2看出，各年度生物量高峰不同，動(dòng)態(tài)系數(shù)在57.67%～100%之間，變幅較大；高峰值亦不同，從7—9月都有，2011年高峰期出現(xiàn)在9月下旬，2012年高峰期為7月下旬，而2013年和2014年則出現(xiàn)在8月下旬。說(shuō)明該草地類型生物量高峰期和高峰值的不穩(wěn)定性，其原因與各年度5—9月降雨時(shí)間分布有密切關(guān)系。

從圖1的動(dòng)態(tài)曲線看出，該類型草地的地上生物量曲線主要為單峰型，但也有雙峰型的情況出現(xiàn)，如2014年。而且各年度曲線圖形差異較大，試圖用數(shù)學(xué)方法模擬各年度動(dòng)態(tài)曲線，結(jié)果不很理想。

因?yàn)闆](méi)有相對(duì)穩(wěn)定的高峰期，所以預(yù)測(cè)高峰期出現(xiàn)的時(shí)間就沒(méi)有相對(duì)固定的模式，只能從其他因素來(lái)估測(cè)起決定作用的因素，內(nèi)部是植物的相對(duì)生長(zhǎng)速率，外部則是降雨的均勻程度和時(shí)間［3］。

圖1 生物量動(dòng)態(tài)曲線

2.3 相對(duì)生長(zhǎng)速率

草原生物量與降水和溫度等氣候因素有著密不可分的內(nèi)在聯(lián)系［4］。按照牧草一般生長(zhǎng)發(fā)育規(guī)律，春季返青后，隨著氣溫升高，降水增多，草地的生物量會(huì)逐漸增大并達(dá)到一個(gè)高峰值，此后生物量會(huì)緩慢下降，整個(gè)生育期內(nèi)群落生物量曲線多呈單峰型［5-7］，相對(duì)生長(zhǎng)速率（RGR）應(yīng)為先正值后負(fù)值。但鹽爪爪草地生物量的變化情況較為復(fù)雜，除了出現(xiàn)雙峰型生物量曲線外，各年度相對(duì)生長(zhǎng)速率（RGR）的變化也不一致。表3顯示，鹽爪爪草地生物量RGR大多在5—6月和6—7月最快，有個(gè)別是在8—9月最快（2011年），且RGR的月動(dòng)態(tài)在不同年份表現(xiàn)各異，2011年各月RGR均為正值，2013年RGR表現(xiàn)為先正值后負(fù)值，2012年和2014年RGR則為正負(fù)交替出現(xiàn)。各月的動(dòng)態(tài)系數(shù)變化也較大，歷年相對(duì)應(yīng)的月份其動(dòng)態(tài)系數(shù)差異也很大，這主要是受降雨因子支配。以2014年為例，圖2顯示，各月生物量的變化隨降雨量的變化非常明顯，所以其RGR的快慢以及各時(shí)期干物質(zhì)的積累亦隨之發(fā)生變化。

表3 鹽爪爪群落相對(duì)生長(zhǎng)速率的月動(dòng)態(tài)

圖2 生物量與降雨量對(duì)照（2014年）

3 結(jié)論

鹽爪爪草地植被組分少，群落結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。4年試驗(yàn)期內(nèi)灌木植物種數(shù)沒(méi)有變化，可見(jiàn)在長(zhǎng)期的演替過(guò)程中已經(jīng)形成穩(wěn)定的群落結(jié)構(gòu)，群落內(nèi)伴生種也較穩(wěn)定，特別是灌木伴生植物。草本層伴生植物種的多寡主要受制于當(dāng)?shù)亟涤炅考皶r(shí)空分布的影響。

鹽爪爪群落地上生物量的年度動(dòng)態(tài)不穩(wěn)定，變幅較大，變幅在57.67%～100%，各年度間沒(méi)有固定或相近的生長(zhǎng)曲線。生物量的月變化動(dòng)態(tài)也不穩(wěn)定，高峰期主要受降雨因子的制約，出現(xiàn)在7、8、9月都有可能，大多表現(xiàn)為單峰型，也有雙峰型出現(xiàn)。

鹽爪爪草地植物的相對(duì)生長(zhǎng)速率一般是在牧草生長(zhǎng)前期較快，7—8月以后逐漸減慢直至為零，但受環(huán)境因子的影響差別較大，RGR動(dòng)態(tài)變化并不穩(wěn)定。

［1］ 任繼周.草業(yè)大辭典［M］.北京：中國(guó)農(nóng)業(yè)出版社，2008.

［2］ 甘肅省草原總站.甘肅草地資源［M］.蘭州：甘肅科學(xué)技術(shù)出版社，1997.

［3］ 黃富祥，王躍思，傅德山，等.毛烏素沙地低地草甸芨芨草-鹽爪爪群落地上生物量對(duì)氣候因子的動(dòng)態(tài)回歸分析［J］.草業(yè)學(xué)報(bào)，2001，10（4）：24-30.

［4］ 才吉，謝民生.高寒牧區(qū)草原生物量與降水溫度的關(guān)系［J］.中國(guó)草食動(dòng)物，2011，31（2）：44-46.

［5］ 周蘭萍，楊俊，賀訪印，等.民勤鹽漬荒漠草地鹽爪爪群落和蘆葦群落的季相變化特征［J］.中國(guó)農(nóng)學(xué)通報(bào)，2015，31（14）：226-231.

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S54

A

2095-3887（2016）05-0042-03

10.3969/j.issn.2095-3887.2016.05.011

2016-08-28

甘肅省草原監(jiān)測(cè)指標(biāo)體系研究與應(yīng)用項(xiàng)目；甘肅天然草原退化評(píng)價(jià)指標(biāo)體系構(gòu)建與監(jiān)測(cè)技術(shù)研究應(yīng)用（gcz201403）

孫斌（1968-），男，高級(jí)畜牧師，本科，主要從事草原資源與生態(tài)監(jiān)測(cè)。