買買提·阿布來提，陳 亮，葛怡成，沙拉木，王 珂，馮麗曄，哈布拉哈提，木拉提，瓦哈提，普宗朝

（新疆烏魯木齊市牧業(yè)氣象試驗(yàn)站，新疆 烏魯木齊 830002）

草原是牧區(qū)畜牧業(yè)發(fā)展的重要物質(zhì)基礎(chǔ)。天山北坡中山帶典型山地草甸草原生態(tài)系統(tǒng)中生產(chǎn)者的主體是禾本科、豆科和菊科等草本植物。其中，優(yōu)勢(shì)植物以禾本科植物為主。近年來，由于人們對(duì)自然資源的不合理利用，導(dǎo)致天山北坡中山帶典型山地草甸草原生態(tài)系統(tǒng)失調(diào)，優(yōu)良牧草的生長發(fā)育受到阻礙，甚至有些優(yōu)良牧草已從生態(tài)系統(tǒng)中完全衰退。天然草原不僅是天山北坡中山帶典型山地草甸草原畜牧業(yè)的主要載體，還是該區(qū)域脆弱生態(tài)環(huán)境的天然保護(hù)屏障。然而，近幾十年來，由于忽視天然草場的載畜能力而片面追求家畜存欄數(shù)，致使天山北坡中山帶典型山地草甸草原超載過牧十分嚴(yán)重，導(dǎo)致新疆烏魯木齊地區(qū)的天然草場出現(xiàn)了不同程度的退化，從而使其草場植被覆蓋度和草層高度降低，產(chǎn)草量和載畜能力下降，天然草場保持水土、涵養(yǎng)水源、凈化空氣、降低溫室氣體濃度的生態(tài)功能趨于減弱［1-4］。我國對(duì)短時(shí)期天然牧草各類發(fā)育規(guī)律研究比較多，對(duì)其長時(shí)期連續(xù)研究卻較少［5-7］，而對(duì)典型山地草甸草原牧草物候期的觀測研究則更少［8-9］。因此，該試驗(yàn)對(duì)天山北坡中山帶典型山地草甸草原4種主要牧草——老芒麥（Elymus sibiricus）、黃芪（Astragalus membranaceus）、老鸛草（Geranium wilfordii）、千葉蓍（Achillea millefolium）生長發(fā)育情況進(jìn)行了研究，旨在為烏魯木齊地區(qū)的生態(tài)環(huán)境恢復(fù)和牧業(yè)生產(chǎn)全面規(guī)劃提供一定的參考。

圖1 4種牧草生長季歷年平均高度

1 材料與方法

1.1 研究區(qū)概況

研究區(qū)位于天山北坡中山帶烏魯木齊南山片區(qū)的典型山地草甸草原區(qū)域，地理位置為東經(jīng)87°11′、北緯 43°27′，海拔 1 941.0 m，年平均氣溫為3.1℃，最低氣溫為-11.5℃，最高氣溫為16.0℃，年平均總?cè)照諘r(shí)數(shù)為2 419.2 h，年平均總降水量為489.5 mm，年平均總蒸發(fā)量為1 193.6 mm，土壤類型是山地栗鈣土［10］。

1.2 數(shù)據(jù)來源

該試驗(yàn)選取天山北坡中山帶典型山地草甸草原最具代表性的4種優(yōu)質(zhì)天然牧草：老芒麥（Elymus sibiricus）、黃芪（Astragalus membranaceus）、老鸛草（Geranium wilfordii）、千葉蓍（Achillea millefolium）作為研究對(duì)象，并結(jié)合2004—2017年烏魯木齊市牧業(yè)氣象試驗(yàn)站的物候期觀測數(shù)據(jù)，對(duì)這4種主要牧草的生長發(fā)育情況進(jìn)行了研究。其中，老芒麥、黃芪、老鸛草的物候期觀測資料起止時(shí)間均為2004年5月—2017年10月，千葉蓍的物候期觀測資料起止時(shí)間為2006年5月—2017年10月。

1.3 研究方法

在研究區(qū)內(nèi)選擇具有代表典型山地草甸草原植被類型的地段作為觀測場，并設(shè)圍欄保護(hù)，其面積為2.67 hm2。把觀測場劃分為4個(gè)觀測區(qū)域，作為4個(gè)重復(fù)，每年輪換一個(gè)區(qū)域，在每個(gè)觀測區(qū)域各隨機(jī)選取10株老芒麥、黃芪、老鸛草、千葉蓍，然后掛標(biāo)簽標(biāo)記，以進(jìn)行高度、蓋度及產(chǎn)量的測定，并對(duì)其物候期進(jìn)行觀測。

在牧草返青期至黃枯期內(nèi)，每2d進(jìn)行1次物候期觀測，每旬進(jìn)行1次牧草高度測定，每月末進(jìn)行1次蓋度、產(chǎn)量的測定。其中，每種植物的高度用卷尺進(jìn)行測量，并設(shè)3次重復(fù)取平均值；蓋度采用目測法，即在觀測區(qū)域內(nèi)設(shè)1m×1m樣方，從牧草的上方與地面垂直目測估計(jì)混合牧草的蓋度；產(chǎn)量的測定采用收獲干燥法，即在所觀測的牧草返青后，當(dāng)觀測場內(nèi)的優(yōu)勢(shì)牧草高度≥5cm時(shí)，在1m×1m樣方內(nèi)，以留茬高度約3cm為基礎(chǔ)，將這4種牧草全部刈割后稱鮮質(zhì)量，然后將這4種牧草放入帶編號(hào)的布袋中，將裝好的布袋放在通風(fēng)處風(fēng)干后稱干質(zhì)量，并設(shè)4次重復(fù)取平均值。物候期生長速率是指牧草在某一物候期生長的絕對(duì)高度與物候期的比值。

表1 4種牧草的物候期與生長速率變化

2 結(jié)果與分析

2.1 4種牧草的高度

由圖1可以看出，4種牧草生長高度的變化趨勢(shì)基本一致，均表現(xiàn)為“慢—快—慢”的植物基本生長規(guī)律，且其生長高度達(dá)最大值的日期分別出現(xiàn)在8月和9月。但是，如果遇到不利氣象條件，則會(huì)使牧草過早地停止生長。

2.2 4種牧草的物候期和生長速率

由于牧草物候期的出現(xiàn)時(shí)間有差異，因此，各類牧草生長速率最大值的出現(xiàn)時(shí)間也不同［10］。由表1可以看出，該試驗(yàn)所選用的4種牧草在生育期內(nèi) （除返青期外）生長速率的變化趨勢(shì)各有差別，其中，老芒麥、千葉蓍、老鸛草的生長速率在返青期到分蘗期時(shí)較快，而黃芪的生長速率則在返青后就較快，分蘗期后4種牧草的生長速率開始變慢，直到種子成熟后期生長停止。

2.3 4種牧草的蓋度與產(chǎn)量

根據(jù)2004—2017年資料分析，4種牧草的蓋度和產(chǎn)量變化趨勢(shì)基本相同，即蓋度增加時(shí)，其產(chǎn)量也增加（見圖2），且蓋度每增加1%總產(chǎn)量增加390 g/m2。由圖2還可以看出，蓋度和產(chǎn)量的最大值出現(xiàn)在6月和7月。

圖2 牧草生長季蓋度和產(chǎn)量變化

3 結(jié)論

天山北坡中山帶典型山地草甸草原4種牧草的高度變化趨勢(shì)表現(xiàn)為“慢—快—慢”的植物基本生長規(guī)律；老芒麥、千葉蓍、老鸛草的生長速率在返青期到分蘗期時(shí)較快，而黃芪的生長速率則在返青后就較快，分蘗期后4種牧草的生長速率開始變慢；蓋度和產(chǎn)量的最大值出現(xiàn)在6月和7月。