謝 帆,徐敏云,高立杰,楊 武,李潭清,崔曉峰,敖特根,李運起
(1.河北農(nóng)業(yè)大學(xué)動物科技學(xué)院,河北 保定 071000; 2.鄂爾多斯市草原站,內(nèi)蒙古 鄂爾多斯 017000)
近年來,由于干旱、風(fēng)蝕、水蝕、火燒等天然因素和草地開墾、過度放牧、濫砍濫挖、污水排放等人為因素的影響,河北省草地受到不同程度的干擾,草地發(fā)生了不同程度的退化,草地生態(tài)環(huán)境形勢比較嚴峻[1-8],嚴重影響了河北省草地畜牧業(yè)的健康發(fā)展和生態(tài)環(huán)境保護。同時,河北省草地資源豐富、類型繁多,草地所處的地理、生境條件相差較大,草地利用和保護方式也存在較大差異[9-10]。因而,準確評價全省草地資源,對優(yōu)化草地利用方式、合理草地利用強度、加強生態(tài)環(huán)境保護、促進草地畜牧業(yè)的可持續(xù)發(fā)展具有十分重要的意義。
草地資源評價的具體方法可歸納為定性和定量兩大類,并逐步從定性向定量方向發(fā)展, 從評價的依據(jù)可分為根據(jù)草原基況和草原使用價值的草地資源評價[11]。依草原使用價值的草地資源評價是用直接的經(jīng)濟指標來評定草原生產(chǎn)能力的高低和草地資源的優(yōu)劣,此方法在草地資源評價中得到了廣泛應(yīng)用。應(yīng)用較為廣泛的的是最早由中國科學(xué)院蒙寧綜合考察隊提出草地等級評價。該法依草群品質(zhì)(優(yōu)、良、中、低、劣5類牧草所占草群質(zhì)量的百分比)和飲水半徑、地下水深度等參考指標來確定等別,依產(chǎn)草量確定級別,最后“等”與“級”配合,制定了五等六級的評價方案。中國北方草地資源調(diào)查辦公室對上述標準稍加變動,在“等”的評定中取消參考項目,規(guī)定以“等”表示草地草群品質(zhì)優(yōu)劣,“級”表示草地草群地上生物量,形成了五等八級的評價方案[12]。劉德福[13]完善了五等八級評價方案中難于具體劃分的優(yōu)、良、中、低、劣5類牧草的等別標準,并使之符合各類型天然草地5類牧草組成的實際狀況。
本研究根據(jù)2005-2007年連續(xù)3年的大規(guī)模野外調(diào)查獲得的地面調(diào)查數(shù)據(jù),對河北省草地分布、植被蓋度、高度等植被特征和產(chǎn)草量年際變化動態(tài)進行了監(jiān)測研究[7,14],采用草地等級評價方法評價了河北天然草地等級,為合理地開發(fā)利用草地資源、開展生態(tài)環(huán)境保護及草地畜牧業(yè)經(jīng)濟的可持續(xù)發(fā)展提供理論和實踐指導(dǎo)。
1.1調(diào)查方法
1.1.1樣地布置 根據(jù)1979-1984年河北省草地資源調(diào)查的工作成果,綜合考慮草原植被分布、面積,預(yù)先確定調(diào)查路線,選擇具有代表性的區(qū)域作為樣地,于2005-2007年進行草地調(diào)查,共設(shè)置110個樣地,330個樣方,樣地布設(shè)在全省18個縣(市),樣地布置見參考文獻[7]。
1.1.2樣方布置及數(shù)據(jù)獲取 樣方設(shè)置在選定的樣地內(nèi),每個樣地內(nèi)布設(shè)3個樣方,樣方面積1 m2;具有灌木及高大草本類植物的草原,樣方面積為100 m2。于2005-2007年,選擇植物生長季節(jié)(每年7 月中旬)進行外業(yè)調(diào)查,測定樣方內(nèi)優(yōu)勢植被成分、草地生物量。
1.1.3生物量測定 采用齊地面刈割,鮮草裝袋稱量,將鮮質(zhì)量折算成單位面積產(chǎn)量。自然風(fēng)干后取樣測定粗蛋白、粗纖維含量。測定樣方一般做3次重復(fù),重復(fù)樣方之間的距離一般不超過250 m。具有高大草本或灌叢的樣地,采用100 m2的樣方,分別測取樣方內(nèi)高大草本和灌叢質(zhì)量以及草本及矮小半灌木的質(zhì)量。
1.2草地等級評價 根據(jù)草地牧草的適口性、利用性狀[15-16]進行綜合評價,將草地植物分為優(yōu)、良、中、低、劣5類[17-18]。然后以樣地作為評價單元,根據(jù)樣地取樣樣方內(nèi)5類牧草所占草群質(zhì)量的比率,劃分為Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ等草地[17-18]。
以年內(nèi)草地產(chǎn)量最高月份的測定值代表牧草自然生產(chǎn)力水平,以鮮草產(chǎn)量多少為標準進行草地分級[9]。
1.3統(tǒng)計方法 Excel分析調(diào)查數(shù)據(jù)。
2.1河北省草地分等統(tǒng)計結(jié)果 根據(jù)中國北方草地資源調(diào)查辦公室擬訂的等級劃分標準和草原植物組成、利用程度資料進行評判,河北省草地分等評價結(jié)果見表1。
河北省天然草地,Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ和Ⅴ等草地占調(diào)查樣地的百分比分別為0.91%、13.64%、31.82%、30.91%和22.73%??傮w來看,Ⅲ、Ⅳ等草地所占的比例較大,總計占調(diào)查樣地的62.73%,Ⅰ等草地比例最小,占調(diào)查樣地的0.91%。
20世紀80年代,河北省進行了草地調(diào)查,并對全省連片草地進行了草地等的評價。與20世紀80年代草地等的評價結(jié)果相比較,Ⅰ、Ⅱ等草地的比例下降,Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ等草地比例上升。
表1 河北省不同類型草地分等統(tǒng)計
溫性草原類草地,Ⅲ、Ⅳ等草地占調(diào)查樣地的68.57%,Ⅴ等草地占調(diào)查樣地的17.14%,Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ等草地占調(diào)查樣地的百分比高于全省均值,Ⅰ、Ⅴ等草地占調(diào)查樣地的百分比低于全省均值。
溫性草甸類草地,Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ等草地占調(diào)查樣地的85.71%,Ⅰ、Ⅲ、Ⅴ等草地占調(diào)查樣地的百分比高于全省均值,Ⅱ、Ⅳ等草地占調(diào)查樣地的百分比低于全省均值。
山地草甸類草地,Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ等草地占調(diào)查樣地的83.33%,Ⅱ、Ⅲ、Ⅴ等草地占調(diào)查樣地的百分比高于全省均值,Ⅰ、Ⅳ等草地占調(diào)查樣地的百分比低于全省均值。
暖性草叢類草地,Ⅲ、Ⅳ等草地占調(diào)查樣地總和的66.66%,Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ等草地占調(diào)查樣地的百分比高于全省均值。
暖性灌草叢類草地,Ⅳ、Ⅴ等草地占調(diào)查樣地總和的75.00%,并高于全省均值。
低地草甸類草地,Ⅳ、Ⅴ等草地占調(diào)查樣地總和的66.66%,Ⅱ、Ⅲ等草地占調(diào)查樣地總和的33.34%。
沼澤類草地,僅調(diào)查了1個樣地,評價結(jié)果為Ⅳ等草地。
溫性草原、暖性草叢基本屬于Ⅲ、Ⅳ等草地;溫性草甸和山地草甸基本屬于Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ等草地;暖性灌草叢、低地草甸以Ⅳ、Ⅴ等草地為主;沼澤草地為Ⅳ等草地。
2.2河北省草地分級統(tǒng)計結(jié)果 20世紀80年代河北省進行草地調(diào)查,擬定了草地級的評價方法[9],采用鮮草產(chǎn)量作為劃分草地級的標準,并對河北省連片草地進行了草地級的評價。本研究亦采用鮮草產(chǎn)量作為劃分草地級的標準,結(jié)果見表2。
表2 河北省不同草地類型草地質(zhì)量分級統(tǒng)計
河北省天然草地,1~8級草地占調(diào)查樣地的比例分別為7.27%、4.55 %、11.82 %、15.45%、27.27%、14.55%、10.91%和8.18%。總體來看,5級草地所占的比例較大,占調(diào)查樣地的27.27%,1級草地比例最小,占調(diào)查樣地的7.27%。
與20世紀80年代河北省草地級的評價結(jié)果相比,20世紀80年代1~4級草地占調(diào)查樣地的百分比之和為65.90%,近3年1~4級草地占調(diào)查樣地的比例之和為39.09%。20世紀80年代5~8級草地占調(diào)查樣地的比例之和為34.1%,近3年5~8級草地比例之和為60.91%。
溫性草原類草地,5、6級草地占調(diào)查樣地的65.72%;山地草甸類草地屬于4、5級草地;低地草甸類草地,7、8級草地占調(diào)查樣地的83.33%;沼澤草地屬于4級草地。暖性草叢類草地以3級草地為主;暖性灌草叢類草地中1級草地占調(diào)查樣地的75%。溫性草甸類草地在河北省屬非地帶性草地,由于分布范圍較廣,生境差異較大,草地級成分復(fù)雜,1~7級均有一定的比例。
3.1草地資源等級評價具有片面性 草地評價方法和體系甚多[19-21],草地等級評價是用直接的經(jīng)濟數(shù)量指標來表達草地經(jīng)濟生產(chǎn)屬性,為草原畜牧業(yè)生產(chǎn)提供了可靠的科學(xué)依據(jù)。草地等級的評價是草地資源評價的核心部分[19],應(yīng)用廣泛[22-26],但均缺乏縱向比較。評價草地資源實際上就是評價它的自然特性和經(jīng)濟特性,如果只評價其中的一個方面顯然是片面的[19]。由草原使用價值所表現(xiàn)的對畜牧業(yè)生產(chǎn)產(chǎn)生直接影響的草地等級評價法屬草地資源經(jīng)濟生產(chǎn)屬性評價,雖然遵循“簡單、易行、實用”的原則, 但就其對草地資源評價的科學(xué)性、全面性而言,具有一定的局限。
對草地級的評定采用了20世紀80年代河北省進行草地調(diào)查時擬定的草地等級的評價方法[9],即采用鮮草產(chǎn)量而不是采用中國北方草地資源調(diào)查辦公室擬訂的以干草產(chǎn)量作為劃分草地等級的標準,主要目的是便于和20世紀80年代河北省進行草地調(diào)查取得的草地等級的評價結(jié)果進行比較。
3.2河北省草地等級下降 河北省草地缺乏草地資源評價的相關(guān)研究[7],與1979-1984年的全省草地資源調(diào)查結(jié)果[9]相比,Ⅰ、Ⅱ等草地的比例下降,Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ等草地比例上升;1~4級草地比例降低,5~8級草地比例升高,草地整體呈惡化趨勢。
就各草地類而言,由于草甸類草地,有毒有害植物及家畜不食植物的數(shù)量高于其他草地類。因而,草甸類草地屬于Ⅴ等草地的比例高于各類草地Ⅴ等草地的均值,也高于其他各類草地Ⅴ等草地所占的比例。暖性草叢類、暖性灌草叢類草地雖然產(chǎn)量較高,但家畜不愿采食的植物比例較高,因而,草地等級的評價結(jié)果偏低。
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