甘南黑土灘(鼠荒地)草場的等級劃分及治理模式調查研究

梁海紅,王樹茂，加楊東知, 陳 昕，尚小生，靳玉平，敏占海，安生輝

(甘南藏族自治州草原工作站,甘肅 合作 737000)

1 材料與方法

1.1 研究區自然概況

甘南藏族自治州位于中國甘肅省西南部，甘南州地處青藏高原和黃土高原過渡地帶，受兩大高原氣候的影響，形成了典型的高原大陸性氣候特點，高寒陰濕，無四季之分，只有冷暖二季之別。地理坐標位于東經100°46′～104°44′，北緯33°06′～36°10′之間。下轄合作和臨潭、卓尼、迭部、舟曲、夏河、瑪曲、碌曲七縣一市，總面積4.5萬平方公里，總人口73.07萬人，藏族占54.2%。有天然草場272.3萬hm2，其中可利用草場256.5萬hm2，占草場面積的94.2%，截至目前由鼠害重度危害形成的鼠荒地面積為12.592萬hm2。甘南是黃河的主要產流區、水源涵養區和水源補給區。并被國家確定為生態主體功能區和生態文明先行示范區，境內草原廣闊，平均海拔3 000 m，年均降水量600～ 700 mm,平均氣溫1.7℃，無霜期短，日照時間時長，是典型的大陸性氣候。

1.2 研究方法

根據甘南草場類型圖、草場退化分布圖、鼠害分布圖、鼠害危害等級圖和甘南黑土灘草場的大致分布區域,在甘南藏族自治州瑪曲縣、碌曲縣、夏河縣設立30個樣區，每個縣10個樣區。每個樣區按原生植被、害鼠危害輕度退化草地、害鼠危害中度退化草地、害鼠危害重度退化草地3個等級,各選3個樣地,每個樣地各取4個重復樣方,共計完成了360個樣地的野外調查。

1.2.1 植被群落結構調查 依草地退化程度(原生植被、輕度退化、中度退化、重度退化)各選取3個樣地,每個樣地各取4個重復樣方。每個樣區內植被群落結構逐種測定,分經濟類群(莎草科、禾本科、可食雜草和毒雜草)進行逐項測定。

1.2.2 鼠害調查 在進行植被群落結構調查的同時,對應每個樣地,進行害鼠數量和危害情況調查。害鼠數量調查在主樣區采用夾日法,副樣區采用統計洞口法進行。鼠類危害情況調查在主、副樣區均采用樣線法,對應每個樣地確定樣線,樣線長度50 m,重復3次。

1.3 樣品分析

土樣經風干后制成過0.1 mm分樣篩的樣品,用硫酸重鉻酸鉀法測定土壤有機質。

1.4 相關指標及其計算

可食牧草比例記作B,B=Wk/Ws×100(B為優良牧草的百分含量,Wk為樣方中優良牧草鮮重,Ws為樣方中地上生物量的總和。)退化指示植物的比例記作D,D=CT/Cs(CT為所有退化指示中的相對蓋度和,Cs為樣方所有植物種的相對蓋度。)禿斑地蓋度記作E,E=(a+b+c+… +n)/Ls,其中,a,b,c… n為禿斑地長度之和,單位是m,Ls為測繩總長度,其值時25 m。

1.5 數據處理

采用SPSS統計軟件中的群集(C 1uster)分析法對數據進行處理。

2 結果與分析

2.1 黑土灘型草場退化草地的分類

在歸納總結前人成果的基礎上,根據甘南特殊的地理條件，黑土灘草場作為甘南高寒草甸鼠鼠害危害退化草地的典型,依據地形條件以及草原保護與建設的需要,將鼠害危害極度退化草地即黑土灘劃分為三種類型,即Ⅰ灘地:坡度在0～ 10°之間;Ⅱ緩坡地:坡度在≥10～ 25°之間:Ⅲ陡坡地:坡度≥ 25°。

2.2 黑土灘型草場退化草地的分級標準

通過野外調查并結合問卷調查,主要選擇禿斑地蓋度、可食牧草比例、退化指示植被的比例、害鼠危害面積4個指標。通過根據對甘南鼠荒地退化草地30個調查樣區數據對4個指標進行了分析,選出分級的主要指標,并以此指標下所調查到的樣方的相似度制定出不同的退化級別。利用主成分分析法從優挑選出最有代表和說明性質的幾項作為分級標準,確定鼠荒地退化草地分級標準,并使其在黑土灘草場退化草地治理中具有較強操作性。

2.2.1 禿斑地蓋度指標分析 通過對30個樣區數據以禿斑地蓋度為指標的分析,將所有樣區歸為3類型。結果如下:第一類：1, 3， 5，6, 8,9,10,11, 17，28,29(蓋度為%：56，52,57,52,59,54,57,55,53,56, 58)；第二類：2, 4，7, 12,13,14,18， 19,20,21,22(蓋度為%：75，76,74,70,69,68,76,73,69,68，70)；第三類：15,16,23,24,25,26,27, 30(蓋度為%： 81,84,86, 85,82,83,82,85)；一類禿斑地蓋度為55.37%,屬于輕度黑土灘草場退化草地;二類禿斑地蓋度為71.64%,屬中度黑土灘草場退化草地;三類禿斑地蓋度為83.5%,屬重度鼠荒地。

2.2.2 可食牧草比例指標 以可食牧草比例為指標的分析得到3個類群,結果如下:第一類：1，3，5，10,11, 13,14,17，18，20,19，28(比例為%：36，33,32,35,33,32,31,36,34,34, 33,35)；第二類：2, 4，6, 7, 8, 9, 12, 21,22, 24,25, 26,27, 30(比例為%：28，22,26,25,24,26,24,27,24,26, 28,23,22,25)；第三類：15,16,23, 29(比例為%： 15,11,9, 10)；一類可食牧草比例為33. 37%,屬于輕度黑土灘退化草地;二類可食牧草比例為25%,屬中度黑土灘退化草地;三類可食牧草比例是11.25%,屬重度鼠荒地。

2.2.3 退化指示植物比例指標 以退化指示植物的比例為指標的分析結果顯示所有樣方可聚為3個類別,具體結果如下:第一類： 3，5，10, 14, 16,17，18， 20, 21,22, 26,27,28(比例為%：66，62,64,65,64,67,63,65,63，66,63,61,65)；第二類：1，2, 6, 7, 11, 12,13,23,24,25,29，30(比例為%：77，76,79,76,74,76,74,75,78,74, 76,73)；第三類：4，8, 9, 15, 19(比例為%：88,92,91, 85,86)；一類退化指示植物的比例為64.15%,屬于輕度“黑土灘”退化草地; 二類退化指示植物的比例為75.67%,屬中度“黑土灘”退化草地;三類退化指示植物的比例是88.4%,是重度鼠荒地退化草地。

2.2.4 害鼠危害比例為指標 30個樣區的害鼠危害比例為指標的分析結果顯示所有樣方可聚為3個類別,具體結果如下:第一類：1， 3，5，10, 11, 12,13, 19，21,22, 26,27,28，29，30(比例為%：28，22,26,25,26,27,24,26,21，23,28,26,22,25,24)；第二類： 2, 6, 7, 9, 14, 15, 17，18， 20(比例為%：39，36,33,35,34,32,38,34,35)；第三類：4，8, 16, 23,24, 25,(比例為%：88,92,91, 85,86)；一類害鼠危害比例為24. 87%,屬于輕度“黑土灘”退化草地;二類害鼠危害比例為35.11%,屬中度“黑土灘”退化草地;三類害鼠危害比例是45.11%,屬重度鼠荒地退化草地。

由各類指標的主成分分析結果可以看出,禿斑地蓋度、可食牧草比例這2個指標就足可以解釋草地退化的級別。因此上述2個指標可以作為“黑土灘”退化草地分級的主要標準。

2.3 甘南“黑土灘”退化草地的分級及分類

依據上述分析,禿斑地蓋度和可食牧草比例2個指標可以作為“黑土灘”退化草地分級的主要標準,依據分析結果并參照以往研究資料對各指標進行量化,結合上述分類結果,可得出“黑土灘”退化草地的分類及分級標準(見表1)。

表1 黑土灘退化草地評價指標、類型及等級劃分

2.4 甘南黑土灘(鼠荒地)退化草地的治理措施

通過野外調查和相關技術的集成,在“黑土灘”退化草地分類、分級標準的基礎上并結合以往成功的治理經驗,將“黑土灘”退化草地的治理歸結為5種模式和與之相關的治理措施。Ⅰ．封育自然恢復；Ⅱ．控鼠(采用人工捕捉高原鼢鼠和生物毒素控制高原鼠兔兩種方法)；Ⅲ．控鼠+圍欄封育自然恢復+禁牧休牧；Ⅳ控鼠+圍欄封育+人工草地+禁牧休牧；Ⅴ控鼠+圍欄封育+補播(半人工草地)+禁牧休牧。在治理輕度退化草原主要用封育自然恢復、控鼠、控鼠+圍欄封育自然恢復+禁牧休牧三種模式；在治理重度鼠荒地、治理中度退化草原主要用控鼠+圍欄封育+人工草地+禁牧休牧和控鼠+圍欄封育+補播(半人工草地)+禁牧休牧兩種模式。

2.4.1 封育自然恢復 本模式適于坡度在10～ 25°之間的輕度“黑土灘”退化草地和坡度大于25°度的所有類型的“黑土灘”退化草地。這類“黑土灘”退化草地坡度陡,治理難度大,可通過10年以上的長期封育使之逐漸恢復其植被。

2.4.2 控鼠 采用人工捕捉高原鼢鼠和生物毒素控制高原鼠兔兩種方法。適用于黑土灘草場退化草地劃分為三種類型,即灘地:坡度在0～ 10°之間,緩坡地:坡度在≥ 10～ 25°之間,陡坡地:坡度≥ 25°的黑土灘退化草場。人工捕捉高原鼢鼠主要以平支架(寬35 cm)和斜支架組成三角支架(高65 cm、寬35 cm)、橡皮帶(長25 cm、寬3 cm)、橡皮帶扣棍、扣棍吊繩、觸發拉線、拉線扣、箭環(直徑3-4 cm)、鐵箭(箭長55 cm，粗0.4-0.6 cm)、門堵土塊組成。鼢鼠觸動門堵土塊，橡皮帶扣棍失去拉力，扣帶棍上翻，橡皮帶回彈壓下鐵箭下刺，使鐵箭受力刺中鼢鼠背部。生物毒素(C型肉毒梭菌毒素)控制高原鼠兔主要是以洞施或條施殺滅鼠兔和鼢鼠的，C型肉毒梭菌毒素是一種蛋白質神經麻痹毒素，毒素被機體吸收后，主要作用于中樞神經系統，阻礙神經末稍乙酰膽堿的釋放，同時引起膽堿性能神經支配區肌肉和骨胳的麻痹，產生軟癱現象，最后出現呼吸麻搏，導致死亡。全致死量(LD)約250～500 Mu，致死中量為1.71 μL/kg。C型肉毒梭菌毒素的最佳施用濃度是0.1%，平均滅效90%以上。

2.4.3 控鼠+圍欄封育自然恢復+禁牧休牧 首先進行控鼠(采用人工捕捉高原鼢鼠和生物毒素控制高原鼠兔兩種方法)，然后進行圍欄，再進行禁牧休牧(兩年以上)。適合于黑土灘草場退化草地劃分為三種類型,即灘地:坡度在0～10°之間,緩坡地:坡度在≥ 10～25°之間,陡坡地:坡度≥ 25°的黑土灘退化草場。

2.4.4 控鼠+圍欄封育+人工草地+禁牧休牧 本模式適用于坡度小于10度的重度重度鼠荒地。這類退化草地土壤肥力很差,但地勢相對平坦,適于機械作業。此類退化草地,通過機械作業種植適宜的甘南當家草種老芒麥、甘南垂穗披堿草、垂穗鵝觀草、草地早熟禾、中華羊茅、紫羊茅、高羊茅等草種可使其快速恢復生產和生態功能，進行人工草地改建后進行禁牧休牧兩年以上。

2.4.5 控鼠+圍欄封育+補播(半人工草地)+ 禁牧休牧 本模式適合于坡度小于10度的中、 輕度“黑土灘”退化草地和坡度在10～25°之間的中度和重度鼠荒地。這類退化草地可在不破壞或盡量少破壞原生植被的前提下,選擇適宜的甘南當家草種老芒麥、甘南垂穗披堿草、垂穗鵝觀草、草地早熟禾、中華羊茅、紫羊茅、高羊茅等草種,通過機械耙耱或人工補播措施建立半人工草地。

3 小結

在甘南黑土灘(鼠荒地)退化草地分類上,依據地理地形條件以及綜合治理的需要,將重度與極度退化草地即鼠荒地草地劃分為三種類型,即Ⅰ灘地:坡度在0～10°之間;Ⅱ緩坡地:坡度在≥ 10～25°之間;Ⅲ陡坡地:坡度≥ 25°。通過根據對甘南黑土灘(鼠荒地)退化草地30個調查樣區中360個樣方數據進行了分析研究,優選出禿斑地比例和可食牧草比例作為黑土灘(鼠荒地)退化草地分級的主要指標,將其分為輕度、中度和重度鼠荒地,并提出了相應的治理模式。