甘辉林 陈斌 鲁延芳 马垭杰 马剑 占玉芳

摘 要 为探索退化草原最佳的改良措施，以祁连山北麓山地草原、温性草原和温性荒漠草原为研究对象，采用对比实验法对不同改良措施下的植被盖度、植株高度、产草量等指标进行了分析。结果表明：温性草原实施切根+施肥+补播（处理4）改良效果最优，温性荒漠草原实施补播改良+种子包衣（保水剂）+浅耙（处理3）改良效果最优，山地草原实施切根+补播改良（处理2）改良效果最优；改良后，植被盖度、植株高度和产草量均有明显提高。

关键词 退化草地修复；植被盖度；植株高度；产草量；甘肃省祁连山北麓

中图分类号：S812.6 文献标志码：A DOI：10.19415/j.cnki.1673-890x.2023.12.073

甘肃省草地总面积1 790万hm2，位居全国第6[1]。祁连山区地处甘肃省西部的河西走廊南部，东起天祝藏族自治县，南至甘青边界，北临河西走廊，西至玉门市，总面积272.2万hm2。由于处于青藏高原、黄土高原和蒙古高原三大高原的交汇地带，是三大高原生物交流的中心和植物区系交汇中心，其植被建设、生态恢复对甘肃省乃至西北地区的经济、社会、环境的可持续发展均具有重要的现实意义[1]。

祁连山区畜牧业发展的基础是天然草地，随着经济社会发展对环境的需求不断增加，使得原本就脆弱的祁连山区草地生态系统承受了巨大的压力，导致草地严重退化和环境恶化，主要表现在生产力下降、生物多样性减少、杂草增多、土壤“三化”现象加剧、生物灾害和自然灾害频发等，严重阻碍了草地畜牧业生产的可持续发展[2-3]。自2003年以来，国家实施了一系列天然草原保护措施、草原生态保护奖励机制、退牧还草项目、山水林田湖草工程等，有效促进了全国草原的保护与建设，综合植被盖度有所提高。但是以往单一的恢复措施恢复周期长、实施效果不稳定，草原退化问题依然存在[4]。因此，要通过长期实践总结出一套科学合理的修复技术，针对不同类型退化草地采取不同的综合性修复措施，为我国退化草原植被生态修复提供理论和技术支撑。

鉴于此，本研究对祁连山北麓山地草原、温性草原和温性荒漠草原实施不同改良措施，探讨其对不同类型退化草地的改良效果，旨在为精准科学改良祁连山北麓草地环境提供依据。

1 材料与方法

1.1 试验区概况

试验地有3处，分别为温性草原、温性荒漠草原和山地草原。

1）温性草原。山丹县老军乡花草滩，地处北纬38°40′36.437″，东经101°13′51.726″，海拔1 940 m，属温带大陆干旱气候，多年平均气温5.7 ℃，1月平均气温-12.9 ℃，7月平均气温19.0 ℃。年平均无霜期116 d，年平均生长期108 d。年平均日照时间2 993 h，年平均降水量213 mm。草地类型属短花针茅型温性草原，土壤质地为砂质，主要植被为驴驴蒿、芨芨草、醉马草、骆驼蓬和冰草等，植被盖度为55%。草原利用方式为全年放牧，蝗虫中度为害，为中度退化草原。

2）温性荒漠草原。高台县合黎镇北山，地处北纬39°24′39.39″，东经99°52′52.281″，海拔1 321 m，温带大陆气候，多年平均气温7.6 ℃，年平均无霜期175 d，年平均生长期190 d，年平均日照时间3 088 h，年平均降水量104.4 mm。草地类型属沙米+合头草型温性荒漠草原，土壤质地为砂质，主要植被为沙米、霸王、糙叶黄芪、中亚紫菀木等，植被盖度为40%。草原利用方式为全年禁牧，蝗虫轻度为害，为中度退化（沙化）草原。

3）山地草原。肃南县皇城镇长沟寺，地处北纬37°54′32″，东经101°48′34″，海拔2 577.6 m，属温带湿润气候，降水较多，光照充足，太阳辐射强，昼夜温差大，年平均气温2 ℃，年平均生长期120 d，无霜期95 d，年平均降水量260 mm。草地类型属西北针茅型山地草原，土壤质地为壤质，主要植被为西北针茅、野苜蓿、狼毒、薹草，植被盖度65%。草原利用方式为冷季放牧，蝗虫和喜马拉雅旱獭轻度为害，为轻度退化草原。

1.2 試验设计

2021年4月在山地草原、温性草原和温性荒漠草原选取地势平坦、土壤和植被基本一致的3块区域作为试验样地，进行野外试验样地的选择和布设，2021—2022年进行系统试验处理、样品收集和数据采集，共设置3个试验小区，每块区域面积约100 m2，3次重复，具体见表1。

1.2.1 切根和浅耙

切根选择破土切根机，浅耙选择拖拉机牵引式圆盘耙，镇压选择拖拉机牵引式狼牙棒。采用机引方式利用破土切根机沿等高线进行草皮划切，划破应结合补播、施肥等措施。划破深度为5～10 cm，以把上层根系切断为度，不可使草皮翻转或覆盖，无壅土、破坏草皮等现象，划破裂缝宽度在1.5 cm以下，行间距30～50 cm。划破草皮的适宜时间视当地的气候条件而定，应在4—6月土壤解冻、土壤水分适当时进行，耙深8～10 cm。以同区域未做处理为对照（CK），每个CK区设置3个直径6 m的金属移动围笼，用于对比观测（见表1）。

1.2.2 施肥

肥料选用磷酸二铵，表面撒施，用量为10 kg/667 m2。

1.2.3 补播改良

1）温性草原：草种选择中间偃麦草、新麦草和黄花苜蓿，按照1.0∶1.0∶0.3的比例进行混播，每667 m2播种3 kg。2）温性荒漠草原：草种选择沙蒿、木地肤和草木樨，按照1.5∶1.0∶1.5的比例进行混播，每667 m2播种4 kg。3）山地草原：草种选择草地早熟禾、新麦草、黄花苜蓿，按照1∶1∶3的比例进行混播，每667 m2播种3 kg。

结合不同地面处理方式，采用人工撒播方式，在6—7月降水集中时间段进行补播。

1.2.4 管护措施

温性草原和山地草原改良后90 d内实行禁牧管理，之后按照原利用方式进行管理；温性荒漠草原全年禁牧，苗期对鼠虫害进行适时防治，确保不造成较大影响。

1.3 指标测定及方法

于每年牧草生长旺盛期（8—9月），对各小区用样方法进行随机取样，每小区设置3个样方，每个样方3个重复，样方大小50 cm×50 cm。分别进行各物种盖度、高度、产草量测定。

1）盖度：植物茎叶的垂直投影面积与样方面积之比，采用目测法，取平均值。2）高度：在样方内用直尺测定各植物植株自然高度，取平均值。3）产草量：将样方0.25 m2内各物种齐地面刈割后密封带回室内，鲜重即为产草量。

1.4 数据处理

采用Excel整理数据，SPSS 19.0软件对数据进行t检验。

2 结果与分析

2.1 对不同类型草原植株盖度的影响

对不同类型草原实施不同措施均有助于植被盖度的提高，具体改良效果详见图1。

温性草原植被盖度由高到低分别为处理4、处理3、处理5、处理2、处理1，改良当年（2021年）植被盖度分别比对照提高了14.7%、9.7%、5.6%、3.7%及2.0%，但处理组之间差异不显著；改良第2年（2022年）植被盖度分别比对照提高了17.3%、12.7%、8.0%、6.3%及4.7%，处理组与对照组差异达到显著水平（p＜0.05）。与奇立敏等对退化羊草草地改良效果研究的结果一致[5-6]。这种情况可能与肥效发挥作用慢及划破草皮致使植株短期内无法正常生长有关。

温性荒漠草原植被盖度由高到低分别为处理3、处理4、处理1、处理2、处理5，改良当年植被盖度分别比对照提高了11.0%、9.0%、5.7%、4.0%及2.3%，各处理差异均未达到显著水平；改良第2年植被盖度分别比对照提高了14.0%、12.0%、5.3%、5.0%及3.0%，其中处理3、处理5与其他处理组差异显著（p＜0.05）。对温性荒漠草原進行综合改良均能取得一定的效果，但是温性荒漠草原的主要问题是气候干旱缺水导致不同程度的退化，采用补播改良+种子包衣（保水剂）+浅耙措施效果最佳，另外在苗期喷洒AM菌剂也能达到改良效果。

山地草原植被盖度由高到低分别为处理2、处理1、处理3、处理5、处理4，改良当年植被盖度分别比对照提高了7.6%、6.3%、5.3%、3.3%及2.0%，各处理差异均未达到显著水平；改良第2年植被盖度分别比对照提高了8.3%、6.7%、5.0%、3.3%及2.0%，差异显著，但各处理组之间差异未达到显著水平。对山地草原进行综合改良措施均能取得一定的改良效果，以包括切根处理的措施综合改良效果最佳。

2.2 对不同类型草原植株高度的影响

对不同类型草原实施不同措施均有助于植被高度的提高，具体改良效果详见图2。

温性草原植株高度由高到低分别为处理4、处理3、处理5、处理2、处理1，改良当年植株高度分别比对照提高了12.8%、11.3%、9.5%、5.9%及2.3%，处理4、处理3、处理5与对照差异显著（p＜0.05），处理2、处理1与对照差异不显著；改良第2年植株高度分别比对照提高了11.6%、9.1%、6.9%、5.7%、4.3%，各处理组与对照组差异均达到显著水平（p＜0.05）。说明改良措施促进根系健壮生长，导致第二年植株高度明显高于第一年。

温性荒漠草原植株高度由高到低分别为处理3、处理4、处理1、处理2、处理5，改良当年、植株高度分别比对照提高了7.7%、6.2%、5.3%、3.1%及1.7%，各处理差异均未达到显著水平；改良第2年植株高度分别比对照提高了10.5%、5.2%、3.8%、2.0%、1.4%，其中处理3、处理4与其他处理组差异达到显著水平，所有处理组与对照组差异显著（p＜0.05）。

山地草原植株高度由高到低分别为处理2、处理1、处理3、处理5、处理4，改良当年植株高度分别比对照提高了5.3%、4.2%、3.2%、2.8%、0.7%，各处理差异均未达到显著水平；改良第2年植株高度分别比对照提高了12.8%、7.3%、5.3%、4.1%、2.6%，各处理组之间差异均未达到显著水平，但与对照组差异显著。由于山地草原降水量充足，土壤有机质含量高，植被生长良好，对山地草原实施改良措施具有一定的积极作用，但是改良效果不显著。

2.3 对不同类型草原植株产草量的影响

对不同类型草原实施不同措施均有助于植被产草量的提高，尤其对温性草原和温性荒漠草原改良效果明显，具体改良效果详见图3。

温性草原植株产草量由高到低分别为处理4、处理3、处理5、处理2、处理1，改良当年植株产草量分别比对照提高了61.7%、23.5%、19.3%、19.0%、5.2%，各处理组合之间、处理组与对照组之间差异均达到显著水平（p＜0.05）；改良第2年植株产草量分别比对照提高了65.6%、38.0%、18.8%、16.6%、7.1%，各处理组合之间、处理组与对照组之间差异均达到显著水平（p＜0.05）。

温性荒漠草原植株产草量由高到低分别为处理3、处理4、处理1、处理2、处理5，改良当年植株产草量分别比对照提高了7.8%、4.0%、3.8%、3.0%、1.1%，除处理5与对照组未达到显著水平，其他处理组均与对照组差异显著（p＜0.05）；改良第2年植株产草量分别比对照提高了9.1%、5.6%、4.5%、3.5%、1.9%，各处理组合之间、处理组与对照组之间差异均达到显著水平（p＜0.05）。

山地草原植株产草量由高到低分别为处理2、处理1、处理3、处理5、处理4，改良当年植株产草量分别比对照提高了19.8%、17.8%、17.1%、12.5%、2.8%、0.7%，除处理4与对照组差异不显著外，其余各处理组与对照组差异均达到显著水平（p＜0.05）；改良第2年植株产草量分别比对照提高了48.3%、6.7%、5.0%、3.0%、1.7%，各处理组与对照组差异均达到显著水平（p＜0.05）。

3 结论与讨论

本文通过对不同类型草原进行不同措施改良，分别对植被盖度、植株高度、植株产草量进行分析比较。结果表明，切根+施肥+补播改良能显著提高植被盖度，这与迟晓雪、董祺等前期研究结果一致[7-8]。说明对温性草原实施浅耙+施肥、切根+施肥、浅耙+施肥+补播改良、切根+施肥+补播改良、切根+补播改良等改良措施对提高植被盖度、高度、产草量具有积极的作用，且以切根+施肥+补播改良效果最优。对温性荒漠草原实施不同改良措施对提高植被盖度、高度、产草量均能产生积极的作用，且以补播改良+种子包衣（保水剂）+浅耙改良效果最优。对山地草原实施不同改良措施对提高植被盖度、高度、产草量均能产生积极的作用，尤其切根+补播改良效果

最优。

温性草原和山地草原由于长时间受牲畜践踏，土壤紧实度高，通气透水性差，存在根系盘结等情况，切根能显著提高植物特别是禾本科植物的根系分蘖、繁殖与复壮，增加群落盖度、密度、生物量和竞争能力，改善土壤理化性质，加快退化草地的恢复演替；另外，山地草原土壤有机质含量高，对山地草原进行施肥效果不显著。荒漠草原退化的原因主要是缺水，因此对荒漠草原采取补播改良+种子包衣（保水剂）+浅耙能达到显著的改良效果。由于项目实施年限短，有关改良措施对植物生物量、生物多样性、牧草饲用价值及土壤的影响还有待于进一步验证。

参考文献：

[1] 王建兵.甘肃中西部干旱半干旱地区草原管理问题研究[D].兰州：甘肃农业大学，2013.

[2] REN J Z， HU Z Z， ZHAO J， et al. A grassland classification system and its application in China[J]. The Rangeland Journal， 2008， 30（2）：199-209.

[3] LI B. The rangeland degradation in North China and its preventive strategy[J]. Sci Agric Sin， 1997，

30（6）：1-9.

[4] 張英俊，周冀琼，杨高文，等.退化草原植被免耕补播修复理论与实践[J].科学通报，2020，65（16）：

1546-1555.

[5] 奇立敏，宝音陶格涛，李雅茹，等.切根方式和氮素添加对退化羊草草地改良效果分析[J].中国草地学报，2017，39（4）：67-71.

[6] 尤泳，王德成，王光辉.9QP-830型草地破土切根机[J].农业机械学报，2011，42（10）：61-67.

[7] 迟晓雪，朝克图，马伟杰，等.呼伦贝尔温性草甸草原夏营地植被恢复方法的研究[J].内蒙古草业，2012，24（4）：36-38.

[8] 董祺.切根与施肥对羊草草甸草原作用效果研究[D].长春：吉林农业大学，2016.

（责任编辑：张春雨）