新疆伊犁河谷天然牧草生产力及载畜能力变化分析

李 静 ， 李 涛 ， 刘建明 ， 范天文 ， 李建伟 ， 杨光维

（1.伊犁师范大学，新疆伊宁 835000；2.伊犁州畜牧科学研究所，新疆伊宁 835000；3.伊犁州草原工作站，新疆伊宁 835000）

草地是陆地生态系统的主体，具有碳汇、涵养水源、水土保持、防风固沙、生态旅游等重要生态作用，同时也是畜牧业可持续发展重要的自然资源（沈海花等，2016；Holmes 等，2010；Barnes 等，1995）。牧草作为家畜的基本生产资料，在畜牧业可持续发展中起着举足轻重的作用（张春林等，2019；辛玉春，2011）。伊犁河谷草地分布广阔，生态群落丰富，草地种类繁多，形成了该地区牧草营养高、适口性好的特点，是优良的放牧地所在，更是天然草地的价值所在（于磊等，2009；北京农业大学，1985）。

草地的产草量决定着载畜量的多少， 因此对不同地区、 不同月份的牧草产量以及载畜能力进行研究有着重要意义， 有助于本地区草地合理利用，充分发挥牧草在畜牧业发展中的价值。本研究以伊犁河谷不同地区、不同草地类型为研究对象，通过对近几年天然草地生产力、植被盖度、载畜能力等指标进行分析， 旨在科学评价目前伊犁河谷天然草地资源现状， 为更好保护和合理利用该地区草地资源提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 牧草的采集 牧草采集地点为伊犁河谷天然草地的不同类型， 采集时间为2015—2019 年7 ~ 8 月天然牧草生产力高峰期，采样时随机选定1 m×1 m 的典型区域作为一个样方，齐地表刈割，除去黏附的土壤、 砾石及草食动物不可食用的部分，现场测定每个样方的鲜草重量。在221 个牧草监测点5 年累计采集6280 个样方。

1.2 产草量计算 单位面积鲜草产量：根据采样时在每一个样方测得的鲜草重（g）和样方个数，计算出每平方米产草量（g/㎡），然后换算成每公顷多少千克。

不同草地类型鲜草总产量/（万t）=不同草地类型面积（hm2）×单位面积产草量（万 t/hm2）。 伊犁河谷不同草地类型面积为可利用天然草地面积，统一采用80 年代调查数据，由伊犁州草原工作站提供（表 1）。

表1 伊犁河谷可利用天然草地现状 万hm2

1.3 理论载畜量计算 理论载畜量依据农业部行业标准 《天然草地合理载畜量计算标准》（NY/T635－2002）计算。 不同季节放牧草地的利用率依据《新疆天然草地草畜平衡理论载畜量计算说明》确定，放牧天数按365 d 计算，家畜日食量利用鲜草产量按5 kg 计算。

理论载畜能力=（草地可利用面积×可食鲜草产量×牧草利用率）/家畜日食量×放牧天数。

1.4 统计分析 数据处理采用SPSS 19.0 软件的ANOVA 进行单因素方差分析， 用 Duncan’s 法进行多重比较。不同草地类型的试验结果均以“平均值±标准差”表示。

2 结果与分析

2.1 天然草地生产力比较

2.1.1 不同草地类型鲜草产量 由表2 可知，山地草甸和山地草甸草原鲜草单产量极显著高于高寒草甸、山地草原和平原荒漠草地（P ＜0.01），鲜草单产量是其他草地类型的7.17 ~ 2.07 倍。 平原低地草甸和平原沼泽鲜草单产量极显著高于高寒草甸、山地草原、山地荒漠草原和平原荒漠（P ＜0.01）；山地草原的鲜草产量极显著高于山地荒漠草原和平原荒漠（P ＜0.01）；山地草甸草原的单产量显著高于平原低地草甸（P ＜0.05）。

表2 2015—2019 年各大类草地天然牧草鲜草单产量比较 kg/hm2

由表3 可知，5 年鲜草平均总产量中山地荒漠草原的鲜草单产量与平原荒漠、 平原沼泽无显著差异（P ＞0.05）。高寒草甸和平原低地草甸鲜草单产量无显著差异（P ＞0.05），其他各类型草地的鲜草总产量呈现出极显著的差异性（P ＜0.01），具体表现为山地草甸的鲜草总产量最高， 为922.08万t，其次为山地草甸草原、山地草原、平原低地草甸， 分别为 450.86 万、302.64 万和 144.68 万 t。山地草甸与山地草甸草原的牧草鲜草单产量与总产量表现出一致的结果， 在8 种草地类型中2 种草地类型的鲜草单产量和总产量均为最高的。

表3 2015—2019 年各大类草地天然牧草鲜草总产量 万t

2.1.2 不同区域天然草地牧草产量比较 表4 分析了2015—2019 年不同县（市）天然草地牧草单产量，从分析结果中可以看出，尼勒克县的牧草单产量在所有县市中最高，极显著高于特克斯县、昭苏县和新源县以外的其他县（市）（P ＜ 0.01），单产量为426.34 kg/hm2， 得益于该县有着丰富的草场分布。 其次是昭苏县、新源县、特克斯县，单产量为419.10、384.88、345.44 kg/hm2，极显著高于伊宁市、伊宁县、霍城县、察布查尔县、巩留县、特克斯县（P ＜0.01）。 特克斯县鲜草单产量显著低于新源县（P ＞0.05）。 巩留县和伊宁县的鲜草单产量极显著高于伊宁市、霍城县、察布查尔县（P ＜ 0.01）。 天然牧草的单产量与其地区草场分布有着密切的关系，从表4 中可以明显看出伊宁市的草场分布较少，从而导致其鲜草单产量最低（6.24 kg/hm2）。

表4 2015—2019 年各县/市天然牧草鲜草单产量 kg/hm2

从表5 分析的各县（市）鲜草总产量结果中可以看出，鲜草总产量最高的县市为昭苏县，总产量为8530.46 万t，其次是新源县和特克斯县，总产量为 8379.72 万 t 和 8137.54 万 t。 昭苏县、新源县和特克斯县的鲜草总产量极显著高于伊宁市、 伊宁县、霍城县、察布查尔县、巩留县和尼勒克县（P ＜0.01）。 巩留县和尼勒克县5 年鲜草总产量平均值极显著高于伊宁市、伊宁县、霍城县、察布查尔县（P ＜ 0.01）。 伊宁市、伊宁县、霍城县、察布查尔县 5年鲜草总产量平均值间无显著差异（P ＞0.01）。 昭苏县5 年鲜草总产量平均值是伊宁市、伊宁县、霍城县、察布查尔县的 2.56、2.24、2.56、2.60 倍。

表5 2015—2019 年各县/市天然牧草鲜草总产量 万t

2.1.3 不同月份各大类草地鲜草产量变化2015 年于 5 ～10 月对 9 个监测样地 8 个草地类进行6 次监测测量，每个月中旬对其进行监测，累计完成50 个样地，150 个样方，检测分析结果见图1。 通过对测量数据进行分析发现，8 类草地牧草5 ~ 6 月鲜草产草量随着时间的推移而逐渐增高，平原沼泽和平原低地草甸5 ~ 6 月份增幅最大， 鲜草产量较5 月份提高了86.79%和115%， 平原沼泽和平原低地草甸7 月鲜草产量较 6 月份提高了 24.21%和 103%。 7 ~ 8 月 8 类草地牧草鲜草产量呈现出下降趋势， 以平原沼泽和平原低地草甸下降趋势最为显著， 分别下降了48.75%和22.03%。 随着海拔的升高与环境的改变，高寒草甸、山地草甸、山地草原、山地荒漠草原和平原荒漠鲜草产量逐渐下降， 从图1中可以看出产草量与平原沼泽和平原低地草甸有着显著的差别。

图1 不同月份各大类草地鲜草产量变化

2.2 天然草地载畜能力比较 表6 分析了2015—2019 年伊犁河谷各草地类载畜能力，从分析比较结果中可以看出， 平原荒漠草地类型的载畜能力最高， 平均每公顷可饲养2.98 个羊单位，载畜能力极显著高于其他7 种草地类型 （P ＜0.01）。 其次是山地荒漠草原草地类型，平均每公顷可饲养2.09 个羊单位，载畜能力极显著高于高寒草甸、山地草甸、山地草甸草原、山地草原、平原低地草甸和平原沼泽（P ＜0.01）。载畜能力最低的为山地草甸， 平均每公顷可饲养0.35 个羊单位。高寒草甸和山地草原的载畜能力介于最高和最低之间，2 种草地类型没有显著差异，但极显著高于平原低地草甸、平原沼泽、山地草甸草原和山地草甸（P ＜0.01）。平原低地草甸、平原沼泽、山地草甸草原和山地草甸相互之间没有显著差异。

表6 2015—2019 年伊犁河谷各草地类载畜能力比较 hm2/羊·年

2.3 不同区域天然草地综合植被盖度比较 表7分析了2016—2019 年伊犁河谷各县/市草原综合植被盖度，从分析结果来看，综合草原植被盖度最高的县（市）是特克斯县，随后是昭苏县、新源县和尼勒克县， 覆盖率分别为 73.42%、70.75%、69.87%、69.80%，上述 4 个县（市）的覆盖率均极显著高于其他县（市）的综合草原植被覆盖率（P ＜0.01）。 巩留县和伊宁县的综合草原植被盖度极显著高于霍城县、察布查尔县和伊宁市（P ＜0.01）。霍城县、 察布查尔县和伊宁市相互之间的草原综合植被盖度无显著差异（P ＞0.05）。从覆盖率变化来看，特克斯县盖度变化量最大，相对于2016 年、2017 年和 2018 年盖度变化分别提高 6.7、5.4、3个百分点，最低的为伊宁市，盖度变化为1.6、2.3和2.8 个百分点。 2016—2019 年伊犁州植被覆盖度整体呈上升趋势， 从2016 年的57.01%上升至2019 年的62.38%， 说明伊犁州直的草原生态系统得到了有效保护。

表7 2016—2019 年伊犁河谷各县/市草原综合植被盖度比较

3 讨论

3.1 天然草地生产力比较 天然草地作为牧区家畜赖以生存的物质，是畜牧业可持续发展的重要基础物质（李江文，2016），而产草量是衡量草地生产力的重要依据，同时也是评价草场载畜能力的重要指标。 对不同草地类型、不同县市以及不同月份草地鲜草产草量的研究， 能够对草地生产力进行全面合理分析，进而更合理地利用草地，保证其可持续利用。 本研究对伊犁河谷不同地区、不同草地类型及不同月份鲜草单产量、总产量进行了分析比较， 分析结果表明，5 年山地草甸的鲜草单产量的均值最高，是平原荒漠鲜草单产量的7.17 倍。 从鲜草总产量来看，5 年山地草甸的鲜草总产量仍为最高，为894.7 万t，与鲜草单产量的值一致， 这也充分说明了试验数据的有效性。 不同县（市）5 年鲜草单产量最高的为尼勒克县 （426.344 kg/hm2）， 总产量最高的为昭苏县（8530.46 万t），分析原因可能是草场面积不同导致，尼勒克草场面积为61.30 万hm2，而昭苏草面积为49.13 万hm2， 所以鲜草总产量昭苏县最高。伊宁市鲜草的单产量及总产量为最低（6.24 kg/hm2、3330 万t），这与本地区城镇化密不可分，伊宁市是全地区城市人口最多的地区， 导致草地分布较少，所以鲜草的产量最低。俞慧云（2020）对玛曲县高寒草地可食牧草平均鲜草产量的研究结果表明，牧草产量随着生育期延续而升高，且以7 月份增幅最大，产量分级区域分散；俞联平（2019）、杜笑村（2019）对山地草甸牧草生长期产草量及其变化的研究与上述结果一致。 本试验的研究结果表明， 八类草地鲜草产草量随着时间的推移而逐渐增高，以平原沼泽表现最为明显，至7 月份增幅最大，较6 月份提高了24.21%。

3.2 天然草地载畜能力比较 草地生态系统的合理使用可以充分发挥其价值， 过高或过低的草地使用都会对生态系统造成破坏， 使草地生态系统的价值不能充分利用（Mcdonald，1987），所以保持草蓄平衡是实现牧区畜牧业可持续发展的重要举措（徐敏云等，2014）。以草地生产力为基础合理计算草场载畜能力， 为实现草蓄平衡提供了科学依据（王楚含等，2017）。伊犁地区平原荒漠草地类型的载畜能力为平均每公顷可饲养2.98 个羊单位， 远高于阿勒泰地区富蕴县以单位羊每天的采食量计算出的2.51 个羊单位每公顷 （赵芸君等，2018）， 而山地草甸的载畜能力则要远低于2.51个羊单位每公顷。 伊犁河谷各草地类型分布广且种类繁多， 草地产草量在空间和时间上也差异万千，同时也与当年草地产草量丰收度、降雨息息相关（李青丰，2014），山地草地生长环境较差，所以导致山地草甸的载畜能力较低。 本试验的研究结果对伊犁地区确定合理载畜量提供了科学依据，可以根据此结果制定禁牧、休牧、草原封育计划，从而实现草地生态系统的可持续发展。

3.3 不同地区植被覆盖度及其变化研究 植被覆盖度是评价草地生态系统的重要指标， 植被覆盖度的动态研究对于生态系统的评价具有及其重要的意义（张文强等，2019；Gitelson，2002）。 伊犁州直植被覆盖度4 年期间呈现出上升趋势，4 年期间增幅为5.37%，以特克斯县、尼勒克、昭苏增幅最为显著， 植被覆盖度较2016 年增加了6.7、6.4 和6.3 个百分点，虽然伊宁市的植被覆盖率在所有县（市）中的增幅最小，但也呈现出逐年增加的趋势，文广超等（2021）研究表明，伊犁河谷的植被覆盖度由中低等水平向较高等级转变， 综上可见伊犁州直近4 年草原生态系统持续向好， 这说明当地制定的禁牧、休牧、草原封育计划起到了显著的效果。

4 结论

伊犁河谷山地草甸的鲜草单产量及总产量在所有类型的草地中最高， 分别为10621.86 kg/hm2和 922.08 kg/hm2。 不同县（市）5 年鲜草单产量最高的为尼勒克县（426.344 kg/hm2），总产量最高的为昭苏县（8530.46 万t）。 八类草地鲜草产草量随着时间的推移而逐渐增高， 平原沼泽产草量7月份增幅最大，较6 月份提高了24.21%。 每公顷伊犁河谷平原荒漠草地载畜能力达到2.98 个羊单位。 伊犁河4 年的植被覆盖率呈现出逐年增加的趋势，以特克斯县增幅最为显著，植被覆盖度较2016 年增加6.7 个百分点。