CN109042095A - 一种用于恢复高寒地区次生裸地的人工建植方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于恢复高寒地区次生裸地的人工建植方法,涉及林业技术领域。本发明方法包括以下步骤:在预恢复的高寒地区采用单播或混播方式播种草种;所述单播为播种垂穗披碱草、老芒麦、星星草、草地早熟禾、冷地早熟禾或中华羊茅;所述混播为垂穗披碱草、老芒麦、星星草、草地早熟禾、冷地早熟禾及中华羊茅中的两种混播、三种混播或四种混播。采用本发明的多种牧草混播方式可恢复上述高寒地区次生裸地的植被生长状态,有利于林业发展且可更好的保护环境。
Description
技术领域
本发明涉及林业技术领域,尤其涉及一种用于恢复高寒地区次生裸地的人工建植方法。
背景技术
次生裸地是原有群落虽然被消灭,但群落下的土壤条件还多少保留着,甚至土壤中还保存着原有群落中某些植物种类的繁殖体,这样的裸地称为“次生裸地”。
唐古拉山镇位于青海省西南端,地处北纬32°39′~34°48′,东经89°40′~92°55′,全镇平均海拔在4700m以上,属内陆高寒气候区,生态环境极其脆弱。地势高峻,山峦起伏,区内雪峰林立,冰川广布,水系、湖泊众多,是我国长江的发源地;境内空气稀薄,气候寒冷、湿润,缺氧,为海平面含氧量的60%左右。每年牧草生长期3个多月,而枯草期8个多月,所以植被低矮稀疏,产草量低;主要生长着以耐寒、耐旱的紫花针茅(Stipapurpurea)为优势种的高寒干草原草地类植被,草原退化、沙化和水土流失严重,鼠害猖獗。
退化草甸研究区位于风火山地区,其海拔4600~4800m,相对高差200~300m.山顶基岩裸露,山梁较平缓,自然山坡上陡下缓,山间新沟谷发育,剥蚀作用强烈。总体地貌呈顶平坡缓、谷宽沟短特征。属于高原大陆性气候,寒冷干燥,冻结期从9月至翌年4月。根据20世纪70年代风火山临时气象站资料,年平均气温-5.3℃,极端最高气温24.7℃,极端最低气温-38.5℃;年均降水量269.7mm,年均蒸发量1477.9mm,相对湿度平均为55%;最大风速31m/s,主导风向西,平均雷暴日数年最多47.8d。在风火山地区(92°50′~93°30′E,34°40′~34°48′N),选取2个退化面积分别为40%(中度退化)和70%(重度退化)的退化草甸试验大区,并进行围栏设置。
因此,亟待研究一种可用于恢复上述高寒地区次生裸地的人工建植方法。
发明内容
有鉴于此,本发明实施例提供了一种用于恢复高寒地区次生裸地的人工建植方法,主要目的是解决高寒地区植被稀少和草原退化的问题。
为达到上述目的,本发明主要提供了如下技术方案:
一方面,本发明实施例提供了一种用于恢复高寒地区次生裸地的人工建植方法,所述方法包括以下步骤:
在预恢复的高寒地区采用单播或混播方式播种草种;
所述单播为播种垂穗披碱草、老芒麦、星星草、草地早熟禾、冷地早熟禾或中华羊茅;
所述混播为垂穗披碱草、老芒麦、星星草、草地早熟禾、冷地早熟禾及中华羊茅中的两种混播、三种混播或四种混播。
作为优选,所述次生裸地为青海湖高寒地区的次生裸地。
作为优选,以出苗数为种植要求时,所述四种混播的方式为垂穗披碱草、星星草、草地早熟禾及冷地早熟禾混播(最优);或者,垂穗披碱草、星星草、草地早熟禾及中华羊茅混播;或者,垂穗披碱草、星星草、冷地早熟禾及中华羊茅混播。
作为优选,以越冬率为种植要求时,所述两种混播的方式为垂穗披碱草和草地早熟禾混播(最优);或者,垂穗披碱草和星星草混播;所述三种混播的方式为垂穗披碱草、星星草及草地早熟禾混播;所述四种混播的方式为垂穗披碱草、星星草、草地早熟禾及冷地早熟禾混播。
作为优选,以植被株高为种植要求时,所述两种混播的方式为垂穗披碱草和中华羊茅(最优);或者,垂穗披碱草和星星草;或者,垂穗披碱草和草地早熟禾。
作为优选,以植被根长为种植要求时,所述混播的方式为垂穗披碱草和草地早熟禾(最优);或者,垂穗披碱草和冷地早熟禾及中华羊茅;或者,垂穗披碱草和中华羊茅。
作为优选,以植被盖度为种植要求时,所述两种混播的方式为垂穗披碱草和星星草混播;所述三种混播的方式为垂穗披碱草、星星草及草地早熟禾混播;所述四种混播的方式为垂穗披碱草、星星草、草地早熟禾及冷地早熟禾混播(最优);或者,垂穗披碱草、星星草、草地早熟禾及中华羊茅混播;或者,垂穗披碱草、星星草、冷地早熟禾及中华羊茅混播。
作为优选,以鲜草产量为种植要求时,所述混播的方式为垂穗披碱草、星星草及中华羊茅混播(最优);或者,垂穗披碱草、冷地早熟禾及中华羊茅混播。
作为优选,以地下生物量为种植要求时,所述两播的方式为垂穗披碱草和星星草(最优);或者,垂穗披碱草和冷地早熟禾;或者,垂穗披碱草和中华羊茅。
与现有技术相比,本发明的有益效果是:
本发明针对高寒地区次生裸地植被稀少和草原退化的问题,采用了多种草种混播,并根据出苗率、植被根长、植被盖度、越冬率以及产量等的高低水平筛选出最佳和次佳的混播方式,采用本发明研究的上述多种牧草混播方式可恢复上述高寒地区次生裸地的植被生长状态,有利于林业发展且可更好的保护环境。
具体实施方式
为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效,以下以较佳实施例,对依据本发明申请的具体实施方式、技术方案、特征及其功效,详细说明如后。下述说明中的多个实施例中的特定特征、结构、或特点可由任何合适形式组合。
附图说明
图1A-1D是本发明实施例1提供的不同搭配模式下次生裸地建植人工草地的越冬率柱状图;(A:垂穗披碱草地;B:老芒麦;C:星星草;D:冷地早熟禾;E:草地早熟禾;F:中华羊茅;H:垂穗披碱草地+星星草;I:垂穗披碱草地+冷地早熟禾;J:垂穗披碱草地+草地早熟禾;K:垂穗披碱草地+中华羊茅;L:垂穗披碱草+星星草+冷地早熟禾;M:垂穗披碱草+星星草+草地早熟禾;N:垂穗披碱草+星星草+中华羊茅;O:垂穗披碱草+冷地早熟禾+草地早熟禾;P:垂穗披碱草+草地早熟禾+中华羊茅;Q:垂穗披碱草+冷地早熟禾+中华羊茅;R:垂穗披碱草+星星草+草地早熟禾+冷地早熟禾;S:垂穗披碱草+星星草+草地早熟禾+中华羊茅;T:垂穗披碱草+星星草+冷地早熟禾+中华羊茅;U:垂穗披碱草+草地早熟禾+冷地早熟禾+中华羊茅;)
图2A-2D是本发明实施例1提供的不同搭配下次生裸地建植人工草地植被盖度柱状图;
图3A-3D是本发明实施例1提供的不同搭配下次生裸地建植人工草地植被产草量柱状图;图4A-4D是本发明实施例1提供的不同搭配下次生裸地建植人工草地植被地下生物量图。
实施例1
采用人工种植方法恢复青海湖高寒地区次生祼地;采用单播和混播方式的草地出苗状况如表1所示;
表1.单播或混播组合及其播量
次生祼地单播、混播草地出苗情况:在当年8月中旬出苗完成后测定出苗数;由表1可以看出,所有草种都能顺利出苗萌发,其中出苗数最高的是混播组合17,其出苗数高达2565个/m2,其次是组合18和19,出苗数分别为2453个/m2、1806个/m2;就单播而言,冷地早熟禾的出苗数最高,为1238个/m2,其次是中华羊茅和草地早熟禾,分别为1143个/m2和1052个/m2。
次生祼地单播、混播草地越冬状况:安全越冬是衡量牧草抗寒性的主要指标;通过对单播、混播草地进行了越冬率测定,结果表明(见图1A-1D),单播人工草地中老芒麦和垂穗披碱草越冬率较高,分别超过了90%和70%,其余品种的越冬率均较低,青海冷地早熟禾越冬率为50%、青海草地早熟禾越冬率为35%,中华羊茅越冬率为30%;在两种混播模式中,以J(垂穗披碱草+草地早熟禾)为最高,越冬率为77%,其次是H(垂穗披碱草+星星草),越冬率为70%,而其余两组的越冬率均不高;在三种混播模式中,越冬率最高的是M(垂穗披碱草+星星草+草地早熟禾),越冬率为88%,其余几个组合的越冬率均超过了60%;在四种混播模式中,R(垂穗披碱草+星星草+草地早熟禾+冷地早熟禾)的越冬率达到了95%,其余几个组的越冬率均超过了80%;对于青海湖高寒地区次生祼地上种植的人工草地而言,四种混播模式的人工草地的越冬率最高,其次为三种混播模式人工草地,单播人工草地的越冬率最小,这可能与混播较单播有明显的增温作用有关;因为在高寒地区,低温是主要限制因子,牧草混合播种时,不同生活型(分糵——株丛类型)的草种组合到一起,可以充分接收白天日间太阳辐射,提高草群和近地面土层的白昼温度;夜间相对致密的草层减少了土层向外界的热辐射,起到了“被覆”保温作用,从而使草层下部的土壤温度无较大的日变幅;相对而言,单播群落植被稀疏,草群郁被度低,无层片结构,白天接受的太阳辐射少,而透射到地面的较多,土壤白昼温度高;夜间土壤散失的热辐射多,土温日变幅大,土壤保温能力差。
次生祼地单播、混播草地播种当年植物生长状况:由表2可以看出,播种当年单播老芒麦株高最高,其次是单播的垂穗披碱草;在混播中,混播组合10(垂穗披碱草+中华羊茅)的株高最高,其次是混播组合7(垂穗披碱草+星星草)和混播组合9(垂穗披碱草+草地早熟禾),且处理10与处理13、14、16、19、12、15、17间存在一定差异;就根长而言,单播老芒麦根长最长,其次是单播的垂穗披碱草。在混播中,混播组合9(垂穗披碱草+草地早熟禾)的根长最长,其次是混播组合16(垂穗披碱草+冷地早熟禾+中华羊茅)及混播组合10(垂穗披碱草+中华羊茅)。
表2.次生祼地不同处理的株高、根长和单位面积地上生物量
生长后期(9月20日)的测产结果表明,单播草群中冷地早熟禾、老芒麦、垂穗披碱草的鲜草产量远远高于其他品种(P<0.05),草地早熟禾的产量较低,为3.79g/m2;星星草、中华羊茅出苗较小,无法做样方。混播草群中组合13即垂穗披碱草、星星草、中华羊茅组合的产草量最高,其次是组合16即垂穗披碱草、冷地早熟禾、中华羊茅。干草产量的结果与鲜草产量的结果相似。
次生祼地单播、混播草地植被盖度:对不同物种搭配模式人工草地的植被盖度进行了实地监测,结果显示(见图2A-2D),单播老芒麦(82.4%)和垂穗披碱草(80.6%)的盖度最高,已接近原生高寒草原的盖度(83.02%),且它们的盖度显著高于单播的星星草、冷地早熟禾、草地早熟禾和中华羊茅(P<0.05);在两种混播模式中,以H(垂穗披碱草+星星草)的盖度为最高(81.13%),虽然它没有显著超过原生高寒草原的盖度(83.02%),但与其它几个物种搭配的盖度间差异显著(P<0.05);在三种混播模式中,以M(垂穗披碱草+星星草+草地早熟禾)的盖度为最高(74.13%),虽然它低于原生高寒草原的盖度,但是差异不显著(P>0.05),且它们的盖度显著高于其它模式的盖度(P<0.05);在四种混播模式中,R(垂穗披碱草+星星草+草地早熟禾+冷地早熟禾)与S(垂穗披碱草+星星草+草地早熟禾+中华羊茅)的盖度较高,虽然它们的盖度低于原生高寒草原的盖度,但是差异不显著(P>0.05),且它们与T(垂穗披碱草+星星草+冷地早熟禾+中华羊茅)相比差异不明显,但却显著高于U(垂穗披碱草+草地早熟禾+冷地早熟禾+中华羊茅)(P<0.05);总体来看,混播草地的植被盖度优于单播草地的植被盖度。
次生祼地单播、混播草地地上生物量:牧草产草量的高低可反映植物群落光合产物积累的大小,是第一性生产力的度量,也是植物群落功能的体现,因此,植物群落学的研究离不开植物量的研究。退化草地植被的人工恢复,一是为了恢复其草地的生态功能;二是恢复草地的生产功能;因此,对青海湖次生祼地上建立的不同处理组合的两年的人工草地产草量进行了观测。结果表明(图3A-3D),在单播的人工草地中,老芒麦的鲜干草产量最高,分别达到6759.7kg/hm2和3995.5kg/hm2,其次是垂穗披碱草,其鲜干草产量分别为5632.5kg/hm2和2871.2kg/hm2。这两个种的鲜干草产量显著高于其它单播种以及原生草原的鲜干草产量(1055.6kg/hm2和334.9kg/hm2)(P<0.05);在两种混播模式中,以H(垂穗披碱草+星星草)的鲜干草产量较高,分别为1976.4kg/hm2和1492.8kg/hm2。虽然这两个组合的鲜干草产量并没有显著高于J(垂穗披碱草+草地早熟禾)和K(垂穗披碱草+中华羊茅),但却显著高于原生草原(P<0.05);在三种混播模式中,以M(垂穗披碱草+星星草+草地早熟禾)的鲜干草产量为最高,分别为2776.0kg/hm2和1501.3kg/hm2,其次是L(垂穗披碱草+星星草+冷地早熟禾),鲜干草产量分别为:2568.9kg/hm2和1474.0kg/hm2;虽然L、M与N、O、P之间的差异不显著(P>0.05),但其鲜干草产量却显著高于原生草原(P<0.05)。在四种混播模式中,这四组鲜干草产量都较高,R(垂穗披碱草+星星草+草地早熟禾+冷地早熟禾)为4274.5kg/hm2和2238.0kg/hm2,S(垂穗披碱草+星星草+草地早熟禾+中华羊茅)为3623.5kg/hm2和2040.7kg/hm2,T(垂穗披碱草+星星草+冷地早熟禾+中华羊茅)为3855.3kg/hm2和2131.7kg/hm2,U(垂穗披碱草+草地早熟禾+冷地早熟禾+中华羊茅)为3165.2kg/hm2和1724.6kg/hm2。虽然他们彼此之间无明显差异,但却显著高于原生草原的鲜干草产量(P<0.05)。
次生祼地单播、混播草地地下生物量:根系起着支持与固定植物地上部分作用,是植物从土壤中获取水分和养分的重要器官,具有贮存营养物质、合成与制造多种激素与生长调节剂、改善土壤养分状况等作用,故植物群落地下生物量是衡量草地稳定与否的重要指标之一。对青海湖次生祼地上人工建植的不同处理组合的两年的人工草地的地下生物量进行了取样,结果显示结果显示(图4A-4D),在单播的人工草地中,老芒麦0-10cm的地下生物量最大,达到756.7kg/hm2,其次是中华羊茅和星星草,其0-10cm的地下生物量分别为:458.0kg/hm2和435.0kg/hm2,尽管如此,单播的6个种0-10cm的地下生物量之间的差异不明显,但是它们与原生草原(1104.5kg/hm2)的地下生物量间的差异较显著(P<0.05);在两种混播模式中,H(垂穗披碱草+星星草)0-10cm的地下生物量最大,为689.7kg/hm2,但它与I(垂穗披碱草+冷地早熟禾)、J(垂穗披碱草+草地早熟禾)和K(垂穗披碱草+中华羊茅)的差异不显著(P>0.05),而这四个组合与原生草原的地下生物量间存在明显的差异(P<0.05);在三种和四种混播模式人工草地中,不同组合的0-10cm的地下生物量都较低,虽然它们之间的差异都不显著(P>0.05),但与原生草原的地下生物量间存在明显的差异(P<0.05);无论是单播还是混播10-20cm和20-30cm的地下生物量与0-10cm的地下生物量之间存在相似的结果。
通过上述实验及其测定结果可知,无论是单播草地还是混播草地的地下生物量主要分布在0~10cm中,而且无论是单播草地还是混播草地的地下生物量与原生草原的地下生物量之间有明显的差异(P<0.05)。显然单从生态效益而言,原生草原生态效益远大于人工草地。从地下生物量分析,其变化趋势跟地上生物量的变化趋势基本相似,这种结果也支持新建植的人工草地物种间竟争大于协同的观点。同时,可以预测,随着年限增加种间竞争增强,为了适应这种变化根系逐步向下扩展延伸来获取更多的养分,以便巩固自己在群落中的地位,随着年限的进一步增加草地种间相容增大,地下资源和空间的竞争趋于稳定,地下生物量进一步增大。
本发明采用多种草种混播,并根据出苗率、植被根长、植被盖度、越冬率以及产量等的高低水平筛选出最佳和次佳的混播方式分别为:R(垂穗披碱草+星星草+草地早熟禾+冷地早熟禾)和S(垂穗披碱草+星星草+草地早熟禾+中华羊茅)。采用本发明研究的上述多种牧草混播方式可恢复上述高寒地区次生裸地的植被生长状态,有利于林业发展且可更好的保护环境。
本发明实施例中未尽之处,本领域技术人员均可从现有技术中选用。
以上公开的仅为本发明的具体实施方式,但本发明的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内,可轻易想到变化或替换,都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此,本发明的保护范围应以上述权利要求的保护范围为准。
Claims (9)
1.一种用于恢复高寒地区次生裸地的人工建植方法,其特征在于,所述方法包括以下步骤:
在预恢复的高寒地区采用单播或混播方式播种草种;
所述单播为播种垂穗披碱草、老芒麦、星星草、草地早熟禾、冷地早熟禾或中华羊茅;
所述混播为垂穗披碱草、老芒麦、星星草、草地早熟禾、冷地早熟禾及中华羊茅中的两种混播、三种混播或四种混播。
2.如权利要求1所述的一种用于恢复高寒地区次生裸地的人工建植方法,其特征在于,所述次生裸地为青海湖高寒地区的次生裸地。
3.如权利要求1所述的一种用于恢复高寒地区次生裸地的人工建植方法,其特征在于,以出苗数为种植要求时,所述四种混播的方式为垂穗披碱草、星星草、草地早熟禾及冷地早熟禾混播;或者,垂穗披碱草、星星草、草地早熟禾及中华羊茅混播;或者,垂穗披碱草、星星草、冷地早熟禾及中华羊茅混播。
4.如权利要求1所述的一种用于恢复高寒地区次生裸地的人工建植方法,其特征在于,以越冬率为种植要求时,所述两种混播的方式为垂穗披碱草和草地早熟禾混播;或者,垂穗披碱草和星星草混播;所述三种混播的方式为垂穗披碱草、星星草及草地早熟禾混播;所述四种混播的方式为垂穗披碱草、星星草、草地早熟禾及冷地早熟禾混播。
5.如权利要求1所述的一种用于恢复高寒地区次生裸地的人工建植方法,其特征在于,以植被株高为种植要求时,所述两种混播的方式为垂穗披碱草和中华羊茅;或者,垂穗披碱草和星星草;或者,垂穗披碱草和草地早熟禾。
6.如权利要求1所述的一种用于恢复高寒地区次生裸地的人工建植方法,其特征在于,以植被根长为种植要求时,所述混播的方式为垂穗披碱草和草地早熟禾;或者,垂穗披碱草和冷地早熟禾及中华羊茅;或者,垂穗披碱草和中华羊茅。
7.如权利要求1所述的一种用于恢复高寒地区次生裸地的人工建植方法,其特征在于,以植被盖度为种植要求时,所述两种混播的方式为垂穗披碱草和星星草混播;所述三种混播的方式为垂穗披碱草、星星草及草地早熟禾混播;所述四种混播的方式为垂穗披碱草、星星草、草地早熟禾及冷地早熟禾混播;或者,垂穗披碱草、星星草、草地早熟禾及中华羊茅混播;或者,垂穗披碱草、星星草、冷地早熟禾及中华羊茅混播。
8.如权利要求1所述的一种用于恢复高寒地区次生裸地的人工建植方法,其特征在于,以鲜草产量为种植要求时,所述混播的方式为垂穗披碱草、星星草及中华羊茅混播;或者,垂穗披碱草、冷地早熟禾及中华羊茅混播。
9.如权利要求1所述的一种用于恢复高寒地区次生裸地的人工建植方法,其特征在于,以地下生物量为种植要求时,所述两播的方式为垂穗披碱草和星星草;或者,垂穗披碱草和冷地早熟禾;或者,垂穗披碱草和中华羊茅。
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