伊犁河谷不同山地草地天然牧草含水量分析

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　　摘要 采集不同海拔的高寒草甸、山地草甸、山地草甸草原、山地草原、山地荒漠草原及平原低地草甸上的混合牧草，进行风干和烘干处理后测定含水量，计算干鲜比。结果表明，不同海拔的山地草地的牧草干鲜比差异较大，牧草含水量呈现从高海拔高寒草甸到低海拔山地荒漠草原逐渐降低的趋势;同一山地草地类型（山地草甸）牧草干鲜比也存在一定差异;平原低地草甸与山地垂直带中部的牧草干鲜比差异均不显著（P>0.05），但与垂直地两端的牧草干鲜比差异显著（P<0.05）;不同草地类型的牧草风干干鲜比较烘干干鲜比高出了5%～32%。分析认为，山地草地的牧草含水量受海拔、降水量、植被种类影响，可利用风干干鲜比与烘干干鲜比的比例系数，快速准确估算不同山地草地的饲草供给量。
　　关键词 伊犁河谷;山地草地;天然牧草;含水量;干鲜比
　　中图分类号 S 54文献标识码 A文章编号 0517-6611（2020）17-0108-04
　　doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2020.17.027
　　开放科学（资源服务）标识码（OSID）：
　　Analysis of Water Content of Natural Grass in Different Types of Mountain Grasslands in Yili River Valley
　　LI Jing
　　（Yili Normal University，Yining，Xinjiang 835000）
　　Abstract The experiment collected mixed herbage of alpine meadows， mountain meadows， mountain meadow grasslands， mountain grasslands， mountain desert grasslands and plain lowland meadows at different altitudes， tested the water content after air drying and drying treatment， and then calculated the dry fresh ratio. The results showed that the dry fresh ratio of pastures in mountain grasslands at different altitudes was quite different，and the water content of pastures decreased gradually from high altitude alpine meadows to low altitude mountain desert grasslands;the dry fresh ratio of pastures in the same mountain meadow type （mountain meadow） was also different;the dry fresh ratio of pastures in plain lowland meadow and the middle of mountain vertical zone was not significant （P > 0.05）. However， the dry fresh ratio of pastures was significantly higher than that of the vertical forages （P < 0.05）. The air drying dry fresh ratio of different grassland types was 5%-32% higher than that of dried grass.According to the analysis， the water content of pastures in mountain grasslands was affected by altitude， precipitation and vegetation types.The ratio coefficient of the air drying dry fresh ratio and the drying dry fresh ratio can be used to quickly and accurately estimate the forage supply in different mountain grasslands.
　　Key words Yili River valley;Mountain grassland;Natural forage;Water content;Dry fresh ratio
　　伊犁河谷位于我國天山山脉西部，东、南、北三面环山，自东向西敞开为“U”形谷地。由于伊犁谷地两侧山体及东端山势高大，构成了楔形西向迎风山地。在承受阻拦西来湿润气流上，形成了优越的山形地势条件[1]。因其是一个相对封闭的独立地理单元，降水丰沛，具有优势草地植被类型，但同时受自然和人为的多重复杂干扰影响[2-3]。得益于优越的生境条件，伊犁河谷山地草地垂直带谱完整，由高寒草甸-山地草甸-山地草甸草原-山地草原-山地荒漠草原构成，其上是高山流石坡极稀疏植被与冰雪区。
　　草地是地球陆地最重要、分布最广的生态系统之一，也是重要的自然资源[4-5]。伊犁河谷天然草地面积 341.95万hm2，占河谷总土地面积的60.9%，可利用草地面积31043万hm2，草地是构成伊犁河谷生态环境的重要组成部分[4]。伊犁山地草地可利用面积为249.25万hm2，占可利用草地总面积的80.29%，是伊犁河谷畜牧业生产的主要放牧场和割草场。牧草含水量是评定牧草产量和质量的重要指标之一，准确、快速地测定牧草的含水量对估测牧草产量、评价牧草质量有重要的实用价值及现实意义[6]。该研究对伊犁河谷不同海拔山地草地上的混合天然牧草、山地草甸上主要典型牧草品种以及平原低地草甸上牧草的含水量进行分析，为不同类型草场的科学合理利用提供理论依据。 　　1 材料与方法
　　1.1 材料
　　该试验分别从伊犁河谷昭苏县、特克斯县、尼勒克县、巩留县、察布查尔县等不同区域，选择在生长季中没有受到割草和放牧干扰的具有代表性的6种类型草地上分点采样，齐地表刈割，除去黏附的土壤、砾石及不可食部分，将原始样品剪碎混合。在山地草甸上采集红叶草、黄花苜蓿、无芒雀麦等6种牧草样本，每个样本3个重复。采样点用GPS定位，确定具体经纬度、海拔，见表1。采集时间为7月中旬至8月中旬牧草生长旺盛期。
　　1.2 含水量测定
　　混合后的原始样本分为2组。一组称重后自然风干，风干后称量风干重;另一组称重后于当日放入电热真空干燥箱内，干燥温度达到80 ℃后，加热4 h，冷却至恒温后称量烘干重。牧草风干含水量（初水分）和烘干含水量（绝对含水量）计算公式为：牧草含水量=（牧草鲜重-牧草干重）/牧草鲜重×100%。
　　1.3 统计分析
　　数据处理采用SAS 9.0软件的ANOVA进行单因素方差分析，用Duncan法进行多重比较。不同草地类型的试验结果均以平均值表示。
　　2 结果与分析
　　2.1 不同类型山地草地上天然混合牧草含水量比较
　　在伊犁河谷6种不同草地类型的草地上共采集了33个样方的混合牧草，样本数及采样重量不尽相同，对不同类型混合牧草鲜重和自然风干重数据进行了分析。从表1～2可以看出，不同山地草地类型的牧草干鲜比差异较大，其中，山地荒漠草原干鲜比最高，显著高于其他草地类型（P<0.05），与最小高寒草甸之间差了3倍多;高寒草甸与山地草甸差异不显著（P>0.05），但与其他草地类型的干鲜比差异显著（P<0.05）;山地草甸与山地草甸草原、山地草原之间差异显著（P<0.05）;山地草甸草原与山地草原差异不显著（P>0.05）。同一山地草地类型牧草干鲜比也存在一定差异，例如山地草甸7、8号牧草样本分别采自海拔1 836、1 812 m的尼勒克县、特克斯县，两者牧草干鲜比分别为0.21、0.38，相差1.8倍。
　　2.2 风干牧草与烘干牧草含水量比较
　　从不同草地类型混合牧草风干含水量和烘干后绝对含水量（表3）可以看出，牧草风干含水量和烘干含水量之间的差异是不同的，高寒草甸风干后含水量最低，为1.50%，山地荒漠草原风干后含水量最高，为4.43%。在伊犁河谷自下而上的山地草地垂直带上，从山地荒漠草原、山地草原、山地草甸草原、山地草甸到高寒草甸，随着海拔的增加，牧草初水分、绝对含水量直线上升，而牧草风干后含水量、风干干鲜比和烘干干鲜比呈下降趋势。牧草烘干干鲜比是指牧草中绝对干物质所占比例，牧草风干干鲜比是一般情况下所称的牧草干物质占比。牧草风干干鲜比较烘干干鲜比高出了5%～32%，尤其以山地草甸草原差异最大。
　　2.3 山地草地与平原草地天然混合牧草含水量比较
　　从表2～3可看出，平原低地草甸牧草干鲜比与山地草甸、山地草甸草原、山地草原之间差异均不显著（P<0.05），但与高寒草甸、山地荒漠草原差异显著（P<0.05）。与山地草地相比，平原低地草甸的牧草初水分、绝对含水量均低于高寒草甸、山地草甸和山地草甸草原，但其风干后含水量高于高寒草甸、山地草甸和山地草甸草原。风干干鲜比与烘干干鲜比的比值仅高于山地草甸1.87%，但低于山地草甸草原21.1%。
　　2.4 同一类型山地草地不同品種牧草含水量比较
　　在山地草甸的草地上采集6种不同牧草，表4数据显示，牻牛儿苗科的老鹤草平均干鲜比0.22，含水量最大，禾本科无芒雀麦平均干鲜比0.46，含水量最低。同属豆科的红三叶比黄花苜蓿含水量高1.6倍，差异显著（P<0.05）;禾本科的鸭茅、白羊草、无芒雀麦彼此之间的含水量也差异显著（P<0.05）。
　　对山地草甸上6种牧草风干含水量和烘干后绝对含水量进行了比较，结果发现（表5），无芒雀麦风干后含水量最高，为2.56%，鸭茅风干后含水量最低，为1.42%;6种牧草风干重量比实际重量平均高出6%，因牧草品种不同在4%～8%波动，而表3中测定的山地草甸混合牧草风干重量比实际重量高出7%，在此范围之内。
　　3 讨论
　　3.1 山地草地牧草含水量受海拔、年降水量影响
　　伊犁河谷山地草地垂直带结构上，高寒草甸、山地草甸、山地草甸草原、山地草原、山地荒漠草原的年降水量分别为500～800、600～1 000、400～600、250～350、150 mm[1]，基本表现为海拔越高，降水越多。牧草初水分和绝对含水量呈现从高海拔高寒草甸到低海拔山地荒漠草原逐渐降低的趋势，反映了草甸和草原区植物含水量较高（干鲜比较低），而干旱区（山地荒漠草原）植物含水量低（干鲜比较高）的植被构成特点。
　　3.2 植物种类是影响山地草地牧草风干后含水量的重要因素
　　牧草风干后仍含有部分水分，即吸附于蛋白质、淀粉等的吸附水[7] 。试验分析表明，山地草地牧草样品干重实际上比真实的干重高出5%～32%。不同山地草地因光照、热量、土壤等不同生境条件形成不同植被类群是影响牧草风干后含水量的主要因素，同时受到气候变化、冰川退缩、土地开垦、畜牧超载以及退耕还草（林）、围栏禁牧、生态补水等诸多自然和人为干扰影响[8-9]。
　　3.3 平原低地草甸与山地草地的牧草含水量的成因不同
　　该研究表明，平原低地草甸牧草含水量仅次于高寒草甸和山地草甸，是伊犁河谷的四季放牧场和主要割草地之一。平原低地草甸分布在伊犁河谷平原扇缘低洼地，牧草除依靠天然降水生长外，主要依靠地下水发育而成。 　　3.4 同一草地类型不同种属或同一种属不同种类的牧草，其含水量都有差异
　　山地草甸是伊犁河谷植被种类最丰富、优良牧草品种最多的草地类型。该研究表明，山地草甸上豆科牧草与禾本科牧草的含水量不同，2种豆科牧草初水分的平均值（68.6%）高于3种禾本科牧草初水分平均值（639%），不同种类的牧草含水量有较大差异。这与来强等[10]的研究结果（不同牧草由于其化学成分不同，含水量存在一定差异）相一致。同类型草地上由于群落构成不同，其牧草含水量也存在明显差异。
　　4 小结
　　该试验分析了不同山地草地牧草含水量的差异，结果表明，海拔、降水量、植物种类都是影响山地草地含水量的主要因子。不同的山地草地在畜牧业生产中利用方式不同，利用干鲜比、风干干鲜比与烘干干鲜比的比例系数，可以简单、快速、准确地估算不同山地草地的饲草供给量，为天然草地草畜平衡优化、草场分区轮牧、确定家庭牧场放牧牲畜数量等方面提供理论依据。
　　参考文献
　　[1] 许鹏.新疆草地资源及其利用[M].乌鲁木齐：新疆科技卫生出版社，1993.
　　[2] 闫俊杰，乔木，周宏飞，等.基于MODIS/NDVI的新疆伊犁河谷植被变化[J].干旱区地理，2013，36（3）：512-519.
　　[3] 劉芳，张红旗，董光龙.伊犁河谷草地植被NDVI变化及其降水敏感性特征[J].资源科学，2014，36（8）：1724-1731.
　　[4] BARNES R F，NELSON C J，COLLINS M，et al.Forages：An introduction to grassland agriculture[M].Ames：Iowa State University Press，2003.
　　[5] 马文红，方精云，杨元合，等.中国北方草地生物量动态及其与气候因子的关系[J].中国科学：生命科学，2010，40（7）：632-641.
　　[6] 范天文，张琳，王健.伊犁河谷草牧业现状及可持续发展对策[J].草学，2018（1）：80-82，86.
　　[7] 杨胜.饲料分析及饲料质量检测技术[M].北京：北京农业大学出版社，1999：34-45.
　　[8] 王智，师庆三，王涛，等.1982—2006年新疆山地—绿洲—荒漠系统植被覆盖变化时空特征[J].自然资源学报，2011，26（4）：609-618.
　　[9] 罗敏，古丽·加帕尔，郭浩，等.2000—2013年塔里木河流域生长季NDVI时空变化特征及其影响因素分析[J].自然资源学报，2017，32（1）：50-63.
　　[10] 来强，李青丰，莫日根敖其尔，等.影响牧草含水量测定以及牧草干鲜比的主要因素[J].中国草地学报，2008，30（4）：73-77.
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