祁連山北麓草地資源及其退化草地現(xiàn)狀

祁連山北麓草地資源及其退化草地現(xiàn)狀

祁連山位于青藏高原、內(nèi)蒙古和黃土的交匯處。這是中國(guó)西北干旱地區(qū)的重要生態(tài)屏障。祁連山北麓地處甘肅省境內(nèi),冰川積雪發(fā)育,有冰川2194條,冰川面積為1335km2,儲(chǔ)冰量達(dá)615億m3。祁連山冰雪融水、降水和地下水不但發(fā)育了石羊河、黑河、疏勒河3個(gè)水系56條內(nèi)陸河流,也是黃河流域(大通河、莊浪河)的重要水源補(bǔ)給區(qū)。由于受氣候變化和人類生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)活動(dòng)影響,區(qū)域生態(tài)環(huán)境不斷惡化,森林草地植被質(zhì)量、數(shù)量持續(xù)下降。從20世紀(jì)50年代初到目前,祁連山北麓森林覆蓋率由22.4%減少到13.38%,森林分布破碎化加劇,林分質(zhì)量及生物多樣性下降;草地退化嚴(yán)重,生產(chǎn)能力下降,草畜失衡,近10年開荒面積達(dá)到5.34萬hm2。草地?zé)o論是作為一種地理景觀,還是作為植被類型,其基本點(diǎn)是土地資源,它在陸地生態(tài)系統(tǒng)中具有調(diào)節(jié)氣候、涵養(yǎng)水源、防風(fēng)固沙、保持水土、飼養(yǎng)牲畜、提供食品、凈化空氣、美化環(huán)境等功效。草地資源是最大的生態(tài)系統(tǒng),對(duì)發(fā)展畜牧業(yè)、保護(hù)生物多樣性、保持水土和維護(hù)生態(tài)平衡有著重大作用和價(jià)值。然而,人為過度開發(fā)利用,加之全球氣候變化,已造成區(qū)域性草地植被退化、草地生產(chǎn)能力下降等嚴(yán)重后果,致使草地生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)改變、穩(wěn)定性下降、生態(tài)服務(wù)功能降低,草地資源的可持續(xù)利用受到嚴(yán)重威脅。因此,對(duì)祁連山北麓草地資源及其退化現(xiàn)狀進(jìn)行科學(xué)分析,有利于明確區(qū)域草地資源的合理利用和規(guī)劃,同時(shí),對(duì)今后實(shí)施的區(qū)域生態(tài)環(huán)境保護(hù)項(xiàng)目起到有效引導(dǎo),達(dá)到有的放矢的作用。1土壤條件和土壤植被的垂直分布帶祁連山北麓地處甘肅省境內(nèi),南以甘肅青海省界為界,北與河西走廊相接,西以當(dāng)金山口與阿爾金山相連,東止于景泰—永登—紅古—積石山縣一線。研究區(qū)范圍涉及5市10縣的80個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)及山丹馬場(chǎng),區(qū)內(nèi)包含祁連山、鹽池灣和連城3個(gè)國(guó)家級(jí)自然保護(hù)區(qū),總面積825.00萬hm2。該區(qū)域以西風(fēng)氣流為主,具有大陸性氣候和青藏高原氣候綜合影響的特點(diǎn)。年均降水量自東(多年平均降水量403mm)向西(多年平均降水量174mm)逐趨減少。蒸發(fā)量自東向西呈增加趨勢(shì)。年平均氣溫由東南向西北逐漸降低,日照時(shí)數(shù)從東南向西北逐漸增加。一般山前低山屬荒漠氣候,平均氣溫6℃左右,年降水量約150mm;中山下部屬半干旱草原氣候,平均氣溫2~5℃,年降水量250~300mm;中山上部為半濕潤(rùn)森林草原氣候,年平均氣溫0~1℃,年降水量400~500mm;亞高山和高山屬寒冷濕潤(rùn)氣候,年均溫-5℃左右,年降水量約800mm。土壤和植被隨山地地形和氣候的差異而形成明顯的垂直分布帶。土壤主要有森林灰褐土、山地栗鈣土和高山草甸土3個(gè)類型,總的特征是土層薄、質(zhì)地粗,以粉沙塊為主。森林類型以青海云杉(Piceacrassifolia)為喬木層惟一建群種,祁連圓柏(Sabinachinensis)有小塊分布,灌木種類較多,優(yōu)勢(shì)種有金露梅(Dasiphorafruticosa)、箭葉錦雞兒(Caraganajubata)、吉拉柳(Salixgilashanica)、鮮黃小檗(Berberisdiphava)和爬地柏(Sabinavulgaris)等,草本植物有披針苔草(Carexsp.)、黃花蒿(Artemisiaannua)、萎陵菜(Potentillasp.)、珠牙蓼(Polygonumvivparu)和冰草(Agropyoncristatum)等。2學(xué)習(xí)方法2.1草地生產(chǎn)能力調(diào)查甘肅祁連山北麓的草地生長(zhǎng)期為4-10月,因此在2007年5月和2008年9月利用GPS定位,選取22個(gè)樣地進(jìn)行草地生產(chǎn)能力調(diào)查,在項(xiàng)目區(qū)選取連片面積大于1km2的區(qū)域作為觀測(cè)樣地,在樣地內(nèi)布置樣方,進(jìn)行產(chǎn)量相關(guān)因子測(cè)定,每個(gè)樣地取3個(gè)樣方測(cè)定產(chǎn)草量。產(chǎn)草量采用收獲法快速進(jìn)行稱量,記為鮮草產(chǎn)量。樣地內(nèi)有灌木的產(chǎn)草量計(jì)算如下1灌木郁閉度測(cè)定計(jì)算樣地的灌木或高大草本產(chǎn)量灌木樣地產(chǎn)量=灌木郁閉度×灌木標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)量灌木郁閉度:即樣線或大樣方實(shí)測(cè)并計(jì)算出的灌木或高大草本的占地比例,即郁閉度。灌木標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)量=灌木或高大草本標(biāo)準(zhǔn)株叢產(chǎn)量冠幅面積=灌木或高大草本標(biāo)準(zhǔn)株叢產(chǎn)量冠幅面積灌木樣地產(chǎn)量為灌木在樣地中的產(chǎn)量的簡(jiǎn)稱。2計(jì)算草本層的產(chǎn)量完成樣方表上1m2鮮草和干草產(chǎn)量的計(jì)算。這個(gè)計(jì)算方法是與無灌木或高大草本時(shí)的計(jì)算方法相同。3計(jì)算模型層的生產(chǎn)力，以扣除灌木和高大草本植物的覆蓋。公式如下有灌木時(shí)的草本樣地產(chǎn)量=草本層產(chǎn)量×(1-灌木或高大草本郁閉度)4計(jì)算采樣面積的總成本。公式如下樣地總產(chǎn)量=灌木樣地產(chǎn)量+草本樣地產(chǎn)量2.2退化牧場(chǎng)類型的測(cè)定退化草地類型面積數(shù)據(jù)源自甘肅省第2次國(guó)土資源詳查——酒泉市、張掖市、金昌市、武威市和蘭州市土地資源詳查簡(jiǎn)本。2.3放牧利用率的測(cè)定各市、縣草地放牧利用率數(shù)據(jù)引自2008年甘肅省草原監(jiān)測(cè)報(bào)告。3草地現(xiàn)狀分析3.1萬hm2植被祁連山北麓草地面積為433.00萬hm2,占項(xiàng)目區(qū)面積的52.48%。其中山地草甸草地面積200.00萬hm2,占草地面積的46.24%;干草地面積156.00萬hm2,占草地面積的35.93%;低濕草地面積4.22萬hm2,占草地面積的0.97%;荒漠灌草地面積71.9萬hm2,占草地面積的16.60%;栽培草地面積1.14萬hm2,占草地面積的0.26%(圖1)?？衫貌莸孛娣e為391.00萬hm2。3.2草地資源及利用率作為牧草被利用的植物性生產(chǎn)是草地畜牧業(yè)生產(chǎn)發(fā)展的基礎(chǔ),是草食畜賴以生存的主要飼草料來源。因此,草地產(chǎn)草量的大小和放牧利用率的高低,在很大程度上制約著草地畜牧業(yè)生產(chǎn)發(fā)展的速度和規(guī)模。祁連山北麓可利用草地單位產(chǎn)草量及放牧利用率受溫度、降水量和地勢(shì)的變化,草質(zhì)從東向西表現(xiàn)為時(shí)空異質(zhì)性,就一種草地類型而言,沿祁連山走勢(shì)由西向東,單位面積的產(chǎn)草量呈現(xiàn)由低到高的趨勢(shì),草地利用效率同樣出現(xiàn)由低漸高態(tài)勢(shì)。如,山地草甸的產(chǎn)草量在肅北縣、肅南縣、山丹馬場(chǎng)和天?？h分別為2750.0、2925.0、4236.0和4820.0kg/hm2,放牧利用效率也從45%遞增到80%(表1)。3.3草地鮮草產(chǎn)量依據(jù)草地生產(chǎn)能力計(jì)算方法,結(jié)合典型草地調(diào)查數(shù)據(jù),2008年研究區(qū)草地鮮草總產(chǎn)量565.10萬t,折合干草178.00萬t。山地草甸草地鮮草產(chǎn)量為458.80萬t,占草地鮮草總產(chǎn)量的81.19%;荒漠灌草地的鮮草總產(chǎn)量39.60萬t,占草地鮮草總產(chǎn)量的7.01%;干草地的鮮草總產(chǎn)量37.00萬t,占草地鮮草總產(chǎn)量的6.55%;栽培草地的鮮草總產(chǎn)量20.70萬t,占草地鮮草總產(chǎn)量的3.66%;低濕草地的鮮草總產(chǎn)量9.00萬t,占草地鮮草總產(chǎn)量的1.59%(表2)?？傮w而言,各縣(場(chǎng))草地鮮草產(chǎn)量與草地面積成正比。鮮草產(chǎn)量由高到低排序:肅南縣→肅北縣→天祝縣→山丹馬場(chǎng)→民樂縣→山丹縣→甘州區(qū)→古浪縣→永昌縣→永登縣→涼州區(qū)(表2)。4草地退化分析4.1化學(xué)類型劃分按照退化草地分布的區(qū)域與表現(xiàn)形式,依據(jù)天然草地退化、沙化、鹽漬化的分級(jí)指標(biāo)和張自和草地退化定義,將祁連山北麓退化草地劃分為沙化型退化、鹽漬化型退化、病蟲型退化、毒草型退化和鼠兔型退化5種類型。劃分指征與特征見表3。4.2草地退化127.22萬hm的沙子是沙化退化的，占研究區(qū)域牧場(chǎng)面積的6.29%其中輕度沙化草地面積8.28萬hm2;中度沙化草地面積9.51萬hm2;重度沙化草地面積9.43萬hm2(圖2)。2各草地及退化草地情況區(qū)草地面積的13.55%。其中輕度退化草地面積28.07萬hm2;中度退化草地面積20.63萬hm2;重度退化草地面積9.68萬hm2(圖2)。349.30萬hm的小鼠占研究區(qū)域的11.44%其中輕度退化草地面積21.21萬hm2;中度退化草地面積18.04萬hm2;重度退化草地面積10.05萬hm2(圖2)。4重度退化草地其中輕度退化草地面積17.60萬hm2,占該類退化草地面積的41.41%;中度退化草地面積18.29萬hm2,占該類退化草地面積的43.04%;重度退化草地面積16.61萬hm2,占退化草地面積的15.55%(圖2)。51.32%鹽漬化退化草為5.67萬h2m，占研究區(qū)草面的1.32%其中輕度退化草地面積1.59萬hm2;中度退化草地面積2.78萬hm2;重度退化草地面積1.30萬hm2(圖2)。4.3草地資源開發(fā)利用現(xiàn)狀由于草地資源的地域分布特征和畜牧業(yè)生產(chǎn)活動(dòng)的差異,不同區(qū)域天然草地退化的類型和強(qiáng)度不同。位于內(nèi)陸河水源源區(qū)和水源主要補(bǔ)給區(qū)的肅南縣、山丹馬場(chǎng)和天祝縣,其低濕草甸類草地受高水位和長(zhǎng)時(shí)間的過度放牧影響,鹽漬型退化草地主要分布在該區(qū)域。肅南縣除分布鹽漬化退化草地外,還分布有沙化和病蟲害化退化草地,其病蟲害型(主要為蝗蟲危害)退化草地占研究區(qū)該類退化草地的47.88%,充分表明肅南草地病蟲害為甘肅四大蝗蟲災(zāi)害重發(fā)區(qū)之一。祁連山北麓西段(指肅北縣境內(nèi))草地資源,長(zhǎng)期以來缺乏科學(xué)管理、利用和保護(hù),導(dǎo)致本區(qū)域草地退化嚴(yán)重,退化草地面積達(dá)96.63%,其中沙化草地面積占該類型退化草地的14.33%。天?？h現(xiàn)有可利用草地34.90萬hm2,理論載畜量24.13萬羊單位,而實(shí)際載畜量為227.27萬羊單位,超載現(xiàn)象極其嚴(yán)重。草地的過度開發(fā)利用,造成區(qū)域草地資源瀕臨枯竭,草地植被退化嚴(yán)重,退化率達(dá)99.63%。民樂縣草地以沙化和毒草害