基于草場生存評估模型的阿巴嘎旗北部牧戶草場退化現狀及原因分析

羅 培，賽西雅拉圖

(內蒙古師范大學地理科學學院，內蒙古 呼和浩特 011022)

內蒙古典型草原位于我國北疆，其面積占全國草地面積的10.46%。分布于大興安嶺南麓至錫林郭勒高平原以及呼倫貝爾高平原西部。地處內陸邊疆高緯度地區，受季風影響小，大陸型特征明顯，多年平均降雨量低于400mm。使得該地草原生態環境脆弱而復雜多變。在內蒙古草原游牧時期，牧民根據牲畜季節所需，在不同的地質、地貌、土壤、植物群落的基礎上應季而牧，在這種放牧方式下，草場放牧時間短、牲畜可活動面積大、可飼用牧草資源穩定、牧草營養價值高。游牧近三千年未出現過大面積草場退化現象，“人—草—畜”系統穩定和諧(張耀啟等,2019年)。20世紀80年代以后，在氣候、地質地貌等自然環境和人類經濟社會活動、政府政策等人為因素的共同作用下，水土流失量大、植被覆蓋率低、生態災害嚴重等問題突出。草地的嚴重退化導致草地生態系統惡化，草地的潛在價值不能得到有效、合理地利用，從而嚴重制約著草地畜牧業的發展，直接威脅著以草地為生的放牧民族的生產生活。揚塵、沙暴等自然災害發生頻率增加、交替時間縮短，還會影響到整個中國西部環境質量和內陸的安全(楊汝榮，2002年)。

基于草場植物群落和牲畜數量進行草場退化評估模型，國內外學者都有過相關研究。國外學者Shiyomi等(2010年)建立了一個基于長期氣候觀察的生態系統的Daily Daycent模型。模型基于生物量(地上和地下)，站立枯萎植物數量，牲畜重量和單位面積糞便量等5個變量，預測草地的生產力和維持生態系統的可持續。國內學者有張秀云等(2008年)選取了植被蓋度、多樣性指數、優良牧草比例等指標制定了亞高山草甸類草地生態質量評估的4級指標值，對青藏高原東麓甘肅省瑪曲縣生態質量進行評估。徐麗君等(2019年)得出了針對北方的溫性草甸草原、溫性草原、山地草甸、低地草甸等不同類型天然打草場退化評價指標的5級級差法以及能快速反映天然打草場退化的7項指標?？梢?，基于生物量、植物蓋度、優良牧草比例、植物種類數、載畜量等進行草場生態評估有一定科學性。為此，文章采用蒙仲舉等(2017年)設計并驗證的典型草原退化評估模型，以封育禁牧多年草場為基準，對阿巴嘎旗北部3個牧戶放牧草場進行評估，以期為牧民合理放牧，促進草原地區人地關系可持續發展提供理論參考。

1 研究區概況

阿巴嘎旗位于錫林郭勒盟中北處，地處東經113°28′～116°11′，北緯43°05′～45°26′，距錫林浩特市91公里。氣候為中溫帶干旱、半干旱性大陸氣候，水量249.5mm左右，但空間分布不均衡，年降由東南向西北遞減，其中東南部達到270mm，西北部不足200mm。降雨主要集中在6～8月份；單日最高溫度為38.6℃，最低溫度為-42.2℃，年平均氣溫為1.3℃，無霜期平均為130d。地勢由東北向西南傾斜，呈波狀起伏的波狀高平原，北部和西部零星分布有低山丘陵，海拔為960m～1500m。土壤主要以栗鈣土為主。植物群落以克氏針茅(StipakryloviiRoshev.)、羊草(Leymuschinensis(Trin.)Tzvel.)和局部大針茅(StipagrandisP.Smirn)等典型草原干冷性叢生禾草類為主。飼養的牲畜種類主要為綿羊、山羊、牛、馬等。牧戶收入主要來源于草場放牧，草場質量與牧民生計息息相關。

2 數據來源與方法

2.1 入戶訪談

對阿巴嘎旗北部3個牧戶進行入戶訪談，內容主要涉及草場面積、放牧牲畜種類和數量結構、放牧方式、草場利用方式等。根據訪談內容，參照相關標準計算得出3個牧戶放牧強度如表2-1所示。牧戶訪談全程通過錄音和拍照等形式記錄。

表2-1 牧戶草場放牧強度表

注：牲畜數量轉化標準參照趙萌莉等《草地可持續性管理》2014年版

2.2 植被樣方采樣

2017年7月下旬至8月上旬，在入戶訪談的基礎上挑選3戶牧戶(簡稱牧戶A、牧戶B和牧戶C)的放牧草場進行野外植被采樣。每戶隨機選取1m×1m植物樣方各12個，共計36個。分別測定樣方中所有植物的高度、密度、蓋度、頻度、地上鮮生物量等信息。每個樣方均采用GPS定位獲取經緯度和海拔高度。樣方采樣全程通過照相記錄并保存，所采樣方數據經匯總無誤后輸入Excel軟件中保存。

2.3 典型草原草場退化程度評估模型

優勢度=(相對高度+相對密度+相對高度+相對頻度)/4

(1)

Y=4.85931-0.00172X1-0.00875X2

-0.02158X3-0.00922X4

+0.00038226X5

(2)

X1為地上生物量鮮重(g)；X2為地表植被蓋度(%)；X3為優良牧草所占比例(%)；X4為每平方米植物種類數量(個)；X5為每km2承載的牲畜總數量(羊單位)。

Y為生存環境退化程度值，可分為基準值Yz和實測值Yi，草場退化程度參照值Qi為Yi/Yz的比值，基礎值Yz通過表2-2中參照系選取。牧戶植物樣方退化程度較低的樣方中選取。Qi<1.5表示草場未退化，1.5≤Qi<2.5為輕度退化，2.5≤Qi<3.5位中度退化，3.5≤Qi為重度退化。

表2-2 典型草原牧區生存環境監測與評價指標體系

注：模型和參考指標體系均來源于《內蒙古荒漠草原退化與生態修復》2017年版

3 數據結果與分析

3.1 牧戶草場植物群落特征

從植物群落類型來看，牧戶A為羊草、克氏針茅群落，仍然保留有大量建群種。牧戶B和牧戶C退化演替為多根蔥、羊草群落和銀灰旋花、多根蔥、羊草群落(表3-1)。從植物群落結構來看與牧戶A相比，牧戶B和牧戶C草場植物的高度都較低矮，沒過膝蓋的草較少。單位面積(1m2)內植物密度較大，但植株較小，且集中成群分布。植物蓋度較低，枯落物較少，地表裸露程度較大。地上鮮生物量較低。研究組在實地采樣中也發現，牧戶B和牧戶C草場中有大量一年生細小藜科植物出現，牧戶放牧草場內植物呈現植株矮小現象(圖3-1)。

表3-1 牧戶草場植物群落類型表

圖3-1牧戶草場植物結構特征對比圖

3.2 牧戶草場植物飼用價值差異分析

剔除優勢度低于5%的牧草后，從數據分析結果來看，除牧戶B外牧戶牧草飼用等級不存在低等、劣等飼用牧草。三個牧戶優良牧草優勢度占比均處于較高水平。其中，優等牧草占比為牧戶B(37.84%)<牧戶A(44%)<牧戶C(53.55%)；良等牧草占比為牧戶C(7.09%)<牧戶B(22.3%)<牧戶A(35.03%)；中等牧草占比為牧戶A(0%)<牧戶B(6.63%)<牧戶C(28.25%)；低等牧草僅牧戶B存在，占比為6.63%。從優等牧草優勢度占比來看，牧戶C草場牧草飼用價值較高。從優良牧草優勢度占比來看，牧戶A草場飼用價值較高(見表3-1)。

適宜大部分飼養牲畜喜食的牧草比重較低，其中牧戶b家有2種，占比為26.06%，牧戶c家也有2種，占比為31.26%，僅牧戶a家情況稍好，為4種，占比45.75%。個別牧草僅限于少量牲畜食用。牧戶c家有2種，如豬、兔喜食的銀灰旋花(ConvolvulusammanniiDesr.)和駱駝、豬喜食的灰綠藜(ChenopodiumglaucumL.)，占比為35.34%。牧戶a和牧戶b家都有1種，為駱駝、豬喜食的灰綠藜，占比分別為13.19%、14.72%(見表3-1)?？梢?個牧戶都存在不同程度的草場可飼用牧草與放牧牲畜不匹配情況。

部分牧草營養價值含量高，屬于優良牧草，但因返青期或者生活型等因素影響，僅在特定季節飼用于特定牲畜。牧戶b在特定季節采食的有3種，占比為26.65%；牧戶c家營養品質較高的寸苔草被各家畜所喜食，但利用時節較短，僅在鮮嫩或枯黃后可被利用，占比為22.29%。牧戶a略好于前者，在特定季節采食的有2種，占比為20.09%(表3-2)。綜上可見，3個牧戶都存在可飼用時間短，利用季節不協調的情況。

表3-2 基于優勢度的3個牧戶草場植物組成對比分析表

注：相關定性資料來源于《中國草地飼用植物資源》1994年版，遼寧民族出版社；《內蒙古牧草營養成分錄》2000年版。

3.3 牧戶草地退化等級對比分析

參照(表2-2)中的指標體系，結合(表3-3)中植物樣方實測數據，文章用封閉樣方數據為Yz作為對比參照基準值。最終結果顯示，僅牧戶A草場處于輕度退化狀態，牧戶B和牧戶C分別呈現中度和重度退化。從指標系數來看，出現草場退化的牧戶B和牧戶C草場退化的主要影響因素是地上鮮生物量、植被蓋度和載畜量，三者的因果關系為載畜量增加，導致草場放牧壓力(采食和踩踏)增大，導致草場植物地上生物量和蓋度降低，從而引起牧戶放牧草場呈不同程度退化狀態。

表3-3 基于典型草原退化模型的3個牧戶草場退化程度對比分析表

4 討論與結論

草原植物群落是草原生態系統的初級生產者，牲畜通過采食其獲取能量進行生長發育(文小平,2013年)。優良牧草占比、地上鮮生物量在一定程度上反映出牲畜可以采食量的大小，即草場載畜量的多少。從數據分析的結果來看，優良牧草占比和地上生物量為牧戶A>牧戶B>牧戶C，而放牧強度則相反。牧戶間草場的放牧壓力被拉大導致牧戶草場退化程度產生差異。

牲畜具有擇食性，不同的牲畜在不同的時節都有其喜好食用植物。(王德利,2002年)草場植物與放牧牲畜的協調性，草場植物可利用時間短等情況會對牧戶草場承載能力的時空分布產生影響。研究區因放牧制度變遷導致的牧戶浩特增加，人均草場變小，導致五畜結構比例變化，具體表現為大畜減少，小畜增加。間接加深了該因素的影響作用(韓念勇等，2011年)。草場植物與放牧牲畜的協調性和可利用時間越低，草場的承載力也會隨之降低。加上人為放牧干擾，從而導致牧戶草場退化程度差異化。從數據分析結果來看，牲畜植物協調性、可利用時節上，牧戶A最好、牧戶B次之、牧戶C最差，與牧戶草場退化程度一致。

王鑫廳等(2018年)通過對錫林郭勒盟典型草原不同放牧干擾下點狀格局研究發現，退化草場植物呈小型化特征。即植株變矮，葉片變短，節間縮短，以及植物根系分布淺層化(王煒等，2000年)。植物群落類型中僅牧戶A與原有群落相似，草場中植物植株較高，密度較小。牧戶B和牧戶C呈現不同程度群落退化演替。草場中植物群落出現了低矮化、植株小化情況?？傮w來看，牧戶A>牧戶B>牧戶C，與牧戶草場退化程度一致。

植物蓋度和枯落物等對土壤水分和熱量的保持具有重要意義(段凱祥等，2019年；王明明等，2019年)。植物蓋度越低，草場地表裸露的面積越大。草原地區較大的日溫差會加速草場水分和熱量流失，從而引起牧戶草場的水土流失，最終導致草場退化。從植物蓋度來看，3個牧戶草場的植被蓋度都不高，其中牧戶B和牧戶C均低于65%，位于中度退化范圍邊界。牧戶植被蓋度與牧戶草場退化程度等級一致。

草原的退化與草場地上鮮生物量、植物蓋度、植物種類、優良牧草等級、載畜量等因素有關。其中前4個要素反映了牧戶草場承載力在時空的分布均勻情況。前4個要素會對牧戶人為控制載畜量產生影響。為此，因時、因地、因草(質量、種類和牲畜嗜好性)定畜，科學合理放牧是抑制牧戶草場退化的關鍵要素。此外，草地承載力還需要考慮牧草營養等級等因素，但本文因一些客觀因素未能及時補充。在未來的研究中會繼續跟進研究。

總體而言，評估模型較準確的體現了牧戶放牧草場退化現狀，研究結論對牧戶也具有一定的參考價值，但因各種客觀條件限制，模型指標因子沒有考慮到其他類型。因此關于放牧草場未來可持續發展狀況如何并不能良好的反應，因此在未來的研究中，應繼續加深研究范圍，多角度綜合參考各類因子完善相關模型。