新疆生產建設兵團第十師草原毒害草多樣性研究

譚海燕 王鑫渝 王鋼 郭慶 程文亮 楊德松

摘要：本研究以新疆生產建設兵團第十師草原毒害草為研究對象，為查明其草原毒害草種類、分布及危害程度等，系統的評估毒害草發生及危害現狀，為毒害草的防治與草原的可持續發展提供科學的理論依據。本研究采用踏查、樣地調查等方法進行調查，并進行重要值及多樣性分析。結果表明：第十師毒害草共有63種，分屬23科53屬，其中菊科毒害草種類占比最多為19%；毒害草種群Shannon-Wiener多樣性指數為3.56，Simpson多樣性指數為0.96，Pielou均勻度指數為0.86；毒害草空間分布格局整體趨向于均勻分布；優勢毒害草為苦豆子、工布烏頭、兔兒條、狹葉錦雞兒、駱駝刺、麻葉蕁麻、白刺、梭梭和藍刺頭，主要分布在181團、182團、185團。第十師草原毒害草種類較多，分布較廣、危害嚴重，因此對其進行調查，摸清其種類、分布等對毒害草的防治具有重要意義。

關鍵詞：草原；毒害草；種類與分布；新疆生產建設兵團第十師

中圖分類號：S812.6中圖分類號文獻標志碼：A文獻標識碼

Study on the diversity of grassland poisonous weeds in the Tenth Division

of Xinjiang Production and Construction Corps

TAN? Haiyan1，WANG? Xinyu2，WANG? Gang2，GUO? Qing2，CHENG? Wenliang1，YANG? Desong1*

（1 Agricultural College/Key Laboratory of Oasis Agricultural Pest Management and Plant Protection Utilization，

Shihezi University， Shihezi，Xinjiang 832000，China；2 Forestry and Glassland Center of the Tenth Division of Xinjiang Production and Construction Corps， Beitun， Xinjiang 836000，China）

Abstract：? In this study， the grassland poisonous weeds of the Tenth Division of Xinjiang Production and Construction Corps was taken as the research object， and in order to find out the species， distribution and harm degree of the grassland poisonous weeds， systematically evaluate the occurrence and harm status of the poisonous weeds， and provide a scientific theoretical basis for the prevention and control of poisonous weeds and the sustainable development of the grassland. Surveys were conducted by methods such as make a personal inspection and sampling methods， and important value and diversity analyses were carried out.. The results showed that there were 63 species of poisonous weeds in the Tenth Division， belonging to 23 families and 53 genera， of which the largest proportion of poisonous weeds in Compositae was 19%. The diversity index of Shannon-Wiener in poisonous weeds population was 3.56， the Simpson diversity index was 0.96， and the evenness index of Pielou was 0.86; The spatial distribution pattern of poisonous weeds tended to be evenly distributed; The dominant poisonous weeds were Sophora alopecuroides， Aconitum kongboense， Spiraea hypericifolia， Caragana stenophylla， camel thorn， Alhagi camelorum， Urtica cannabina， Nitraria tangutorum and Echinops sphaerocephalus， mainly distributed in the 181 regiment， 182 regiment and 185 regiment. There are many types of poisonous weeds in the grasslands of the Tenth Division， with a wide distribution and serious harm. Therefore， investigating and understanding their distribution are of great significance for the prevention and control of poisonous weeds.

Key words： grassland;poisonous weeds;species and distribution;the Tenth Division of Xinjiang Production and Construction Corps

0 引言

草原不僅對維持自然生態系統極為重要，更是國家寶貴的財富。然而全球氣候變化、干旱、超載過牧等因素致使我國草原嚴重退化，可飼牧草減少，毒害草大量滋生蔓延。導致牲畜誤食毒害草機率增大，從而使其中毒死亡，嚴重影響畜牧業發展。毒害草還會導致草地植物種群生態結構失去平衡，而被稱為草原“綠色殺手”［1-4］。1873年，美國首次報道牲畜誤食毒害草中毒事件，在科羅拉多州也發現多起類似的牲畜中毒事件；1883年，美國堪薩斯州發生了一起歷史上牲畜誤食毒害草造成中毒和死亡數量最多的重大事件，約有2 500頭牛和1 600只羊中毒死亡［5］。隨后在1920—1950年美國又相繼報道出多起毒害草中毒事件，使畜牧業損失慘重［6-7］。我國對毒害草的危害沒有足夠的重視，加之缺少有效的治理技術和成熟的配套措施，致使毒害草危害日益嚴重，草原生態環境進一步惡化，降低了草地畜牧業的持續發展和農牧民的增產增收［8］。在青海牧區，小花棘豆（Oxytropis glabra）和瑞香狼毒（Stellera chamaejasme L）對家畜的致死率達到39.2%和10%［9］；在甘肅草原毒害草化已經成為了一種常態；每公頃毒害草可以造成至少300元的經濟損失［10］；棘豆屬毒害草使得甘肅天?？h的母豬流產率達到1.7%，造成經濟損失至少109.59萬元［11］。

目前新疆生產建設兵團草原有害生物監測預報基礎薄弱，毒害草發生規律及危害情況掌握不全面，災害監測預警不及時，嚴重影響了草原毒害草防控成本。本研究根據全國草原有害生物普查要求和技術方案，結合兵團草原實際有害生物普查工作，通過深入新疆生產建設兵團第十師（以下簡稱第十師）各個團場進行實地毒害草發生情況踏查，總結第十師草原毒害草發生危害的規律，歸納第十師草原毒害草種類、分布及危害程度等，為兵團草原毒害草防控打下堅實的基礎。

1 材料與方法

1.1 調查方法

1.1.1 踏查

踏查前（2022年3月—4月），查閱當地草原有害生物防治部門歷史檔案資料，有目的的訪問或咨詢當地農牧民或草原工作者，了解本地草原毒害草的種類、分布、發生周期及發生情況，為踏查路線設計做好準備。

踏查時（2022年4月—8月），以草原毒害草發生的危害為導向，通過發現危害來追溯草原有害生物。通過線路踏查，發現草原毒害草發生及總體分布狀況；通過建立樣地的方式，進一步確定草原毒害草的種類、種類頻度、種群密度、植株蓋度等。

路線規劃，以第十師各團為單位，根據當地草原資源分布狀況、地形地貌及草地類型等規劃踏查路線。重點考慮受人為干擾嚴重、草地退化嚴重、生態環境狀況不良的草地或歷史上草原毒害草頻發的草地。踏查路線要具有代表性，避免重復，且涵蓋當地所有團場和草地類型。

一般情況下，當地草原面積小于20萬hm2，路線踏查面積應不小于當地草原面積3%；草原面積在20～50萬hm2，路線踏查面積應不小于當地草原面積2.5%；草原面積大于5萬hm2，路線踏查面積應不小于當地草原面積的2%。

1.1.2 樣地調查

在踏查過程中發現毒害草發生危害、已知的毒害草發生區域、發現入侵毒害草或本地區首次發現的毒害草種類時，需設立標準地進行詳細調查。

1.1.2.1 樣地設置要求

滿足樣地設立條件的所有草原均應設置樣地，同一草地類型至少要設置1個樣地，每塊樣地面積為0.5 hm2。

一般情況下，草原面積小于6.5萬hm2，樣地累計面積應不小于當地草原面積的0.3%；草原面積在6.5～20萬hm2，樣地累計面積應不小于該當地草原面積的0.25%；草原面積在大于20萬hm2，樣地累計面積應不小于當地草原面積的0.2%。

1.1.2.2 樣地調查方法

采用樣方法進行調查，每個樣方面積為1 m2，每個灌木樣方25 m2，調查樣方中的毒害草種類、密度（株·m-2）、蓋度（%）、經緯度、草地類型、采集影像照片、計算并統計每塊標準地內同一種類平均密度、平均蓋度、平均株高。

1.2 調查對象及內容

以對草原生態或畜牧業造成危害的有記錄的毒害草、在本地區已造成危害但尚未記錄的草原毒害草、外來入侵的毒害草為對象，主要調查毒害草種類、密度（株·m-2）、蓋度（%）、危害方式、草地類型及發生范圍。

1.3 數據統計分析

1.3.1 第十師毒害草種類

第十師自然環境優越，毒害草危害嚴重，毒害草多樣性高且均勻分布，危害面積大、程度深。以第十師各團為單位，參照《中國西部天然草地毒害草的主要種類及分布》、《天然草原牲畜毒害草中毒防治技術》、中國植物圖像庫，通過觀察植株的形態特征鑒定不同地區的毒害草種類，總結毒害草種群的科屬、屬數、種數。

1.3.2 第十師毒害草組成特征及重要值分析

重要值（importance value，IV）是用來表示某個種在群落種的地位和作用的綜合數量指標，能比較客觀而全面地反映該種植物在群落中所處的地位及對整個群落起到的影響作用［12-14］。

重要值（IV）=［相對多度（Dr）+相對蓋度（Pr）+相對頻度（Fr）］/3;（1）

相對多度（Dr）=某個種的株數/全部種的總株數×100%;（2）

相對蓋度（Pr）=某個種的蓋度/全部種的蓋度之和×100%;（3）

相對頻度（Fr）=某個種的頻度/全部種的總頻度×100%。 （4）

1.3.3 第十師毒害草種群物種多樣性

多樣性指數也被稱為異質性指數，是反映豐富度和均勻度的綜合指標。本文選取最為常用的指標：物種豐富度指數（S）、Pielou均勻度指數、多樣性指數，來進行計算［15-18］。

（1）S=出現在樣地內的物種數

（2）Shannon-Wiener 多樣性指數

H′=-∑Si=1PilnPi（5）

（3）Simpson多樣性指數 D=1-∑Si=1Pi2（6）

（4）Pielou均勻度指數 Jsw=H′/lnS（7）

式中：Pi=Ni/N，即某個物種的相對多度，數值上等于Dr。Ni為種i的株數，N為種i所在樣方的所有物種的總株數。

1.3.4 第十師毒害草種群空間分布格局

方差均值比率法，即建立在Poisson分布的預期假設上，一個Poisson分布的總體有方差V和均值m相等的性質，即V/m=1，則種群呈隨機分布，如果V/m>1，則偏離Poisson分布呈聚集分布，反之，V/m<1，則呈均勻分布，V與m的計算方法如下：

V=∑Ni=1（Xi-m）2N-1（8）

V=1N∑Ni=1Xi（9）

其中N為樣方數，Xi為每樣方中的個體數。為檢驗實測樣本是否接受預期假設，需要以［2/（N-1）］12為標準差進行t檢驗。然后通過檢查N-1自由度和95%的置信度t分布，進行顯著性檢驗［19-21］。

t=VM-12N-112（10）

1.3.5 第十師優勢毒害草生長狀態及分布范圍圖

篩選出重要值較高的毒害草種群，計算不同毒害草種群的平均密度、平均蓋度、平均株高來表達毒害草的生長狀態，描述其分布范圍。

2 結果與分析

2.1 第十師毒害草組成

通過對第十師的踏查與分析，共發現第十師毒害草有63種，分屬23科53屬，其中菊科毒害草種類最多為12種，豆科毒害草為10種，蓼科毒害草為5種，毛茛科和藜科毒害草種類為4種，百合科和十字花科毒害草種類為3種，剩余16科中毒害草種類僅有1～2種（表1）。菌科是雙子葉植物的第一大科，適應能力強，進而在草原上分布也較廣，危害較大。

2.2 第十師毒害草組成特征及重要值

新建生產建設兵團第十師毒害草共有63種（表2）。在溫性荒漠草原中只有7種毒害草，其中苦豆子為最優勢種，重要值為35.56，其余優勢種為駱駝刺、梭梭、白刺，重要值分別為24.82、18.72、15.44。在溫性典型草原中有22種毒害草，其中兔兒條為最優勢種，重要值為18.49，其余優勢種為狹葉錦雞兒、苦豆子、麻葉蕁麻、藍刺頭，重要值分別為17.29、12.59、11.96、9.32。

在溫性草甸草原中有20種毒害草，其中狹葉錦雞兒最優勢種，重要值為15.28，其余優勢種為兔兒條、麻葉蕁麻、苦豆子、駱駝刺、白刺，重要值分別為15.09、11.60、6.56、6.52、6.01。在高寒典型草原中有40種毒害草，其中蕁麻為最優勢種，重要值為5.90，其次為皺葉酸模，重要值為4.69。在高寒草甸草原中有35種毒害草，其中工布烏頭為最優勢種，重要值高達42.75，其次為芨芨草，重要值為5.28。

2.3 第十師毒害草種群物種多樣性分析

2.3.1 Shannon-Wiener多樣性指數（H′）

第十師Shannon-Wiener指數（H′）為3.56，總體毒害草種類豐富并且分布范圍均勻；在5種不同草原類型中Shannon-Wiener指數（H′最高值為高寒典型草原，多樣性指數為3.54，相較于其余4種草地，高寒草甸草原毒害草種類最豐富并且分布范圍最均勻；溫性荒漠草原Shannon-Wiener指數（H′值最低僅為1.53，其毒害草種類最少，毒害草生長環境最差導致這一類型草地整體多樣性較低；其余3種草地Shannon Wiener指數（H′值在2.43～3.54之間（圖1）。

2.3.2 Simpson多樣性指數（D）

第十師Simpson指數（D）為0.96；溫性荒漠草原Simpson指數（D值最低僅為0.76，所以群落中的某種毒害草占據著較高的種群優勢度，調查可知白刺、苦豆子藍刺頭、駱駝刺、梭梭、兔兒條、狹葉錦雞兒等多種耐旱毒害草在溫性荒漠草原中占據絕對種群優勢；高寒典型草原D值最高為0.97，在高寒典型草原中毒害草群落里沒有絕對優勢種，有大量的常見種，各種毒害草競爭力相近，并且種類較多，最終導致毒害草群落大面積的均勻分布危害嚴重；其余3種D值在0.87～0.88之間（圖2）。

2.3.3 Pielou均勻度指數（Jsw）

第十師均勻度指數（Jsw）為0.86；高寒典型草原Jsw值最高為0.96；剩余4種草原的Jsw值相差不大，在0.79～0.81之間（圖3）。

2.4 第十師毒害草種群空間分布格局

在第十師普查中，毒害草整體種群空間分布格局趨向均勻分布。其中水資源較為匱乏和草地退化導致溫性荒漠草原毒害草群落趨向于聚集分布；溫性典型草原和溫性草甸草原毒害草群落趨向于隨機分布；自然資源分布均勻使得高寒典型草原和高寒草甸草原的毒害草群落趨向于均勻分布（表3）。

2.5 第十師優勢毒害草生長狀態及分布范圍

在1 m2的單位面積中，第十師優勢草本毒害草平均密度最高的是蓍，達到了10.52株·m-2，麻葉蕁麻的平均蓋度和平均株高均占第一，分別為75.51%和131.04 cm，其次工布烏頭平均蓋度和平均株高也較高。在25 m2的單位面積中，灌木毒害草平均密度最高的是兔兒條，達到了4.60株/25 m2，白刺的平均蓋度和平均株高較高，分別為51.08%和82.32 cm（表4）。

普查發現，第十師181團草場面積最大為4.2×104 hm2，優勢毒害草種類最多為7種，分別為工布烏頭、狹葉錦雞兒、苦豆子、蓍、皺葉酸模、麻葉蕁麻、兔兒條。182團草場面積為2.6×103 hm2，優勢毒害草種類為6種，分別為藍刺頭、大薊、苦豆子、飛廉、梭梭、蓍。

183團草場優勢毒害草為兔兒條、大薊；184團優勢毒害草為梭梭、駱駝刺；185團草場毒害草為苦豆子、白刺、大薊；186團草場優勢毒害草為兔兒條、麻葉蕁麻。181團草場分布面積較廣，草原類型多樣，使得優勢毒害草種類豐富，防治相對困難；182團草場退化極其嚴重，大片的草場出現荒漠化，草場種牧草種類極少，生長的多是耐旱的毒害草；185團優勢毒害草種群均為耐旱型，該團場草原牧草稀少，有限的生長空間都被毒害草占據。

3 討論與結論

3.1 討論

第十師高寒典型草原生長環境適宜，沒有絕對的優勢種，各科毒害草占據著優渥的自然環境，使得毒害草物種豐富度和種群物種多樣性都較高，且毒害草分布較均勻。其中水資源較為匱乏和草地退化導致溫性荒漠草原可供毒害草生長的范圍較少，大大限制了需水毒害草的生長，僅耐旱的毒害草種群得以生長，使得毒害草種群豐富度低，多樣性指數均較低，群落趨向于聚集分布。第十師溫性典型草原的自然環境相對一致，毒害草種群趨向于隨機分布，然而有限的土壤資源影響著溫性典型草原種群毒害草的物種豐富度及種群多樣性；溫性草甸草原與高寒草甸草原兩種草原自然環境不同，生長的毒害草種類也不盡相同，但是相對適宜的生長環境使得兩種毒害草群落的均勻度相近，草原毒害草多樣性指數較高，充分的水資源使得毒害草大量繁殖，毒害草種類也較多。

毒害草的生長會影響草原生態的平衡，降低了草原的利用率，且不利于牲畜的健康生長，在破壞草原物種復雜多樣性的同時，引起天然草地生態環境的進一步惡化，繼而影響草地牧業的可持續發展和農牧民的增產、增收。此次普查工作明確了新疆生產建設兵團第十師草原毒害草種類、分布及一些危害現狀等，能更好的對其進行精準防治，加大草原保護與建設工作的力度，有效防除草原毒害草，實現草原生態和經濟的協調發展。

3.2 結論

（1）第十師毒害草共有63種，分屬23科53屬，其中菊科毒害草種類最多為12種，優勢種為苦豆子、工布烏頭、兔兒條、狹葉錦雞兒、駱駝刺、麻葉蕁麻、白刺、梭梭、藍刺頭。

（2）第十師Shannon-Wiener指數為3.56，高寒典型草原Shannon-Wiener指數最高為3.54，其余4種草地Shannon-Wiener指數在1.53～3.54之間；Simpson指數為0.96，高寒典型草原Simpson指數最高為0.97，其余4種草地Simpson指數在0.76～0.88之間；Pielou均勻度指數為0.86，高寒典型草原均勻度指數最高為0.96，其余4種草地均勻度指數在0.79～0.80之間。

（3）第十師草原毒害草種群整體趨向于均勻分布。溫性典型草原和溫性草甸草原毒害草種群趨向于隨機分布，高寒典型草原和高寒草甸草原毒害草種群趨向于均勻分布，溫性荒漠草原毒害草種群均趨向于聚集分布。

（4）第十師181團、182團、185團毒害草危害較為嚴重。

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（責任編輯：編輯郭蕓婕）