藏北高原西藏蒿草沼澤化草甸退化演替及可持續(xù)利用策略

嚴(yán)俊 旦久羅布 謝文棟 張海鵬 何世丞 次旦 拉巴扎西 王有俠 馬登科 陳金林 高科 李艷容 才珍 次仁宗吉 邊巴拉姆 次仁曲珍

（西藏那曲市草原站 852000）

草地是陸地生態(tài)系統(tǒng)中最重要、分布最廣的植被類型之一，是陸地生態(tài)系統(tǒng)的重要組成部分[1,2]，占整個(gè)陸地生態(tài)系統(tǒng)面積的29%[3]。草地畜牧業(yè)是西藏傳統(tǒng)農(nóng)牧業(yè)中最重要的經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)，而草地是西藏面積最大的生態(tài)系統(tǒng)[4]，也是高原生物多樣性最集中的地區(qū)和生態(tài)系統(tǒng)最敏感、最脆弱的地區(qū)[5]。藏北地區(qū)是青藏高原的核心區(qū)，平均海拔4500m 以上，總面積44.6萬km2[6]，該區(qū)在全國(guó)區(qū)劃中屬青藏高寒氣候區(qū)域的一部分，其特點(diǎn)是氣溫低，空氣稀薄，大氣干潔，太陽(yáng)輻射強(qiáng)[7]。沼澤化草甸是重要的水源供給區(qū)，具有水源涵養(yǎng)、調(diào)蓄洪水和大氣調(diào)節(jié)等功能，同時(shí)為當(dāng)?shù)啬撩窦爸邢掠蔚貐^(qū)的生產(chǎn)生活提供重要的物質(zhì)基礎(chǔ)。在氣候變化的背景下[8]，該地區(qū)人口增加、天然草場(chǎng)超載過牧、鼠蟲危害蔓延、凍融交替、風(fēng)蝕水蝕泛濫等人為和自然因素的共同作用[9]，近幾十年來，藏北高原氣候發(fā)生明顯改變，總體表現(xiàn)出溫度升高、降水增加的趨勢(shì)；但由于增溫導(dǎo)致蒸發(fā)強(qiáng)烈，藏北高原氣候總體趨于暖干化[10]。遙感監(jiān)測(cè)結(jié)果顯示截至2010 年，藏北高原草地退化面積比例達(dá)到58.2%，總體接近中度退化水平；與1980 年代相比，藏北高原重度及極重度退化草地面積有所增加[11]，草地植被覆蓋率下降、牧草產(chǎn)量降低、毒草滋生[12-14]，導(dǎo)致藏北高原草西藏蒿草沼澤化草甸退化萎縮，并向著草甸演替，給生態(tài)保護(hù)建設(shè)和畜牧業(yè)發(fā)展帶來巨大挑戰(zhàn)。因此，研究藏北高原西藏蒿草沼澤化草甸退化演替規(guī)律，從而對(duì)沼澤化草甸的優(yōu)化管理、保護(hù)和恢復(fù)提供基礎(chǔ)資料[15]。

1 材料與方法

1.1 研究區(qū)自然概況

研究聶榮縣北緯 32°11＇，東經(jīng) 90°3＇，位于那曲市中北部，地處青藏高原中部、唐古拉山南麓、平均海拔4700m，氣候獨(dú)特多變，年平均氣溫 0℃以下，屬純牧業(yè)縣。全縣下轄9 鄉(xiāng)1鎮(zhèn)[16]，西藏蒿草沼澤化草甸草原面積155.78 萬畝，占全縣草場(chǎng)面積的12.42%[17]，土壤為高寒草甸土，原生植被主要以西藏蒿草 (Kobresia tibetica) 為建群種的高寒沼澤化草甸。

1.2 西藏蒿草生物學(xué)與生態(tài)學(xué)特征

多年生草本；稈密叢生，較粗，具條紋，鈍三棱形；葉短于稈，邊緣內(nèi)卷，絲狀，柔軟；穗狀花序，多數(shù)小穗，密生，頂生小穗雄性，側(cè)生的雄雌順序，鱗片長(zhǎng)圓形或長(zhǎng)圓狀披針形，先出葉長(zhǎng)圓形或卵狀長(zhǎng)圓形[18]；小堅(jiān)果橢圓形，長(zhǎng)圓形或倒卵狀長(zhǎng)圓形，扁三棱形；花果期 6～8 月[19]。馬、牛喜食，由于生境環(huán)境潮濕，綿羊不如馬、牛喜食[20]。藏北高原分布西藏蒿草的地方均有牦牛的生存和活動(dòng)。西藏蒿草在青綠期為優(yōu)良牧草，營(yíng)養(yǎng)成分較高[21]。蛋白質(zhì)含量16.15%、粗脂肪3.26%、粗灰分4.37%、粗纖維67.01%。

1.3 西藏蒿草沼澤化草甸基本特征

西藏蒿草沼澤化草甸植物種類較為豐富，優(yōu)勢(shì)植物主要西藏蒿草 (Kobresia tibetica)[22]，伴生種較多，如華扁穗草(Blysmus sinocompressus)、高山蒿草 (Kobresia pygmaea)、矮生蒿草 (Kobresia humilis)、青藏苔草 (Carex moorcroftii)、垂穗披堿草 (Elymus nutans)、驢蹄草 (Caltha palustris)、星狀雪兔子(Saussurea stella)、珠芽蓼 (Polygonum viviparum)、云生毛茛(Ranunculus nephelogenes)、甘青報(bào)春 (Primula tangutica)、海韭菜 (Triglochin maritimum)、展苞燈芯草 (Juncus thomsonii) 等。亦有沼生植物和浮水、挺水植物[23]。其成因主要與地形條件和水分狀況及低溫作用有關(guān)，地表多水是沼澤形成的首要條件，水分補(bǔ)給源主要有冰雪融水、潛水、泉水及河水等，故沼澤地常占據(jù)水分補(bǔ)給充足的湖濱、山前洪積扇緣、潛水溢出帶，河溝洼地、河流低階地及冰漬洼地等地段[24]。

1.4 確定樣地

根據(jù)溫度、降水及海拔等自然因素的差異，對(duì)研究區(qū)7 個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)于2019 年8 牧草生長(zhǎng)旺盛期按照5 個(gè)退化梯度，隨機(jī)設(shè)置 42 個(gè) 10m×10m 樣地，每個(gè)樣地設(shè)置 3 個(gè) 1m×1m 樣方。采用十字交叉法對(duì)每個(gè)樣方內(nèi)植被進(jìn)行調(diào)查。研究樣地的海拔數(shù)據(jù)通過GPS 獲取。

1.5 草地類型的確定

根據(jù)中國(guó)草地類型分類對(duì)草地群落特征分析和判斷草地類型[25]。

1.6 退化等級(jí)的確定

以草地植被蓋度作為評(píng)價(jià)指標(biāo)，評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)為未退化草地植被蓋度[26]。按照表1 確定退化等級(jí)。

2 結(jié)果與分析

2.1 西藏蒿草沼澤化草甸退化演替類型

草地退化是草地生態(tài)系統(tǒng)進(jìn)行逆行演替的過程。從生態(tài)演替角度出發(fā)，草地退化是指一定生境條件下的草地植被與該生境的頂級(jí)或亞頂級(jí)植被狀態(tài)下的背離[28]。西藏蒿草沼澤化草甸在自然因素和人為因素的綜合影響下，研究區(qū)域西藏蒿草沼澤化草甸草地群落的優(yōu)勢(shì)種逐漸變化演替，草地類型發(fā)生轉(zhuǎn)變。根據(jù)所監(jiān)測(cè)42 個(gè)樣地，126 個(gè)樣方制作表2、表3 并做出以下分析。

2.1.1 未退化階段

根據(jù)表2、表3 可以看出，未退化的西藏蒿草植總被蓋度在 90%以上，植株平均高 15.7cm，鮮草平均產(chǎn)量 612.73g/m2，西藏蒿草產(chǎn)量占單位面積產(chǎn)量的97.47%；優(yōu)勢(shì)種為西藏蒿草，草地積水充盈。

2.1.2 輕度退化階段

輕度退化的西藏蒿草沼澤化草甸總植被蓋度為86.36%，總鮮草平均產(chǎn)量 478.42g/m2，其中西藏蒿草平均鮮草產(chǎn)量為389.11g/m2，占總產(chǎn)量的 81.33%；植株高度、蓋度和密度變化不大；西藏蒿草為優(yōu)勢(shì)種，但伴生種有所侵入，產(chǎn)草量和西藏蒿草所占比例明顯下降，草地積水處于不穩(wěn)定狀態(tài)，趨于減少狀態(tài)，但土壤濕潤(rùn)，無鼠類活動(dòng)。

2.1.3 中度退化階段

中度退化的西藏蒿草沼澤化草甸總植被蓋度為66.49%，其中西藏蒿草蓋度31.3%，占總蓋度的47.07%；植株平均高度7.1cm，總鮮草平均產(chǎn)量330.2g/m2，西藏蒿草鮮草產(chǎn)量占總產(chǎn)量的74.57%；中度退化階段牧草鮮草產(chǎn)量?jī)H占未退化階段的1/2 左右，隨放牧壓力逐步增加，有鼠類活動(dòng)跡象，草層高度、產(chǎn)草量逐漸下降，有高山蒿草、禾本科植物占比逐漸增加的趨勢(shì)；凍土丘土壤干燥，但積水坑土壤保持濕潤(rùn)；此退化階段出現(xiàn)西藏蒿草+垂穗披堿草草地類型，西藏蒿草+高山嵩草草地形。

表1 藏北地區(qū)草地退化遙感監(jiān)測(cè)等級(jí)劃分方法 [27]

表2 不同退化程度西藏蒿草沼澤化草甸植被特征

表3 不同退化程度西藏蒿草沼澤化草甸植物群落特征

2.1.4 重度退化階段

此階段植株平均高度5.6cm，總蓋度44.5%，其中西藏蒿草蓋度僅為10%；總鮮草平均產(chǎn)量198.66g/m2，其中西藏蒿草產(chǎn)量占總產(chǎn)量的54.93%；由于長(zhǎng)期放牧，家畜啃食，草層高度、蓋度下降；鼠類活動(dòng)頻繁，草皮層滑塌剝離，禿斑地面積有增加的趨勢(shì)；草地?zé)o積水或偶有積水，土壤干燥，出現(xiàn)水土流失現(xiàn)象；此退化階段出現(xiàn)高山蒿草+西藏嵩草草地形，高山蒿草+雜類草草地形。

2.1.5 極度退化階段

極度退化階段植被高度僅有3.4cm，總蓋度15%，其中西藏蒿草蓋度2%；總鮮草平均產(chǎn)量118.8g/m2，其中西藏蒿草鮮草產(chǎn)量占總產(chǎn)量的19.46%；家畜過度放牧，鼠類活動(dòng)猖獗，禿斑地面積增加，草層高度、蓋度、草產(chǎn)量急劇下降；出現(xiàn)西藏蒿草+雜類草草地形，高山蒿草+雜類草草地形，雜類草草地形。

2.2 西藏蒿草沼澤化草甸退化物種變化

從附圖可以看出，隨著西藏蒿草沼澤化草甸退化等級(jí)的上升，草群中植物種類也隨之發(fā)生變化，植物種類由多到少依次為輕度退化>中度退化>未退化>重度退化>極度退化。

3 西藏蒿草沼澤化草甸可持續(xù)利用對(duì)策建議

近幾十年來隨著全球氣候變暖，藏北高原氣溫呈現(xiàn)總體上升趨勢(shì)，凍土層變薄，地下水下降，西藏蒿草沼澤化草甸積水減少，導(dǎo)致草地直接發(fā)生退化現(xiàn)象；超載過牧現(xiàn)象嚴(yán)重，加之藏北高原農(nóng)牧民存在不殺生觀念，鼠害嚴(yán)重，更是加快了草地退化的速度。而近些年因氣候變化和超載過牧等原因造成藏北高原退化草地已占全地區(qū)面積的58.2%，其中重度退化和極重度退化草地面積分別占19.0%和6.5%[11]，已接近中等退化水平[6]。藏北高原平均海拔 4500m 以上，生態(tài)極為脆弱，社會(huì)不斷進(jìn)步發(fā)展，我們只有在發(fā)展中保護(hù)，保護(hù)中發(fā)展，不斷提高草地生態(tài)功能，促進(jìn)藏北高原草原畜牧業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)。

改善和保護(hù)生態(tài)環(huán)境，實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略也是一項(xiàng)我國(guó)基本國(guó)策。約束和規(guī)范人類活動(dòng)，以現(xiàn)代草業(yè)科學(xué)理論及濕地保護(hù)技術(shù)為支撐，采取相應(yīng)的西藏蒿草沼澤化草甸保護(hù)與恢復(fù)措施，可以緩解和遏止退化趨勢(shì)，逐步恢復(fù)西藏蒿草沼澤化草甸的結(jié)構(gòu)與功能[29]。

3.1 合理利用西藏蒿草沼澤化草甸

西藏蒿草沼澤化草甸在河流縱橫，水量豐富、地形十分平坦、河流切割能力弱、河道曲率大，造成地面排水不暢，地面水難以下滲，氣候濕潤(rùn)，從而造成河漫灘、階地上洼地積水是西藏蒿草沼澤化草甸發(fā)育的理想地段。西藏蒿草營(yíng)養(yǎng)好、返青早主要作為藏北高原冬季防雪災(zāi)飼料儲(chǔ)備地，但又是春季放牧的重要地塊，出現(xiàn)嚴(yán)重的超載過牧。建議嚴(yán)格控制載畜量，放牧?xí)r間段、放牧強(qiáng)度，優(yōu)化畜群結(jié)構(gòu)，減輕西藏蒿草沼澤化草甸的放牧壓力。禁止通過人工排水使草地變干，從而達(dá)到放牧利用西藏蒿草沼澤化草甸的行為[30，31]。藏北高原農(nóng)牧民群眾也將部分西藏蒿草沼澤化草甸作為人工個(gè)草地使用，普遍割草留茬高度太低，影響植被的再生長(zhǎng)能力，還需進(jìn)一步加大割草技術(shù)要點(diǎn)的宣傳和指導(dǎo)工作。

3.2 引導(dǎo)、幫助農(nóng)牧民開拓新的增收渠道

西藏蒿草沼澤化草甸生態(tài)系統(tǒng)的脆弱性和生態(tài)環(huán)境的重要性應(yīng)以保護(hù)生態(tài)環(huán)境為首要目的[21]。因地制宜，制定相關(guān)濕地保護(hù)補(bǔ)助獎(jiǎng)勵(lì)機(jī)制，激勵(lì)農(nóng)牧民群眾對(duì)其沼澤化濕地進(jìn)行禁牧、休牧等措施恢復(fù)生態(tài)，積極引導(dǎo)農(nóng)牧民第二產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，開展?jié)竦赜^光旅游等生產(chǎn)方式，拓寬增收渠道，降低對(duì)西藏蒿草的利用。

3.3 圍欄封育補(bǔ)播恢復(fù)草地

在禁牧封育的高寒沼澤化草甸地內(nèi)，草地植被蓋度有較大的增加。禁牧封育第二年與禁牧封育當(dāng)年相比，莎草科產(chǎn)草量增加29.3%，雜類草由上年的42.4%下降到14.5%。圍欄封育可以使西藏蒿草得以充分的發(fā)育與繁殖，是加快西藏蒿草沼澤化草甸恢復(fù)的一種投資少，成效快的自然恢復(fù)方法[32]。在退化較為嚴(yán)重的地方可撒播垂穗披堿草、星星草、早熟禾等植物種子建植人工草地來恢復(fù)生態(tài)。

3.4 控制鼠蟲害

高原鼠兔是破壞藏北高寒草甸草地退化的一個(gè)重要原因，有效防控高原鼠兔和科學(xué)合理利用草地是防治草原退化的必然手段之一。應(yīng)加大對(duì)鼠蟲害防控工作，可有效減緩草地退化速度。生物防治法來控制鼠蟲害，通過動(dòng)物，植物和微生物與鼠蟲害的關(guān)系來防治和控制鼠蟲類，可有意識(shí)地利用狐、鷹、鼬等害鼠天敵捕捉和威懾作用來控制鼠害；生態(tài)學(xué)防治是通過破壞鼠的棲居環(huán)境和食物條件，達(dá)到減少和控制鼠害的措施，使之不利于鼠類棲息[33]。

3.5 加強(qiáng)科研研究與交流

為掌握國(guó)內(nèi)外研究西藏蒿草沼澤化草甸恢復(fù)技術(shù)，加強(qiáng)國(guó)內(nèi)外合作，關(guān)注國(guó)際沼澤化草甸保護(hù)新動(dòng)向。