牦牛糞維系青藏高原高寒草地健康的作用機(jī)制.pdf

1、青藏高原高寒草地是我國(guó)重要的牧區(qū)之一，也是廣大藏族同胞賴以生存的基礎(chǔ)。其生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定不僅對(duì)我國(guó)東部和西南部氣候產(chǎn)生巨大影響，而且對(duì)北半球甚至全球的氣候產(chǎn)生顯著影響。然而，日趨嚴(yán)重的草地退化問題已給青藏高原及其周邊地區(qū)的生態(tài)環(huán)境和社會(huì)經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展構(gòu)成了嚴(yán)重威脅。
　　 在青藏高原，牦牛糞常作為牧民生活最依賴的燃料從草地上被撿走后，燃燒牦牛糞使灌叢草地免于砍伐；同時(shí)，致使高寒草地?fù)p失了養(yǎng)分、種子。關(guān)于牦牛糞對(duì)高寒草地的健康是否

2、具有維系作用，未見報(bào)道。為此，本文系統(tǒng)地研究了如下內(nèi)容:1）調(diào)查青藏高原牧區(qū)牧民燃燒的牛糞總量，客觀評(píng)價(jià)燃燒牛糞能使多大面積的灌叢草地免于砍伐和破壞，量化其草地生態(tài)系統(tǒng)因牦牛糞被撿走而流失的養(yǎng)分；2）牦牛糞的堆積對(duì)青藏高原高寒草地生態(tài)系統(tǒng)的影響；3）觀測(cè)牦牛的排糞特性，研究牦牛和綿羊的消化率特性，量化多少頭牦牛產(chǎn)生的糞可滿足每人每年的需要量；4）研究牦牛和綿羊?qū)Ω吆莸啬敛莘N子的消化道傳播機(jī)制與過程，以及其經(jīng)過消化道后的萌發(fā)情況；5）放

3、牧牦牛和綿羊?qū)η嗖馗咴吆莸氐挠绊?。得出了如下主要結(jié)果：
　　 4月底牦牛糞含水量為75％，全氮、全磷、全鉀和有機(jī)質(zhì)含量分別為1.33％、0.159％、0.626％和51.8％，pH為6.84。在天祝高寒草地上，牦牛糞堆積一年后，牦牛糞仍然完好的存在于草地上。牦牛糞的堆積有利于高寒草地土壤物理性質(zhì)的改善，能顯著降低土壤容重和增大土壤含水量。牦牛糞的堆積增加了牛糞下面和距牛糞堆10cm遠(yuǎn)土壤的速效氮、全氮、速效磷、全磷、速效鉀和

4、有機(jī)質(zhì)含量。
　　 在牦牛糞堆積的當(dāng)年，牛糞堆積并未促進(jìn)周圍植物的生長(zhǎng)；在次年，促進(jìn)了周圍植物的生長(zhǎng)。堆積一年5個(gè)月后，糞堆下面植物仍然枯死；牦牛糞旁邊10 cm的總產(chǎn)草顯著高于距離牛糞50cm處的對(duì)照。牦牛糞覆蓋草地的第一、二年，覆蓋造成產(chǎn)草量的降低。
　　 牦牛糞的熱值為15.38～17.89 KJ/g，其平均值為16.47 KJ/g。在供試的21種灌木的熱值，為17.80～24.26 KJ/g，其平均值為21.22

5、 KJ/g。甘肅省天祝縣抓喜秀龍鄉(xiāng)、甘肅省肅南縣皇城鎮(zhèn)、青海省瑪沁縣大武鎮(zhèn)和西藏自治區(qū)那曲古露鎮(zhèn)4地，牧民平均每人每年的牛糞燃燒量分別為2182、590、9233和3595kg，上述4地平均每人每年因燃燒牦牛糞而減少砍伐的灌木量分別為1702、460、7202和2804kg或面積為1229、332、5200和2025㎡的灌木。
　　 天祝高寒草地全年放牧的牦牛，糞中的全磷、全氮、全鉀和有機(jī)碳含量分別為0.4974％、2.031％

6、、0.665％和39.41％。天祝高寒草地全年放牧的綿羊，糞中的全磷、全氮、全鉀和有機(jī)碳含量分別為0.5026％、1.954％、0.707％和41.14％。由于燃燒牦牛糞，上述4地區(qū)牧民平均每人每年燃燒損失的P為11、3、46和18kg，N為44、12、188和73 kg，K為15、4、61和24 kg。
　　 在天祝高寒草地，綜合全年的排糞特性，整群牦牛的排糞干重平均為2.0kg/d·頭。5.2頭、1.5頭、12.7頭和5.0

7、頭牦牛，分別可滿足上述4地區(qū)牧民平均每人燃燒牛糞的需要。
　　 4月底，天?？h抓喜秀龍鄉(xiāng)，草地上放牧牦牛7 h30 min，草地上放牧占全天時(shí)間的31.25％；草地上排糞占全天總量的35.65％。按整群牦牛計(jì)算，平均每頭牦牛排糞覆蓋面積為0.194㎡，其中平均排糞覆蓋草地面積約0.078㎡/d·頭。
　　 牦牛在10月份和2月份對(duì)混合草的表觀消化率分別為63.22％和61.81％，1月份對(duì)青稞秸稈的表觀消化率為61.81

8、％，4月份對(duì)燕麥青干草的表觀消化率為59.42％。綿羊在10月份和2月份對(duì)混合草的表觀消化率分別為57.64％和53.68％，1月份和4月份對(duì)燕麥青干草的表觀消化率分別為57.25％和55.18％。
　　 種子經(jīng)過牦牛和綿羊消化道后的回收率因家畜和植物種類不同而異。經(jīng)過牦牛消化道后回收率大于20％的為黃花棘豆、馬藺、珠芽蓼、珠芽、皺葉酸模、披針葉黃華、狼毒、陰山扁蓿豆、醉馬草、雙柱頭蔗草、密花香薷、灰綠藜、鐮形棘豆、華扁穗草、水

9、蔥、紅棕苔草、無脈苔草、輪葉馬先蒿、多莖委陵菜和車前；回收率小于1％的為溪畔銀蓮花和紅花巖黃芪；回收率在1％～10％范圍內(nèi)的為垂穗披堿草、鐵棒槌、迷果芹、高山韭、糙毛鵝冠草、線葉嵩草、窄果苔草、無芒雀麥、紫羊茅和賴草；回收率在10％～20％的為青藏苔草和砂生槐。
　　 經(jīng)過綿羊消化道后種子回收率大于20％的為黃花棘豆、披針葉黃華和鐮形棘豆；回收率小于1％的為垂穗披堿草、鐵棒槌、迷果芹、糙毛鵝冠草、紅花巖黃芪、溪畔銀蓮花、無芒雀麥

10、和紫羊茅；回收率在1％～10％范圍內(nèi)的為青藏苔草、馬藺、珠芽蓼、珠芽、皺葉酸模、狼毒、高山韭、線葉嵩草、醉馬草和砂生槐；回收率在10％～20％的為無脈苔草、扁蓿豆、輪葉馬先蒿、雙柱頭蔗草、密花香薷、灰綠藜、華扁穗草、水蔥、紅棕苔草和車前。
　　 種子經(jīng)過牦牛和綿羊消化道后，發(fā)芽率升高的有無脈苔草、紅棕苔草、鐮形棘豆和灰綠藜和雙柱頭蔗草；經(jīng)過牦牛消化道后種子發(fā)芽率提高而經(jīng)綿羊消化道未提高的有珠芽蓼、線葉嵩草和華扁穗草；發(fā)芽率明顯降

11、低的有禾草、黃花棘豆、皺葉酸模、鐵棒槌、迷果芹、高山韭、輪葉馬先蒿、披針葉黃華、密花香薷和車前，保持不變的有青藏苔草、馬藺、珠芽、狼毒、砂生槐、陰山扁蓿豆和水蔥。
　　 在天祝高寒草地11～4月份的牦牛糞中，共鑒定出43種植物，平均每塊牦牛糞中的種子數(shù)為45粒。
　　 通過2008年和2009年連續(xù)兩年的研究，在中度放牧牦牛、中度放牧綿羊、中度牦牛綿羊混合放牧的3塊放牧強(qiáng)度相近的樣地中，單純放牧綿羊草地的產(chǎn)草量明顯高于牛

12、羊混合放牧和單純放牧牦牛的草地，而牛羊混合放牧草地的產(chǎn)草量也明顯高于單純放牧牦牛的草地。相似的結(jié)果還表現(xiàn)在植物高度、枝條總密度上。中度放牧綿羊、中度牦牛綿羊混合放牧、中度放牧牦牛的3樣地產(chǎn)草量分別為581g/㎡、476g/㎡、411g/㎡。
　　 中度放牧綿羊的草地植被群落的Shanno-Wiener多樣性指數(shù)為4.5825，明顯低于中度放牧牛羊和中度放牧牦牛的草地；牛羊混合放牧草地，在中度放牧下植被群落的Shanno-Wien

13、er多樣性指數(shù)最大，重度放牧下最小。中度放牧牦牛草地上植物種數(shù)多于中度放牧牛羊和中度放牧綿羊草地?；旌戏拍僚Ｑ虿莸?，中度放牧條件下物種數(shù)最大，重度放牧條件下最小。中度放牧牦牛草地Pielou均勻性指數(shù)最高，其次為中度放牧牛羊、中度放牧綿羊。
　　 中度放牧綿羊草地土壤較為松軟，中度放牧牦牛草地土壤緊實(shí)度較高，中度放牧牛羊草地居于二者之間。土壤速效鉀、速效氮、速效磷、全氮、全磷含量最高為中度放牧綿羊草地，其次為中度放牧牛羊草地，最

14、低為中度放牧牦牛草地。土壤有機(jī)質(zhì)含量為中度放牧羊草地顯著高于中度放牧牛羊和中度放牧牦牛草地，而中度放牧牛羊草地低于中度放牧牦牛草地，但差異不顯著。中度放牧綿羊草地土壤中性磷酸酶、過氧化氫酶和土壤尿酶活性均高于中度放牧牛羊、中度放牧牦牛草地。除0～10cm土壤尿酶活性外，中度放牧牛羊草地土壤中性磷酸酶、過氧化氫酶和土壤尿酶活性均高于中度放牧牦牛草地。
　　 綜上所述，在青藏高原高寒草地上，燃燒牦牛糞使灌叢草地免于砍伐，間接地保護(hù)了

15、灌叢草地。冷季牦牛糞的堆積造成至少2年產(chǎn)草量的降低，而牦牛糞的撿走減輕了牛糞堆積對(duì)草地的危害。由于牦牛糞中含有較多的N、P、K等養(yǎng)分和可萌發(fā)的種子，因此撿走牦牛糞引起草地生態(tài)系統(tǒng)中養(yǎng)分和種子的流失，且這種流失作用隨著放牧強(qiáng)度的增大呈增加趨勢(shì)，這使牦牛糞對(duì)青藏高原高寒草地健康的維系作用弱化。在草地上將牦牛糞進(jìn)行破碎化處理，或進(jìn)行堆肥后歸還草地，方可解決牛糞堆積與撿走牛糞的矛盾，使牦牛糞對(duì)青藏高原高寒草地健康的維系作用得以保持。由于牦牛糞絕