专利名称：高寒草原退化程度的界定方法
技术领域：
本发明涉及退化草地的恢复生态学技术领域，尤其涉及高寒草原退化程度的界定 方法。
背景技术：
草地退化程度诊断对退化草地恢复的重要性已被国内外很多学者所重视。陈灵芝 (1995)认为，为了恢复和重建生物多样性，必须了解生态系统退化程度，为恢复措施和物种 选择提供理论依据。李博(1997)根据植物种类组成，地上生物量与盖度、地被物与地表状 况、土壤状况系统结构等将草地退化程度分为4级轻度退化、中度退化、重度退化与极度 退化。李德新(1980)提出了草地状况的定量分析界定法，对内蒙古克氏针茅草原的退化演 替进行了研究。刘显芝、魏绍成(198 用牧草可食量和草地状况定量法探讨了退化草地分 级的问题。草地退化既指草的退化，也指地的退化(李博1997)。李青丰等Q001)研究认为， 草地退化最明显的变化是地表植被的变化，包括质量特征(如植物种群构成)和数量特征 (如生产力)方面的变化。李博认为(1997)以现有群落的种类组成与顶极群落种类组成 的距离来衡量草地退化程度，是一种简便易行的方法。李永宏(1994)探讨了内蒙古各草地 类型的放牧演替轨迹，建立了草地放牧退化模式，判别草地退化的数量指标和退化监测专 家系统，由此可根据草地植被演替度的变化，进行草地利用状况评价或诊断。著名草地专家 任继周院士(1998)提出了草地退化的级别等级，即轻度退化、明显退化、严重退化、极度退 化。土壤退化是生态系统退化的重要指标之一，是比植被退化更严重的退化，主要 是土壤理化性质的改变，土壤严重退化后整个草原生态系统的功能会丧失殆尽(Allen 1997)。随着草地退化程度的加剧，土壤有机质对于植物的生长、植被的演替起着最直接、最 积极的作用，因此，关世英(1997)建议把土壤有机质含量作为评价草地退化的数量指标。 Kennedy(1995)认为土壤微生物参数可作为土壤质量变化的指标。草地退化与土壤退化有 密切关系，但二者不属同一范畴，在评价草地退化时，主要以地表植物群落为主，其它因素 为辅，而评价土壤退化时则应以土壤肥力状况为主。土壤-牧草之间的系统耦合与系统相 悖是放牧生态系统地境-牧草界面的主要生态过程(侯扶江等，200 。朱兴运(1995)以 土壤有机质、酸碱度和草原特征植物等为指标的综合判断法来确定草地退化程度。最初对草地退化诊断的研究基本是描述性的，随着生态学的发展和研究内容的不 断深入，草地演替的研究方法逐渐转变为定量分析。随着中国草地退化面积的扩大和加剧， 对退化草地的恢复和重建迫在眉睫，其前提和基础则是对退化草地等级进行科学的诊断和 界定。目前，仍缺乏综合而简单实用的草地系统退化程度系统诊断方法。不同地区和不同 草地类型有不同的草地退化演替过程，确定的指标体系标准也不尽相同，只有筛选出各地 牧业生产和草场管理中操作性强的综合指标体系，才能使退化草地界定简单易行，才能使 退化草地得到适宜性恢复。国内外许多研究者从植物群落的优势度、重要值、指示植物、物种多样性、土壤理化性质和微生物群落的变化等多方面研究了不同退化程度判定和诊断方 法。但对植物群落指标与土壤理化性状耦合起来的报道和发明创造很少。因此，建立简单 的、可操作性强的综合指标是确定草地不同退化程度和退化草地恢复研究的核心内容。作为青藏高原高寒草地主要类型之一的高寒草原，退化沙化形势非常严重。目前， 尚未见科学简单、可操作性强的指标来界定退化程度的相关报道，影响了退化高寒草原的 恢复治理和管理效率。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种快速、准确，并使退化高寒草原的恢复治 理及保护有针对性和科学性的高寒草原退化程度的界定方法。为解决上述问题，本发明所述的一种高寒草原退化程度的界定方法，包括以下步 骤(1)选择海拔高度为4000m 4700m、降雨量为100 400mm的高寒草地区域作为
高寒草原的界定范围；(2)确定所述高寒草原退化等级的各项指标当植物群落优势种为旱生或中生的禾本科植物，其禾本科植物盖度> 30%、禾 本科植物地上生物量相对比例为100%、可食牧草地上生物量比例为70%、有机质含量为 15 35g/kg时，判定草场质量为未退化标准，所述高寒草原退化等级为原生植被；当植物群落优势种为旱生或中生的禾本科植物+杂草类，其禾本科植物盖度为 20 30%、禾本科植物地上生物量相对比例为40 85%、可食牧草地上生物量比例为 50 75%、有机质含量为20 40g/kg时，判定草场质量下降一等，所述高寒草原退化等级 为轻度退化；当植物群落优势种为杂草类，其禾本科植物盖度为10 20%、禾本科植物地上生 物量相对比例为15 40 %、可食牧草地上生物量比例为30 50 %、有机质含量为5 20g/ kg时，判定草场质量下降一等，所述高寒草原退化等级为中度退化；当植物群落优势种为毒杂草类，其禾本科植物盖度为< 10%、禾本科植物地上生 物量相对比例为< 15%、可食牧草地上生物量比例为15 30%、有机质含量为< 9g/kg 时，判定草场质量下降一等或二等，所述高寒草原退化等级为重度退化；(3)随机选取所述高寒草原中的数十个群落，并确定所述高寒草原中的植物群落 优势种；(4)采用样方法目测或针刺法确定各群落中所述步骤C3)植物群落优势种中禾本 科植物盖度，并按所述步骤O)中的指标进行初步归类；(5)运用收获法和烘干称量法确定所述步骤( 各植物群落优势种地上生物量相 对比例和可食牧草地上生物量比例，并按所述步骤(2)中的指标进行再次归类；(6)运用重铬酸钾容量法-外加热法测定各群落表层土样有机质含量分布范围；(7)将所述步骤(6)中所得的有机质含量分布范围与所述步骤(2)中的有机质含 量分布范围进行比较验证，当准确率达到90%以上时即可完成界定。所述步骤O)中的旱生或中生的禾本科植物是指紫花针茅、扁穗冰草、洽草、羊茅 或披碱草。
所述步骤O)中的重度退化是指所述高寒草原已沙化或潜在沙化。所述步骤(6)中的表层土样深度为0 20cm。本发明与现有技术相比具有以下优点1、精确性由于本发明利用高寒草原群落的主要优势种类别、禾本科植物的盖度、 优势种地上生物量相对比例和可食牧草地上生物量比例四大植物指标来确定高寒草原退 化等级，并用土壤有机质含量来验证，因此，植被-土壤特征指标相结合，使得本发明具有 科学性、合理性，从而增强了精确性。2、实用性依据本发明确定高寒草原的退化等级，可对高寒草原针对性地确定恢 复治理和管理策略，显著提高了发明的实用性。3、快捷性本发明选定的高寒草原退化等级的参数简单，容易识别和量化，使高寒 草原退化等级的界定快捷迅速。4、在青海省果洛藏族自治州玛多县花石峡乡和黄河乡交界处的高寒草原 (N34° 50' -N34° 52'，E98° 15' _E98° 19'，4100_4300m)随机选取高寒草原群落共 40个，进行调查并界定退化草原等级。调查地点具典型的高原大陆性气候特点，无四季之 分，仅有冷暖季之别，冷季漫长、干燥而寒冷，暖季短暂、湿润而凉爽。温度年差较小而日差 较悬殊，太阳辐射强烈。土壤为高山草甸草原土，以紫花针茅高寒草原为代表植被类型。采 用本发明进行界定后，经验证准确率可达97%。5、本发明方法简单，应用时高效快捷，操作性强，适宜在高寒牧区进行草地调查和 恢复治理时参照使用。
具体实施例方式一种高寒草原退化程度的界定方法，包括以下步骤(1)选择海拔高度为4000m 4700m、降雨量为100 400mm的高寒草地区域作为
高寒草原的界定范围。(2)确定高寒草原退化等级的各项指标当植物群落优势种为旱生或中生的禾本科植物，其禾本科植物盖度> 30%、禾 本科植物地上生物量相对比例为100%、可食牧草地上生物量比例为70%、有机质含量为 15 35g/kg时，判定草场质量为未退化标准，高寒草原退化等级为原生植被；当植物群落优势种为旱生或中生的禾本科植物+杂草类，其禾本科植物盖度为 20 30%、禾本科植物地上生物量相对比例为40 85%、可食牧草地上生物量比例为 50 75%、有机质含量为20 40g/kg时，判定草场质量下降一等，高寒草原退化等级为轻 度退化；当植物群落优势种为杂草类，其禾本科植物盖度为10 20%、禾本科植物地上生 物量相对比例为15 40 %、可食牧草地上生物量比例为30 50 %、有机质含量为5 20g/ kg时，判定草场质量下降一等，高寒草原退化等级为中度退化；当植物群落优势种为毒杂草类，其禾本科植物盖度为< 10%、禾本科植物地上生 物量相对比例为< 15%、可食牧草地上生物量比例为15 30%、有机质含量为< 9g/kg 时，判定草场质量下降一等或二等，高寒草原退化等级为重度退化(重度退化是指高寒草 原已沙化或潜在沙化)。
其中旱生或中生的禾本科植物是指紫花针茅、扁穗冰草、洽草、羊茅或披碱草。(3)随机选取高寒草原中的数十个群落，并确定高寒草原中的植物群落优势种。(4)采用样方法目测或针刺法确定各群落中步骤( 植物群落优势种中禾本科植 物盖度，并按步骤O)中的指标进行初步归类。(5)运用收获法和烘干称量法确定步骤( 各植物群落优势种地上生物量相对比 例和可食牧草地上生物量比例，并按步骤O)中的指标进行再次归类。(6)运用重铬酸钾容量法-外加热法测定各群落深度为0 20cm的表层土样有机 质含量分布范围。(7)将步骤(6)中所得的有机质含量分布范围与步骤O)中的有机质含量分布范 围进行比较验证，当准确率达到90%以上时即可完成界定。
权利要求
1.一种高寒草原退化程度的界定方法，包括以下步骤(1)选择海拔高度为4000m 4700m、降雨量为100 400mm的高寒草地区域作为高寒 草原的界定范围；(2)确定所述高寒草原退化等级的各项指标当植物群落优势种为旱生或中生的禾本科植物，其禾本科植物盖度>30%、禾本科植 物地上生物量相对比例为100%、可食牧草地上生物量比例为70%、有机质含量为15 35g/kg时，判定草场质量为未退化标准，所述高寒草原退化等级为原生植被；当植物群落优势种为旱生或中生的禾本科植物+杂草类，其禾本科植物盖度为20 30%、禾本科植物地上生物量相对比例为40 85%、可食牧草地上生物量比例为50 75%、有机质含量为20 40g/kg时，判定草场质量下降一等，所述高寒草原退化等级为轻 度退化；当植物群落优势种为杂草类，其禾本科植物盖度为10 20%、禾本科植物地上生物量 相对比例为15 40%、可食牧草地上生物量比例为30 50%、有机质含量为5 20g/kg 时，判定草场质量下降一等，所述高寒草原退化等级为中度退化；当植物群落优势种为毒杂草类，其禾本科植物盖度为< 10%、禾本科植物地上生物量 相对比例为< 15%、可食牧草地上生物量比例为15 30%、有机质含量为< 9g/kg时，判 定草场质量下降一等或二等，所述高寒草原退化等级为重度退化；(3)随机选取所述高寒草原中的数十个群落，并确定所述高寒草原中的植物群落优势种；(4)采用样方法目测或针刺法确定所述步骤C3)各植物群落优势种中禾本科植物盖 度，并按所述步骤O)中的指标进行初步归类；(5)运用收获法和烘干称量法确定各群落中所述步骤( 植物群落优势种地上生物量 相对比例和可食牧草地上生物量比例，并按所述步骤⑵中的指标进行再次归类；(6)运用重铬酸钾容量法-外加热法测定各群落表层土样有机质含量分布范围；(7)将所述步骤(6)中所得的有机质含量分布范围与所述步骤O)中的有机质含量分 布范围进行比较验证，当准确率达到90%以上时即可完成界定。
2.如权利要求1所述的高寒草原退化程度的界定方法，其特征在于所述步骤O)中 的旱生或中生的禾本科植物是指紫花针茅、扁穗冰草、洽草、羊茅或披碱草。
3.如权利要求1所述的高寒草原退化程度的界定方法，其特征在于所述步骤O)中 的重度退化是指所述高寒草原已沙化或潜在沙化。
4.如权利要求1所述的高寒草原退化程度的界定方法，其特征在于所述步骤(6)中 的表层土样深度为0 20cm。
全文摘要
本发明涉及一种高寒草原退化程度的界定方法，该方法包括以下步骤(1)选择界定范围；(2)确定高寒草原退化等级的各项指标；(3)随机选取高寒草原中的数十个群落，并确定高寒草原中的植物群落优势种；(4)确定各植物群落优势种中禾本科植物盖度，并按步骤(2)中的指标进行初步归类；(5)确定各群落中植物群落优势种地上生物量相对比例和可食牧草地上生物量比例，并按步骤(2)中的指标进行再次归类；(6)测定各群落表层土样有机质含量分布范围；(7)将步骤(6)中所得的有机质含量分布范围与步骤(2)中的有机质含量分布范围进行比较验证，当准确率达到90％以上时即可完成界定。本发明方法简单、快速、准确，将使退化高寒草原的恢复治理及保护有针对性和科学性。
文档编号A01G15/00GK102138446SQ20101057733
公开日2011年8月3日 申请日期2010年12月3日 优先权日2010年12月3日
发明者叶鑫, 周华坤, 徐世晓, 温军, 董全民, 赵亮, 赵新全 申请人:中国科学院西北高原生物研究所