云霧山自然保護(hù)區(qū)(Yunwushan Nature Re-Serve) 中國(guó)第2個(gè)草原保護(hù)區(qū)。屬黃土高原長(zhǎng)芒草群系保留較好的典型地區(qū),,對(duì)開展草原生態(tài)系統(tǒng)的定位研究,,探索草原、畜牧,、水土保持間的關(guān)系有重要科研價(jià)值,。位于寧夏固原縣東北,為中溫帶半干旱黃土丘陵低山區(qū),。已劃定自然保護(hù)區(qū)面積1300公頃,。海拔多在1800~1900米,頂峰2148米,。年均溫6℃,,年降水量約350~400毫米,土壤主要為淡黑壚土,。有種子植物181種,,其中草本植物140多種,包括飼用植物110種,,藥用植物41種,;脊椎動(dòng)物80種。共有典型草原,、草甸草原,、荒漠草原、中生落葉闊葉灌叢和耐旱落葉灌叢等5個(gè)植被亞型,,11個(gè)重要群系,。其中以典型草原的長(zhǎng)芒草群系占優(yōu)勢(shì),為黃土高原叢生禾草草原的代表類型,。其次為百里香,、鐵桿蒿、茭蒿,、委陵菜等,。經(jīng)幾年來的保護(hù),草場(chǎng)生產(chǎn)力已由畝產(chǎn)鮮草100~150千克提高到400~600千克,是良好的常年牧場(chǎng),。
歷史
1982年,固原縣在云霧山建立了面積達(dá)4000公頃的草原自然保護(hù)區(qū),,1995年被列為省(區(qū))級(jí)自然保護(hù)區(qū),,這也是我國(guó)黃土高原建立的第一個(gè)草地類自然保護(hù)區(qū)。
地理環(huán)境
云霧山主
云霧山草原自然保護(hù)區(qū)峰海拔2128米,,山基由白云巖,、紅色砂礫組成,土壤為地灰褐土和淡黑壚土,,生長(zhǎng)草甸植被,。
自然資源
保護(hù)區(qū)內(nèi)有植物51科131屬182種,動(dòng)物40科74屬80種,,益蟲14科28種,,蜘蛛5科7種。保護(hù)區(qū)所保護(hù)的對(duì)象就是這些草原植被及其生態(tài)系統(tǒng),,包括氣候,、土壤、昆蟲,、野生動(dòng)植物,、微生物等。
生態(tài)保護(hù)
自80年云霧山草原自然保護(hù)區(qū)自然風(fēng)光代中期于日本,、美國(guó),、德國(guó)等生態(tài)學(xué)、土壤學(xué)和生物多樣性等方面的科學(xué)家開展了合作研究,,目前已成為中國(guó)科學(xué)院水利部水土保持研究所、西北農(nóng)林科技大學(xué),、蘭州大學(xué),、寧夏大學(xué)草業(yè)科學(xué)研究與研究生培養(yǎng)、農(nóng)業(yè)部狐貍野性化馴養(yǎng)和國(guó)家林業(yè)局退化生態(tài)系統(tǒng)定位監(jiān)測(cè)基地及全球氣候變化定位監(jiān)測(cè)點(diǎn),,經(jīng)過近30年的封禁和草原生態(tài)系統(tǒng)定位監(jiān)測(cè)研究,,生態(tài)經(jīng)濟(jì)社會(huì)效益顯著,已成為我國(guó)西部草原植被恢復(fù)與草原自然修復(fù)的一個(gè)成功典范,,為國(guó)家退耕還林草與地方封山禁牧工程的實(shí)施提供了重要科學(xué)依據(jù),。
天然草地自然修復(fù)成效顯著
20世紀(jì)80年代初期,在區(qū)域考察的基礎(chǔ)上,,我們提出并在我國(guó)西部寧夏固原云霧山建立了最早的典型草原自然保護(hù)區(qū),,封禁保護(hù)面積由0.23萬hm已擴(kuò)大到1 萬hm,。通過近30年封禁定位試驗(yàn),,根據(jù)草地退化程度采取封禁,、改良、補(bǔ)播等草地建設(shè)技術(shù)途徑,,使退化草地植被種類成分,、牧草生長(zhǎng)發(fā)育和草地生境條件得到了全面改善,草地生產(chǎn)力有了很大提高,,草群種類成分發(fā)生了顯著變化,。封禁初期,草原植物僅為53種,,其中灌木和半灌木占8%,,草本占92%,多數(shù)以旱生植物組成,,物種密度平均為5種/m,。隨封禁期延長(zhǎng)物種密度逐漸增加,封禁的第15年(1996年),,物種密度達(dá)到了峰值,,平均為33種/m,是未封禁的3.1倍,,草地群落物種種數(shù)達(dá)到186種,,是未封禁的3.5倍,其中灌木和半灌木占12%,,草本占88%,,多數(shù)以中生和中旱生植物組成,并出現(xiàn)大量森林草原地帶的灌木和草本植物種,。草地覆蓋度由35%提高到95%,,生物量由750提高到7560kg/hm。特別是在1986和1991年降雨量274.8mm和259.7mm的大旱年份,,寧夏固原2/3的地方由于干旱缺草造成60%~70%牲畜死亡,,但封禁保護(hù)和改良草地周圍的鄉(xiāng)村5.0~6.0萬頭牲畜得到了挽救,直接減少經(jīng)濟(jì)損失500萬元,,充分發(fā)揮了"自然保護(hù)區(qū)"和改良草地的顯著作用,,保護(hù)區(qū)生態(tài)、經(jīng)濟(jì),、社會(huì)效益顯著,,受到了各級(jí)政府及群眾的一致贊揚(yáng),得到了地方政府表彰和獎(jiǎng)勵(lì),。但封禁15年后隨封禁時(shí)間的延長(zhǎng),,物種密度趨于下降,,第24-28年(2008年)物種密度僅為19.1種/m。封禁期過長(zhǎng)因枯草層加厚而影響草地自然更新與物種多樣性增加,。草地土壤種子庫(kù)研究表明,,云霧山草地土壤種子庫(kù)在空間分布上呈現(xiàn)一定的規(guī)律性,種子密度在垂直分布上呈現(xiàn)出由表層土壤向深層逐層減少的變化規(guī)律,,水平分布上變化規(guī)律為:封禁>放牧;陰坡>陽坡;下坡>中坡>上坡,,這些均是影響群落物種多樣性增加和草地繁殖更新的關(guān)鍵問題。
通過近30年的自然封禁試驗(yàn),,明確提出草地恢復(fù)的適宜封禁期:在半干旱區(qū)森林草原地帶,,草甸植被的適宜恢復(fù)期為3~5年,方可進(jìn)行合理的放牧或刈割利用,,對(duì)利用過度退化嚴(yán)重的草甸植被在平水年需要封禁8~12年;在典型草原地帶,,草地植被適宜恢復(fù)期為5~8年,方可進(jìn)行合理刈割和放牧利用,,退化嚴(yán)重的草地植被在平水年約需封禁10~15年;在荒漠草原地帶,,草地植被適宜恢復(fù)期為10~12年,方可進(jìn)行合理的刈割和放牧利用,,退化嚴(yán)重草地在平水年約需封禁15~20年,。這一結(jié)論通過多年的試驗(yàn)驗(yàn)證,已建立了示范樣板,,為同類型區(qū)天然植被恢復(fù)利用提供了重要科學(xué)依據(jù),。
封禁草地自然演替過程與規(guī)律
通過近30年的封禁試驗(yàn),首次劃分了草地植被恢復(fù)與時(shí)序演替過程,,分為五個(gè)階段:第一階段為種群持續(xù)增長(zhǎng)聚集階段,,即在封禁的1~3年內(nèi)以本氏針茅鄉(xiāng)土種為主的建群種與其它優(yōu)勢(shì)種、伴生種和偶見種不斷適應(yīng)新的生境,,各項(xiàng)生長(zhǎng)指標(biāo)穩(wěn)定增長(zhǎng);第二階段為種間激烈競(jìng)爭(zhēng)階段,,也是封禁的第4~9年,植物數(shù)量大幅度增長(zhǎng),,并適應(yīng)了新的生境,,且相互展開了激烈的種間競(jìng)爭(zhēng)與自然選擇;第三階段為建群種加速恢復(fù)演替階段,即封禁的10~15年,,植物在激烈的種間競(jìng)爭(zhēng)中"物競(jìng)天擇,、適者生存",本氏針茅形成明顯建群種,,并不斷加速種群自身的恢復(fù)與擴(kuò)展, 且已達(dá)到"亞頂極";第四階段為建群種的定居生長(zhǎng)階段,,封禁的16~21年本氏針茅種群個(gè)體數(shù)量的變化基本穩(wěn)定在19株/m,占群落總數(shù)的90.5%,,已達(dá)到"亞頂極";第五階段22~28年本氏針茅種群的生長(zhǎng)繁殖受枯草層的影響,,個(gè)體數(shù)量急劇下降,,優(yōu)勢(shì)種大針茅種群的數(shù)量巨增,密度為16~26株/m,,有替代本氏針茅的趨勢(shì),。同時(shí)在草原群落生長(zhǎng)的溝道還出現(xiàn)大量的中生灌木,多為森林草原區(qū)成分,,已由草原群落坡下部的陰坡或半陰坡以片狀分布,,逐漸向草原腹地呈零星狀入侵,,使草原群落的演替進(jìn)入了一個(gè)重要的階段,,形成了一個(gè)明顯的拐點(diǎn),直到封禁的第28年物種豐富度仍保持在148種,,具有典型草原群落向森林草原群落類型演替發(fā)展的趨勢(shì),。
封禁草地適度刈割利用技術(shù)
在黃土高原典型草原地帶,通過不同刈割強(qiáng)度試驗(yàn),,表明適度刈割可使草地保持較高的物種多樣性和生產(chǎn)力,,并能促進(jìn)草地物質(zhì)平衡及良性循環(huán),為封禁草地的合理刈割利用提供了重要依據(jù),。