内蒙古气象 文章编号:1005—8656(2011)04—0040—04 2011年第4期 不同草原类型天然牧草生长发育气象条件分析 剥、志强 ,孑】、志刚 ,杨俊远。 (1.阿拉善盟气象台,内蒙古巴彦浩特750306;2.阿左旗气象局,内蒙古巴彦浩特750306;3.包头市气象局,内蒙古包头014030) 摘要:通过对内蒙古草原3种不同草原类型,牧草生长发育过程和气象条件关系的分析研究,得出:主要牧草 各发育期所需≥O℃积温变幅值和天然牧草各生育期所需热量;牧草返青与黄枯期主要取决于温度状况,而与水分 关系较小;利用前10灭的平均气温可以判断某生长期的发育进程;牧草对水分的需求主要体现在生长盛期,在典 型草原和荒漠区更为明显,适当的干旱可使牧草有早熟现象;牧草的产量主要取决于水热搭配状况,通常情况下 水分是典型草原 荒漠草原牧草产量的因子,热量可成为草甸草原的凶子。旬降水量草甸草原达40ram、 典型草原达30ram、草原化荒漠达lOmm,产量有明显增加。 关键词:天然牧草;生长生育;气象条件;分析诊断 中图分类号:P426.4+2 文献标识码:A 引言 1不同草原区优势植物基本特性 气象条件是决定植物生长发育的环境冈子。天 然牧草的生长发育过程是牧草本身的生物学规律 1.1 草甸草原区 资料来源于呼伦贝尔市畜牧气象试验站(109。 49 E、48。48 N),该站年平均i>0oC积温2280 ̄C,无霜 期l20d,观测的牧草为羊草、贝加尔针茅、早熟禾和 花苜蓿。 所决定的_1]。气象条件特别是水分和热量分配特点, 埘植物种群的形成具有地带性气候的指示特征,地 带性气候条件划定了牧草生长区域的基本范围.并 在很长时期内保持相对稳定口]。气象条件年度间的 差异,水热条件组合的波动,造成了牧草生长发育 (1)羊草(Leymus chinensis(Trin.)仡咖:旱生一 中旱生根茎禾草,常组成辽阔的羊革草原群系,是常 见的建群植物或优势种。 定量性确定的困难,特别是降水量,但亦有一定的 规律可循。对牧草生长、发育节律、所需气象条件进 行分析诊断,有助于了解牧草的发育节律,对牧草 的品种 划和牧草种的选育有很大的帮助 ] 天然 牧草生长的草原区气候条件变幅大,形成牧草发育 (2)贝加尔针茅(Stipa baicalensis Roshev):多年 生密丛型中旱生草本植物,草甸草原植被的黍要建 群种,常形成贝加尔针茅革甸草原群落。 (3)早熟禾(Poa aemIeuca&eud):多年生草本中 期生态幅度较宽的特点。不同年份气象条件的差 异,造成了牧草物候期出现早晚的不稳定性_4]。因而 对牧草生长过程的气象条件进行诊断,以判断牧草 生长状况.在生产实践中具有重要的现实意义 、 生植物草甸草原的常见伴生种。 (4)花莒蓿:多年生草本豆科牧草,营养价值高, 是草原上常见的伴生种。 1.2典型草原区 内蒙古草原幅员辽阔,气象条件差异很大。热 量分布从东向两递增,降水量则从东向两递减。植 物的分布受水热条件的有明显的差异。本文利 用呼伦贝尔市(革甸草原区)、锡林郭勒盟(典型草 原区)、阿拉善盟(荒漠区)畜牧气象试验站二十多 年的牧草发育期和相应的气象观测资料,分析了不 资料来源于锡林郭勒盟畜牧气象试验站(116。 15"E、43。57 N),该站年平均≥0℃积温2725.2Y:,无 霜期156d,长年观测的牧草为羊草、克氏针茅、糙隐 子草、黄蒿。 (1)羊草(Leymus ch锄ensis mi..)Tzve1):旱 生一中旱生根茎禾草,常组成辽阔的羊草草原群 系.是常见的建群植物或优势种。 (2)克氏针茅(Stipa krylovii Roshev):多年生密 丛旱生革本植物,为中部草原区典型草原的建群种。 同草原气候 带牧草生长发育与气象条件的关系.提 出了不同发育阶段的热量、水分需求和诊断指标. 为判断牧草生长状况提供依据和方法 201 1年第4期 内蒙古气象 生灌木.是荒漠区的主要建群种之一 4l (3)糙隐子草(CleistogelleS sqtlaITOSa fTrin.) Keng):多年生小型丛生草本植物,典型草原旱生 种,常组成群落下层的小禾草层片,常见伴生优势 植物。 f4)黄蒿(ArtemisiaseopaHaWaldst.EtKit):一年生 草本,中生杂草多散生或形成小群聚。 1.3荒漠区 (4)白刺(NitraHa Tangutomm):肉质叶旱生灌 木,景观作用十分明显,常见于覆砂地。 2牧草生长发育的气象条件分析 内蒙古草地属温带草原类型。主要由旱生多年 生草本植物组成植物群落。气候因素是决定牧草生 长的基本冈素。气象 素影响不同草原类型的形成, 而不同草原类型中牧草物种的比例可以作为气候的 指示植物。如草甸草原的羊草、典型草原的克氏针 茅等。气象阕素对植物生长发育过程的影响主要是 指光热水的组合状况.它不仅影响牧草的产量也影 响牧草的质量。 2.1 牧草生长发育的热量需求与分析 资料来源于阿拉善盟锡林高勒畜牧气象试验 站(105。23 E、39。05"N),该站年平均≥0℃积温 3800 ̄C.无霜期176d,观测的牧草为霸王、红砂、狭 叶锦鸡儿、白刺。 (1)霸王(ZygophyllHlI1 Xanthoxylum):肉质叶旱生 灌木.有明显的景观作用,是荒漠主要建群植物之一。 (2)红砂(Reaumuria Soongonca):泌盐超旱生小 热量是牧草生长发育的基本气象要素,每个生育 期对热量都有一定的要求.通过观测资料分析得出了 灌木,可构成地带性群落类型。 (3)狭叶锦鸡儿(Caragana Stenophylla):具刺旱 表1 草原类型 植物名称 羊草 贝加尔针茅 草甸草原 早熟禾 2 0~40 2 0 0~220 主要牧草各发育期所需≥0℃积温变幅值f见表1)。 内蒙古草地地带性牧草不同发育期≥0℃积温统计 返青 6 0~8 0 6 0~9 0 展叶 70~1 00 1 00~20 0 抽穗 3 5 0~4l 0 1 000~1 1 00 3 2 0~40 0 开花 2 5 0~2 80 2 7 0~3 00 31 0~420 籽实成熟 7 50~81 0 4 7 0~5 6 0 3 5 0~450 返青一籽实成熟 1 500~1 5 5 0 1 9 2 0~1 9 70 1 0 00~11 0 0 花苜蓿 羊草克氏针茅 典型草原 糙隐予草 黄蒿 霸王红刺90~2 0 0 4 0~7 0 3 0~60 1 00~22 0 6 0~I 50 l 0 0~160 90~1 2 0 1 0 0~1 80 5 6 0~8 0 0 1 400~I 9 0 0 1 60 0~1 80 0 1 3 5 0~I 4 5 0 7 40~9 00 2 3 0~300 5 30~9 00 4 5 0~7 50 1 000~2 300 11 0~2 40 1 50~2 50 1 7 0 0~2 00 0 81 0~1 0 3 0 8 20~1 2 70 45 0~56 0 1 0 0~1 6 0 42 0~4 70 8 5 0~I1 5 0 4 3 0~8 5 0 1 0 0 0~1 1 5 0 1 7 2 0~200 0 21 00~21 50 2 3 0 0~2 7 0 0 21 0 0~250 0 2 5 00~26 5 0 1 40 0~1 600 l1 00~1 4 5 0 3 2 0 0~35 00 1 0~40 40~7 0 4 0~6 0 6 0~8 0 1 20~l 7 0 6 0~11 0 1 0 0~2 30 9 0~3 0 0 40 0~5 50 荒 漠 红砂 猫头刺4 0~8 0 5 0~80 400~9 50 800~1 0 50 1 3 00~1 7 0 0 从表1中可看出.牧草各发育期要求的温度变 幅较宽.这是牧草长期适应于当地气候的结果。不 750 ̄C,贝加尔针茅为370 ̄C,是羊草的一半左右。南 此可知不l司牧草种的生长速度对温度的要求有所不 同.,通常情况下,草甸草原羊草占草原牧草群体产 量的20%以上.在典型草原则为10%左右,说明羊 同牧草种类对温度的要求差异很大,而不同草原区 的同一种牧草,例如羊草,凶生长在不同的气温条 件下各生育期所需的积温也会发生变化,说明植物 的习性在… 定的温度范围内是可以自身调节的。荒 漠植物的变幅比草甸草原、典型草原植物变幅大, 草在低温下生长较好。不同草原带的牧草对温度的 要求差异更大,草原化荒漠植生的白刺开花前所 需≥10 积温为1340"C,草甸草原的贝加尔针茅仅 需370 ̄C,不足白刺的三分之一。 不『西J的牧草和不同生育期所需的积温值不同。表 2中 为某生育期出现前10天的平均气温,∑ lO ℃是某生育期出现的≥10cCI的活动积温.S为均方 差。从表中可以看出牧草生长到某一生育期需要有一 定的温度积累。热量与植物返青有很好的相关性。 说明荒漠地区 气候变幅大而使荒漠植物具有更 强的适应能力, ,牧草生长的适宜温度随牧草种类而异,在禾本 科牧草的生长时段,对温度的要求也有差异。如草 甸草原羊草抽穗前≥l0℃的积温为200 ̄C,而贝加尔 针茅为430 ̄C,是羊草的二倍多。抽穗到开花羊草为 42 表2 植物名称 内蒙古气象 天然牧草各生育期所需热量 返青期 ∑,≥10。C 2011年第4期 抽穗期 T ∑ ≥10℃ 开花期 成熟期 , 黄枯期 , 羊草 7.0 1.5 ¨9.2 28.4 l7.0 2.2 l95.6 57.7 贝加尔针茅 5.3 1.0 106.5 24.0 l7.5 0.9 432.5 70.4 克氏针茅量 4.9 2.4 82.9 24.2 16.2 1.5 2l6.2 73.4 糙隐子草 6.6 1.2 169.8 53.7 l0.6 L_3 390.5 200.7 霸王 5.5 0.4 70.2 22.8 16.9 1.4 247.0 32.7 白刺 10.4 208.4 l6.8 256.1 考虑到牧草各生育期所需积温的变幅较宽,且某 时段温度对牧草生长具有滞后性,冈此,利用牧草各 生育期出现前10天的平均气温和≥l0℃的活动积 温,对照表2可以诊断和分析气象条件的适宜程度。 2.2牧草生长发育的水分需求 表3 1984、1985年羊草生育期对照表 展叶 年份 抽穗 开花 成熟 内蒙古草地属温带草原类型,主要由旱生多年生 草本植物组成植物群落。通过分析发现,生长盛期牧 草与降水量呈正相关。草甸草原旬降水量40ram以 上.典型草原30mm以上牧草生长明显,低于此标准 总之.天然牧草各生育期出现的早晚和延续期 取决于综合的气象条件。一般天然牧草的返青和黄 枯主要取决于热量条件.而其他生育期则与综合气 象条件有关。 2.3从气象条件诊断牧草生育期的产量 天然牧草生长,长期适应当地的气象条件,其生 牧草生长缓慢或无增长量。而在荒漠地带,/日J降水量 达lOmm牧草既有明显的生长,这对了解不同气候区 牧草生长的水分需求与亏缺诊断具有苇要的意义。 通常在牧草返青期,由于土壤冻融交替地下水 汽上升到地表层,使土壤中含存较多的水分,缺水 对牧草返青影响不大.但个别年份当土壤湿度在 育期发育与产量形成有其自己的生物学规律 ]。根 据牧草各生长时段气象条件的优势,来诊断牧草的 产量状况,具有十分蕈要的意义。 30%以下时有延缓返青的现象 1。在内蒙古草原牧 区,春季牧草返青时正值土壤解冻,土壤水分比较 由于天然草场牧草种类很多,每一种牧草的生 育期随气象条件的不同而差异较大,很难用某种牧 草的物候期全面准确地反映草场的综合产量,故在 本项研究中采用了按生长时段来分别诊断产量的 充足.决定牧草返青的关键冈素是热量条件。牧草 返青后土贮水不断消耗,降水的多少对牧草生长发 育产生一定的影响。适当的缺水可使牧草出现早熟 现象,如1984年与1985年两年同期热量、水分条 件相差甚小,羊草的展叶、抽穗、开花期均相差两天 (见表3),但1985年成熟期前的水分状况较差,导 方法。根据天然牧草生长的特点,将其生长过程划 分为三个阶段:生长初期(返青一5月下旬),生长盛 期(6月上旬至7月上旬),生长后期(7月中旬至8 月中旬)。 根据上述生长阶段划分。本文以革甸草原天然 牧草各生育阶段的平均气温及水分条件与产量净 致了早熟现象。克氏针茅也有类似的现象,如1987 年与1990年相比.1990年克氏针茅在成熟前较为 干旱,使成熟期提前一个月。在极个别的年份,水分 严重的不足也有导致牧草停止生长。延缓发育期甚 至死亡的现象。 增值为例,做了相关分析(见表4)。 2011年第4期 表4 水热条件与△ 相关统计表 生长期 生长初期△∥ 旺盛生长期生长后期 △ r 0.8 4 9 9 0.0 7 1 6 一0.2 l 5 2 内蒙古气象 43 都有其自己所需的气象条件范嗣,利用气象因素可 以对不同草原类型和牧草的发育期进程进行评判。 △∥ 不同发育期对水热的敏感性不同。牧草返青与黄枯 期主要取决于温度状况,而与水分关系较小:利用某 一生长期前10天的平均气温可以估算牧草发育进 程,效果较好:水分对牧草的影响主要在生长盛期. 注:△ 为某旬产董增值,l 为前旬平均气温。R为越旬降水量。 在典型草原和荒漠区更为明显,适当的干旱可使牧 草有早熟现象:牧草产量主要取决于水热搭配状况, 通常情况下典型草原与荒漠草原水分是产量的 因子。革甸草原热量可成为阶段性冈予:旬降水 量草甸草原达40mm、典型草原达30mm、草原化荒漠 达10mm时.产量有明显增加。这些结论对判别和评 价牧草各生长发育阶段气象条件的适宜性,指导牧 气象、l 务和牧事活动有一定的参考价值。 参考文献: [1]冯秀藻,闵庆文.一个用于反映天然牧草生长规律的综合农业气 从表中可以看出,草甸草原区牧草生长初期的 产量与热量条件关系较好,这是因为牧草生长初 期.土壤有秋冬季贮存的水分,日照充足,能够满足 牧草生长的要求,温度较低且不稳定成为牧草生育 的因子。进人生长盛期.温度较高可满足牧草 的生长,水分又成了牧草生育的因子。牧草生 长后期已进入成熟期.生长缓慢。热量与水分对产 量的影响都较小,当气温下降到2℃以下时,大多牧 草已开始枯黄,产量也随之降低。 在典型草原区荒漠区热量较为充足,牧草返青 后产量主要取决于水分蒸发,对牧草生长的影响表 现为负效应。 在荒漠区杂类草以短命植物为主.这类草对水分 象指数『JJ,中国农业气象,1994,15(2):47—49. [2]徐德源.牧草生长发育和产量形成与气象条件的关系[J1.南京气象 学院学报,1994(增刊1:26—28. [3]田宏,张德罡.影响牧草植物量形成的因素明.草原与草坪,2003 (3):15—18,22. [4]梁春成,梁云,陈洁,等.天然草场牧草干旱指标探讨lJ1.中圉农业气 象,1999,20(3):5-6. [5]王英舜,杨文义,贺俊杰,等.草原于旱对天然牧草生长发育及产 利用率极高,水分好牧草迅速萌发生长完成其生育过 程,产量明显增加,反之则明显下降甚至不生长。 3结论 量形成的影响∽.气象,2001,27(2):l2一l5. [6]毛学诗,朱庆斌.天然牧草产量与气象条件的关系lJ1_中国草原, 天然牧草的生态幅度较广,各种牧草生育生存 所需的气象条件较为复杂。不同的草原类型和牧草 1983(4):33—35. Analysis On Meteorological Condition of G rowth and Development of Different Prairie Type Native G rass Sun zhigang ,Sun zhiqiang2,Yang junyuan (I.Alxa meteorological Bureau,Inner Mongolia Bayanhot 750306;2.Alxa Le ̄t Banner meteorological Bureau,Inner Mongolia Bayanhot 750306;3.Baotou Meteorological Bureau,Inner Mongolia Baotou 014030) Abstract:Based on the analysis of the forage grass growth and development process,and the meteorological condition re]ations of three kinds of different prairie types in Inner Mongolian.Main fox’age grass variOUS development periods that need≥0 the aceumulated temperature and energy were acquired.the forage grass turns green and yellow period were mainly decided by the temperature condition,but were small with the moisture content relations,the growth and development course of some vegetal period could be judged using previous ten(1ay of average ternperatures of growth advaneement,the moisture demand was in the growth prime season,was more obvious in the typical praiire and wilderness area,the suitable drought could enable the forage grass to have the precocious phenomenon;The forage grass output was mainly decided by the water hot matching condition,the moisture content was restriction factor on typical prairie and wilderness praiie grasrs crop under normal case,the quantity of heat may become the meadow praiire the restriction factor.The ten—day period precipitation reaches 40ram in meadow steppe,30ram in typical steppe,lOmm in steppiifcation desert,the output had increases obviously. Key Words:native grass;growth and development;meteorological condition