都兰县高寒草地的环境特点对牧草和家畜的影响

梁泽胜

青海省都兰县草原站,青海 都兰 816100

都兰县位于青海省中部,柴达木盆地东南缘,介于东经 90°29′～ 99°16′,北纬 35°17′～ 37°27′,东接海南州共和县、兴海县,南濒果洛州玛多县和玉树州曲麻莱县,西连格尔木市,北邻大柴旦镇、德令哈市和乌兰县。东西长310 km,南北宽180 km,土地面积45270 km2,约占青海省土地总面积的6%。都兰县跨柴达木盆地和昆仑山山脉2大单元地貌,整个地势中西部最低,而北、南、东渐高,海拔高度2675～5536 m,相对高度差2861 m。

都兰县共有12类草地212.65万hm2,草地类型多样、呈环状分布,由盆地最低处向四周的高山,依次为沼泽类、荒漠草原类、干荒漠类、山地荒漠类、草原化荒漠类、山地草原类(疏林类镶嵌在其中)、山地草甸类、灌丛草甸类、高寒草原类、高寒沼泽类和高寒草甸类。海拔高于3700 m的高寒草地主要集中在高寒草甸类、高寒草原类、高寒沼泽类、山地草原类及灌丛草甸类5大类上,草地面积109.21万hm2,占草地总面积的51.36%。高寒的独特环境对都兰县牲畜、牧草产生巨大影响,制约着草地畜牧业的发展。

1 海拔高度与气压的影响

1.1 海拔高度对牧草的影响

随着海拔高度的增加,太阳辐射、降水、气温和土壤微生物环境都会发生变化,草群的种类构成和生物量积累方式必定也要发生变化。因此,高海拔会通过气候因子的变化来影响植被的发育,形成高原植被景观。

1.2 气压对家畜的影响

随着海拔的升高,空气层的厚度急剧减小,空气中氧含量及气温也相应降低。通常在大气中,海拔每上升100 m,气压下降1260 Pa,而氧分压每下降160 Pa气温平均下降0.6℃。青藏高原以地势高耸著称,高海拔地区(3000 m以上)多属于牧业区,平均气压低于65000 Pa,还不足海平面气压的2/3,氧含量低。地势高、低温及缺氧构成了畜牧业生产的重要生态特征。氧气是各种动物生存的根本要素,高原缺氧,对牲畜造成一定的危害,高山不适症及高原心脏病在较大范围内危害着家畜的健康,低海拔地区的家畜在这里多有机体适应不全等表现,严重的甚至导致死亡。因此,高原缺氧是发展畜牧业的不利因素。

2 太阳辐射与日温差的影响

2.1 对牧草生物量积累的影响

都兰县高寒草地空气干燥、稀薄、透明度大,晴天较多,所以太阳辐射过程能量损耗小,直接辐射量占总辐射量的60%以上,直接辐射量年绝对值超过1000 kcal/cm2,远远高于上海和北京 40、30 kcal/cm2的辐射量。短波光(＜0.526μ)的比值大,在植物的光合作用中,短波光中的蓝紫光对形成蛋白质和脂肪有显著的作用,碳水化合物则在红橙光下形成。因此,高寒草地天然牧草营养丰富、块根作物个体大、麦类产量高,均与光照强度、光质和日温差有关。总体而言,牧草的质量比较好,但是水资源不足,限制了农牧业对光能的充分利用。

2.2 对家畜的影响

高原家畜以放牧为主,为维持热量平衡,主要依靠采食牧草和太阳光照来增加热量。高原阳光充足,太阳光中的紫外线含量较高,一般占总辐射的35%以上(低海拔地区不到10%),不仅具有强烈的杀菌作用,还可增加血液中钙、磷的沉积,对幼畜骨骼发育起重要作用。另外,日温差大是高寒地区的一个显著特点。从生物学观点来看,白昼温度高、光照强、光合作用时间长,有利于生物机能活动和有机质的制造;夜晚气温低、呼吸作用弱、养分消耗少,有利于有机质的积累。

3 气温的影响

3.1 对牧草生长的影响

多年生禾本科、莎草科牧草,日均温稳定通过0℃、土壤湿度为16%以上时,土壤仍处于昼消夜冻状态,牧草此时开始萌芽;日均温稳定通过5℃时,牧草开始返青;日均温稳定通过10℃时,牧草长势最好;日均温低于5℃时,牧草基本停止生长;气温降至0℃以下时,茎叶完全枯黄,生长完全停止。

3.2 对家畜的影响

各种家畜对气候条件的适应,都有一个基本要求和范围。气温过低或过高,不仅影响家畜的生长发育和生产力水平,而且危及畜种的繁衍和生存。高温使家畜生殖、采食停止或发生日射和热射病,温暖气候能使家畜发育加快,寒冷气候则使其生长缓慢、晚熟,相对来说,低温对家畜的影响较为严重。

春季日均温0～3℃为家畜的春乏阶段,是家畜体质最差、体重最轻时期;日均温3～5℃为其复壮阶段;日均温从5℃以上到降至0℃为其肥育期;冬季气温低于-10℃时,家畜开始消瘦掉膘。牦牛最适宜的生存环境为5～13℃,藏羊为8～22℃。藏羊在气温5～15 ℃、湿度＞50%、湿润系数＞l的夏季湿润草场,抓膘屯肥及繁殖(发情受配)性能最佳。高原牦牛、藏系羊开始增膘的肥育温度指标＞6℃,马开始增膘的肥育温度指标＞7℃,家畜增膘期是候温6℃始日至候温0℃终日(大约90～150 d)。候温-5℃是家畜开始掉膘的温度指标,候温-5℃始日至翌年候温达5℃始日的持续时期称家畜掉膘期,长达7个月以上。因此,长期低温会造成牧草营养成分降低,家畜消瘦甚至死亡,仔畜成活困难。

4 湿度与降水的影响

4.1 湿度对家畜的影响

都兰县高寒草地广大牧区气候干燥、湿度小、降雨偏少,干燥的气候环境对家畜健康较为有利(尤其是低温条件下),如藏羊和其他任何羊种,都要求较为干燥的环境。只有在高温条件下,过分干燥才会对畜体造成一定的危害,不过高温对任何家畜都是不利的。此外,家畜体热散失也与空气湿度相关,在低温情况下,潮湿空气的导热性比干燥空气大10倍,这种影响在家畜产仔季节表现最为明显。

4.2 降水量对牧草产量的影响

由于都兰县雨量不足,牧草生长受到限制,产草量低,牧草株体小,草群低矮。高寒草地半数的牧草高度不足20 cm,低草层只有3～5 cm。只有少量水热条件较好的小片天然草场,可以人工种草,许多高产的优质饲草如玉米、紫花苜蓿等,一般均不能种植,只能种植从本地野生牧草中驯化出来的禾草种类和引进的适应性较强的品种,年收获也仅1次。

牧草青草期降水量及其分配是影响天然牧草产量的主要因素,天然牧草生产力基本与大气降水量呈正比。一般在生长季的4～7月份,降水量大于200 mm,当年牧草可获丰收;降水量约200～150 mm为中等年景;降水量小于150 mm则为欠收年景。草场类型分布,同样也取决于水分条件。一般而言,年降水量在300 mm以上地区牧草生长良好;年降水量不足100 mm的地区,多为荒漠半荒漠草原。

5 灾害性气候对牧草和家畜的影响

高寒草地灾害较多,对生产危害较大的主要有干旱、霜冻、风沙和雪灾等,其他灾害如雪崩、冰雹、山洪、雷电等,不经常发生,对整个农牧业生产影响也较小。

5.1 干旱的影响

干旱是整个都兰县的主要灾害之一,各地降水变率大、蒸发强烈及供需不协调,是造成干旱的主要原因。干旱多发生于春季,出现频率大致为每2年出现1次轻旱,每2～4年出现1次中旱,每13～14年出现1次大旱。干旱影响牧草返青和产草量;影响家畜复壮、繁殖和仔畜成活;造成农业播种期推迟,贻误农时;干旱的影响往往殃及到翌年春季,造成牧草推迟返青、畜膘下降、母羊缺奶、羔羊成活率比正常年景低36%。因干旱导致牧草欠收,对畜牧业危害程度较大。

5.2 霜冻的影响

霜冻的发生与气象、土壤、地形条件及地理位置关系十分密切。高寒草地霜期早、周期长,一般情况下,随海拔、纬度增高有霜日数增加。早霜冻发生在牧草生长的后期,当气温低于-2℃时,牧草因上部枯萎生长受到影响;晚霜冻发生在牧草萌芽以后,当气温低于-6℃时,牧草受到危害。霜冻影响牧草生长,造成减产,危害很大。

5.3 风沙的影响

都兰县大风多发生于每年3～4月份,年大风最多日数可达120 d左右。风沙使土层遭到风蚀、土壤肥力下降、草场沙化、植被稀疏、产量下降;大风吹走枯草落叶,降低牧草利用率;同时使畜体营养消耗增多,造成家畜掉膘,严重者导致死亡,给畜牧业带来严重危害。

5.4 雪灾的影响

雪灾也是都兰县的主要灾害之一,多发生在每年10月至翌年4月,灾区多发生在县境东南部的高寒草地。高寒草地牧草低矮,常因降雪掩埋草场或因积雪融而复冻在牧草上形成坚硬的冰壳,使家畜无法刨食,导致家畜饥寒掉膘而大量死亡;雪灾往往来势凶猛、灾情险峻,造成家畜大批死亡;积雪多是干松雪,随劲风飞移,又往往堆积封闭峡谷、道路,使交通断绝、救援困难,更加加重了灾情的发展,使畜牧业遭到严重损失。