气象条件对天山北坡中山带天然牧草产量的影响
​陈亮
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​陈亮,. 气象条件对天山北坡中山带天然牧草产量的影响[J]. 气候变化研究,2024.4. DOI:10.12721/ccn.2024.157033.
摘要: 分析牧草主要生长期气温、降水、日照时数观测资料及牧草长势,得出牧草生长前期受温度影响较大,后期降水、日照影响相对较重要,为草原的保护和开发利用提供参考。
关键词: 牧草;气温;降水;日照
DOI:10.12721/ccn.2024.157033
基金资助:

牧草是发展畜牧业的基础,也是发展畜牧业的主要限制因素。牧草产量的形成和品质的优劣与气象条件有密切关系。牧草返青的早、晚,生长的高、矮以及开花、结籽、产量的多少都不同程度地受到气象条件的制约。 因此,认识天然草场与气象条件关系的规律,是研究草原畜牧业的基础,也是防止草原退化,沙化以及保持草原生态平衡和良性发展的基础。

1概述

乌鲁木齐地区草地类型丰富,从北部准噶尔盆地南缘至南部和东北部高山,随着热量和水分条件的垂直分异,依次发育形成了荒漠、荒漠草原、山地草原、山地草甸以及高寒草甸等草地类型,现有各类天然草场9.5×106hm2,占全市总面积的66.9%。天然草场不仅是乌鲁木齐市草原畜牧业的重要载体,更重要的,它还是乌鲁木齐市脆弱的生态环境保护的天然屏障。随着草地畜牧业的迅速发展,天然草地所承受的放牧压力不断加大,造成了草地的持续退化,不仅使草地面积减少,草地沙化面积增多,产草量下降,牲畜可食用牧草减少,不可食毒杂草类快速繁衍,亦使牧草饲用品质发生变化。

本文使用乌鲁木齐市牧业气象试验站自动气象观测数据、牧草生长状况及生长量监测数据,分析中天山北坡中段典型草甸草原天然牧草生育期内气象条件和气象灾害对其产量的影响,从而为牛、羊等牲畜合理的利用草地资源、以草定畜的合理放牧体系建设以及打草时节选取提供极其重要的依据。

2天然牧草生长与气象条件的关系

牧草高度取决于牧草生长期温度的影响,气温越高,≥0℃的积温就高,牧草长势好产量高;降水对于牧草高度也具有重要影响,降水适宜促进牧草生长,牧草较高,降水不足无法满足牧草正常生长发育需求时,生长受阻,牧草枯黄期提前,株高偏低,造成减产,同时降水过多,阴雨寡照导致气温下降,牧草生长期所需热量减少,也会抑制牧草发育进程,致使牧草产量下降。

牧草从返青至停止生长的整个过程中,地上生物量随时间变化符合logistic曲线,热量和水分条件起着十分重要的作用。

2.1 热量条件分析

温暖湿润的气象条件有利于牧草茁壮成长,其中温度是影响牧草生长的重要因素。在温度合适的条件下,牧草会快速吸收水分和养分,促进生长。当温度高于30℃或低于5℃时,牧草的生长会受到影响。此外,温度波动也会影响牧草的成长和产量。当气温稳定通过5℃时牧草开始返青,4月中旬左右牧草进入返青期。当气温降至5℃后牧草开始黄枯,从返青到黄枯需要5℃以上的积温1600~2000℃。返青后5℃以上的积温达到1844℃时,牧草产量2145kg/hm2为最高值,此时大约在8月中旬前后,牧草进入844℃时,牧草产量2 145kg/hm2为最高值,此时大约在8月中旬前后,牧草进入成熟期。

2.2 水分条件分析

充足的雨水是牧草生长的保障。在适宜的气温条件下,充足的雨水可以满足牧草的生长需求。如果缺水,牧草的生长速度会减缓,产量也会受到影响。

2.2.1返青期

水分条件是影响天然收草生长最重要的因素。返青期降水量为15.0 mm ~57.1mm,春季积雪融化,土壤解冻,土壤湿度达到70%,一般年份都能满足牧草返青的需要。

2.2.2抽穗期

根据牧草抽穗期气候观测资料分析,6月中旬牧草陆续开始抽穗,最早为6月8日,日平均气温18. 0℃,最晚为7月10日,日平均气温13. 6℃,返青至抽穗期降水量最多为232. 0mm,最少为97. 3mm。牧草抽穗期平均日照时数最少为2. 4h,平均在9. 0h以上,最多达到13. 1h。在充足的气候条件下,牧草生长迅速,抽穗期株高最高达到51cm,最低株高23cm。

2.2.3开花期

牧草在7月初开始进入开花期,最早在7月初,最晚在7月底。抽穗至开花期日数为15 d ~32d,期间≥10℃积温为278. 4℃~573. 1℃,总降水量27. 2 mm~140. 7mm;开花期平均日照时数最少为2. 6h,最长为13. 1h。牧草开花期株高为49cm~87cm。

2.2.4成熟期

牧草在8月中旬以后进入成熟期,最早在8月中旬,最晚在9月中旬;牧草开花至成熟期,≥15℃积温在322. 0℃~686. 0℃,总降水量为29. 3 mm ~145. 2mm;成熟期平均日照时数最多为11. 8h,最少为3. 1h,株高最高达118mm,最低63mm。

2.2.5枯黄期

牧草从9月中旬后进入枯黄期,最早在9月中旬,最晚在10月初;牧草开花至成熟期,≥10℃积温在54. 1℃~591. 6℃,总降水量为1.1 mm ~36.0mm;枯黄期平均日照时数开始减少,最少为1. 6h,最多为11. 5h,该时期株高在60mm以上,最高为90mm。 

2.3 光对牧草生长发育的影响

阳光是促进牧草生长的关键。太阳光合作用是植物生长的能量来源,也是牧草中营养物质的合成源之一。在适宜气温的条件下,足够的阳光可以促进牧草生长。然而,过度的阳光和曝晒也会对牧草产生负面影响,导致牧草的水分流失过多,产量下降。太阳光的强弱直接影响植物的光合作用。波长大于0. 76μm的红外线,虽然不能直接为牧草所利用,但也能产生热效应,维持近地面层的温度。紫外线中波长较长的部分能使牧草矮化和叶片变厚,其余的紫外线具有杀死病菌和微生物的能力,还能提高种子的发芽率。

2.4风对牧草生长发育的影响

风作为生态气候因子,对牧草生长发育起到有利和不利两方面的作用。有利方面,风帮助一部分牧草传播花粉和种子,使之在草场上世代繁衍;同时,光合作用所需的原料~二氧化碳也靠风力运送。不利方面,风力加大牧草水分蒸腾,造成生理干旱。大风甚至移动沙丘,覆盖草场,加速草场沙化,使草原生态系统失去平衡。

3 牧草生长发育与气象条件的关系

通过对天然牧草各生育期对应气象条件统计分析得出: 6月抽穗期,2016年6月平均气温15. 2℃,气温高进入抽穗最早,且该时期降水量在150mm以上,降水适宜,日照充足,因此该年份牧草株高达到50cm;2015年成熟至枯黄期气象条件与其他年份相比,气温偏低,积温相对偏少,降水偏多,日照少,低温阴雨寡照导致牧草长势差,枯黄期株高仅60cm。总的看来。温度是影响牧草前期生长的主要气候因子。降水量决定了牧草中后期高度。以6、7月降水量最为重要。

4 结论

温度、降水和日照是乌鲁木齐牧草生长期主要气候因子,温度对牧草返青期影响较大,生长中后期降水量是决定牧草高度的主要气候因子。随着全球气候变暖,气温也趋于升高,降水时空分布不均,易出现旱涝灾害,对牧草正常生长发育不利,同时还会引发草原虫鼠危害,因此要结合天气预报,根据当地牧草长势,合理的轮牧、放牧,及时开展干草贮备生产,做好草原生态环境保护。

5参考文献

[1]汪青春.牧草生长发育与气象条件的关系及期货年景研究[J].中国农业气象,1998(3).

[2]郎亚斌,薛淑琴,赵晓英,等.影响牧草生长发育的气象条件[J].现代农业,2008(8).

[3] 姚玉壁,张秀云,段永良.亚高山草甸类草地牧草生长发育与气象条件的关系研究[J].草业科学,2009,3(3):43-47.

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