草地生产力测定方法
草地生产力测定方法
草地生产力是进行草地资源评价，草地生产发展规划的重要基础数据，也是草地资源生产效能的最终反映。由于草地生产是一个由牧草→家畜→畜产品的复杂的系列生产过程，其产品形态有牧草、家畜和畜产品三大类，那么相应地草地生产力也就有三种不同的表示方法：牧草生产能力——草地产草量；载畜能力——载畜量；畜产品生产能力——畜产品单位。
在草地资源动态监测中，主要进行草地牧草生产能力的测定。
1、1草地的现场取样技术
1.1.1样地
样地是用来描述与记载草地群落的生态环境、基本特征的典型地段，是进行草地定性与定量分析常用的方法。
记载样地主要是用来对草地进行群落特征分析和确定草地类型性质所用。现场取样，首先是根据草地群落的植物种类组成、结构特征和分布的均匀性确定样地面积，面积的大小，以能反映与代表所调查类型各项特征的最小面积为宜。一般的原则是，以生长草本植物为主的草地，样地面积要比木本植物为主的群落小些；群落草层低矮、结构简单、分布均匀、样地可小些，反之要大些。以往调查工作中，用于群落特征分析与记载的样地，以草本植物为主的群落，一般面积为10m×10m；在植被稀疏的荒漠和灌丛草地，样地面积可扩大到10m×100m或10m×150m。
1.1.2取样方法
在草地资源调查中，一般采用抽样调查的方法进行现场取样。常用的取样方法有两种，一种是典型取样，另一种是用概率统计的方法取样。
（1）典型取样法是最常用的方法。方法是：在确定要调查的草地类型上，选择能够代表该类型自然与经济特征的典型地段设置样地。放置的样地要求草群生长发育正常，未受或受家畜或其他活动干扰较小。
具体做法是：首先确定出样地的一个边界点，并将测绳或皮尺的一头用插钎固定，依据样地大小，圈出样地的范围。在样地圈定之后，仔细观察样地的代表性与典型性，如有缺陷，可再度移动调整。样地的数量，在一个点上一般只取一个样地，重复样地，在出现相同类型的其他地段再选取。
（2）概率取样法随机取样，系统取样，分层取样。
（3）样地形状一般采用正方形。
（4）样地面积根据草地植物种类组成和分布的均匀程度，确定样地面积。最常用的是10×10平方米，也可以用10×20平方米，10×100平方米等。
（5）样地数量一般规定为3个。
1.1.3样地的记载
有专门的表格。记载内容分为一般情况和生境特征的描述与记载，草地群落特征的调查与记载。
（1）草地环境条件的调查与记载内容
地理位置：记载样地所在的地理位置，如某县、某山、某沟，或距离某乡镇、某重要地物的某方向若干距离的某部位，如乌鲁木齐市南山种羊场谢家沟新疆农业大学教学点南l km山地。并注明样地位置的详细地理坐标。现在多用GPS定点的经纬度值。
地形与地貌的一般特征：记载地貌类型，如山地、平原、丘陵、中山上部、亚高山、高山等；大中小地形的特征，分布变化情况、海拔高程（用海拔仪或
GPS上显示的海拔高程）、坡向（分为东、东南，南、西南，西、西北，北、东北。在地形图上获取或实地用仪器确定）、坡度（用罗盘仪测定或在地形图上测定，也可以观测），坡位（脊顶，上坡、中坡、下坡，谷，平地），坡形（直线坡、凹形坡、凸形坡、复合型坡）。如山地起伏不大，坡度较小，地形分布比较规则等。
附地貌类型划分标准：
平原，它的范围一般指在人们视线（约30~50公里）范围内，地势漫平，高差很小的广阔的平坦地面，海拔一般在200米以下，相对高差在50米左右。
山地，按海拔高度、相对高度和坡度的差别，分为高山、中山和低山。一般认为：高山，海拔高度超过3000m，相对高度在1000m以上，山坡陡峭。中山，海拔高度在1000~3000m之间，相对高度为500~1000m。低山，海拔高度为500~1000m，相对高度200~500m，山坡较为平缓，与丘陵常无明显界线。
盆地，它的周围被山岭环绕，中间地势低平好似盆状地貌便叫盆地。
地表特征：记载地表的各种状况，包括土壤表面上的死覆盖物种类（森林中的落叶层、草本植物枯叶、半灌木的小枝、有机杂质、雨水或洪水的冲积物等）、覆盖面积、厚度和腐烂程度。特别要注意土壤侵蚀程度的记载，包括水蚀、风蚀、蹄蚀程度（形状、大小、分布）侵蚀原因以及散布土壤表面的各种土丘、草丘、石块、蚁塔等等的大小，数量、覆盖地面程度和所占面积的比例。
土壤名称及一般特征：记载土壤类、亚类的名称，并简要描述土壤理化特征。
土壤基质：土壤基质是土壤重要的物理特性，是荒漠类草地亚类划分的重要依据之一，现场要记载清楚。主要记载基质的类型有土质、沙质、砂砾质、砾质。
水文：记载地表水种类、来源、流量；地下水埋藏深度、储量、水质及各种水源的利用情况。
草地利用、培育状况：记载草地利用方式、季节、培育改良及利用现状，是否合理，有无退化和改良措施等。如：放牧草场、割草场、兼用草场或改良草场。
动物活动（鼠、虫类等）：主要记载其穴的数量及对草场的影响程度。动物穴数量可以分为少（个别）、较多（1~2个/100m2），很多（30~50个/100m2）和极多（>50个/100m2）。描述昆虫的基本情况（有害虫和有益昆虫要分别记录）。
（2）草地群落特征调查与记载内容
在样地内进行，一般分定性记载和定量记载。
定性观察记载的内容与方法：
草地型的确定与命名：草地植物群落特征的观察与记载是以草地“型”进行的。草地型是以群落中建群层片的建群种命名，如一个群落中共生有两个以上建群种，命名应按在群落中层次和地位的大小由上至下或由大至小顺序排列。同层建群种用“+”号相连，不同层者用“－”号相连，也可以顿号顺序排列，如：草原锦鸡儿－博乐绢蒿+镰芒针茅型或草原锦鸡儿、博乐绢蒿、镰芒针茅型。
草地群落的种类登记：登记记载样地中群落组成的植物种的名称。登记方法可按在群落中所起作用的大小顺序登记，如先登记建群种，然后再登记优势种、主要伴生种和常见成分；也可以按照植物的优势度登记；还可按草地植物生态经济类群分类登记。植物种的名称应该包括中名和拉丁名。
草地群落结构与外貌描述：包括植物季相、生活型、生活力、物候期记载等。
①植物季相描述：指植物群落季节性外貌，记载主要植物的叶、花、果与杆
的色彩组合。描述应以群落中的建群种和优势种植物茎、叶、花、果的颜色与外貌特征组合来描述，如：在低山的阳坡、半阳坡坡面上，银灰色的羊茅、针茅、新疆亚菊的草群中，随风飘扬着银白灰色的针茅穗子和点缀着新疆亚菊的黄色花朵。
②生活型的记载可按照乔木、灌木、半灌木、多年生草本、一二年生草本、苔藓地衣等进行记载。多年生草本植物是很大的一个类群，若要再进一步详细划分记载，可再分根茎草类、疏丛草类、根茎一疏丛草类、密丛草类、匍匐茎草类、根蘖草类、根颈草类、鳞茎、块茎草类等类型。
③生活力记载生活力：指各种植物在草群中生长发育的状况。通常分为三级，并可用符号表示。
强：（+ + +）生长发育良好，生长茂盛，能完成生活史。
中：（+ +）能正常生长，营养繁殖不旺，不能完成发育阶段。
弱：（+）不能正常生长发育，不能结实，植株比正常者矮小细弱
④物候期的记载指植物所处的生长发育阶段。记载应以群落中大多数个体所处物候期为准，对少数处于不同发育阶段的也应注明。通常达10%时为某一新阶段的始期，仍残存20%时为该阶段的末期。物候期一般可以划分为营养期、现蕾（抽穗）期、开花期、结实期、成熟期、休眠期、再生期和干枯（枯死）。
⑤层片与成层结构分析与记载在此项记载中，最主要的是区分层片与成层二者的概念。层片与层在具体划分中，既有区别又有联系，层片是根据植物生活型一致划分；层是根据群落中植物的高度或不同生活型植物在空间上垂直排列的结果划分。
⑥生态类型记载生态类型按水分、温度和土壤基质条件划分有：超旱生、
旱生、中旱生、旱中生、中生、湿生、水生、冷型、暖型、沙生、石生、盐生等。
在上述内容记载完毕，要采集该地区所出现植物的标本，特别是对用以草地类型命名的建群种、优势种，绝对不可漏采。
定量观察记载的内容与方法：
草地群落数量特征的测定：草地类型群落数量特征调查的内容一般包括高度、盖度、多度、频度和重量，具体方法如下：
①高度的测定与记载：现场测量植株的叶层高度、营养枝高度、生殖枝高度。一般测量植株的绝对高度。叶层高度，是指草丛叶层集中分布部位的一般高度。
②盖度的测定与记载：指植被的投影面积与地表面积的百分比。测定方法有样方法、目测法和点样法。
样方法：用一个面积为1m2并用细线分隔成10cm×l0cm方格网的样方置于草地上，按不同植物植冠投影占有的方格数统计盖度。
目测法：是在样方内直接目视估测，要求几次估测相对误差不超过5％。
点样法：其原理是在任一有限面积内，草群盖度只能有三种情况，全部覆盖、部分覆盖和全部未覆盖。当样地无限小接近一个点时，只能有完全覆盖和完全不覆盖两种情况，所以根据接触点对全部样点的比例，即可计算盖度。
在野外调查时常采用目测法进行估测。盖度分群落的总盖度和群落内个体的分盖度。分盖度：指样方内各种植物投影覆盖地表面积的百分数。分盖度之和应等于或略大于总盖度。乔木、灌木的盖度一般用郁闭度表示，常划分0.1～1十个等级。
草本、小半灌木植物，盖度用百分数表示。
③多度的测定与记载：指调查样地内各个植物个体的多少（丰富度）。测定
方法常采用目测法进行。目测法常用“德氏多度”（Drude，1913）来表示。测定以植物种分别统计，其标准为：Cop3：植株个体很多；Cop2：植株个体较多；Cop1：植株个体尚多；Sp：植株不多，零散分布；Sol：植株很少，偶见一些个体；Un：在样地中只有一株。一般禾本科丛生牧草应统计丛数；根茎型的只记株数；一年生植物只计个体数。
④频度的测定与记载：指某种植物在草地中出现的次数。对株丛较小的草本群落，一般用直径35.6厘米的样圆在调查样地内随机抛20次，统计每种植物在每个样地中出现次数，然后计算出每一个种在群落中的百分比。如果群落是由高大的草丛或灌木、半灌木组成，频度样方可适当扩大到1～10m2。
⑤重量：见下面草地第一性生产力调查。
1.1.4草地第一性生产力调查
草地第一性生产力调查实际就是调查草地植物群落的重量。技术关键：样方位置，分种测定，测产方法。
（1）样方大小：荒漠草原、草原、草甸草原、草甸1m×1m；荒漠（半灌木或小半灌木）2m×2m或4m×4m；荒漠（灌木）5m×20m或10m×10m；灌丛草地10m×10m，下层草本1m×1m。根据以往工作经验和多数的研究结果，从样方大小与产量的关系来看，在以草本植物为主组成的草地，如草甸、草甸草原、草原、荒漠草原，样地面积以lm×lm比较合适；在植被分布比较均匀情况下，也可用0.5×0.5m的样地。对植被稀疏、分布均匀，以生长半灌木为主的荒漠、草原化荒漠草地，样方以2m×2m或lm×4m为宜。草地盖度在15％以下者，样方应适当再扩大。
（2）样方数目为3～5个。样方取样，应布设在用于进行草地群落特征描述
的样地之内。取样方法，可主观取样，也可随机取样。
（3）样方形状一般采用正方形和长方形。
（3）测产时间一般为7～8月。
（4）测产方法草群的剪割方法，对于以草本植物组成的草地，规定齐地面剪割，分种称重登记，对数量较少的一些伴生种，可以按经济类群分别称重登记；以半灌木为主组成的草地，如木质化较强的驼绒藜、琵琶柴等，只剪割家畜可利用部分，茎杆木质化较弱的冷蒿、本地肤等与草本植物剪割方法相同。牧草剪下即称鲜重，称重后，取300克鲜草分别装入布袋，写明标签带回室内风干，测定牧草风干率。标签上应写明样地号、测产时间、牧草名称和鲜重。
对于灌丛草地的测定，将灌丛分为大、中、小三类株丛（株丛的分级是根据灌丛的株径，100cm以上为大丛，50～100cm为中丛，50cm 以下为小丛），并分别统计其在样方内的数量，然后在每一级中再各选出3株有代表性的株丛进行产量测定。灌木的剪割，规定只剪取家畜可采食到的当年生幼嫩枝叶和直径2mm以下的当年嫩叶。一般绵羊和山羊可以采食到1.2m高度，牛和马1.8～2.0m，骆驼可采食3.0m的高度。高大草本的剪割与一般草本植物相同，齐地面剪割。然后计算大、中、小株丛的平均产量，再乘以各自的株丛数，即得大、中、小株丛各级产量，三级产量相加，即得样方内的总产量。如若灌丛下层有草本层，其产草量测定与草本植物测定方法要求相同。样方内总产量可根据以下公式计算：
总产草量（g/m2）=灌木产量（g/m2）+（1—灌木郁闭度）×草本层产量（g/m2）本公式适用于群落中灌木郁闭地段，下层草本植物家畜不能采食到的情况下应用，如若在群落中灌木所郁闭地段，下层草本植物家畜仍都可采食，则用下式
计算：
总产草量（g/m2）=灌木产量（g/m2）+草本层产量（g/m2）（1）植物群落郁闭度、高度等测定与记载
①样方面积由于灌木和高大草本株体比较高大，在实际调查工作中，样方的面积往往是与用来对草地进行群落特征分析样地的面积大小一致，选用多大样方要视灌木的郁闭度和草丛的盖度以及分布均匀程度而定。样方的数量，一般每一草地型最少不应少于3个。
②郁闭度的测定与记载可用目估法，也可用样线法。采用样线法测定，对于初学者可以保证调查精度。其方法：是在样方内沿长边随机选择三条测线，然后用测绳或皮尺由株丛植冠的顶部通过每条线，从每条线的一端开始，观察与记载每株植冠所截长度与样线总长度的比例，再将三条线上各占比例相加取其平均值，即可得到灌丛在草地中的郁闭度是多大。
郁闭度的表示，划分为0.1～1十级。如若灌丛间还有草本植物时，则草本层仍用样方法或目估法测其盖度，并分别说明灌丛层和草本层的分盖度，而群落的总盖度可用下列公式计算：
总盖度=灌丛盖度+（1—灌丛盖度）×草本层盖度株丛数的记载：应记载每一种灌木或草丛个体在样方中的总数量。
③高度的测定以种测定平均高度，最高和最低高度。
④株（丛）径的测定与记载由灌木与草丛植冠的中段位置通过，测定平均株(丛)径、最大和最小株（丛）径。
株距的测定与记载：采用样线法测定平均株距、最大和最小株距。
（5）仪器与用品草地类型野外调查记载表、100m测绳或皮尺、尼龙或
线绳、钢丝插钎、剪刀、小秤、钢卷尺、地面卫星定位仪（GPS）、样品袋、标签。
草地类型调查基本情况、生境特征记载表
样地号：________调查日期：______年_____月_____日样地面积：______m2 调查人：_________ 地形图图幅号及遥感信息源：___________________________________________________________________
地理位置：_________________________________________________________ 海拔高度：_____________m
草地类型：（草地类、亚类名称）________________________________________________________________
植物群落名称：在复合群落中所占比例：______ % 利用方式：___________________________________________________________________________________
利用季节：___________________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________________
地貌类型：___________________________坡度：__________________________坡向：__________________
地形特征：（大、中、小地形）___________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________________
___________________________________________________________________________________
土壤类型：___________________________________________________________________________________
地表特征：（地表组成物质、死覆盖物、野生动物活动等）__________________________________________ ___________________________________________________________________________________
___________________________________________________________________________________
水文状况及侵蚀程度：_________________________________________________________________________
____________________________________________________________________________________________
植物生长发育状况（物候期、长势）及群落季相特征：_____________________________________________ ___________________________________________________________________________________
___________________________________________________________________________________
___________________________________________________________________________________
草地培育、改良及利用现状：___________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________________
___________________________________________________________________________________
人为、其他经济活动及其影响：
___________________________________________________________________________________
___________________________________________________________________________________
草本、半灌木群落结构分析表
样地号：________调查日期：______年_____月_____日样地面积：______m2 调查人：________ 草地类型：___________________________________________________________________________________
群落名称：___________________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________________
层高（cm）：Ⅰ_____________Ⅱ_______________Ⅲ________________总盖度：_____________%
草地乔木、灌木群落结构分析表
样地号：________调查日期：______年_____月_____日调查人：___________________________ 草地类型：___________________________________________________________________________________
群落名称：___________________________________________________________________________________
郁闭度：______乔木层________灌木层________ 层高：乔木层____________cm灌木层___________cm 样地面积：___________m2 密度____________m2____________株（丛）
植物记名样方频度登记表
样地号：________调查日期：______年_____月_____日调查人：___________________________ 草地类型：___________________________________________________________________________________
群落名称：___________________________________________________________________________________
草本、半灌木产量测定记录表
样地号：________ 测产日期：______年_____月_____日测产人：______________________ 草地类型：____________ 群落植被盖度：____________________% 样地面积：__________________m2
群落名称：___________________________________________________________________________________
灌木及高大草本产量测定记录表
样地号：________ 测产日期：______年_____月_____日测产人：______________________
草地类型：______________________________________________ 样地面积：__________________m2
群落名称：___________________________________________________________________________________
1、2草地产草量的计算
草地产草量是草地生产能力高低的基本指标，也是计算草地载畜量的基本依据。由于草地类型的不同，测产月份的不同，以及季节和年度的不同，草地产草量的变化是很大的。因此，正确地计算产草量是评价草地生产能力的最基本的条
件。
（1）单位面积最高月产草量的换算
全年草地理论载蓄量的计算，通常是以草地牧草生长量最高月的产量为依据。在野外调查时测定的产草量一般是当时一次性测产或最高月份产量，如果测定的产量非最高月份产量，就需要根据草地月份动态系数，换算成单位面积最高月产草量。常用最高月产草量换算公式如下：
单位面积最高月产草量（kg/hm2）=调查时实测单位面积草量（kg/hm2）÷调查时测产月动态百分数（%）。
在没有产草量月份动态系数的地区，在同一生物气候条件下，一是利用野外调查时各月测产资料进行比较，确定最高月产草量，然后换算其他月份动态系数；二是在调查年度产草量最高时期，对调查区域内主要草地类型进行一次产草量补测，求得月份动态系数；三是根据草地定位研究资料进行对比，求出月份动态系数。
最高月产草量计算程序按下表项目进行。
草地最高月产草量计算表
根据上述得出单位面积最高月产草量的基础上，再按调查地区草地分类系
统，将类型相同的样方产草量相加，求得平均数，即为该草地类型最高月产草量。
（2）季节产草量的计算
A.冷、暖季和全年总产草量的计算由于一年四季气候的变化，草地的产草量也随着季节的变化而变化。因此，计算草地产草量时，根据当地气候条件和畜牧业生产的实际情况，划分季节计算产草量，才具有实际生产意义。
计算时首先求出草地最高月份产草量，再确定冷、暖季天数，然后按照下式计算：
冷季总产草量=暖季总产草量×冷季草地保存率；
式中冷季草地保存率是指枯草期牧草保存量占草地最高月份产草量的百分比，可以参考下列不同草地类型保存率指标：
灌木草地、半灌木草地保存率为55%~60%；
根茎禾草草地和莎草类草地保存率为60%~65%；
丛生禾草草地保存率为50%~55%；
杂类草草地保存率为45%~50%。
计算出暖季和冷季总产草量之后，再乘上各自的天数百分数，即为全年总产草量，换算公式如下：
全年总产草量（kg/hm2）=暖季总产草量×暖季天数百分数+冷季总产草量×冷季天数百分数
B.冷、暖季和全年可利用牧草产量的计算可利用牧草产量是指在合理放牧利用的前提下，草地能提供的饲草量。草地类型的不同和冷、暖季家畜的采食习性的差异以及牧草本身的变化，草地的利用率也各不相同。
①草地利用率草地利用率是适宜的载畜量所代表的放牧强度。草地的表现
是即不放牧过重，也不发生退化，并能维持家畜的正常生长与生产。各类草地利用率指标可以参考以下数据：
低地草甸类60%~65%；山地草甸类60%~65%；
草甸草原类60%~65%；典型草原类55%~60%；
荒漠草原和草原化荒漠类50%~55%；
荒漠类45%~50%；沙地草地类40%~50%。
②可利用草产量的计算公式如下：
暖季可利用草产量（kg/hm2）=草地最高月份产草量×草地暖季利用率（%）冷季可利用草产量（kg/hm2）=草地最高月份产草量×牧草冷季保存率（%）×草地冷季利用率（%）；
全年可利用草产量（kg/hm2）=暖季草地可利用草产量×（暖季天数÷全年天数×100%）+冷季草地可利用草产量×（冷季天数÷全年天数×100%）（3）丰、平、欠年草地产草量的换算调查年份的产草量是某一年度的产量，必须依据草地产草量的年变化率，换算成丰、平、欠年的产草量。
①丰、平、欠年确定的依据天然草地产草量受水、热因素时空分配的影响，在年度和地区间的出现差异。因此，在计算草地产草量时，首先要确定平年降水量（多年降水量平均值）。超过平年降水量的25%为丰年，低于平年降水量的25%为欠年。
②草地产草量年变化率的确定在有年度动态产草量资料（样条和定位研究资料）的地区，根据当地多年气象资料，算出平均降水量。然后以平年降水量来衡量调查年的降水数值，经过比较和分析，确定调查年份是什么年景。再根据年度动态产草量和丰、平、欠年的降水量，确定草地产草量的年变化率。
在没有年度动态产草量资料的地区，可以按少降或多降的水量的百分比值，结合访问资料，找出年度降水量变化和草地产草量的关系，确定草地产草量的年变率。
③平年产草量的换算确定草地产草量的年变率之后，可以计算出平年产草量。计算公式如下：
平年产草量（kg/hm2）=调查年度产草量÷年变率%