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土地退化是困扰中国北方草原的重要问题,由于过牧及全球气候变化的双重原因,中国草原以每年130万公顷的速度退化,造成了重大的经济损失。“以禽代畜”已被初步证实为一种可持续的草原生态系统管理方式,既能缓解草场牧压和土地退化的问题,同时又提高了当地牧民收入。我们通过位于内蒙古自治区浑善达克沙地2008年的鸡粪施肥实验和2009年的草原柴鸡(Gallus gallus domesticus)放牧实验,分别针对鸡粪堆积和鸡在野外放养的问题进行了研究。结果如下:
鸡粪使得总生物量和地下生物量降低了70%左右,但两个鸡粪施肥梯度分别提高了地上生物量7%和48%,因而羊草根冠比显著降低(P=0.004)。鸡粪使得羊草对于N和P的吸收分别提高了1.02倍和1.80倍,但是N含量平均降低至对照的87%,氮磷比也有所降低,从而加剧了羊草的氮限制。此外,鸡粪处理相较于尿素处理羊草氮素利用效率更高,因而在鸡粪处理的样方,羊草在整个群落中所占比重增加(P=0.026),而其它物种的生长不同程度的受到了抑制,长期施肥可能会引起物种组成的改变,需要进一步的研究来确保鸡粪的最优化利用。鸡粪对于土壤理化性质也有积极的改善作用,如降低土壤容重,提高土壤水分含量,提高土壤有机质含量。此外经鸡粪处理过土壤对于N的淋失也表现出了更强的抵制作用。鸡粪对于涵养土壤水分的作用大于其提高土壤N素的作用。在鸡粪的影响下,水分更多的用于蒸腾作用而较少的用于土壤表面蒸发,故羊草蒸腾作用增加同时土壤含水量仍然高于对照。虽然经化肥处理的群落地上生物量高于鸡粪处理过的群落地上生物量,但考虑化肥的费用后鸡粪更为经济,可以给牧民带来更大的收益而且同时解决了鸡舍垃圾堆积的问题。
不同时间内牧鸡取食玉米量差异及显著(P<0.001),在不断的波动下缓慢增加;补饲虫子的实验组消耗玉米量也显著低于单纯喂玉米组(P=0.007),每只鸡每天节粮1g至12g不等。补饲虫子和节粮率间有显著的正相关关系(R2=0.2914,P<0.001)。单纯喂食玉米的试验组鸡在两个月内相对生长速率没有显著区别,但喂食虫子的实验组在捕虫量较高的时期,相对生长速率速率显著提高,不仅高于同一时期的玉米组,也高于本组在捕虫量较低时相对生长速率。因而,在捕虫量高的时段,虫子组料肉比远远低于玉米组,甚至达到1.83:1,低于农区的3:1。但是草原多虫时期较短,故在整个放养期间料肉比仍然高于农区:虫子组为5.1:1;玉米组为6.5:1。放牧草原柴鸡比牧羊提高了经济效益54%;比禁牧调高了经济效益132%。虽然牧鸡降低草地地上生物量30%左右,但是其存留地上生物量是牧羊样区的3倍,维持了盖度并免于土壤侵蚀的危险。牧鸡样区根冠比较对照虽然略高,但是并没有显著的差距。群落不同类群植物对于牧鸡的反应也不尽相同,主要是十字花科和禾本科植物对于放牧反应显著(P<0.05),但牧鸡对于群落的影响要小于牧羊影响。和鸡粪处理相似,牧鸡提高了土壤含水量并降低了土壤容重,从而改善土壤的物理性质。
综上所述,草原添加鸡粪和放牧柴鸡在提高牧民收入的基础上改善了土壤理化性质,降低了传统放牧对于草地压力并且保护了环境,是一种可持续性的草地管理方式。