青藏高原退化高寒草地生态系统恢复和可持续发展探讨＊武高林①　杜国祯②①博士,②教授,兰州大学干旱与草地生态教育部重点实验室,兰州大学生命科学学院,兰州730000＊基金项目:国家自然科学重大研究计划西部专项项目(90202009)关键词　青藏高原　高寒草地　退化　恢复　可持续发展 近年来,青藏高原草地生态环境安全引起人们的高度重视,但是其生态环境仍处于不断恶化的状态。

本文分析了青藏高原高寒草地生态系统的草地退化现状、退化因素和改良技术研究等,并针对其现状和恢复目标,为高寒草地生态系统和草地畜牧业的可持续发展提出了一些建议:加强高寒草地生态系统的基础研究,建立综合的草地改良和恢复技术体系,加强草地生态系统的管理,建立合理的草地放牧制度体系,并建立高效的饲草供应人工草地,在退化草地上建立集约化的高效社区模式草地畜牧业体系,改变退化草地生态功能,是实现退化高寒草地生态恢复、生物多样性保护和经济可持续发展的最佳措施。

1青藏高原高寒草地生态系统退化现状青藏高原高寒草地是世界上海拔最高、面积最大、类型最为独特的草地生态系统,自古以来就是我国重要的牧区之一,是广大藏族同胞赖以生存的基础。

其次,青藏高原是北半球气候的启动区和调节区,高寒草地生态系统是否稳定不仅对我国的东部和西南部的气候产生巨大的影响,而且也对北半球甚至全球的气候产生明显的影响。

青藏高原是我国黄河、长江等主要水系的发源地,高寒草地在涵养水源、保持水土方面发挥着重要的生态作用。

从某种意义上讲,它是黄河、长江等下游地区各民族生存与发展的根基。

高寒草地植被也是“世界第三极”地区重要的碳库,对该地区生态系统的碳源-碳库的平衡起着一定调节作用。

随着全球CO2浓度的提高和气候变化的影响,高寒草地固定碳源、影响气候变化的作用越来越引起人们的重视。

由此可见,青藏高原的环境效应不仅直接塑造了中华民族辉煌的过去,也必将继续对中华民族未来的发展和千秋万代的根本利益产生深刻的影响。

另外,作为青藏高原向黄土高原和内陆盆地的过渡,青藏高原东部的高寒草地生物资源异常丰富,蕴育着众多世界上独特的土著生物和种质资源。

高寒草地是世界唯一的高寒生物种质资源库,其生物种类丰富,青藏高原已记录的真菌5000种,维管束植物12000种,脊椎动物约为1300种,昆虫4100种。

但随着人类活动加剧以及对生物资源开发力度的加大,生物种质资源受到破坏,生物多样性降低。

因此,该地区是我国生物多样性保护的关键地区之一。

由于环境条件的恶化,资源短缺,使动植物失去生存环境,造成物种减少,生物多样性降低。

高寒草地生态系统资源丰富,草质柔软、营养丰富,具有高蛋白、高脂肪、高碳水化合物以及纤维素含量低、热值含量高等特点,是发展高原草地畜牧业的物质基础。

但是,由于长期忽视了对草地资源的科学管理,粗放经营,超载过牧,以及对草地资源不合理的开发利用,使人类生存最关键的生物多样性受到严重威胁,濒危动植物名录不断增加,许多珍稀动植物不断消失,草地植物群落结构发生变化,优良牧草丧失竞争和更新能力而逐渐减少,同时毒杂草比例增加,整个草场植被组成以家畜不喜食或有毒、有害的杂类草为优势。

可以归结为两个方面:从结构上来看,要么形成黑土滩甚至沙化,要么恶性杂草的比例增加,降低草场质量;从功能上来看,生态系统生产力降低,生物多样性和生态系统功能的严重丧失。

人类在从事社会活动过程中,其目的是促进经济的发展,但是在经济发展的现阶段,较多地运用经济尺度来衡量其活动价值,而在一定程度上忽略了生态尺度。

草地生态破坏的经济损失是难以估量的。

以青海省为例,生态破坏经济损失的18.3966亿元总值中,以草地生态破坏损失值最大,为9.7076亿元,占总损失值的52.76%[1]。

掠夺式经营、过度放牧、鼠虫危害以及人类活动的干扰,使草地严重·159·退化、沙化,森林覆盖面积减少,生产力水平不断下降,生态环境恶化,严重威胁着人类的生存和发展[1-4]。

高寒草地生态系统的结构和功能的极度受损,无疑对该地区环境与经济、社会安定造成严重隐患,同时也对长江、黄河下游地区生态环境产生深刻的影响。

如任其发展,青藏高原甚至会发展成为我国第四个沙尘源。

所以青藏高原草地生态系统的恢复和保护有着重要的生态意义、社会意义和经济意义。

2青藏高原高寒草地生态系统退化成因分析 脆弱的生态环境是青藏高原高寒草地生态系统退化的自然内营力,人为干扰和不合理利用是西部草地退化的主要驱动力,气候变暖变干是加速西部草地退化的辅助外营力[4-8]。

草地退化是草地生态系统在演化过程中其结构特征和能流与物质循环等功能过程的恶化,是生物群落(植物、动物、微生物群落)及其赖以生存环境的恶化,它既包括“草”的退化也包括“地”的退化。

它不仅反映在构成草地生态系统的非生物因素上,也反映在生产者、消费者、分解者三个生物组成上,因而草地退化是整个草地生态系统的退化。

草地畜牧业是农业经济的重要组成部分,近几年来,随着经济的发展和人口的增长,草地负荷急剧加重,不少地区在高度草地负载能力30%以上的条件下持续过度利用,致使草地严重退化.生产力水平急剧下降。

导致草地退化的因素是多种多样的,自然因素中如长期干旱、风蚀、水蚀、沙尘暴、鼠、虫害等;人为因素中如过牧、滥垦、樵采、开矿等。

这些因素常常是交互作用,互相促进,互为因果。

如开垦、樵采常导致风蚀沙化、水上流失等过程的增强,过牧会引起鼠、虫害的加剧等。

2.1自然因素2.1.1气候变化气候变化是引起青藏高原草地生态系统变化的重要自然原因,其中降水量的变化尤其重要,整体呈现干旱化的趋势。

年均气温在波动中呈现增长的趋势,特别是从20世纪80年代开始以来增温的趋势更为突出,这也从另一方面表明,由于气温变暖,使土壤水分损失增加,导致区域干旱化,进而加速草地退化的过程[28]。

2.1.2鼠害肆虐鼠害的增加,加剧了草地退化。

一是鼠类与牲畜争食牧草,加剧草与畜的矛盾。

据测算,我国青藏高原至少有高原鼠兔6亿只,每年消耗鲜草1500万吨,相当于1500万只羊的食量,造成青藏高原牲畜严重缺草[6]。

二是破坏草场挖洞、穴居是鼠类的习性,挖洞和食草根,破坏牧草根系,导致牧草成片死亡,害鼠挖的土被推出洞外形成许多洞穴和土丘,土压草地植被,也引起牧草死亡,成为次生裸地。

在青藏高原出现的黑土滩就是害鼠形成的。

据统计,黄河源头区因草原鼠害造成的黑土滩型草场退化面积已达200万公顷,部分草原已失去放牧价值。

2.2人为因素2.2.1超载放牧超载放牧是青藏高原草地生态系统退化最重要的一个原因。

草原超载主要来自两方面的因素:一是草场面积减少使草场面积的绝对量减少,二是牲畜头数的增加使牲畜占有草场的相对面积在减少。

历年来畜牧业的发展是以牧畜头数的增长为指标,不是以畜产品为准。

在这些政策和观点的影响下,我国牧畜头数较解放初期大幅度增加。

自1982年实行牲畜承包到户后,牧民群众重视发展牲畜数量,牧草在生长季被牲畜反复利用践踏,牧草得不到繁衍生息的机会,草地原生植被遭到不同程度的破坏,大量毒杂草滋生蔓延,优良可食牧草比例大幅度下降,植被盖度下降,出现了大量的裸露地和次生地。

植物群落组成结构趋于简单,土壤种子库得不到足够的补给,造成草地退化。

2.2.2草地管理制度不健全多年来牧民群众传统的逐水草而居的游牧习惯给草地退化造就了很大的潜在因素。

牧民只利用草原而不建设草原,草场是公用的,而牲畜是自己的,在草地利用上重利用,轻保护建设,长此以往使草地趋于逆向演替。

2.2.3草地放牧利用制度和畜群结构不合理在草地利用上,不合理的放牧制度,如夏秋草场因放牧时间短而利用不足,冬春草场则严重超载,导致了高寒地区草地生态系统的严重退化。

畜群结构不合理,适龄母畜比例偏低,长寿畜多,周转慢,效益低等原因,导致了草地畜牧业的低经济效益而使得牧民加大草地的载畜量来提高经济收入,最终导致了草地畜牧业发展的恶性循环。

·160·2.2.4过度开垦新中国成立以后我国人口剧增,为解决粮食问题,从而大规模开垦草地。

如青海省草原开垦面积为38万公顷[3],其中有21.25万公顷集中在青海湖环湖地区。

草地过度开垦是造成草地退化沙化的重要原因。

2.2.5滥樵乱挖青藏高原高寒草地蕴育着丰富的药用植物资源,所以人类对药用植物资源的过渡挖掘导致了草地的严重退化。

2.2.6车辆毁地在平坦草场和缓坡草地车辆可任意通行,这虽给行车带来了方便,但确也使草场受到破坏。

随意形成的道路和多条并行道,毁坏了许多可利用的草场。

以公路为中心的两侧退化和辐射性退化是高寒草地生态系统退化的一个重要方面。

2.2.7旅游业的发展近几年草原旅游兴起,旅游确实给当地居民带来了一定的经济收入,也推动了地方经济发展。

但是由于人类对草地过度践踏和旅游利用,加之管理粗放,从而造成一系列的生态环境问题。

3退化草地生态系统的改良和恢复技术研究 青藏高原草地生态环境恶化,生产力下降,生态系统和畜牧业经济的可持续性受到严重威胁。

草场退化和荒漠化是人类面临的一个非常严峻的生态问题,对这一问题的研究和试验,应该说是一个永恒的主题。

国外畜牧大国澳大利亚、新西兰、加拿大等国都曾出现草原退化,荒漠化和沙化的生态问题,只不过是引起退化的原因不尽相同。

为防止草场退化和荒漠化,许多国家采用了不同的改良草地的措施,但重点集中在农业技术措施改良。

如澳大利亚研究和应用施肥改良土地,草地全部围栏化,并在围栏地上施肥、飞播牧草,实行科学的轮牧制度,保持草地的利用和生长平衡。

日本则采用深耕播种、圆盘耙补播、旋转犁浅耕播种和畜蹄播种改良灌丛草地和林间灌丛草地。

德国草地改良的主要措施包括两方面,对退化严重或老化的草地,全部耕翻更新草地植被,通过混播豆科牧草和禾本科牧草的方法,将低劣质的牧草淘汰。

改良后的草场,主要以黑麦草、鸡脚草、苜蓿草和三叶草为主,并根据草地土壤肥力情况,有计划地增施氮、磷、钾肥,采取草田轮作和翻耕的方法保证草地更新复壮。

对退化较轻的草地利用专门的牧草免耕播种机,补播豆科牧草,这种免耕补播的方法,既不破坏原有植被又能提高牧草的产量和质量。

对草原植物不同季节生长的动力学模拟和草地生产力的模拟是国内外草业工作者研究的主要问题,目的是人为地管理草场,恢复生产力,如美国得克萨斯州Glasscock就进行了得克萨斯州南部半干旱草原的草地动力学模拟和管理对策研究,建立了在各种土壤及气候条件下,能准确模拟牧草干物质产量的草地生产力模型,为改良草地提供了良好的理论依据[9]。

因此,退化草地的改良也是我国草地生态学研究的一个主要方面,不同的学者从不同角度进行了全方位的研究,并提出了多种草地改良的技术方法,主要有:浅耕翻改良以根茎禾草为主的草原,松土改良干旱的针茅冷蒿草场,补播改良,施肥改良,除毒害草改良等[10]。