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󰀁󰀁杜国祯󰀁

󰀁博士,󰀁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󰀁󰀁自然杂志󰀁29卷3期专题综述󰀁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󰀁ChineseJournalofNature󰀁Vol.29No.3󰀁󰀁ReviewArticle2.2.4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]。沈景林等[11]针对近年来高寒草地退化

问题,进行了围栏封育、划破草皮和施肥三种改良试验

研究。结果表明,施肥和围栏封育是草地改良的有效途

径。

我国在退化草地生态系统改良和恢复中主要进行

的一些技术措施包括:改良以根茎禾草为主的草原;改

良用特制的翻种机;增加施肥量;加强生物防治;实草场

承包到户责任制;用夏季草场优势,发展季节畜牧业,持

家庭牧场建设,转变传统牧业生产和经营方式;加强草

原监理制度以草定畜控制载畜量;综合改良技术,改善

草地整体结构;兴牧战略,推进畜牧业产业化生产经营;

树立草业观念;加快草地建设,提高草地的经济效益;加

大草地生态保护宣传力度等等[12-14]。

草地改良是轻度退化草地生态恢复的主要途径,草

地封育是中度退化草地生态恢复的主要措施,人工草地

建植是重度和极度退化草地生态恢复的主要手段[4,8,15]。

草地资源保护与优化利用则是草地可持续发展的必要保

障。高寒草地生态系统的资源保护与优化利用问题,是

我国生态环境建设中倍受重视的科学问题。李文龙等[16]

以甘南的高寒湿地为研究对象,采用生物控制论方法,组

建了草地资源保护模型及草地放牧系统的最优控制模

型。确定了该草地放牧系统的最优牧草资源水平和最优

控制量,提出了草地资源优化利用的管理对策与措施,为

草地放牧管理提供了优化模式和定量依据。结合国内外

退化草地生态系统的改良和恢复研究现状,以及青藏高

原高寒草地生态系统的特殊性,我们应该加强高寒草地

生态系统恢复进一步深入研究。󰀁161󰀁󰀁自然杂志󰀁29卷3期专题综述󰀁