生态恢复是促进退化草地生态系统可持续发展的重要途径,恢复的方法取决于草地退化的程度。首先需要我们对尚未退化的草地进行合理的生态系统管理,根据不同的土地类型制定不同的放牧利用政策,控制草地载畜量,实行草地的合理放牧管理。对于轻度退化的草地,应及时排除导致草地退化的因素,并进行适当的草地封育管理,使其自然恢复。对于严重退化的草地,自然恢复比较困难,可以通过人工辅助和干预进行恢复。在恢复实践中我们应该倡导遵循自然规律,了解恢复区域周边草地群落的组成、结构及土壤条件,以施肥、人工补播和草地建植、灭鼠等为辅助手段,开展可持续生态恢复治理。
过度放牧是导致天然草地退化的主要人为原因,而围栏封育可以有效地降低食草动物对草地的啃食压力,有利于草地生态系统稳定及生产力的自然恢复。即在一定时间内,以围栏等设施将草地保护起来,不加利用,使牧草恢复生长,以利种子成熟,加强繁殖能力,改善草地植被,提高其产量和质量。通过草地封育“休养生息”的手段,使刚出现退化现象的草地逐渐实现自然恢复。这一措施也称为封山育草、封滩育草、封坡育草等,适用于大面积的天然草地,尤其是高寒草地、荒漠、半荒漠和干旱草原区。
围栏封育 周华坤 摄
草地补播是在不破坏或少破坏原有植被的情况下,播种一些适应性强、有价值的优良牧草种子,以便增加草地的植物种类成分和草地的覆盖度,提高优良牧草的产量和品质,提升退化草地生产力和物种多样性。草地补播是更新、复壮草群的有效措施之一,比较适合中度退化草地的恢复。
禾本科和豆科牧草混播 周华坤 摄
施肥是将肥料施于土壤中或喷洒在植物上,提供植物所需养分,并保持和提高土壤肥力的一种农业技术措施。施肥的主要目的是增加作物产量,改善作物品质,培肥地力以及提高经济效益。因此,合理和科学配比施肥是退化高寒草甸土壤和植被可持续性恢复的主要手段之一。草地退化过程中草地生态系统的能量平衡被破坏,草地的营养输出大于输入,我们可以通过施肥,改善土壤养分状况,直接供给退化草地植被所需营养,大幅度提高牧草产量,恢复其生态功能,达到恢复退化高寒草地植被的目的。
土壤退化首先是肥力的下降,牧草失去了赖以成长的物质基础,在与毒杂草竞争营养资源过程中处于劣势,造成草地上毒杂草蔓延。同时,毒杂草比例增加,其对土壤环境的局部改造也影响了牧草的生长,形成了一个草地退化的恶性循环,影响着退化草地的恢复治理。例如,狼毒、甘肃马先蒿、铁棒锤( Aconitum pendulum )、细叶亚菊( Ajania tenuifolia )、昆仑蒿( Artemisia nanschanica )、黄帚橐吾( Ligularia virgaurea )、青海刺参( Morina kokonorica )、黄花棘豆( Oxytropis ochrocephala )、钝裂银莲花( Anemone obtusiloba )、白苞筋骨草( Ajuga lupulina )、乳白香青( Anaphalis lactea )、矮火绒草( Leontopodium nanum )等是三江源地区退化草地中主要的毒杂草种类,加强这些毒杂草的有效防控是草地退化治理中的关键措施。
毒杂草的防除措施有人工除杂、机械除杂和化学除杂三大类。人工除杂主要通过手工拔除杂草和使用简单农具清除杂草。机械除杂使用畜力或机械动力牵引的除杂草机具,一般在作物播种前或采用条播种植的苗期进行机械覆土,以控制杂草的发生与危害。化学除杂根据作用方式不同,除草剂可分为选择性除草剂(在一定环境条件与用量范围内,能够有效地防治某一种或某一类杂草,而不伤害作物)和灭生性除草剂(对植物缺乏选择性或选择性小的除草剂。此类除草剂主要用于人工草地建植前的草地植被灭杀或地段性成片恶性毒杂草的防除)。
草原害鼠的预防与防治是草地治理的重要任务。草地虫鼠害是三江源地区草地退化的原因之一,应充分利用乡、县、州各级虫鼠害预测预报体系,及时准确地掌握虫鼠害的发生数量和发展动态,测报灾情,从而进行有效防治。在防治中,坚持用生物防治法灭鼠灭虫,根据危害程度、面积和种类,制订详细计划,达到防治目标。通过对草地因地制宜施肥、灌溉、补播和灭杂等改良措施,控制、改造、破坏有利于鼠类生存的生活环境和条件,不给虫鼠害的大发生提供栖息地环境,从而促进草地的良性发展,达到综合防治草地虫鼠害的目的。
季节性灭鼠(上图:夏季灭鼠,下图:冬季灭鼠) 常涛 摄
人工草地建植已经普遍应用于退化严重的高寒草甸(如“黑土滩”)的恢复治理中,其优点是可以快速增加退化草甸的植被盖度,有效减轻天然草地的放牧强度,这种“以地养地”的模式,是解决草畜矛盾的重要措施。发展人工草地,首先选择适应高寒气候、产量高、牲畜喜食的物种,可制作干草,也可以直接放牧利用。目前应用于退化高寒草甸的播种植物主要包括垂穗披碱草( Elymus nutans )、阿洼早熟禾( Poa araratica )、中华羊茅( Festuca sinensis )、老芒麦( Elymus sibiricus )等优质禾本科牧草,这些植物可以弥补天然草地的不足,解决因季节变化造成草畜供求不平衡的矛盾,是极度退化草地恢复的主要措施。
高寒草甸的初级生产者、消费者、分解者和非生命环境构成了高寒草甸生态系统,系统内各组分之间存在着既相互协调又相互制约的关系,通过能量转换、物质循环和信息传递把它们紧密地联系在一起。草地退化只是生态系统结构和功能失调、系统退化的一种表观现象。因此治理草地退化应站在生态系统的高度,调整系统内各组分的结构以及它们之间的相互关系,促使系统向可持续恢复方向健康发展。
青藏高原高寒草甸退化的主要原因是放牧活动引起的草地过度利用。家畜频繁、强烈地采食优良牧草,抑制了它们的生长和繁殖,使优良牧草在植物群落竞争中处于劣势,逐渐由优势种转化为伴生种甚至消失,毒杂草泛滥。植物群落结构的改变为高原鼠兔等小型食草动物营造了适宜的生存、繁衍条件,滋生了鼠害。害鼠除了采食牧草外,还掘土打洞破坏土壤结构和植物根系,进而影响到分解者的结构和功能及土壤的侵蚀退化,加速了生态系统的退化。因此,单纯恢复植被或灭鼠只是治标,从源头上控制草地放牧利用强度,辅以灭鼠、植被恢复等人工干预措施,加快系统结构的调整,综合系统治理才是实现退化草地可持续恢复的有效措施。
此外,我们需要根据草地退化的程度选择有针对性的恢复措施及组合,才能取得明显的治理成效。在严重退化的草地上,通过补播草种、施肥及对鼠害和杂草的控制等措施建设人工草地,促使重度退化草地恢复到中度退化草地。通过鼠害控制、补播、施肥、围栏、减轻放牧强度等措施进一步使中度退化草地恢复到轻度退化草地。简单的一些措施,如围栏和减轻放牧强度,以天然草地的自我修复为主将进一步使轻度退化草地恢复到未退化状态。因此,青藏高原退化高寒草地的治理应该采用包括人工草地种植、天然草地改良、鼠虫害防治、天然草地季节性封育、退化草地的适应性修复等不同组合的恢复措施,将高寒草地适度放牧和家畜合理管理有机结合,使高寒草地区域的“三生”(生态—生产—生活)功能协同提升,才能实现青藏高原高寒草地生态环境与畜牧业协调发展、草地可持续恢复和生态环境保护的目标。
董世魁,胡自治,龙瑞军. 混播多年生禾草在高寒地区退化草地植被恢复和重建中的地位和作用[C].现代草业科学进展——中国国际草业发展大会暨中国草原学会第六届代表大会论文集. 2002:157-162.
贺金生,卜海燕,胡小文,等. 退化高寒草地的近自然恢复:理论基础与技术途径[J]. 科学通报,2020,65(34):3898-3908.
贺金生,刘志鹏,姚拓,等. 青藏高原退化草地恢复的制约因子及修复技术[J]. 科技导报,2020,38(17):66-80.
马玉寿,周华坤,邵新庆,等. 三江源区退化高寒生态系统恢复技术与示范[J]. 生态学报,2016,36(22):7078-7082.
秦大河.三江源区生态保护与可持续发展[M]. 北京:科学出版社,2017.
尚占环,董世魁,周华坤,等. 退化草地生态恢复研究案例综合分析:年限、效果和方法. 生态学报,2017,37(24):8148-8160.
孙鸿烈. 中国生态系统[M]. 北京:科学出版社,2005.
孙建,周天财,张锦涛. 青藏高原高寒草地的气候变化适应性管理探讨[J]. 环境与可持续发展,2021,46(05):55-60.
赵新全. 三江源国家公园生态系统现状、变化及管理[M]. 北京:科学出版社,2021.
赵新全. 三江源区退化草地生态系统恢复与可持续管理[M]. 北京:科学出版社,2011.
赵新全,周青平,马玉寿,等. 三江源地区草地生态恢复及可持续管理技术创新和应用[J]. 青海科技,2017,24(01):13-19+2.
赵志平. 三江源地区高寒草地退化成因及保护对策研究[M]. 北京:中国环境出版集团,2018.
周华坤. 三江源区高寒草地退化演替与生态恢复[M]. 北京:科学出版社,2016.
周华坤,赵新全,周立,等. 层次分析法在江河源区高寒草地退化研究中的应用[J]. 资源科学,2005,27(04):63-70.
周华坤,周立,刘伟,等. 封育措施对退化与未退化矮嵩草草甸的影响[J]. 中国草地,2003,25(05):15-22.
周华坤,周立,赵新全,等. 放牧干扰对高寒草场的影响[J]. 中国草地,2002,24(05):53-61.
周华坤,周立,赵新全,等. 江河源区“黑土滩”型退化草场的形成过程与综合治理[J]. 生态学杂志,2003,22(05):51-55.
周兴民. 中国嵩草草甸[M]. 北京:科学出版社,2001.