鐔建國,莊 玲
(1.內(nèi)蒙古自治區(qū)草原工作站,內(nèi)蒙古 呼和浩特 010020;2.巴彥淖爾市草原工作站,內(nèi)蒙古 臨河市 015000)
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內(nèi)蒙古草原生態(tài)修復(fù)技術(shù)模式
鐔建國1,莊 玲2
(1.內(nèi)蒙古自治區(qū)草原工作站,內(nèi)蒙古 呼和浩特 010020;2.巴彥淖爾市草原工作站,內(nèi)蒙古 臨河市 015000)
本文通過闡述內(nèi)蒙古草地資源退化成因及現(xiàn)狀,在借鑒國內(nèi)外草原生態(tài)修復(fù)研究的基礎(chǔ)上,以創(chuàng)建基于人-畜-水-土-草高度耦合、生態(tài)與經(jīng)濟共同發(fā)展的草地利用最佳模式為目標(biāo),提出了適合不同草原類型的草原生態(tài)修復(fù)技術(shù)模式,以供參考。
草原;生態(tài)修復(fù);內(nèi)蒙古
內(nèi)蒙古草地資源地域遼闊,類型多樣,主要分布于大興安嶺以西,陰山、賀蘭山以北的內(nèi)蒙古高原及邊緣地帶的丘陵、山區(qū),以及鄂爾多斯高平原上。最寬處約1720公里,東西長達4000余公里。受地貌、氣候、土壤等自然因素影響,內(nèi)蒙古草地的水平分布自東北向西南地帶性明顯,從東北向西南依次分布著溫性草甸草原、溫性典型草原、溫性荒漠草原、溫性草原化荒漠和溫性荒漠類五大類地帶性草地;還有低平地草甸、山地草甸和沼澤類非地帶性草地,其中以低平地草甸最為普遍。內(nèi)蒙古草原劃分為8個類、21個亞類、134個組、476個型,草地型占全國813個草地型的58%,是目前世界上草地類型最多、保存最完整的歐亞草原。
內(nèi)蒙古草地是內(nèi)蒙古畜牧業(yè)發(fā)展的重要物質(zhì)基礎(chǔ)和農(nóng)牧民賴以生存的基本生產(chǎn)資料,也是農(nóng)牧民增收、致富的主要手段和途徑,草地畜牧業(yè)的發(fā)展直接關(guān)系到民族生存和邊疆穩(wěn)定。內(nèi)蒙古草地更是我國重要的生態(tài)安全屏障和綠色有機畜產(chǎn)品輸出基地,關(guān)乎著國家的生態(tài)安全和食品安全。
所謂退化(degeneration)是生物體的某一或某些器官在進化過程中全然消失或部分殘留為痕跡器官的現(xiàn)象。草原生態(tài)系統(tǒng)的退化,一般認為是生物群落(植物、動物和微生物群落)和其賴以生存環(huán)境的惡化及系統(tǒng)自身生態(tài)功能的退化。內(nèi)蒙古草原80%以上處于干旱、半干旱地區(qū),多風(fēng)少雨的氣候加之疏松的表土,易造成土壤風(fēng)蝕沙化和水土流失。多年來,由于受氣候干旱、自然災(zāi)害頻繁、利用不合理等因素,天然草原退化、沙化嚴重,植被衰退,生物多樣性降低,草原資源質(zhì)量變差,草原生態(tài)環(huán)境惡化,產(chǎn)草量由60年代的124.70公斤/畝,降到80年代的71.36公斤/畝,到目前僅為57.78公斤/畝。素以水草豐美著稱的全國重點牧區(qū)呼倫貝爾草原和錫林郭勒草原,退化面積分別達23%和41%,而西部荒漠、半荒漠草原退化面積已占到95%以上。天然草地的日益退化已嚴重制約了當(dāng)?shù)氐慕?jīng)濟發(fā)展和農(nóng)牧民增收。
進入新世紀(jì)以來,為了遏制草原生態(tài)環(huán)境惡化的趨勢,國家和自治區(qū)相繼實施了京津風(fēng)沙源治理、退牧還草等一系列重點生態(tài)建設(shè)工程,特別是2011年啟動實施了草原生態(tài)保護補助獎勵機制,覆蓋面積之大,普惠范圍之廣,是前所未有的,內(nèi)蒙古草原生態(tài)步入了一個新的發(fā)展時期,但退化態(tài)勢依然沒有得到有效控制。據(jù)調(diào)查結(jié)果:全區(qū)草原退化、沙化、鹽漬化總面積為69390.45萬畝,占全區(qū)草原總面積的60.9%。其中退化草原面積為48378.83萬畝,占全區(qū)草原總面積42.51%;沙化草原面積為16119.01萬畝,占全區(qū)草原總面積的14.16%;鹽漬化草原面積為4892.62萬畝,占全區(qū)草原總面積的4.03%。
在新常態(tài)下,推進草原生態(tài)修復(fù),需要兼顧生態(tài)、生產(chǎn)和生活三方利益,化解生產(chǎn)力提高和生態(tài)環(huán)境保護二者之間的矛盾,探索提高生產(chǎn)力和改善生態(tài)環(huán)境的最佳結(jié)合點,根據(jù)不同退化草原類型及不同退化程度,開展草原退化機理研究、集成創(chuàng)新草原生態(tài)修復(fù)技術(shù),成為當(dāng)前亟待解決的重大課題。
2.1 國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢
國際上,對生態(tài)系統(tǒng)退化的原因、程度、機理、評估以及受損生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)重建的機理、模式和技術(shù)方面做了大量的研究,同時對受損生態(tài)系統(tǒng)的定義、內(nèi)容及恢復(fù)理論也有一定的完善和提高。對于退化草原的治理,國際上已有相應(yīng)的科學(xué)理論支撐體系。對生態(tài)系統(tǒng)退化機理及其恢復(fù)途徑有過多方面的探索和研究,并取得了良好的效果。對退化的生態(tài)系統(tǒng),主流的理論是強調(diào)自然恢復(fù)。美國政府于20世紀(jì)30年代設(shè)立服務(wù)部門對放牧草地實行干預(yù)和管理,及時掌握草地基況,合理調(diào)整利用強度,有效防止了草地退化。20世紀(jì)90年代,美國、德國等國家提出通過生態(tài)系統(tǒng)自組織和自我調(diào)節(jié)能力來修復(fù)環(huán)境污染的概念。美國農(nóng)業(yè)研究局以有效利用天然降水為草原恢復(fù)與重建核心,結(jié)合地區(qū)土壤、氣候、植被組成等特點,加強保護,適度開發(fā)利用,以保持草原畜牧業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。澳大利亞等國家為了恢復(fù)退化草原,先后頒布7部與生態(tài)保護有關(guān)的法律法規(guī),依法對生態(tài)環(huán)境進行保護和恢復(fù),通過幾十年的努力,澳大利亞的生態(tài)環(huán)境發(fā)生了巨大變化。
我國的恢復(fù)生態(tài)學(xué)研究偏重于受損土地或受損生態(tài)系統(tǒng)生產(chǎn)功能恢復(fù)的研究,注重于土地生產(chǎn)力的恢復(fù)和提高,而不強調(diào)生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、功能的復(fù)原或恢復(fù)到原始的、固有的生態(tài)系統(tǒng)狀態(tài)。其中有關(guān)受損草地生態(tài)系統(tǒng)中自然因素與人為因素的關(guān)系以及恢復(fù)模式、恢復(fù)技術(shù)的研究還不夠深入。60年代開始,老一輩草地學(xué)家就牧草產(chǎn)量動態(tài)、草地利用模式、草地資源的調(diào)查進行了研究。許多研究表明,放牧過度利用是造成草地退化的主要原因。放牧利用引起草地生態(tài)系統(tǒng)各功能組分的變化,在眾多功能組分的變化中,草地植物群落的演替是最重要和最顯著的生態(tài)學(xué)過程。伴隨著群落的演替,植物種群數(shù)量發(fā)生階段性變化,植物的繁殖、多年生植物個體的生長、土壤狀況等均受到放牧的影響。家畜放牧由許多因素組成,是一個復(fù)雜的生態(tài)系統(tǒng),包括牧草、家畜、土壤和氣候,它們之間相互作用,相互影響,在這些因素中家畜和牧草是放牧生態(tài)系統(tǒng)中的主體。在放牧生態(tài)系統(tǒng)中,家畜的種類、數(shù)量、放牧?xí)r間和強度都會對草地發(fā)生影響,所以科學(xué)的放牧管理措施顯得尤為重要;放牧管理措施會影響草地生態(tài)系統(tǒng)的某一環(huán)節(jié)的轉(zhuǎn)化效率,同時也會引起其它環(huán)節(jié)的相應(yīng)變化,從而影響畜產(chǎn)品的產(chǎn)量。成功的放牧管理是通過有效調(diào)節(jié)牧草供應(yīng)和家畜營養(yǎng)需求而到達供求平衡,保持草地的生產(chǎn)力和營養(yǎng)供應(yīng),使家畜達到高效生產(chǎn)。
2.2 研究基礎(chǔ)及任務(wù)優(yōu)勢
從20世紀(jì)50年代起,內(nèi)蒙古開展了草地的各項調(diào)查研究工作,在草原初級生產(chǎn)力和草畜平衡動態(tài)監(jiān)測和管理,退化草地改良,草地利用與家畜管理技術(shù)等方面深入系統(tǒng)地研究了草、土、畜的互作關(guān)系和動態(tài)規(guī)律,獲得了許多的本底數(shù)據(jù)資料。特別是1979年,中國科學(xué)院在內(nèi)蒙古錫林郭勒草原建立草原生態(tài)系統(tǒng)定位研究站,對典型草原進行草原生態(tài)系統(tǒng)研究,標(biāo)志著我國開始對草原進行綜合、深入、廣泛和定量化研究。經(jīng)過多年的系統(tǒng)研究,我國在草原現(xiàn)代生態(tài)特征、生態(tài)系統(tǒng)生產(chǎn)力、退化草地生態(tài)系統(tǒng)的恢復(fù)和改良、人工草地的建立與利用、草地畜牧業(yè)可持續(xù)發(fā)展等方面取得很多科研成果。其中,關(guān)于草地生態(tài)系統(tǒng)的恢復(fù)和改良方面的研究主要集中在植被以及土壤環(huán)境退化特征、退化等級評價指標(biāo)、退化草地恢復(fù)演替規(guī)律、改良措施對比試驗和改良機具的研制與開發(fā)幾個方面。近年來,在現(xiàn)代化家庭牧場建設(shè)方面,主要開展了家庭牧場尺度的草地監(jiān)測和評價、天然草地合理放牧、人工草地和飼料地建植和管理以及牧草加工、家畜營養(yǎng)配方以及家畜雜交利用、畜群優(yōu)化管理、優(yōu)質(zhì)畜產(chǎn)品加工和草地-家畜-經(jīng)濟管理優(yōu)化技術(shù)等基礎(chǔ)性研究工作。
基于當(dāng)前草原生態(tài)退化的現(xiàn)實,鑒于內(nèi)蒙古草地類型的豐富性和典型性,在草地生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)與重建背景下,采取不同的生態(tài)修復(fù)及重建方式,調(diào)整產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu),轉(zhuǎn)變生產(chǎn)方式,研發(fā)、集成適宜不同退化草原類型的草原生態(tài)修復(fù)技術(shù),探討退化的機理,創(chuàng)建基于人-畜-水-土-草高度耦合、生態(tài)與經(jīng)濟共同發(fā)展的草地利用最佳模式,以生態(tài)修復(fù)推動綠色產(chǎn)業(yè),科學(xué)合理規(guī)劃草原牧區(qū)經(jīng)濟發(fā)展和生態(tài)保護,最終實現(xiàn)草原生態(tài)明顯好轉(zhuǎn),綠色畜產(chǎn)品輸出,資源有效利用,牧民收入增加,把祖國北部邊疆這道風(fēng)景線打造得更加亮麗。
目前,實踐中成熟應(yīng)用的草原改良主要技術(shù)措施有:圍欄封育、飛播種草、淺耕翻、免耕補播。
3.1 圍欄封育
圍欄封育就是把草原封閉一段時間,不進行放牧或采草利用,以使牧草有時間積累足夠的營養(yǎng)物質(zhì),逐漸恢復(fù)和增強營養(yǎng)繁殖和有性繁殖能力,使退化的草地得到改良的一種方法。圍欄封育是一種低成本的,不進行人為干擾的主要草原生態(tài)自然修復(fù)技術(shù),在草地恢復(fù)治理方面已得到廣泛應(yīng)用。李青云等〔3〕認為,封育能提高高寒草甸退化植被群落物種的豐富度和均勻度,從而改善退化草地生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能,達到改良退化草地的目的。李軍保〔4〕研究得出,隨著圍封草地的自然恢復(fù),群落總蓋度逐漸增加,物種豐富度和多樣性指數(shù)也呈增加趨勢,隨著圍封年限的延長,土壤容重逐漸減小,土壤孔隙度逐漸增大,可有效改善土壤的物理性質(zhì);土壤有機質(zhì)逐漸增加,草地的恢復(fù)緩慢增加。在植被恢復(fù)過程中土壤團粒結(jié)構(gòu)得到改善,因此能夠保護土壤遭受水蝕和風(fēng)蝕,進而影響土壤水和物質(zhì)遷移,保護土壤養(yǎng)分和改善水熱條件。孫宗玖等得出,2年圍欄后,草原植物群落的蓋度、產(chǎn)量有大幅度提高,顯著高于圍欄外,且優(yōu)勢種表現(xiàn)更加明顯〔5〕。
3.2 飛播種草
飛播種草是利用飛機在空中以一定高度和速度將牧草種子撒到經(jīng)規(guī)劃設(shè)計的地塊上的一種種草方法,它具有投資少、面積廣、速度快等優(yōu)點。1979年,首先在陜西榆林地區(qū)及內(nèi)蒙古、寧夏開始飛播種草試驗并取得成功,此項工作得到了中央領(lǐng)導(dǎo)的充分肯定。1982年中共中央批轉(zhuǎn)的“全國農(nóng)村工作會議紀(jì)要”中明確指出:“在遼闊的邊疆和大片荒山、荒地上,要繼續(xù)有計劃地組織飛機播種、種樹、種草”。鄧小平同志也指示“空軍要擔(dān)負飛機播草任務(wù),不只搞一兩年,要搞二十年。一年不是播一次,而是播幾次,首先要種草,草起來了就可以種樹、放牧、保持水土”。同年中央財政部門將飛播種草工作列入國家財政預(yù)算計劃。1998年11月國務(wù)院印發(fā)的《全國生態(tài)環(huán)境建設(shè)規(guī)劃》中指出:“草原區(qū)要采取人工種草、飛播種草、圍欄封育等工程措施與生物措施相結(jié)合的辦法,變草地粗放經(jīng)營為集約經(jīng)營,提高牧業(yè)生產(chǎn)水平,實現(xiàn)草場永續(xù)利用,草地畜牧業(yè)可持續(xù)發(fā)展”。內(nèi)蒙古已經(jīng)連續(xù)36年調(diào)機進行飛播種草,經(jīng)過三十多年的飛播實踐,在飛播種草的技術(shù)規(guī)范、管理體制、科技轉(zhuǎn)化及發(fā)展思路諸多方面取得了一系列成果和成套經(jīng)驗,飛播種草的技術(shù)水平和科技含量不斷提高。目前,內(nèi)蒙古飛播種草保留面積1300多萬畝,飛播種草在治理大面積沙化退化草場方面正發(fā)揮著舉足輕重的作用。
3.3 淺耕翻
就是利用三鏵犁或雙鏵犁先翻耕草地,深度控制在15~20cm,翻后用耙碎土塊,耙平耙實土壤,待雨季來臨后,植被可自然恢復(fù)的一種改良方法。淺耕翻主要是調(diào)節(jié)土壤空氣狀況,通過淺耕,疏松了土層,破壞了原有草皮,增加了土壤的通透性,促進土壤微生物的活動和有機質(zhì)的分解,也能夠增加土壤積溫,促進根對水分和礦物質(zhì)養(yǎng)分吸收的效率,為牧草更好地生長和繁殖創(chuàng)造了新的良好條件。寶音陶格濤〔1〕在內(nèi)蒙古草原的研究表明,淺耕翻后土壤容重比天然放牧場降低22.30%,含水量提高93.71%,真菌數(shù)量提高53.06%,放線菌提高41.72%,淺耕翻處理恢復(fù)過程中多樣性指數(shù)、均勻性指數(shù)總變化趨勢為開口向上的拋物線狀。閆志堅等〔2〕關(guān)于大針茅(Stipagrandis)+羊草退化草原的改良技術(shù)研究表明,淺耕翻能抑制叢生禾草的生長,促進根莖禾草的生長,淺耕翻后第3年大針茅的株叢數(shù)明顯下降,比例由48.8%下降到5.4%,而羊草的比例由39%上升到55.9%,群落總蓋度由改良前的25%增加到45%,地上生物量大針茅由318.40kg/hm2減少到76.24kg/hm2,羊草則由265.23kg/hm2增加到787.59kg/hm2,增加了196%,羊草地下生物量比對照增加28%。
3.4 免耕補播
就是不經(jīng)過常規(guī)的土壤耕作措施、耕作程序,而是利用先進的免耕機械在松土的同時直接播種的耕作方法,其特點是避免表土外翻,減少土壤水分蒸發(fā)和有機質(zhì)損失,實現(xiàn)松土、切割土壤根莖和播種一次性完成。免耕補播技術(shù)已經(jīng)成為普遍采用的植被恢復(fù)補播措施。李永剛等〔6〕經(jīng)過試驗得出:采用免耕補播改良的草場第1年產(chǎn)草量較對照增加33.87%,第2年增加54.32%,第3年增加116.82%;補播草場自身產(chǎn)量第2年較第1年增加50.6%,第3年較第2年增加85.6%,較第1年增加179.52%。根據(jù)王德華〔7〕的免耕播種優(yōu)良牧草改良草山草坡的試驗結(jié)果:播種后前三年測產(chǎn)和后三年進行的耐刈性觀測表明,改良的陰坡、半陰半陽坡和陽坡的草地產(chǎn)草量分別為同類天然草地的3.56、2.24和1.75倍,牧草的粗蛋白質(zhì)含量分別為天然牧草的2.52、2.13和1.75倍。丁文杰等〔8〕根據(jù)試驗結(jié)果得出:9MSB-2.10型草地免耕松播聯(lián)合機組應(yīng)用于天然退化和沙化草原,具有明顯增產(chǎn)效果,原始植被破壞率<30%,保持了土壤的原有結(jié)構(gòu)和養(yǎng)分。松、播同時完成,減少了成本投入,大大地降低了草原改良的耕作費用。
根據(jù)不同草地類型及其不同退化程度,以家庭牧場或聯(lián)戶為單位,應(yīng)用“內(nèi)蒙古天然草地合理利用單元劃分指標(biāo)體系與標(biāo)準(zhǔn)”(登記號NK-20070055)將其草場劃分為若干不同利用單元,以實踐中成熟應(yīng)用的圍欄封育、淺耕翻、補播改良和劃區(qū)輪牧、限時放牧為配套技術(shù),因地制宜輔之以人工飼草料基地建設(shè),通過綜合應(yīng)用科學(xué)合理的保護、建設(shè)、利用、管理的草原技術(shù),形成草原生態(tài)修復(fù)技術(shù)模式,達到草地生態(tài)、生產(chǎn)功能的良性體現(xiàn),實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。
4.1 草甸草原
此類型草原主要是以根莖型禾草-羊草為主的草甸草原。以家庭牧場或聯(lián)戶為單位,應(yīng)用“內(nèi)蒙古天然草地合理利用單元劃分指標(biāo)體系與標(biāo)準(zhǔn)”將草場劃分為退化草地、放牧草地和打草場三個利用單元。在退化草地單元實施圍欄封育的同時,對于超載過牧導(dǎo)致的中輕度退化的羊草草地,采取淺耕翻,對于植被嚴重退化草地,采取淺耕翻+補播;在放牧草地單元實施劃區(qū)輪牧和限時放牧的技術(shù)措施,在草場的耐受性區(qū)間的前提下,提高畜產(chǎn)品的貢獻率;在打草場單元采取放牧地與打草場輪換利用技術(shù),輔助帶狀打草進行草地休閑恢復(fù),調(diào)整刈割時間,輔助施肥、切根、松土復(fù)壯等措施,提高草地產(chǎn)量及品質(zhì),調(diào)節(jié)牲畜飼草的季節(jié)不平衡,保障冬春草地的飼草供給。
通過上述核心技術(shù)和配套技術(shù)的集成創(chuàng)新、組裝和熟化,為治理和合理利用草甸草原提供可借鑒的生產(chǎn)、示范模式。
4.2 典型草原、荒漠草原
此類型草原占內(nèi)蒙古草原的比例最大。以家庭牧場或聯(lián)戶為單位,將草場劃分為退化草地、正常草地和人工飼草料基地三個利用單元。在退化草地單元實施圍欄封育的同時,對于植被嚴重退化草地,采取本土原生植物品種進行免耕補播;在正常草地單元實施冬春季休牧、夏秋季輪牧和限時放牧的技術(shù)措施;在人工飼草料基地單元種植高產(chǎn)青貯玉米和優(yōu)質(zhì)苜蓿,收獲高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)的飼草料,補充冬春季節(jié)的飼草不足。同時進行畜產(chǎn)品地理認證,提高單價,并發(fā)展牧戶游等草原資源的利用方式,增加農(nóng)牧民收入,從而減輕對牲畜增收的依賴,達到草原生態(tài)修復(fù)的目的。
通過上述核心技術(shù)和配套技術(shù)的集成、組裝和熟化,為治理和合理利用典型草原、荒漠草原提供可借鑒的生產(chǎn)、示范模式。
4.3 荒漠、沙地
由于本區(qū)域多風(fēng)少雨,可利用植被資源稀缺,人居條件惡劣,配合轉(zhuǎn)移支付政策,積極引進社會資本,發(fā)展中藥材等沙產(chǎn)業(yè)、旅游業(yè)。
在技術(shù)措施上采取圍欄封育+補播措施。補播牧草須選擇適合當(dāng)?shù)厣硹l件的優(yōu)良牧草種子進行補播,做到草、灌結(jié)合,長壽與短壽植物結(jié)合,如檸條、沙蒿、羊柴、草木樨、沙打旺等,且因地制宜采取不同的組合配比。植被蓋度在25%以下,地形高差小,沙丘高度不超過5米,大面積集中連片的地段的情況下,采取飛播種草的方式進行補播,局部小面積的地區(qū)采用人工模擬飛播的方式進行補播。對固定沙丘和對于流動、半流動沙地及風(fēng)沙危害嚴重的地區(qū),首先采用灌木固沙或設(shè)置機械沙障固沙,再進行補播種草。
草原生態(tài)修復(fù)需要應(yīng)用恢復(fù)生態(tài)學(xué)、演替理論及草原健康評價理論和方法,綜合運用多種修復(fù)措施,以構(gòu)建草原生態(tài)建設(shè)中“人-畜-水-土-草”系統(tǒng)平衡理論及系統(tǒng)耦合機制與生態(tài)經(jīng)濟畜牧業(yè)發(fā)展模式為研究目標(biāo),探討草地退化的機理,創(chuàng)建基于人-畜-水-土-草高度耦合、生態(tài)與經(jīng)濟共同發(fā)展的草地利用最佳模式,調(diào)整畜牧業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu),轉(zhuǎn)變生產(chǎn)方式,以生態(tài)修復(fù)推動綠色產(chǎn)業(yè),科學(xué)合理規(guī)劃草原牧區(qū)經(jīng)濟發(fā)展和生態(tài)保護,最終實現(xiàn)生態(tài)效益與經(jīng)濟效益的雙贏。
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S812.8
B
2095—5952(2015)01—0013—04
2014-12-20
鐔建國(1978—),男,漢族,畜牧師,內(nèi)蒙古武川人,從事草原建設(shè)與保護工作。