徐壽軍,王 云,鄭 瑛,包金山,李向陽(yáng),王學(xué)理,齊 廣
(內(nèi)蒙古民族大學(xué),內(nèi)蒙古 通遼 028043)
大興安嶺山區(qū)草地退化的原因、危害及其修復(fù)探討
徐壽軍,王云,鄭瑛,包金山,李向陽(yáng),王學(xué)理,齊廣
(內(nèi)蒙古民族大學(xué),內(nèi)蒙古通遼028043)
過(guò)度放牧、不適當(dāng)開墾、管理不當(dāng)、草地使用、管理權(quán)限不明是大興安嶺山區(qū)草地退化的主要原因.大興安嶺山區(qū)草地退化不但破壞草原生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能,而且衍生并加劇了其他自然災(zāi)害.大興安嶺山區(qū)退化草地修復(fù)嘗試從以下幾方面開展:調(diào)節(jié)水因子修復(fù);補(bǔ)植灌木;人工草地建設(shè);耙松補(bǔ)播和淺耕翻補(bǔ)播.退化草地修復(fù)具有較大的社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益和生態(tài)效益.可以增加牧民收入,提高生活水平,對(duì)國(guó)家生態(tài)文明建設(shè)戰(zhàn)略貢獻(xiàn)較大.
大興安嶺山區(qū);草地;退化;修復(fù)
大興安嶺山區(qū)草地退化的原因主要是由于人類從草地上不斷取走大量的物質(zhì)與能量,草地長(zhǎng)期入不敷出,違背了生態(tài)平衡的基本原則而造成的.其中最直接、最重要的原因是:
1.1過(guò)度放牧
大興安嶺山區(qū)草地上放牧的家畜長(zhǎng)期超載,頻繁啃食和踐踏,牧草光合作用不能正常進(jìn)行,種子繁殖和營(yíng)養(yǎng)更新受阻,生機(jī)逐漸衰退.
1.2不適當(dāng)?shù)纳a(chǎn)活動(dòng)
開墾、挖藥材、砍薪柴、割草、摟草、摟發(fā)菜等,破壞了草地植被,使風(fēng)蝕、水蝕、沙化、鹽漬化和土壤貧瘠化加劇.
1.3管理不當(dāng)
在居民點(diǎn)、畜群點(diǎn)、飲水點(diǎn)或河流、道路兩側(cè),由于缺乏保護(hù)與管理措施,各種不適當(dāng)因素強(qiáng)烈影響,草地退化以同心圓或平行于河流、道路,逐步向外擴(kuò)展,離基點(diǎn)、路道、水源越近,退化愈嚴(yán)重.
1.4草地使用、管理權(quán)限不明
家畜戶有戶養(yǎng),而草地權(quán)屬不清,無(wú)償無(wú)限使用,造成搶牧濫牧.
2.1破壞大興安嶺山區(qū)草原生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能
大興安嶺山區(qū)草地退化后,草被密度減小,蓋度下降,生物量下降,群落結(jié)構(gòu)變化,使大興安嶺山區(qū)草地生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能減弱,功能價(jià)值減少.采用生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)評(píng)價(jià)方法對(duì)大興安嶺山區(qū)草原生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能價(jià)值變化的研究結(jié)果表明,近10年間,由于草原退化,該地區(qū)草原生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值大幅度下降.在草原生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能總價(jià)值中,繡線菊草原、貝加爾針茅草原、羊草草原、羊草叢生禾草草原等優(yōu)質(zhì)草原所占的比重在逐漸減小,針茅草原、冷蒿草原、雜類草草原等退化類型所占的比重在逐漸增加.
2.2衍生或加劇其他自然災(zāi)害
我國(guó)是世界上自然災(zāi)害種類最多、災(zāi)害發(fā)生頻率最高、受災(zāi)面積最大的少數(shù)國(guó)家之一.在我國(guó)發(fā)生的眾多自然災(zāi)害中,許多災(zāi)害都與人類破壞草原生態(tài)密切相關(guān).由于大興安嶺山區(qū)草地退化,草地生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能被改變,使嚙齒動(dòng)物的棲息環(huán)境和食物資源發(fā)生變化,引起嚙齒動(dòng)物群落結(jié)構(gòu)發(fā)生變化,適應(yīng)性強(qiáng)的種群數(shù)量隨之增加,對(duì)大興安嶺山區(qū)草地生態(tài)環(huán)境造成嚴(yán)重危害.在嚴(yán)重退化草地區(qū)域見有大面積草原鼢鼠活動(dòng)跡痕,草原黃鼠泛濫成災(zāi).
大興安嶺山區(qū)退化草地修復(fù)可以從以下幾方面開展.
3.1水因子調(diào)整
大興安嶺山區(qū)本來(lái)水因子并不缺乏,但退化區(qū)域?qū)е滤蜃影l(fā)生改變,出現(xiàn)局部旱區(qū),從而改變了植被的整體發(fā)生了改變,對(duì)大興安嶺山區(qū)退化草地進(jìn)行水因子調(diào)整是修復(fù)技術(shù)第一措施.
由于大興安嶺山區(qū)地形原因,灌溉是不可能的,采用噴灌技術(shù)明顯促進(jìn)植物生長(zhǎng),有效、快速地提高草地生產(chǎn)力和植被蓋度,同時(shí)有效地促進(jìn)土壤細(xì)顆粒和有機(jī)質(zhì)的沉積,改善地表土壤結(jié)構(gòu).試驗(yàn)證明,噴溉提高草地產(chǎn)量2~3倍,達(dá)到400~500 g/m2,提高蓋度達(dá)到75-90%左右.適度噴溉(200~240mm)能夠顯著促進(jìn)植物生長(zhǎng),大幅度提高草地產(chǎn)量,改善土壤理化性質(zhì),但直接干擾了植物群落的種間競(jìng)爭(zhēng)作用,使植物群落偏重生長(zhǎng),并且充足的水分供應(yīng)形成的優(yōu)越的生長(zhǎng)環(huán)境影響了植物的繁殖傾向,其結(jié)果導(dǎo)致植被物種群組成、結(jié)構(gòu)改變和土壤種子庫(kù)物種比例發(fā)生變化.
還有可能使群落整體的抵御干旱、低溫等災(zāi)害的能力下降,不利于維持穩(wěn)定的草地生態(tài)系統(tǒng).也就是說(shuō)在實(shí)施噴灌技術(shù)時(shí),一定要結(jié)合具體地區(qū)平均降水量進(jìn)行適度調(diào)整.
100~120mm噴灌實(shí)驗(yàn),在促進(jìn)植物生長(zhǎng)、提高草地產(chǎn)量以及改善土壤理化性質(zhì)方面,能夠維持群落的穩(wěn)定性.可見,發(fā)展天然草地節(jié)水噴灌,需要綜合各方面因素,仔細(xì)權(quán)衡利弊,根據(jù)具體目標(biāo)作出科學(xué)方案.
發(fā)展噴灌必須在圍欄條件下進(jìn)行,提倡至少灌并灌好關(guān)鍵水.天然草地有3次關(guān)鍵生長(zhǎng)時(shí)期,即5~6月返青出苗期,7月上中旬抽穗開花期,以及8月份后成熟期.三次最大耗水強(qiáng)度分別為:干旱年份(2007年)6月3.07mm/d,8月初2.25mm/d,9月初2.91mm/d;濕潤(rùn)年份(2008年)6月初2.81mm/d,7月上旬4.85mm/d,8月初4.18mm/d.植物在濕潤(rùn)年份供水比較充足,生長(zhǎng)良好,所以耗水更為旺盛.牧草生長(zhǎng)的三個(gè)關(guān)鍵時(shí)期分別進(jìn)行三次灌溉每次灌水定額30~40mm,總額100~120mm.
噴灌措施對(duì)草原是一種較強(qiáng)的干擾,它使得一些原有優(yōu)勢(shì)種,又對(duì)水分敏感的草本植物貝加爾針茅、羊草、冰草(Agropyron cristatum)、菊葉萎陵菜(Potentilla tanacetifolia)等旺盛生長(zhǎng),抑制了其它植物特別是豆科植物的生長(zhǎng)發(fā)育,造成群落偏重生長(zhǎng),因此過(guò)多噴灌會(huì)造成種群多樣性下降.噴灌造成的旺盛且偏頗發(fā)展的群落結(jié)構(gòu),在終止噴灌后的演替情況,值得進(jìn)一步研究.
3.2補(bǔ)植灌木
在噴灌的基礎(chǔ)上,根據(jù)立地條件補(bǔ)植灌木(半灌木),營(yíng)造灌木林,對(duì)于植被退化、水土流失較嚴(yán)重的草地,可有效提高草地抗侵蝕能力,遏止水土流失,改善生態(tài)環(huán)境.經(jīng)常用于水保灌木林的樹種主要是中國(guó)沙棘(Hippophae rhamnoides)(以下簡(jiǎn)稱沙棘)、華北駝絨藜(Ceratoides arboresccns)(以下簡(jiǎn)稱駝絨藜)、小葉錦雞兒(Caragana microphylla)差巴嘎蒿(Artemisia halodendron Turcz.et Bess.)和西伯利亞山杏(Siberian Apricot)等.其中,沙棘對(duì)水分的敏感程度在三者中最大,灌溉對(duì)其生長(zhǎng)發(fā)育對(duì)巨大的促進(jìn)作用;駝絨藜對(duì)水分的敏感程度三者中最小,反應(yīng)出它對(duì)干旱有一定的抵抗性,小葉錦雞兒分枝數(shù)對(duì)灌溉幾乎無(wú)反應(yīng),這說(shuō)明它還處于幼年期,以高生長(zhǎng)為主.研究表明,灌溉草地種植沙棘、駝絨藜等灌木(2m×1m)后,土壤細(xì)粒(0.02~0.002mm)含量比例會(huì)有所提高,礫石(>2mm)比例明顯降低(顯著性水平α=0.05),有機(jī)質(zhì)含量也明顯提高(顯著性水平α=0.05).但適應(yīng)性最好的就是差巴嘎蒿 (Artemisia halodendron Turcz.et Bess.)和西伯利亞山杏 (Siberian Apricot)、小葉錦雞兒(Caragana microphylla),試驗(yàn)地段成活率均達(dá)80%以上,建議大面積推廣.
沙棘最旺盛耗水出現(xiàn)在7月下旬,為4mm/d;駝絨藜最旺盛耗水也出現(xiàn)在7月下旬,為3mm/d.
噴灌對(duì)灌木行間草本群落生長(zhǎng)的影響也很大.噴灌使生物量和蓋度增加1倍,高度提高25%,還增加了非灌水區(qū)域未見的2種植物,但生物多樣性噴灌區(qū)不如無(wú)灌區(qū)高,這是因?yàn)閲姽喔蓴_了種間競(jìng)爭(zhēng),造成群落組成偏重的緣故.
3.3人工草地建設(shè)
山地草原不適合開發(fā)人工草地,但低濕地退化草地可以在保護(hù)措施合理科學(xué)的前提下可以開發(fā)人工草地,因?yàn)檫@類草地基質(zhì)條件好,水肥豐富,只是由于不當(dāng)生產(chǎn)活動(dòng)導(dǎo)致植被遭到嚴(yán)重破壞,經(jīng)過(guò)封灘育草可以恢復(fù).實(shí)驗(yàn)地段成功率達(dá)90%以上.
通過(guò)人工草地的高產(chǎn)高效飼草料生產(chǎn)體系,實(shí)現(xiàn)了置換數(shù)倍于人工草地面積的天然草地免除放牧,從而使天然草地得以封禁保護(hù).所以發(fā)展人工草地,不但是草業(yè)生產(chǎn)的需要,也是草地修復(fù)保護(hù)不可或缺的重要措施.
3.4耙松補(bǔ)播和淺耕翻補(bǔ)播
雨前進(jìn)行耙松補(bǔ)播,發(fā)芽率、成苗率較高,紫花苜蓿和蒙古冰草混播,紫花苜蓿更多見.但松土層太淺,下層土壤堅(jiān)硬,人工種植的草根系發(fā)育受阻,幼苗細(xì)弱,高度一般低于8cm,在第二年不能返青,因此地表松土補(bǔ)播牧草(紫花苜蓿和蒙古冰草)修復(fù)改良退化草地的做法在一些地區(qū)并不可取.
研究表明,淺耕翻后撒播苜蓿,再施以20mm給水,取得明顯效果.土壤淺耕翻以后,田間持水量可以提高19%.樣方干草產(chǎn)量為182g/m(相當(dāng)于121kg/畝),蓋度達(dá)到65%,建群種平均高度16.8cm,群落結(jié)構(gòu)到第三年(2007)發(fā)育成為羊群落落,重要植為羊草0.87.苜蓿0.08,其他類草(克氏針茅等)0.05.草地植被蓋度較高,但群落組成偏重現(xiàn)象十分明顯.
草地翻耕會(huì)使地表遭受更大的風(fēng)蝕,成片翻耕更如此.監(jiān)測(cè)表明翻耕導(dǎo)致加重風(fēng)蝕達(dá)5~6倍至多.所以在一些地區(qū),不宜采取成片、大面積翻耕補(bǔ)播措施修復(fù)草地.僅適合在背風(fēng)、局部實(shí)施,而且選擇在雨季(6~7月份),避開風(fēng)季進(jìn)行.土地翻耕以后,要及時(shí)播種,并視條件盡量進(jìn)行噴灌,使植被盡早恢復(fù).
山區(qū)退化草地生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)與重建一直是國(guó)內(nèi)外學(xué)術(shù)界研究的熱點(diǎn)領(lǐng)域之一.我國(guó)目前非常重視生態(tài)環(huán)境建設(shè),把生態(tài)環(huán)境建設(shè)放在實(shí)施生態(tài)文明建設(shè),乃至全面建設(shè)小康社會(huì)等諸多重大戰(zhàn)略決策的首位.因此,開展大興安嶺山區(qū)退化草地植被修復(fù)重建研究是實(shí)現(xiàn)我國(guó)社會(huì)、經(jīng)濟(jì)、生態(tài)協(xié)調(diào)持續(xù)發(fā)展的需要.
修復(fù)大興安嶺山區(qū)退化草地內(nèi)容應(yīng)當(dāng)包括:修復(fù)植被、改善土壤理化性質(zhì)和土壤種子庫(kù).這是因?yàn)椋嘶莸夭粌H植被被破壞,而且土壤理化性質(zhì)和種子等繁殖體都會(huì)不同程度受到影響,因此,修復(fù)退化草地絕不能單一以植被的修復(fù)為內(nèi)容和目的,應(yīng)當(dāng)在修復(fù)植被的過(guò)程中實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)土壤理化性質(zhì)和種子庫(kù),這樣不僅能全面反映修復(fù)效果,而且能預(yù)測(cè)修復(fù)的長(zhǎng)久穩(wěn)定性.
4.1對(duì)國(guó)家生態(tài)文明建設(shè)戰(zhàn)略貢獻(xiàn)較大:建設(shè)大興安嶺山區(qū)草地區(qū)生態(tài)文明,促進(jìn)地區(qū)經(jīng)濟(jì)社會(huì)可持續(xù)發(fā)展,必然是我國(guó)總體發(fā)展戰(zhàn)略的重要組成部分.水利是大興安嶺山區(qū)山區(qū)經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展的最為重要的制約性因素,加強(qiáng)水利基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)、生態(tài)建設(shè)與環(huán)境保護(hù)是實(shí)施大興安嶺山區(qū)草地主要內(nèi)容.退化草地修復(fù),對(duì)于促進(jìn)區(qū)域性生態(tài)環(huán)境整體改善和經(jīng)濟(jì)效益全面提高,對(duì)國(guó)家生態(tài)文明建設(shè)戰(zhàn)略貢獻(xiàn)較大.
4.2大興安嶺山區(qū)草地生態(tài)環(huán)境的恢復(fù),改善了當(dāng)?shù)啬撩竦纳姝h(huán)境,增加了牧民收入,確保了邊疆少數(shù)民族地區(qū)人民生活的安定.大興安嶺山區(qū)草地地處我國(guó)北方邊陲,如果不能有效防治草原退化,不僅本地生態(tài)環(huán)境惡化,不能涵養(yǎng)水源,造成河水?dāng)嗔?,還會(huì)給下風(fēng)向廣大地區(qū)帶來(lái)沙塵暴、揚(yáng)沙和浮塵等災(zāi)害性天氣,威脅北方的生態(tài)安全.因此,修復(fù)大興安嶺山區(qū)退化草地的意義深遠(yuǎn)重大,建議各級(jí)政府部門提高認(rèn)識(shí),加強(qiáng)投入,大力發(fā)展大興安嶺山區(qū)退化草地修復(fù)技術(shù)的研究和推廣工作.
4.3增加農(nóng)牧民收入,提高生活水平:封育使草地產(chǎn)草量提高超過(guò)2倍以上,噴灌使大興安嶺山區(qū)草地產(chǎn)草量提高超過(guò)3倍以上,提高了大興安嶺山區(qū)草地的載畜量.旅游業(yè)是大興安嶺山區(qū)極具潛力的產(chǎn)業(yè),對(duì)生態(tài)環(huán)境質(zhì)量要求較高,大興安嶺山區(qū)退化草地修復(fù)可以大大改善該地區(qū)的生態(tài)環(huán)境,可以吸引更多游客.促進(jìn)地區(qū)穩(wěn)定和團(tuán)結(jié):伴隨草地生產(chǎn)環(huán)境的改善,收入與生活水平的提高,以及示范基地先進(jìn)技術(shù)的不斷展示,農(nóng)牧民思想也悄然發(fā)生變化,觀念更新了,科技意識(shí)、環(huán)保意識(shí)從根本上增強(qiáng)了,精神面貌大為改觀.所以,項(xiàng)目的實(shí)施不僅可對(duì)草原生態(tài)保護(hù)和改善起到積極推動(dòng)作用,也必然對(duì)大興安嶺山區(qū)農(nóng)牧業(yè)生產(chǎn)方式的轉(zhuǎn)變和農(nóng)牧區(qū)經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)的調(diào)整產(chǎn)生深遠(yuǎn)影響,使人口、資源、環(huán)境與經(jīng)濟(jì)發(fā)展走上良性循環(huán)的軌道,進(jìn)而促進(jìn)大興安嶺山區(qū)穩(wěn)定、民族團(tuán)結(jié)、社會(huì)進(jìn)步.
〔1〕牛書麗,蔣高明.人工草地在退化草地恢復(fù)中的作用及其研究現(xiàn)狀[J].應(yīng)用生態(tài)學(xué)報(bào),2004,15(9):1662-1666.
〔2〕楊陽(yáng)陽(yáng).青藏高原不同放牧模式對(duì)草地退化影響研究[D].蘭州:蘭州大學(xué),2012.
〔3〕齊廣,陳申寬,等.適用于修復(fù)大興安嶺山區(qū)退化草地的牧草篩選試驗(yàn)研究[J].湖北民族學(xué)院學(xué)報(bào),2015(4).
S54
A
1673-260X(2016)10-0054-03
2016-07-17
內(nèi)蒙古科技廳資助項(xiàng)目(20130216)
齊廣,內(nèi)蒙古民族大學(xué),教授.
赤峰學(xué)院學(xué)報(bào)·自然科學(xué)版2016年19期