張 俞,熊康寧,許 敏,喻陽(yáng)華
(貴州師范大學(xué)喀斯特研究院/國(guó)家喀斯特石漠化防治工程技術(shù)研究中心,貴州貴陽(yáng) 550001)
西南喀斯特是世界三大巖溶集中連片區(qū)面積最大,巖溶發(fā)育最強(qiáng)烈的典型地區(qū)。隨著人為活動(dòng)干擾加劇,石漠化成為西南喀斯特地區(qū)嚴(yán)重的生態(tài)問(wèn)題(熊康寧,1996)。該地區(qū)一直是我國(guó)扶貧攻堅(jiān)、生態(tài)恢復(fù)與重建的重點(diǎn)和難點(diǎn)。在國(guó)家石漠化治理大綱中明確提出發(fā)展草地畜牧業(yè)是三大石漠化治理工程之一?!笆濉薄笆濉逼陂g已把石漠化環(huán)境草地建植與生態(tài)畜牧業(yè)定為重要產(chǎn)業(yè)發(fā)展模式。如何充分利用牧草資源提高牧草利用效率來(lái)發(fā)展草地畜牧業(yè)是國(guó)家石漠化治理工程面臨的主要任務(wù)。因此,以中國(guó)南方生態(tài)環(huán)境條件為背景研究喀斯特石漠化地區(qū)牧草的適宜性及生產(chǎn)力維持狀況是實(shí)現(xiàn)這些要求的基礎(chǔ)和重要途徑(袁道先,2014;熊康寧,1999)。
草地是全球分布面積最大的陸地生態(tài)系統(tǒng),植物初級(jí)生產(chǎn)力是反映草地功能的重要指標(biāo)。牧草作為巖溶地區(qū)人工草地和天然草地放牧利用的基礎(chǔ),是刈割飼養(yǎng)、青貯過(guò)冬的保障(高漸飛等,2010)。但在長(zhǎng)久的實(shí)踐過(guò)程中發(fā)現(xiàn),牧草對(duì)喀斯特石漠化地區(qū)的環(huán)境適應(yīng)關(guān)系出現(xiàn)緊張狀況??λ固厥貐^(qū)隨著食草畜牧業(yè)的發(fā)展和草地載畜量的增加,在這貧瘠裸露的喀斯特地貌上,牧草的生產(chǎn)力維持達(dá)不到長(zhǎng)久的功效,草原產(chǎn)草量因過(guò)度放牧而逐年下降,同時(shí)還存在可利用牧草的品種較少、產(chǎn)量低、品質(zhì)差、營(yíng)養(yǎng)價(jià)值不高及利用難度大等多種問(wèn)題。因此需要以喀斯特石漠化環(huán)境為背景,研究牧草對(duì)其環(huán)境多種影響因素的適應(yīng)性,進(jìn)行多元素綜合分析,評(píng)定出最適合喀斯特石漠化地區(qū)的主要牧草,建植高效持久的人工草地,提高牧草品質(zhì),增加牧草產(chǎn)量,能有效保護(hù)特殊用途和有重大價(jià)值的牧草,保障牧草產(chǎn)業(yè)的持續(xù)發(fā)展,在滿(mǎn)足生態(tài)環(huán)境的基礎(chǔ)上保障草地畜牧業(yè)的正常發(fā)展。
1.1 喀斯特石漠化地區(qū)獨(dú)特的自然條件 我國(guó)西南喀斯特地區(qū)面積達(dá)50多萬(wàn)km2,跨地貌單元三級(jí)階梯,涉及貴州、云南、廣西、湖南、湖北、重慶、四川、廣東8個(gè)省,是全球喀斯特集中分布面積最大、巖溶發(fā)育最強(qiáng)烈、景觀類(lèi)型復(fù)雜、生物多樣性豐富、生態(tài)系統(tǒng)極為脆弱的典型地區(qū) (劉叢強(qiáng),2009)。西南喀斯特地區(qū)的地質(zhì)地貌環(huán)境主要以碳酸巖為主,主要巖石類(lèi)型有石灰?guī)r、白云巖及沉積碎屑巖。由高山、高原、盆地、丘陵、平原組成的復(fù)雜多樣的地貌類(lèi)型,地貌結(jié)構(gòu)以山地、高原為主。地貌復(fù)雜加上高空大氣環(huán)流的影響,具有三大季風(fēng)過(guò)渡區(qū)北亞熱帶、中亞熱帶、南亞熱帶,熱帶邊緣及青藏高原高寒氣候區(qū)的特點(diǎn)。垂直氣候特征顯著,氣溫和降水量與海拔之間存在顯著的相關(guān)性(周性和等,1990)。90%以上的物質(zhì)都溶解于水中被帶走,留下的成土物質(zhì)極少,成土速度慢,土壤貧瘠,一旦破壞很難恢復(fù)。
1.2 適宜性牧草在喀斯特石漠化地區(qū)的重要位置 草地是全球分布面積最大的陸地生態(tài)系統(tǒng),約占陸地面積的三分之一(White等,2000)。我國(guó)作為第二大草原國(guó),草地占國(guó)土面積的41%,僅次于澳大利亞。牧草為初級(jí)生產(chǎn)力,西南草山草坡是中國(guó)亟待開(kāi)發(fā)的后備草食資源(李志剛等,2009)。
適宜性牧草是具有飼用價(jià)值的草種,依據(jù)種植地的氣候、土壤、水分、光照、海拔等多種因素,適應(yīng)牧草的種植習(xí)性,并能達(dá)到一定產(chǎn)量需求的牧草。一旦其中某種因素不能滿(mǎn)足牧草的種植習(xí)性,則會(huì)出現(xiàn)牧草種植失敗,不但不能進(jìn)行利用,還會(huì)造成土壤成分的損失破壞。適宜性牧草地是生態(tài)安全屏障的保護(hù)層,是氣候變化最為敏感的生態(tài)系統(tǒng)。憑借牧草根系在時(shí)間和空間的差異性進(jìn)行混播配置,能夠降低水分和養(yǎng)分的競(jìng)爭(zhēng),實(shí)現(xiàn)兩者的互補(bǔ)利用,對(duì)防止喀斯特石漠化地區(qū)水土流失有很大的促進(jìn)作用(謝開(kāi)云等,2013)。草地的碳儲(chǔ)量占全世界總儲(chǔ)量的9%~16%,適宜性牧草的種植能夠提高喀斯特石漠化地區(qū)陸地生態(tài)系統(tǒng)碳儲(chǔ)量和巖溶作用溶蝕量(楊婷婷等,2012;Ni,2002)。在喀斯特石漠化治理措施中,適宜性牧草的種植能夠促進(jìn)草地畜牧業(yè)的發(fā)展,帶來(lái)的經(jīng)濟(jì)與生態(tài)效益能減緩百姓對(duì)傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)的依賴(lài)。目前發(fā)展草地畜牧業(yè)已成為石漠化治理重要方法,并廣泛的應(yīng)用于西南地區(qū)。不僅是畜牧業(yè)的生產(chǎn)基礎(chǔ),而且是生態(tài)安全屏障保護(hù)和提高經(jīng)濟(jì)、生態(tài)、社會(huì)效益的有效措施(劉興元等,2011)。
牧草適應(yīng)性是指牧草與其生長(zhǎng)環(huán)境因子之間的匹配程度,包括氣候因子對(duì)牧草生命過(guò)程的滿(mǎn)足程度和牧草對(duì)其生長(zhǎng)環(huán)境因子的適應(yīng)程度或隸屬程度。前人對(duì)牧草適宜性的研究主要關(guān)注與牧草區(qū)劃和引種比較試驗(yàn),即喀斯特地區(qū)的牧草植被主要是通過(guò)形態(tài)結(jié)構(gòu)和生理過(guò)程兩個(gè)方面的改變來(lái)適應(yīng)干旱環(huán)境??梢?jiàn)牧草適宜性研究的首要工作就是確定影響牧草適宜性的影響因子。
2.1 適宜性牧草與光照的協(xié)同機(jī)制研究 光能是植物合成有機(jī)質(zhì)的動(dòng)力,是植被生命力的源泉。牧草的光合作用是將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)換為化學(xué)能的過(guò)程,是將植物水分分解,CO2還原為單糖碳水化合物,以化學(xué)能的形式儲(chǔ)存于植物組織中 (林棟等,2008;溫達(dá)志等,2000)。
大部分研究是針對(duì)優(yōu)良牧草的光合、蒸騰及水分利用效率等生理特征對(duì)光照強(qiáng)度的響應(yīng)進(jìn)行測(cè)定,探討光照強(qiáng)度對(duì)植物生長(zhǎng)發(fā)育的影響。喀斯特地區(qū)植被的選取不僅要考慮耐旱,喜鈣等主導(dǎo)因素,還要綜合考慮植物凈光合速率、蒸騰速率、水分利用效率等多方面生態(tài)特征 (張軍以等,2015)。光合生理研究的氣體交換參數(shù)有光合速率、氣孔導(dǎo)度、蒸騰速率。所以,喀斯特優(yōu)勢(shì)植物普遍具有較厚的角質(zhì)層/蠟質(zhì)層和發(fā)達(dá)的表皮毛,有利于減少蒸騰作用中水分的散失 (羅緒強(qiáng)等,2012)。光響應(yīng)曲線參數(shù)有最大凈光合速率、光下呼吸速率、表觀量子效率、光飽合點(diǎn)、光補(bǔ)償點(diǎn)(莫凌等,2010)。牧草對(duì)光照條件的要求通過(guò)光飽和點(diǎn)與光補(bǔ)償點(diǎn)反映,光補(bǔ)償點(diǎn)較低、光飽和點(diǎn)較高的植物對(duì)光環(huán)境的適應(yīng)性較強(qiáng),否則反之(楊興洪等,2005)。李志剛等(2009)人發(fā)現(xiàn)牧草的光照強(qiáng)度在55%左右具有較強(qiáng)的生長(zhǎng)發(fā)育能力。凈光合速率一般受光熱量影響,7~8月份達(dá)到最大值(彭玉梅等,1997)。
喀斯特地區(qū)光照條件對(duì)牧草的產(chǎn)量和品質(zhì)有著舉足輕重的影響,牧草覆蓋度增加,光照減少優(yōu)勢(shì)種牧草數(shù)量因發(fā)育進(jìn)程受限而減少,毒、雜草類(lèi)孳生,導(dǎo)致草地可利用價(jià)值下降,草地退化,生產(chǎn)力下降(李啟良,2009)。因此,在石漠化地區(qū),可以根據(jù)牧草的光合特性,通過(guò)林灌草空間立體結(jié)構(gòu)能夠很好的對(duì)喜蔭牧草進(jìn)行遮蔽處理,提高植物光合效率、減少水分蒸發(fā),提高水分利用率,有利于充分利用光照資源。
2.2 適宜性牧草對(duì)土壤的響應(yīng)機(jī)制研究 土壤是喀斯特生態(tài)系統(tǒng)中生命支持的根本依托,是喀斯特植被系統(tǒng)恢復(fù)的重要因素(張平究等,2012)??λ固氐貐^(qū)富鈣鎂偏堿性的土壤環(huán)境賦予了喀斯特植物石生、旱生和喜鈣的特征 (張軍以等,2015)。牧草的種植可增加覆蓋度,與此同時(shí)也增大土壤水分的消耗,但不同牧草品種保水效果存在差異(徐榮等,2004)。適宜性牧草對(duì)干旱惡劣的環(huán)境一般具有適應(yīng)調(diào)控能力(容麗等,2008)。
適宜性牧草對(duì)土壤響應(yīng)機(jī)制的探索發(fā)現(xiàn),土壤的營(yíng)養(yǎng)成分能有效的為牧草提供生長(zhǎng)需求,增加牧草產(chǎn)量,改善牧草的品質(zhì),也影響著植被群落結(jié)構(gòu)(張平究等,2012)。牧草對(duì)土壤的影響主要體現(xiàn)在牧草的固氮作用對(duì)土壤氮平衡的影響,在天然草地生態(tài)系統(tǒng)中,氮素的循環(huán)利用有助于改善土壤的肥力狀況。豆科植物共生固氮是自然界中常見(jiàn)的生物固氮體系,豆科牧草與和本科牧草間作,可轉(zhuǎn)移部分氮素給禾本科牧草來(lái)滿(mǎn)足其營(yíng)養(yǎng)需求。研究發(fā)現(xiàn)豆科牧草固氮總量最多可達(dá)牧草地上部的46%,有26%的固氮量可傳給相鄰禾本科牧草使用(Cadisch 等,1994;Ledgard 等,1992)。減少農(nóng)田氮素的損失,促進(jìn)土壤氮平衡 (楊文亭等,2013;李馨等,2011)。可見(jiàn)進(jìn)行退耕還林的恢復(fù)工程更有助于土壤氮素養(yǎng)分的積累 (劉欣等,2016)。西南喀斯特石漠化地區(qū)草地生態(tài)系統(tǒng)是最初關(guān)鍵階段也是最后恢復(fù)進(jìn)程,要減少人類(lèi)對(duì)草叢的干擾,加強(qiáng)混播種植方式是很好的以防草地生態(tài)系統(tǒng)朝石漠化方向演變的有效措施。
2.3 適宜性牧草的水分利用策略研究 水是植物進(jìn)行細(xì)胞分裂、生長(zhǎng)、蒸騰蒸發(fā)、氣體交換、物質(zhì)運(yùn)輸和光能利用等各種生理活動(dòng)的必需條件(Jasechko 等,2013;溫達(dá)志等,2000)。 喀斯特地區(qū)植被的石生性,要求植被在遭受干旱脅迫后還能保持較好的抗旱性。劉成名等(2015)研究發(fā)現(xiàn)喀斯特地區(qū)9種牧草生理指標(biāo)和光合指標(biāo)水分利用效率關(guān)系為高羊茅>白三葉>紅三葉>藎草>鴨茅>紫花苜蓿>畫(huà)眉草>糠稷>多年生黑麥草,得出蒸騰速率較低,水分利用效率最高,抗旱性越好,越適應(yīng)喀斯特地區(qū)生長(zhǎng)。并且牧草的植物葉片和單個(gè)植株的水分利用效率會(huì)隨土壤含水量的變化具有不同的變化趨勢(shì) (覃鳳飛等,2016)。王海青等(2015)指出在6~8月水分脅迫更有利于提高牧草的長(zhǎng)期水分利用效率,開(kāi)花期后灌溉補(bǔ)水有利于提高牧草長(zhǎng)期水分利用效率;而在7月初光照強(qiáng)烈、水分蒸發(fā)量大時(shí),較多地補(bǔ)水更有利于提高牧草的瞬時(shí)水分利用效率。牧草的種植密度及種植方式會(huì)對(duì)牧草生產(chǎn)力和水分利用率產(chǎn)生影響,混播、加大播種密度會(huì)增加牧草土壤水分消耗,降低土壤儲(chǔ)水量,提高干草產(chǎn)量和水分利用效率,但影響程度因牧草種類(lèi)、播種方式以及不同的生長(zhǎng)時(shí)段而異(張曉紅等,2007)。
水分含量是牧草品質(zhì)的重要指標(biāo) (來(lái)強(qiáng)等,2008),水分競(jìng)爭(zhēng)能力強(qiáng)的品種,萌發(fā)早,根系發(fā)達(dá),有助于植物獲取更多的資源,維持較高的代謝水平(張國(guó)娟,2010)。 侯瓊等(2009)對(duì)降水量、土壤水分和耗水量與不同時(shí)期牧草產(chǎn)量的關(guān)系統(tǒng)計(jì)分析,結(jié)果表明,各水分因子與產(chǎn)量的相關(guān)性依次為土壤水分>耗水量>降水量。故土壤含水量是牧草的直接利用水源,在喀斯特地區(qū)種植牧草不僅要考慮其適生性,還需考慮降水時(shí)期是否能保障生長(zhǎng)需求,種植密度與播種方式能否符合品質(zhì)指標(biāo)的需求,保證牧草的產(chǎn)量,抑制石漠化的發(fā)展,以豐富喀斯特地區(qū)牧草生物量。
2.4 適宜性牧草對(duì)溫度的適應(yīng)特征研究 熱量是牧草生長(zhǎng)所必須的重要條件之一,只有在牧草所需要的熱量條件得到充分的滿(mǎn)足之后,才能進(jìn)行光合作用和生長(zhǎng)發(fā)育。生長(zhǎng)在熱量高的地區(qū)的牧草,植株高大,產(chǎn)草量高,再生草量也高。生長(zhǎng)在熱量低地區(qū)的牧草,植株比較矮小,產(chǎn)量較低,再生草量也較低。牧草隨長(zhǎng)勢(shì)對(duì)溫度要求越來(lái)越高,阿不都沙拉等(2013)對(duì)烏魯木齊草地長(zhǎng)勢(shì)進(jìn)行分析得出,抽穗至成熟期日平均氣溫超過(guò)15℃的天數(shù)持續(xù)15 d左右,可獲取較高干草產(chǎn)量。韓方昕等(2015)研究發(fā)現(xiàn),春季溫度高可使牧草返青期提前,秋季溫度高也可使牧草黃枯期延后,適宜的溫度可以延長(zhǎng)牧草的生長(zhǎng)期。牧草的化學(xué)營(yíng)養(yǎng)成分受環(huán)境因素影響而變化,其中溫度是促進(jìn)植物木質(zhì)化的一個(gè)重要因素。在高溫氣候條件下,牧草的生長(zhǎng)速迅,營(yíng)養(yǎng)消耗快,蛋白質(zhì)、糖 氣候條件下的牧草,其葉和莖部貯藏的碳水化合物和蛋白質(zhì)增加以抗嚴(yán)霜,營(yíng)養(yǎng)價(jià)值較高。徐世曉等(2002)研究表明,溫度過(guò)高會(huì)引起牧草營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)的變化,牧草粗蛋白質(zhì)、粗脂肪等含量降低,中性洗滌纖維、木質(zhì)素含量增加,牧草消化率降低,從而不利于反芻動(dòng)物對(duì)牧草的消化利用。西南喀斯特地區(qū),熱量充足,適宜多年生的牧草生長(zhǎng),充足的熱量能夠延長(zhǎng)牧草的生長(zhǎng)期,但是在熱量充足的地區(qū)不能保障高大植株的營(yíng)養(yǎng)含量,這就需要進(jìn)行適度刈割與放牧,避免高大植株的木質(zhì)化。
2.5 人為干擾對(duì)適宜性牧草的影響機(jī)制研究人為活動(dòng)對(duì)適宜性牧草的影響為多方面的,積極影響主要表現(xiàn)在對(duì)適宜性牧草的選育然后推廣種植,進(jìn)行合理的栽培維護(hù)。除此之外,放牧的強(qiáng)度、放牧的方式、刈割強(qiáng)度等人類(lèi)活動(dòng)都會(huì)對(duì)牧草產(chǎn)生影響。
適度放牧可以促進(jìn)牧草的補(bǔ)償性生長(zhǎng)。然而,強(qiáng)度、重度放牧將啃噬過(guò)多的植物組織,再生長(zhǎng)速率將大大降低。戎郁萍等(2001)研究表明牧草的再生性能與放牧季節(jié)有關(guān),第1次放牧后的再生性能高于第2次。董全民等(2007)研究發(fā)現(xiàn)放牧強(qiáng)度對(duì)牧草總能和粗灰分的影響極顯著 (P<0.01),對(duì)粗蛋白質(zhì)、磷和中性洗滌纖維的影響顯著(P<0.05)。在短草向中草的次生演替中,短時(shí)期放牧處理沒(méi)有高強(qiáng)度、低頻率放牧處理效果明顯(Taxlorjr等,1997)。
不同放牧方式對(duì)牧草的營(yíng)養(yǎng)影響差異顯著(P<0.05),劃區(qū)輪牧的牧草粗蛋白質(zhì)含量高于同期連續(xù)放牧草地的牧草,而NDF含量低于連續(xù)放牧草地的牧草(趙青山等,2012)。分區(qū)輪牧牧草粗蛋白質(zhì)含量高于同期連續(xù)放牧草地,而粗纖維含量低于連續(xù)放牧草地。分區(qū)輪牧有利于人工栽培牧草分蘗,對(duì)野生雜草有控制作用 (賈志海等,1990)。因此,石漠化地區(qū)發(fā)展牧場(chǎng)必須是斷續(xù)的,根據(jù)牧場(chǎng)的環(huán)境狀況和牧草的長(zhǎng)勢(shì)、再生能力,制定合理的放牧頻度、強(qiáng)度和時(shí)節(jié)是非常必要的(溫達(dá)志等,2000)。
刈割高度對(duì)牧草再生性能也有一定的影響。刈割時(shí)留茬高度不同,牧草的再生能力顯著不同,0 cm留茬,牧草的再生次數(shù)、再生速度及再生草產(chǎn)量均小于2~3 cm留茬,再生草產(chǎn)量以2 cm留茬最高(趙萌莉等,1998)。適當(dāng)刈割強(qiáng)度可以通過(guò)充分發(fā)揮牧草的超補(bǔ)償性和均衡性生長(zhǎng)作用來(lái)改變?cè)撃敛萆砩鷳B(tài)和體內(nèi)某些營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)沉積方向和沉積量,進(jìn)而提高其在動(dòng)物體外的消化率(朱玨,2009;周秉榮等,2006)。人為活動(dòng)能夠改變牧草的物質(zhì)與能量分配格局,并誘導(dǎo)牧草的補(bǔ)償性生長(zhǎng),間接改變牧草的種間競(jìng)爭(zhēng)格局、更新種群類(lèi)別,調(diào)節(jié)群落結(jié)構(gòu)。維持牧草的產(chǎn)量及營(yíng)養(yǎng)成分,要充分考慮放牧的強(qiáng)度及方式與刈割的強(qiáng)度等問(wèn)題,保證牧草得到及時(shí)的更新。
適宜性牧草對(duì)喀斯特石漠化地區(qū)服務(wù)價(jià)值主要體現(xiàn)在經(jīng)濟(jì)服務(wù)價(jià)值、生態(tài)服務(wù)價(jià)值和石漠化治理的可持續(xù)性?xún)r(jià)值。
3.1 經(jīng)濟(jì)服務(wù)價(jià)值 直接產(chǎn)品價(jià)值主要體現(xiàn)在適宜性牧草的篩選,建立優(yōu)良草地,天然草地的改良等有效措施來(lái)擴(kuò)大牧草的產(chǎn)量滿(mǎn)足生態(tài)畜牧業(yè)的快速發(fā)展。目前貴州已利用天然草地面積4.98×106hm2,其理論載畜量為536萬(wàn)牛單位,未利用草地約1×106hm2,其理論載畜量75萬(wàn)牛單位。草地畜牧業(yè)的發(fā)展促進(jìn)該地區(qū)經(jīng)濟(jì)收入,農(nóng)民有60%~70%的收入來(lái)自于養(yǎng)殖業(yè)。這就需要以后應(yīng)加大撂荒地和零星草地改良開(kāi)發(fā),提高牧草改良技術(shù),擴(kuò)大草地面積,提高草地利用率,增加牧草直接產(chǎn)品價(jià)值。
牧草的加工處理能夠增加牧草產(chǎn)品附加值。青貯牧草工藝簡(jiǎn)單,營(yíng)養(yǎng)損失率不到10%,吸收消化率達(dá)70%,采食利用率達(dá)到100%,營(yíng)養(yǎng)價(jià)值高,保存期長(zhǎng)。與之相對(duì)應(yīng)的牧草顆粒飼料具有好采食、易消化、儲(chǔ)藏方便等優(yōu)點(diǎn),目前已成為全價(jià)飼料的主流形式。由此可知為減輕天然草地放牧壓力,滿(mǎn)足四季營(yíng)養(yǎng)需求,應(yīng)選取優(yōu)質(zhì)的牧草資源擴(kuò)大牧草產(chǎn)品附加值,規(guī)范牧草的調(diào)制工藝,延長(zhǎng)飼料的保存時(shí)間(張明忠等,2015)。
擴(kuò)大草地資源的開(kāi)發(fā)與草坪娛樂(lè)項(xiàng)目能為人類(lèi)提供休憩服務(wù)價(jià)值。謝高地等(2001)在生物量訂正的基礎(chǔ)上對(duì)我國(guó)草地生態(tài)服務(wù)價(jià)格進(jìn)行了評(píng)估,得出娛樂(lè)和文化價(jià)值占5.78%。目前中國(guó)南方大部分草場(chǎng)開(kāi)發(fā)旅游休閑度假項(xiàng)目,采用的草種是適應(yīng)當(dāng)?shù)丨h(huán)境、穩(wěn)定性強(qiáng)的鄉(xiāng)土草種,如白三葉、黑麥草、高羊茅、鴨茅等具有生命力強(qiáng)、耐陰、抗旱、耐踩等特點(diǎn)。在此基礎(chǔ)上,我們應(yīng)該建立生態(tài)草坪,按照當(dāng)?shù)刂脖蝗郝浣Y(jié)構(gòu)特征和生態(tài)原理進(jìn)行適量的喬木、灌木、花卉配置使其生態(tài)功能及使用價(jià)值和視覺(jué)效果達(dá)到最優(yōu)。
3.2 生態(tài)服務(wù)功能價(jià)值 草地是保護(hù)生態(tài)環(huán)境的最后屏障,生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能主要體現(xiàn)在涵養(yǎng)水源、侵蝕控制、保育土壤、固碳釋氧、廢物處理、凈化空氣、生物多樣性保護(hù)等多方面(劉興元等,2011),使人類(lèi)直接或間接從草地生態(tài)系統(tǒng)中獲得生態(tài)服務(wù)功能價(jià)值。
草地植被的凈初級(jí)生產(chǎn)力占全球陸地植被凈初級(jí)生產(chǎn)力的36%,草地作為 碳匯的功能特別明顯。碳儲(chǔ)量為266.3 pg,占全球陸地植被碳貯量的1/6以上。通過(guò)遙感影像解譯,根據(jù)生物量進(jìn)行單價(jià)訂正,得出該區(qū)域草地生態(tài)系統(tǒng)總服務(wù)價(jià)值144.42×108$/a(White等,2000)。 結(jié)果顯示草地生態(tài)系統(tǒng)的重要位置,但該方法未包括零星草地的數(shù)據(jù),同時(shí)單從生物量進(jìn)行解譯不能完全代表整個(gè)草地生態(tài)系統(tǒng)的服務(wù)價(jià)值,應(yīng)規(guī)范評(píng)估方法,全覆蓋整個(gè)草地生態(tài)系統(tǒng)。
西南片區(qū)草地生態(tài)系統(tǒng)水源涵養(yǎng)量570.41億m3/a。占全國(guó)草地水源涵養(yǎng)量的48%,水源涵養(yǎng)保有率不斷在提升(吳丹等,2016)。生態(tài)工程實(shí)施對(duì)提升草地水源涵養(yǎng)功能有很大的促進(jìn)作用,在西南喀斯特地區(qū)應(yīng)加大石漠化治理工程措施,擴(kuò)大草地恢復(fù)。但對(duì)不同水源涵養(yǎng)服務(wù)功能進(jìn)行模擬示范,有待進(jìn)一步深入研究。陳仲新和張新時(shí)(2000)和 Costanza(1997)等基于全球水平確定的平均不同生態(tài)系統(tǒng)單位面積的生態(tài)服務(wù)價(jià)值對(duì)中國(guó)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能的價(jià)值進(jìn)行了估算,其中,草地生態(tài)系統(tǒng)的服務(wù)價(jià)值為8697.68億元??梢?jiàn),草地作為凈初級(jí)生產(chǎn)力,生態(tài)服務(wù)功能價(jià)值遠(yuǎn)高于森林生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能12.8倍。在未來(lái)生態(tài)系統(tǒng)受到壓力從而變的更加稀有時(shí),分析評(píng)價(jià)更多類(lèi)型的服務(wù)價(jià)值,相應(yīng)的自然資本得以增值保值顯得越來(lái)越重要。
3.3 石漠化治理的可持續(xù)性?xún)r(jià)值 石漠化治理中采用草地建設(shè)與生態(tài)畜牧業(yè)導(dǎo)向型模式及技術(shù)體系,在水熱條件適宜,土層淺薄,不宜農(nóng)耕,草地退化的輕-中度石漠化地區(qū),以公司和農(nóng)戶(hù)為基本單元,按照草地生產(chǎn)力維持與草畜平衡調(diào)控的基本思路,發(fā)展草地畜牧業(yè)。袁道先(2014)指出草地畜牧業(yè)發(fā)展模式是治理石漠化的一項(xiàng)系統(tǒng)工程。在國(guó)務(wù)院2008年批復(fù)的《巖溶地區(qū)石漠化綜合治理規(guī)劃大綱(2006—2015)》中,如何充分利用牧草資源提高牧草利用效率來(lái)發(fā)展草地畜牧業(yè)是國(guó)家石漠化治理工程面臨的主要任務(wù)。
文中選取貴州省較重要的潛在-輕度石漠化地區(qū)畢節(jié)撒拉溪示范區(qū)和中度-強(qiáng)度石漠化地區(qū)關(guān)嶺-貞豐花江示范區(qū)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)調(diào)查 (表1)。統(tǒng)計(jì)2011—2015期間因發(fā)展草地畜牧業(yè)帶來(lái)的經(jīng)濟(jì)與生態(tài)價(jià)值,發(fā)現(xiàn)2015畢節(jié)撒拉溪示范區(qū)的畜牧業(yè)收入比2011年增長(zhǎng)302.51%,關(guān)嶺-貞豐花江示范區(qū)增長(zhǎng)47.71%。與之帶動(dòng)相關(guān)經(jīng)濟(jì)產(chǎn)值分別有水池個(gè)數(shù)畢節(jié)撒拉溪增加189.91%、關(guān)嶺-貞豐花江增加了27.3%。水池容量畢節(jié)撒拉溪增加108.81%、關(guān)嶺-貞豐花江增加了26.37%。GDP總值畢節(jié)撒拉溪增加到2482.23萬(wàn)元,關(guān)嶺-貞豐花江增加到2298.05萬(wàn)元。在生態(tài)產(chǎn)值方面,水土流失強(qiáng)烈侵蝕面積減小了10%左右(張俞,2016)。
表1 畢節(jié)撒拉溪、關(guān)嶺-貞豐花江示范區(qū)生態(tài)經(jīng)濟(jì)調(diào)查表
可見(jiàn),發(fā)展草地畜牧業(yè)是在短的時(shí)間內(nèi)兼顧生態(tài)和經(jīng)濟(jì)兩大目標(biāo),大幅度增加農(nóng)民收入實(shí)現(xiàn)生態(tài)、經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益協(xié)調(diào)發(fā)展的根本途徑之一,是改變喀斯特地區(qū)貧窮面貌的首選產(chǎn)業(yè)。應(yīng)加快建立以農(nóng)村產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整為核心的石漠化草地建設(shè)與生態(tài)畜牧業(yè)導(dǎo)向型模式,選取適宜牧草的服務(wù)價(jià)值,確立牛羊養(yǎng)殖為主體、畜產(chǎn)品加工為產(chǎn)業(yè)導(dǎo)向的草食畜牧配置技術(shù)體系,實(shí)現(xiàn)石漠化治理的可持續(xù)性?xún)r(jià)值。
文中選取光照、土壤、水分、溫度、人為干擾等適應(yīng)性響應(yīng)因子,探討了中國(guó)南方喀斯特地區(qū)牧草適宜性機(jī)制。明確提出針對(duì)中國(guó)南方喀斯特地區(qū)響應(yīng)策略,在石漠化地區(qū),可以根據(jù)牧草的光合特性,通過(guò)林灌草空間立體結(jié)構(gòu)能夠很好的對(duì)喜蔭牧草進(jìn)行遮蔽處理,提高植物光合效率、減少水分蒸發(fā),有利于充分利用光照資源。要減少人類(lèi)對(duì)草叢的干擾,加強(qiáng)混播種植方式是以防草地生態(tài)系統(tǒng)朝石漠化方向演替的有效措施。確定降水時(shí)期合理的種植密度與播種方式既能滿(mǎn)足水分需求,也能符合品質(zhì)指標(biāo)要求。需要進(jìn)行適度刈割與放牧,避免高大植株的木質(zhì)化,保證牧草得到及時(shí)的更新。
草地作為石漠化地區(qū)環(huán)境保護(hù)的最后屏障,在喀斯特石漠化地區(qū)治理中具有不可替代作用。結(jié)合西南喀斯特環(huán)境的獨(dú)特性進(jìn)行適宜性研究是非常必要的,目前適宜性研究更加關(guān)注的是環(huán)境與牧草的機(jī)理研究。為了加強(qiáng)石漠化治理的持續(xù)性,需要把草地與整個(gè)生態(tài)系統(tǒng)進(jìn)行融合,應(yīng)加強(qiáng)牧草的生理活動(dòng)與種群和群落結(jié)構(gòu)的關(guān)系研究。
牧草對(duì)生態(tài)系統(tǒng)的服務(wù)功能價(jià)值體現(xiàn)在生態(tài)、經(jīng)濟(jì)、社會(huì)等多方面,確保牧草的適宜性?xún)r(jià)值是我們研究的基礎(chǔ),構(gòu)建牧草與喀斯特環(huán)境耦合關(guān)系是關(guān)鍵的技術(shù)。所以如何確定喀斯特地區(qū)關(guān)鍵生態(tài)因子與牧草服務(wù)價(jià)值大小的關(guān)聯(lián)性有待進(jìn)一步研究。
產(chǎn)業(yè)是擺脫貧困解決生計(jì)的基礎(chǔ),應(yīng)加快建立以農(nóng)村產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整為核心的石漠化草地建設(shè)與生態(tài)畜牧業(yè)導(dǎo)向型模式。大力開(kāi)發(fā)牧草產(chǎn)品加工技術(shù),草地改良技術(shù)、確定產(chǎn)業(yè)定位標(biāo)準(zhǔn),探索適合喀斯特地區(qū)草地牧業(yè)產(chǎn)業(yè)化的有效模式。
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