常麗娜 趙新全,2*
(1. 青海師范大學,西寧 810016;2. 中國科學院西北高原生物研究所,西寧 810001)
草地是陸地生態(tài)系統(tǒng)的重要組成部分,約占世界陸地總面積的26%,聚集了大約38%的世界人口。草地生態(tài)系統(tǒng)作為地球上最大的陸地生態(tài)系統(tǒng),不僅具有生物多樣性維持、碳固持、物質循環(huán)和水循環(huán)等多方面作用,而且為世界生產了30%~50%的畜產品[1-2],對生態(tài)平衡穩(wěn)定、文化歷史傳承、經濟社會發(fā)展等具有重要價值[3]。
除了氣候變化外,草地生態(tài)系統(tǒng)主要受人類活動的影響,人類早期文明的發(fā)展離不開草地,歷經數(shù)千年的演變,形成了傳統(tǒng)草地利用方式,如游牧、季節(jié)放牧等。與此同時,現(xiàn)代草地利用模式也逐漸建立和發(fā)展,包括劃區(qū)輪牧、草場改良等[4]。近百年來,隨著社會經濟發(fā)展越來越快,人類活動對草地生態(tài)系統(tǒng)的影響也在日益加深,草原退化、逆行演替、環(huán)境變劣等生態(tài)問題日益突出[5]。面對生態(tài)環(huán)境變化,各級政府、相關學者開始關注和評估人類活動對草地生態(tài)系統(tǒng)功能的影響及其機理。例如,在日益加劇的人類活動下,如何對草地資源進行多元開發(fā),穩(wěn)定草地結構與功能,實施合理的草地多功能管理,提升草地畜牧業(yè)發(fā)展水平,從而實現(xiàn)草地生態(tài)系統(tǒng)利用的可持續(xù)性,以滿足人類對草地系統(tǒng)功能的需求[2,4]。
在草地管理研究中,植物或植被的生產力水平被認為是草地生態(tài)系統(tǒng)功能評價的重要指標之一,但這種單一指標不能完全反映草地生態(tài)系統(tǒng)功能。由于生態(tài)系統(tǒng)功能在本質上是多維的,僅考慮單一的生態(tài)系統(tǒng)功能會低估生物多樣性的重要性[6]。因此,需同時考慮草地的多種功能。草地作為可再生自然資源載體,構成區(qū)域發(fā)展的物質和環(huán)境基礎。在分類上,草地具有景觀草地、放牧草地、栽培草地等多樣性類型;在生物多樣性上,包含多種多樣的動物、植物、微生物資源;在功能上,具有調節(jié)功能、供給功能、支持功能和文化傳承功能等生態(tài)系統(tǒng)服務多功能性。實現(xiàn)草地生態(tài)功能、生產功能和生活功能的多功能優(yōu)化管理,對保護自然、服務人民和永續(xù)發(fā)展具有重要意義[4]。
以國家公園為主體的自然保護體系建設是中國生態(tài)文明制度的重要內容。2019年6月,中共中央辦公廳、國務院辦公廳印發(fā)了《關于建立以國家公園為主體的自然保護地體系的指導意見》[7],提出“三步走”的目標,即到2020年,完成國家公園體制試點,設立一批國家公園;到2025年,健全國家公園體制,初步建成以國家公園為主體的自然保護地體系;到2035年,全面建成中國特色自然保護地體系。在自然保護地體系建設中,草地生態(tài)系統(tǒng)的多功能性則體現(xiàn)得更加明顯,涵蓋野生動植物棲息、生物多樣性維持與保護、水土保持、氣候調節(jié)、休閑旅游、特色文化保護等多種生態(tài)服務功能[6]。因此,草地的多功能性目標管理與自然保護地建設目標相一致,即改變以往草地管理中只重視生產功能的單一目標管理,這對草地的可持續(xù)發(fā)展與利用具有重要意義。本文將系統(tǒng)地總結草地多功能性的演變和草地多功能目標管理在自然保護地建設中的應用前景,并對相關問題提出相應的解決建議,以期為自然保護地的草地多功能目標管理提供理論支撐。
幾千年來,人類通過作物耕種和動物馴化,使得早期文明得以進化。許多來源于草地的農作物和動物物種構成了現(xiàn)代集約化農業(yè)的基礎,如谷物、牧草、豬和牛等。工業(yè)革命以來,隨著經濟社會的發(fā)展,草地不僅可以作為“生產資料”生產畜牧業(yè)產品,也可作為“生活資料”,直接消費草地的“生態(tài)系統(tǒng)服務”,對于草地生產、生態(tài)和生活功能的需求日益增加[4,8]。
草地生態(tài)系統(tǒng)生態(tài)、生產和生活三大功能,反映了生態(tài)系統(tǒng)的自然屬性,是維持生態(tài)系統(tǒng)服務的基礎。生態(tài)系統(tǒng)服務是指草地生態(tài)系統(tǒng)和生態(tài)過程所形成與維持的人類賴以生存的自然環(huán)境條件與效用。據(jù)2005年聯(lián)合國頒布的《千年生態(tài)系統(tǒng)評估(MA)報告》指出,生態(tài)系統(tǒng)提供四種類型的服務:供應服務(如食物)、調節(jié)服務 (如水質調節(jié))、支持服務(如營養(yǎng)循環(huán))和文化服務(如娛樂)[9-10]。其中,1)供應服務是指生態(tài)系統(tǒng)中生產或提供的產品,是人類直接或者間接從生態(tài)系統(tǒng)獲得的、可利用的資源要素,是草地生態(tài)系統(tǒng)生產功能屬性的反映,具體表現(xiàn)為生態(tài)系統(tǒng)生產的草(牧草、草料)、畜(肉、蛋、皮、毛等)產品等;2)調節(jié)服務是指人類從生態(tài)環(huán)境調節(jié)中所獲得的各種直接或間接的利益;3)支持服務是保證其他生態(tài)系統(tǒng)服務功能的基礎,不同于其他的生態(tài)系統(tǒng)服務功能,支持服務對于人類的影響是間接的,且具有明顯的時空尺度效應。支持和調節(jié)服務對應于草地生態(tài)系統(tǒng)的生態(tài)功能,具體表現(xiàn)為土壤形成、養(yǎng)分循環(huán)、水源涵養(yǎng)、水土保持、氣候調節(jié)等[4];4)文化服務是指人們通過精神感受、休閑娛樂、知識獲取等從生態(tài)系統(tǒng)中獲取的非物質利益,對應于草地生態(tài)系統(tǒng)生活功能,也是傳承獨特草原文化的載體。生態(tài)功能屬性是基礎,是生態(tài)系統(tǒng)支持其內部各種生物健康生存的前提;生產功能屬性是過程,是生態(tài)系統(tǒng)服務功能產生改變的條件;生活功能屬性是集成,是生態(tài)功能和生產功能的綜合體現(xiàn)[10]。
發(fā)展可持續(xù)草業(yè)是指草地生態(tài)系統(tǒng)多項功能既滿足當代發(fā)展的需要又不削弱后代進一步發(fā)展的能力。草地生態(tài)系統(tǒng)為人類提供了諸如生態(tài)維持、畜牧業(yè)生產資料、生物多樣性保護、水源涵養(yǎng)、游憩娛樂、野生或自然產品生產、再生能源生產、文化產生和傳承、科學研究和教育等9種服務功能,構成了我國草業(yè)可持續(xù)發(fā)展的基礎。我國是世界上人口最多的發(fā)展中國家,人均資源有限,技術落后,資源利用率低,消耗過快,浪費嚴重。在農業(yè)建設中,有大量的土地處于風蝕沙化狀態(tài),水土流失嚴重。同時,我國草業(yè)面臨資源相對短缺、生態(tài)惡化,水土流失加劇、草業(yè)發(fā)展技術含量低,投入不足等問題,要求中國草業(yè)必須選擇走可持續(xù)草業(yè)之路[11]。過度地利用草地的生產功能必然會導致草地退化,形成多種生態(tài)危機,如水土流失、草地荒漠化、物種多樣性減少等,導致草地多種生態(tài)功能減弱,草地生產功能下降,不僅嚴重影響草地初級生產力,而且制約當?shù)亟洕蛥^(qū)域可持續(xù)性發(fā)展。因此,可持續(xù)草業(yè)的發(fā)展,必須建立在維持草地良好功能的基礎上。草地管理、保護、建設和合理利用的根本任務就是維持、恢復或擴展草地的多功能性。
為發(fā)展可持續(xù)草業(yè)、減少放牧壓力,需制定合理的放牧政策,以減輕過度放牧對健康草地產生的負面影響[12]。對于嚴重退化草地,建造人工草地可以使生物量迅速恢復甚至高于原生草地的水平,更好地滿足牧民的牧草需求;同時,抑制毒草和雜草的蔓延,促進原生植被的恢復。當冬季牧草短缺時,通過合理補飼,確保營養(yǎng)均衡飼養(yǎng),緩解草地牧草生產壓力。此外,還可通過建立合理的生態(tài)補償機制及放牧制度,加強牧民培訓,增強其草地保護意識,從而促進草地可持續(xù)性發(fā)展。
近年來,由于大氣二氧化碳濃度升高,極端天氣頻繁出現(xiàn),全球氣候發(fā)生劇烈變化,以及人類活動的疊加,導致草地退化、生態(tài)功能喪失等問題日趨嚴重。維持草地系統(tǒng)的多功能性在緩解全球環(huán)境問題上扮演著重要的作用。生物多樣性功能是草地系統(tǒng)多功能中的核心功能,是調節(jié)和發(fā)揮生態(tài)系統(tǒng)多種功能的基礎,對草地進行多功能管理首先需要保護好生物多樣性。自然保護地是各級政府為長期保護重要的自然生態(tài)系統(tǒng)、自然遺跡、自然景觀及其所承載的自然資源、生態(tài)功能和文化價值依法劃定或確認的陸域或海域[13],主要包括國家公園、自然保護區(qū)和自然公園[14]。建立自然保護地是保護生物多樣性的重要方式,也有助于發(fā)揮生態(tài)系統(tǒng)多種功能。在自然保護地體系建設中,全面考慮草地多功能管理,可顯著提升草地管理效率,推動社會經濟可持續(xù)發(fā)展。
草地的多功能管理是維持草地可持續(xù)生產能力、推動自然環(huán)境與社會協(xié)調發(fā)展的重要技術手段[4]。在傳統(tǒng)模式下,草地管理的主要目的是生產草畜產品,通過收割干草以及制作青儲飼料喂養(yǎng)草食動物,或直接放牧以獲得畜產品[15]。在這種管理模式下,牧民過度注重家畜生產效率而忽略了對草地植被的影響,長期以超過草地自身承載力的載畜量進行放牧,導致草地生產能力下降。然而,為了提高經濟效益,牧民將更多的草地納入放牧范圍,進一步加劇了草地問題,導致惡性循環(huán)。因此,單一的以消耗草地資源進行生產的管理模式已無法滿足當前人類需求,未來社會的發(fā)展需要對草地的多種功能進行管理,以保護生物多樣性、維護生態(tài)系統(tǒng)功能為前提,形成可持續(xù)的經營方式,充分發(fā)揮草地的多種功能。
自20世紀80年代以來,生態(tài)學迅速發(fā)展,越來越多的理論和原理應用到草地管理過程中[16]。大量研究表明,物種豐富度具有增強生態(tài)系統(tǒng)維持多種功能的能力[17],對生物多樣性是調節(jié)和發(fā)揮生態(tài)系統(tǒng)多種功能的基礎形成共識[18]。生物多樣性對生態(tài)系統(tǒng)功能的影響通常歸因于互補效應和選擇效應,并隨著時間的持續(xù)而增加[19]。較弱的環(huán)境篩選強度伴隨著物種間更加明顯的趨異現(xiàn)象,物種間功能性狀差異較大,優(yōu)勢種發(fā)揮著重要作用,選擇效應主導生態(tài)系統(tǒng)功能[20]。較高的環(huán)境篩選強度降低了物種間差異[21],植物間表現(xiàn)出趨同現(xiàn)象,選擇效應適用性下降[22]。在這種情況下,不同功能性狀間若能夠更加互補性地利用資源,則可通過互補效應提高生態(tài)系統(tǒng)功能,此時多樣性與生態(tài)系統(tǒng)功能之間呈現(xiàn)正相關關系[3]。植物的多樣性可以通過特定于生態(tài)系統(tǒng)單個功能的互補效應提高多功能性,且不同物種對生態(tài)系統(tǒng)不同功能的互補效應又進一步增強了多功能性,具有多種功能的物種也可以通過功能特征的組合對生態(tài)系統(tǒng)的多功能性做出貢獻[23]。
因此,以保護生物多樣性、維護生態(tài)系統(tǒng)多功能為前提,充分發(fā)揮草地的多種功能屬性,從而形成可持續(xù)的經營方式。在草地的生產功能管理方面,根據(jù)各地獨特的牧草類型和生產能力以及家畜的營養(yǎng)需求和各季節(jié)牧草供給盈虧,可以通過劃區(qū)輪牧[24]、合理放牧[25]、舍牧結合等方式,維持草地穩(wěn)定的植被結構以及減少放牧對草地的不良影響,從而達到為家畜提供高質量牧草和維持生產功能高效的目的。在草地的生態(tài)功能管理方面,借助生態(tài)學、信息技術和系統(tǒng)分析方法對草地演替趨勢進行科學預測,通過科學調控幫助草地良性發(fā)展[26],維持良好的調節(jié)氣候、固定二氧化碳、涵養(yǎng)水源、養(yǎng)分循環(huán)等功能[27]。這不僅是保障草地生產功能和實現(xiàn)可持續(xù)利用的基礎,也是發(fā)揮其生活功能的關鍵所在。在平衡草地的生產和生態(tài)功能的基礎上,發(fā)展草地的生活功能不僅可以提高草地草畜產品生產和觀賞娛樂相關的直接利用價值,體現(xiàn)了對其社會屬性的認可[28],還有助于發(fā)揮其經濟保障、自然風光休閑旅游、宗教和民族文化傳承等作用,充分發(fā)揮草地生態(tài)服務的多功能性。
草地的科學管理就是對草地進行科學的多功能管理。自20世紀以來,一些發(fā)達國家已率先開始通過各種技術和模式對草地進行科學管理和建設,如建設自然保護區(qū)、建立人工草地、實施合理的放牧方式等,使草地進入現(xiàn)代科學管理新階段。其中,建立自然保護地是對生態(tài)系統(tǒng)多種功能進行系統(tǒng)管理的重要方式,不僅為保護生物多樣性提供了保障[29],也對人類社會和經濟發(fā)展做出了貢獻。管理良好的自然保護地可以提供重要的生態(tài)系統(tǒng)服務功能,包括水、食品安全、農作物的野生親緣物種保護、野生魚類資源的維護和碳儲存等。隨著人口城市化,自然保護地在為城市提供清潔水方面的作用越來越大,世界上10個最大的城市中有三分之一以上的飲用水源供給來自于保護區(qū)[30]。因此,自然保護地建設的目的已經不僅僅局限于保護標志性景觀、為瀕危野生動物提供棲息地,而且還致力于緩解因森林砍伐和草地退化導致的碳固定減少問題,在減緩氣候變化及可持續(xù)管理中發(fā)揮越來越重要的作用[31]。
自然保護地建設起源于19世紀的北美、澳大利亞、歐洲和南非,以保護自然景觀和野生動物為主要目的[32],自然保護地在經濟利用潛力很小的地區(qū)建立[33]。隨著現(xiàn)代自然保護地概念的逐步發(fā)展和完善,全球自然保護地的范圍迅速擴大,從20世紀初的少數(shù)幾個地方發(fā)展到目前超過22萬個法定國家級保護區(qū),面積達2 250萬 km2。1956年,我國第一個自然保護區(qū)在廣東鼎湖山建立,自此之后的60余年里,在陸域和海洋建成了囊括各種級別和類型的11 800個自然保護地。其中,陸域面積有147萬 km2,覆蓋率達18%,可以為我國90%的陸地自然生態(tài)系統(tǒng)類型和野生動植物種群提供保護。我國獨特的自然保護地體系以自然保護區(qū)為主,并以自然公園作為補充,具有完善的治理體系和高素質人才隊伍,在生物多樣性保護、生態(tài)環(huán)境質量提升、國家生態(tài)安全建設等方面具有重要作用[13]。
國家公園是指國家為了保護一個或多個典型生態(tài)系統(tǒng)的完整性,為生態(tài)保護、科學研究和環(huán)境教育提供場所而劃定的需要特殊保護、管理和利用的自然區(qū)域[34]。國家公園的主要目標是保護具有國家代表性的自然生態(tài)系統(tǒng),促進人與自然和諧共處[35]。建設國家公園是嚴格保護并合理利用自然資源的可持續(xù)發(fā)展理念和舉措,其中草地不僅僅是畜牧業(yè)材料的生產基地,其作為生態(tài)屏障、水源涵養(yǎng)、文化傳承的多功能價值也愈發(fā)凸顯[36]。
按照自然生態(tài)系統(tǒng)原真性、整體性、系統(tǒng)性及其內在規(guī)律建立以國家公園為主體的自然保護地體系,是貫徹習近平生態(tài)文明思想的重大舉措,也是維護我國國家生態(tài)安全、經濟社會可持續(xù)發(fā)展的基石。國家公園具有自然資源保護、科研監(jiān)測、訪客體驗、解說教育、社區(qū)發(fā)展等多重功能[37],在保護生態(tài)系統(tǒng)的完整性、維系生物多樣性等方面具有重要作用。
草地生態(tài)系統(tǒng)是國家公園生態(tài)環(huán)境的重要組成部分,在國家公園草地管理中,草地不再是單一的畜牧業(yè)產品的生產資料,而是消費草地的“生態(tài)系統(tǒng)服務”,發(fā)揮著水源涵養(yǎng)、水土保持、生物多樣性維持和防風固沙等多種功能。因此,協(xié)調草地生態(tài)-生產-生活功能的可持續(xù)發(fā)展是國家公園草地管理的主要目標。草地的有序利用是草地生態(tài)功能的主要目標,也是草地生產功能的必要條件,而草地生活功能則是草地生態(tài)與生產功能的結合[36],是兩者功能的綜合體現(xiàn)。建立草地生態(tài)系統(tǒng)可持續(xù)發(fā)展的管理框架和草地多重管理的調控途徑,實施合理的功能分區(qū),劃分草地管理重點區(qū)域,堅持系統(tǒng)耦合區(qū)域可持續(xù)生產模式,采取因地制宜的畜牧業(yè)生產經營方式和草場利用方式,減輕放牧壓力,科學實現(xiàn)草畜平衡,提高草地利用率,從而實現(xiàn)草地可持續(xù)發(fā)展[38]。
青藏高原三江源地區(qū)是中國重要的生態(tài)安全和水源涵養(yǎng)功能區(qū),其最主要的生態(tài)系統(tǒng)類型是高寒草地,在生物多樣性保護、水源涵養(yǎng)、水土保持和防風固沙等方面起著重要的生態(tài)屏障作用[39]。同時,這一區(qū)域也是各種瀕危野生動物物種的重要棲息地[36]。由于其特殊的地理和氣候條件,生態(tài)系統(tǒng)十分脆弱[40],極易被破壞并較難恢復,三江源地區(qū)已被列為具有全球保護意義的“全球200”優(yōu)先生態(tài)區(qū)之一[41]。自20世紀80年代以來,隨著三江源區(qū)域社會經濟的快速發(fā)展,受超載過牧、鼠蟲危害、氣候變化等眾多因素影響,三江源地區(qū)高寒草地發(fā)生嚴重退化,不僅給當?shù)啬撩竦纳a、生活帶來了巨大影響,也導致該地區(qū)物種多樣性減少、生境喪失和景觀破碎化[42-43]、水土流失日趨嚴重、草地沙化面積不斷擴大等一系列生態(tài)問題。為了加強對三江源地區(qū)生態(tài)環(huán)境的保護,強調自然保護區(qū)的優(yōu)化重組,增強其連通性、協(xié)調性和完整性,我國于2016年建立了第一個國家公園體制試點,即三江源國家公園,制定并實施了嚴格的保護和修復措施。其中,減少甚至完全禁止放牧是重中之重。同時,保護土著牧民的文化遺產和傳統(tǒng)生活方式,并允許該地區(qū)的可持續(xù)發(fā)展也是三江源國家公園總體規(guī)劃的重要目標。
三江源國家公園實行最嚴格的生態(tài)保護,加強對“中華水塔”、世界“第三極”生命和生態(tài)“凈土”的保護,以及山、水、林、田、湖、草重要生態(tài)系統(tǒng)的永續(xù)保護利用,維護生物多樣性,筑牢國家生態(tài)安全屏障(圖1)。要實現(xiàn)國家公園建設與草地的多功能目標,則需從評價體系、監(jiān)管制度、經營方式、文化傳承等方面,采取以下具體措施:
圖1 三江源草地多功能性管理模式示意Fig. 1 Theory and practice and multi-function management of grassland in Three-River Source National Park
1)加強基于自然比例理念的三江源國家公園區(qū)域功能優(yōu)化實踐,通過探索三江源國家公園所在地區(qū)區(qū)域尺度上生物多樣性保護最小面積與民生需求最大面積相協(xié)調的自然比例,開展區(qū)域生態(tài)承載力系統(tǒng)監(jiān)測、評估和紅線區(qū)劃,解決保護和發(fā)展的矛盾,從而實現(xiàn)社會-生態(tài)系統(tǒng)可持續(xù)管理。
2)加強國土資源空間優(yōu)化配置的三區(qū)耦合模式應用,優(yōu)化核心保育區(qū)、一般管控區(qū)和外圍支撐區(qū)三大功能區(qū)域的生態(tài)、生產、生活功能,科學利用草地資源,轉變生產方式,解決草地-食草動物矛盾和季節(jié)不平衡,實現(xiàn)三江源區(qū)草地畜牧業(yè)可持續(xù)發(fā)展。
3)建立系統(tǒng)耦合區(qū)域可持續(xù)生產模式,基于三江源區(qū)天然草場放牧承載力核算和牧草營養(yǎng)季節(jié)動態(tài)監(jiān)測,集成高寒牧區(qū)天然草地合理放牧技術,做到營養(yǎng)均衡飼養(yǎng),縮短飼養(yǎng)周期,減輕放牧壓力。
4)堅持區(qū)域可持續(xù)發(fā)展,通過土地流轉,壯大草產業(yè)規(guī)模,實現(xiàn)種植、生產、加工、銷售一體化,提高草牧業(yè)的系統(tǒng)效益,實現(xiàn)籽實體農業(yè)向營養(yǎng)體農業(yè)轉變。
5)加快構建數(shù)字化國家公園管理平臺,建設集生態(tài)體驗、環(huán)境教育、科普旅游為一體的高技術國家公園展示平臺,實現(xiàn)國家公園自然資源環(huán)境的智慧化監(jiān)測、精準化管理和數(shù)字化保護等。
6)建立三江源國家公園生態(tài)補償標準和保障牧民利益的特許經營制度,制定生態(tài)共建、共享政策。
7)尊重牧民文化和宗教信仰,繼承和發(fā)揚牧民傳統(tǒng)文化中的生態(tài)環(huán)保舉措理念,做好現(xiàn)代價值轉換,引導草原傳統(tǒng)文化發(fā)揮現(xiàn)代生態(tài)保護作用。
草地不僅具有生態(tài)功能,還承載著生產功能和生活功能,不僅要用來載畜,更是物種多樣性的一個載體。人類很早就意識到草地各種功能之間聯(lián)系緊密、相輔相成,為實現(xiàn)草地生態(tài)系統(tǒng)可持續(xù)發(fā)展采取了一系列措施,但仍存在草地生態(tài)保護與經濟發(fā)展的矛盾關系突出、功能保護性草地建設和管理不完善以及草地多功能性目標管理認識不足等問題。
為更好地實現(xiàn)草地多功能目標管理與自然保護地建設,將草地的多功能性作為自然保護地體系建設的重要內容,建議:1)優(yōu)化自然保護地類景觀草地、放牧草地和栽培草地空間布局,實現(xiàn)草地的多功能管理目標;2)科學核定放牧草地載畜量,實現(xiàn)草地資源的持續(xù)利用;3)因地制宜地擴展栽培草地建植,創(chuàng)建現(xiàn)代草牧業(yè)生產的新模式,突破高寒地區(qū)草牧業(yè)季節(jié)性營養(yǎng)不平衡瓶頸;四是實施自然保護地放牧家畜與當?shù)匾吧巢輨游锲胶夤芾淼氖痉豆こ?,踐行人與自然生命共同體理念;五是實施新的補償標準,以“機會+管護”成本為原則進行補償,根據(jù)保護效果尋找新的補償機制,解決區(qū)域間發(fā)展存在的不平衡、不充分問題。