學科建設是推動草業可持續發展的基礎

劉興元,郭正剛,尚占環,龍瑞軍

(蘭州大學草地農業科技學院 蘭州大學青藏高原生態系統管理國際中心,甘肅 蘭州730020)

我國是一個草原大國,擁有各類草地4億hm2,草原面積居世界第二,占全球草原面積的13%,占國土面積的41.7%,是耕地面積的3.2倍、森林面積的2.5倍,擁有天然牧草和飼用植物7 000余種,栽培利用的優良當家牧草有數百種,蘊藏著極為豐富的生物多樣性[1-2]。草地在生態環境建設、畜牧業經濟發展與邊疆地區的穩定中占有重要地位,是國家的重要戰略資源。我國草業歷經半個多世紀的發展,在國家經濟、社會及生態領域中的地位得到了初步的提高。自20世紀80年代以來,我國逐步建立了草地資源調查與動態監測、草地管護、草原立法、草地承包經營、牧草種子繁育與檢驗、飛播牧草、草地植保、草地類自然保護區、草地科研與教育、草業系統工程示范等基礎體系,為草地資源的合理開發利用打下了良好的基礎[3]。在國家“立草為業”和建設“知識密集型草產業”的背景下[4],草業科學在草原學的基礎上從研究單一的飼用植物資源和放牧動物擴展為研究草地-草原生態系統全部農業過程的學科。經過20多年的發展,草業科學在草叢-地境界面、草地-家畜界面、草畜-社會界面,前植物生產、植物生產、動物生產和后生物生產,生態功能、生產功能、生活功能等方面形成了其獨特的學科體系,并且在科技發展、產業培育、人才建設、技術創新等領域取得了突破性進展[5-6]。然而,作為草地資源大國,我國的草地生產力水平卻遠遠滯后,全國平均每公頃草地僅生產7個畜產品單位,僅相當于澳大利亞的1/10,美國的1/20,荷蘭的1/50。由于不合理的開發與利用,導致90%的草原發生了不同程度的退化,使草地的生產能力下降,生態功能弱化,不僅嚴重影響我國草業的可持續發展,而且直接威脅著國家的生態安全,是我國21世紀最突出的問題之一[7-9]。因此,從國家生態、經濟和社會發展的需要出發,充分考慮草業的特定內涵,加強草業學科建設,推動草業可持續發展,對國家生態屏障安全、國民經濟和社會發展具有重要的戰略意義。

1 新時期推動我國草業可持續發展,對生態屏障安全和經濟與社會發展具有重要戰略意義

1.1 草業是關系國家生態和環境安全的重要產業 草地是我國陸地面積最大的天然生態系統,為人類提供了凈初級物質生產、碳蓄積與碳匯、調節氣候、涵養水源、水土保持和防風固沙、改良土壤、維持生物多樣性等重要生態服務功能,是人類家園的重要生態屏障[10-11]。在西部經濟社會發展相對落后的12省(區),草原面積達3.31億hm2,占全國的84.2%。其中內蒙古、西藏兩自治區,草原面積占土地面積的68.8%和68.1%,寧夏和青海分別占58.19%和51.36%。草原植被是內蒙古高原、黃土高原、新疆山地以及青藏高原綠色生態屏障的主體[12]。草原也是動植物資源的寶庫,我國擁有多樣的草原植被及豐富的草原類型,共有18個草原類、813個草原型,是世界上重要的植物基因庫,已知草原飼用植物6 704種(包括亞種、變種和變型),分屬于5個植物門、246個科、1 545個屬。其中,屬于我國草原特有的飼用植物有490余種。草原上繁衍的野生動物有2 000多種,其中有40余種國家一級保護動物和30余種國家二級保護動物[13]。據不完全統計,我國草原有放牧家畜品種(含地方品種、培育品種和引入品種)253個,其中有很多品種如:遼寧絨山羊、小尾寒羊、灘羊、九龍牦牛、天祝白牦牛、蒙古牛、蒙古馬、阿拉善雙峰駝等是我國特有的家畜品種資源,被列為我國重點保護對象[14]。草地為人類提供的生態服務功能是其他生態系統無法比擬和替代的。然而,由于我國草原大多分布在生態環境脆弱、氣候條件嚴酷的高寒或干旱區,在《國家中長期科學和技術發展綱要(2006-2020)》中所列的典型生態脆弱區,如巖溶地區、青藏高原、長江中上游、黃河中上游、黃土高原、荒漠及荒漠化地區、農牧交錯帶,均處于我國草業發展的重點地區。由于長期對草地的不合理利用及人為的破壞、開墾導致水資源動態失衡,自然災害頻繁,草地生態日益惡化,嚴重影響著國家生態和環境安全[15-16]。因此,加強草業學科建設,大力發展草業,恢復草地植被,治理生態環境,是維護國家生態屏障安全、實現社會經濟可持續發展的強制性要求。

1.2 草業的發展攸關邊疆穩定和民族團結我國陸地邊界總長22 000多km,與14個國家接壤,其中80%的邊界處于草原地區。草原是我國少數民族世代賴以生存與繁衍的家園。我國1.2億少數民族人口中,70%以上集中生活在草原區,全國659個少數民族縣(旗),在西部草原地區就有597個。我國有近4億人口生活在草原或半農半牧區,其中僅天然草原區的人口就超過了2億人[17-18]。全國以草原畜牧業為主的牧業縣120個,分布在內蒙古、新疆、西藏、青海、甘肅、四川。我國草地多分布在老少邊貧地區,農牧民年人均純收入只有全國農民平均收入的73%,592個國家扶貧開發重點縣中,70%以上在草原分布區[19]。草業不僅是邊疆地區的支柱產業和牧民賴以生存和發展的基礎,也孕育了光輝燦爛的草原文化。草業的發展對邊疆地區人民生活水平的提高和民族之間經濟文化交流具有重要的作用。因此,大力發展草業,將帶動邊疆地區社會經濟的發展和生態生活的改善,從而縮短東西部差距,消除“民族間事實上的不平等”,對促進各民族共同富裕、維護邊疆穩定、增進民族團結、維持國家長治久安、構建和諧社會有著特殊的重要意義[20]。

1.3 草業是關系畜牧業發展的重大經濟問題 草地是畜牧業生產的載體,我國天然草地年載畜量約2.4億羊單位,牧民收入的80%來自于草地畜牧業。以2005年為例,全國草食家畜牛羊肉年產量達1 147萬t、羊毛43萬t、牛奶2 753萬t。在西藏、內蒙古、新疆、青海、四川、甘肅六大牧區,牛的飼養量 4 796.8萬頭、羊的飼養量27 118.29萬只,分別占全國的 24.67%和39.8%;牛羊肉年產量310.8萬t、羊毛25.3萬t、牛奶977.8萬t,分別占全國的27.1%、58.8%和35.5%。六省(區)牧業產值占其農牧漁業總產值的41.35%[21]。草地畜牧業是牧區重要的經濟產業,更是草原地區無可替代的支柱產業。進入21世紀,由于社會與經濟的快速發展和人民生活水平的不斷提高,人們對肉、蛋、奶等動物蛋白的需求量愈來愈高。對動物蛋白的攝取逐步從豬、雞肉為主過渡到更有益于身體健康的牛羊肉,畜產品已成為我國居民膳食結構的主要組成部分,與糧食一道共同成為確保國家食物安全的重要支柱。自1978年以來,牧業產值增長超過了10倍,牧業產值的比例從1980年的18.4%上升到目前的33%～35%,畜牧業產值增長對農業經濟產值增長的貢獻率已經與種植業的貢獻率旗鼓相當[22-24]。從發達國家農業發展的情況看,隨著經濟的發展,農業越是發達,畜牧業產值占農業產值的比重就越大,如德國為61%、英國為42%、芬蘭為70%、加拿大為50%[25]。草業是畜牧業經濟發展的保障,未來我國農業經濟的發展動力將主要來源于畜牧業的發展,而草業作為畜牧業發展的飼料基礎,對促進畜牧業發展、優化畜牧業結構、減少對糧食的依賴、拓寬農牧民增收渠道、改善食物結構、提高生活質量和水平具有重要的戰略意義。新時期,隨著牧區經濟的發展,草畜矛盾十分尖銳,貧困人口不斷增加,文化和教育處于相對落后的狀態,客觀上要求把草業放在主體地位,加強牧區草業生產力建設,完善牧區畜牧業的支持保護體系,優化草地資源配置,使畜牧業由粗放型向效益型轉變,增強抵御自然災害的能力,建立良好的草地生態經濟體系,推動牧區經濟發展,實現生產發展與生態環境協調、人與自然和諧相處、經濟建設與生態保護雙贏,使牧區社會走上生產發展、生活富裕、生態良好的文明發展之路。

2 草業是富國強民的朝陽產業,應當成為我國優先發展的產業之一

2.1 草業是集生態、經濟和社會為一體的知識密集型產業 草業是一個具有生態功能、生產功能和生活功能的特殊產業,是一個把生態效益、經濟效益和社會效益緊密結合在一起的產業[26-27]。許多發達國家草地畜牧業的產值已占農業總產值的50%以上,有的甚至高達80%,而我國只有10%左右[28]。歐美和澳洲等一些國家對草業十分重視,將其看作“綠色黃金”,澳洲人更稱其為“立國之本”。我國草業經過20多年的不斷發展,在農業產業結構調整、西部大開發、防治荒漠化、沙塵源治理、提高農牧民收入、繁榮少數民族地區經濟、扶貧開發和保證國土安全等方面做出了巨大的貢獻,草業的發展潛力不可估量,市場前景十分廣闊。1)在生態建設方面,草地具有水源涵養、土壤形成、侵蝕控制、廢物處理、滯留沙塵和維持生物多樣性、養分循環與貯存、固定CO2、釋放O2和消減SO2等多種生態功能,在生態環境的建設中扮演著重要角色。2)在飼草方面,國際市場年需牧草的缺口約1 000萬t。我國年需牧草1 000萬t,但生產能力只有200萬t,而且,供需之間的缺口還將隨著我國畜牧業的發展以年均10%的速度在增長[29]。據估計,到2030年我國人口可達 16億,飼料供應將出現很大的缺口[30]。3)在草地畜牧業方面,如果每公頃草地提高150元生產價值,則國民經濟就增加600億元,影響及潛力是巨大的。草地畜牧業發達國家的經驗是人工草地面積應占天然草地面積的10%,美國人工草地占天然草地的15%,俄羅斯占10%,荷蘭、丹麥、英國、德國、新西蘭等國占60%～70%,而我國人工草地面積僅為天然草地面積的2%,人工草地的面積遠落后于發達國家,發展的空間十分巨大[31]。此外,我國90%的天然草地出現不同程度退化,急待恢復治理,南方草山草坡需進行大面積種草,這將為草業發展帶來巨大機遇和發展空間。4)在草坪業方面,我國目前百萬以上人口的城市平均人均綠地面積不足4 m2,要達國際標準(人均30～40 m2)還有很大的差距。據估測,到21世紀中葉,我國城市人口達到7億 ～8億,至少需要建成 60億 m2的草坪[32-33]。5)在草原旅游業方面,美麗的大草原已成為人們度假休閑的理想去處,具有發展草原旅游業得天獨厚的優勢,開發草原旅游業,將是增加牧民收入和積累草原建設資金的一條重要途徑?？傊?草業是一項新興產業,是集自然科學、管理科學和社會科學知識為一體的知識密集型產業,具有十分巨大的生態、經濟和社會效益,必將成為我國農業經濟發展的最活躍部分,是我國21世紀的朝陽產業[34]。

2.2 草業應成為我國優先發展的產業之一當前,制約我國畜牧業發展的突出問題是草畜不平衡,草畜矛盾十分尖銳,畜牧業發展在客觀上要求把草業放在主體地位,必須大力發展草業,為畜牧業生產提供豐富的飼料供應,確立草業在農業生產體系中的地位,增加蛋白飼料資源的產品供應,改善21世紀我國飼料工業所面臨的飼料原料緊缺的長期性結構矛盾。

草業是畜牧業可持續發展的主體。由于我國人口眾多,人均耕地少,不可能把發展耗糧型畜牧業確立為發展方向。根據發達國家的經驗,草地畜牧業單位面積產值比種植業高出1～8倍,每增加1 t牛羊肉,相當于增加9 t糧食[35]。如以全國2.67×108hm2(40億畝)可利用草地的10%建立豐產人工草地,所生產的畜產品折合的糧食大約相當于2.4×107hm2(3.6億畝)耕地的產量[36]。根據任繼周院士等[37]的研究,在水熱資源豐富但日照不足、籽實產量低時,將籽實生產改為營養體生產,種植牧草等飼用植物,其生產水平可提高3～5倍,全國耕地以20%種植、填閑飼料作物,可相當于增加耕地5.72億hm2,這對保證我國糧食安全將起到重要的作用。因此,把草業作為優先發展的產業,使傳統的二元種植結構向“糧食作物—經濟作物—飼料作物”的三元種植結構轉變,使牧草生產加工、動物飼養、畜產品加工和流通環節的生產過程相互依存,相對獨立,每一環節上都有價值增值,從而形成一條有機結合的產業鏈,促進畜牧業生產、生態環境保護和人民生活水平改善等方面的綜合協調發展,維護自然生態環境良性循環,實現我國草地畜牧業的可持續發展[38-39]。

3 我國草業學科發展和草業面臨的機遇與挑戰

3.1 草業學科發展的產業基礎和學科體系已初具雛形 草業科學是在草原學基礎上發展而形成的一門研究草地—草原生態系統的全部農業化過程的學科。自20世紀80年代著名科學家錢學森提出了發展我國知識密集型草產業的思想之后,草業科學在理論、政策、法制、科研、技術、基礎建設、產業化、現代草業系統、教育、培訓等方面取得了劃時代的進展,已成為我國的一項新興產業,并日益呈現出草地開發和草業綜合發展的巨大生態經濟效益。在牧草生產加工、畜牧業生產、種子繁殖、草坪綠化、生態保護等方面也取得了一系列的重要成果,在草業科學的4個生產層(前植物生產、植物生產、動物生產、后生物生產)、2個系統(生產系統和管理系統)[40]、3個界面(草叢-地境界面、草地-動物界面和草畜-經營管理界面)及系統耦合[5]和3項功能(生態功能、生產功能和生活功能)[6]中開展了廣泛的產業化實踐與探索,初步形成了牧草生產體系,草地畜牧業生產體系、草坪生產體系和生態環境保護體系,已建立了草業科學的理論體系、技術體系、人才體系。以草原學、牧草學和草坪學為主體的草業科學的產業體系和學科體系已初具雛形,草業科學已發展為一門具有特色的獨立學科。

3.2 我國草業發展面臨的機遇與挑戰

3.2.1 草業發展面臨的機遇 我國草業方興未艾,科學發展觀為草業的發展提供了前所未有的良好機遇。黨中央和國務院提出了大力發展草業,著力建設草原生態屏障,以科學發展觀為指導,把人與自然和諧發展的理念與草業發展的自身規律結合起來,把建設環境友好型社會的要求與草業發展的具體實踐結合起來,把建設社會主義新農村的任務與草業發展的豐富內涵結合起來,以加快科技進步為重點,提升草產業的生產水平,努力做大做強草業,讓草原綠起來、讓草業興起來、讓農牧民富起來,切實保障國家生態安全和經濟社會可持續發展,把草業做成強國富民的大產業[41]。隨著我國農業經濟結構的戰略性調整,草業科學將形成一個完整的學科體系,草業承擔的經濟發展、生態保護、農牧民脫貧致富的時代使命,將使我國草業的發展面臨著難得的歷史機遇和有利的發展條件。

3.2.2 草業發展面臨著嚴峻的挑戰 我國草業經過幾代草業工作者的艱辛努力,取得了顯著成效,但草業發展仍面臨著嚴峻的挑戰。1)由于全社會對草業發展重要性的認識仍然不足,草業經濟整體水平較低,科技支撐保障體系不健全,產業化體系還不完善。大部分地區仍然沿襲傳統粗放生產方式,其原始的經濟屬性沒有從根本上改變,經濟增長方式主要還是依賴于天然草原自然生產力和家畜數量的增加。雖然近年來我國在草產品、草坪和草地畜牧業方面有了明顯發展,但與真正培植成為一個較為完善的草產業還有相當的距離。2)由于不合理的草地資源利用模式使草地生態環境日益惡化,草地超載過牧嚴重,全國90%以上草地存在不同程度退化,加之草原牧區勞動力文化素質低下,貧困落后、能源緊缺、科學技術的推廣和成果的轉化滯后于科學研究的發展,草地畜牧業仍處于一種初級的發展階段,分散的個體牧業經營難以適應現代產業發展的要求。3)草業科學研究在“三元”結構的合理性與耦合機制、草業與農牧、林、水、沙業的關系、草業的生態屏障功能、草地生態與社會文明、草業產業化水平等方面與發達國家還存在較大的差距。4)草業是一項系統工程,要把草地資源優勢變為經濟優勢,成為推動中國農業持續發展的重大戰略,就要運用現代科技和管理手段,以生態建設和現代草產業兩大體系建設的重大科技需求為目標,加大科技投入,加強人才培養,強化自主創新,在一些關鍵領域盡快取得突破,縮小與世界發達國家草業的差距。當前,我國草原發展正處在歷史的新起點,草業作為一項新型產業,要實現由傳統草業向現代草業的轉變,就要對草業科技和教育人才的數量和質量提出更高的要求。

4 加強草業學科建設,推動草業可持續發展的措施與建議

草業既是一個科技含較高的產業,又是一個勞動密集型的產業。加強草業學科建設,既是建設現代農業、保障糧食安全的需要,又是發展牧區經濟、實現牧民增收脫貧的需要,更是維護生態安全、構建和諧社會的需要[42]。加快我國草業的發展,必須依靠科技進步和專業科技人才的支撐。國家應加大對草業科研和人才培養的支持力度,提供草業科研、教學、推廣基礎設施建設水平。通過各種人才培養計劃、科研項目的帶動、國際交流與合作等形式,建立草業科技創新的激勵機制,培養和造就一批高層次的草業技術人才隊伍[43]。因此,從國家生態、經濟和社會發展的戰略需求出發,把草業科學從畜牧學一級學科中獨立出來,單獨列入國民經濟發展規劃,形成既與畜牧學科緊密關聯,又有其顯著特點的獨立一級學科——草學,進一步確立草業在國民經濟和生態建設中的重要性,加強草業科技投入和研究,開展原始創新研究,推動草種業、牧草種植業、草地畜牧業、草畜產品加工業、草坪業等草業主體產業的快速發展,帶動草業特色產業發展,提升草業產業化整體水平,不斷提升草業可持續發展能力,以提高草業科學的國際地位和國際的競爭力,促進我國草業科學的快速發展,改變草業的薄弱地位,使草業成為維護生態安全、保障國家食物安全、促進社會和諧的重要支柱產業。

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