天然退化草地恢復(fù)的幾種方法

內(nèi)蒙古大學(xué)生態(tài)與環(huán)境學(xué)院 熊英潔，梁存柱

中國草地面積遼闊，但退化危機(jī)十分嚴(yán)重，因此眾多學(xué)者從事草地恢復(fù)研究，。本文介紹了幾種草地恢復(fù)的方法。

一、草地概況

中國草地的確切面積仍有爭(zhēng)議，依據(jù)我國草場(chǎng)資源普查資料和1：1000000中國植被圖確定中國草地面積的基本數(shù)據(jù)源，天然草地面積可能在2.80*106—3.93*106之間[1]。但確切值仍有待商榷，因?yàn)椴莸孛娣e涉及的范圍廣，實(shí)地測(cè)量的可能性小且誤差大，而且由于人類活動(dòng)的干擾，草地面積也有年際波動(dòng)變化，每次測(cè)的數(shù)值不同。

因草地的植被組成主要是草本和灌木植物。依據(jù)1：1000000中國植被遙感圖，中國天然草地可以分為草原、草甸、草叢和草本灌木四大類型。這四類草地與氣候、土壤或地形因子結(jié)合，又可分為12類草地，包括高寒草甸、高寒草原、溫性草原、亞熱帶熱帶草叢、荒漠草原、巖生草甸、山地草甸、草甸草原、沼澤化草甸、寒溫帶溫帶沼澤、溫帶草叢和高寒沼澤。天然草地主要分布在西藏、內(nèi)蒙古、青海、新疆、四川、甘肅、黑龍江以及云南等地，占全國草地總面積的80%以上[2]。

二、草地退化

天然草地在干旱、風(fēng)沙、水蝕、鹽堿、內(nèi)澇、地下水位變化等不利自然因素的影響下，或因過度放牧與割草等不合理利用，或因?yàn)E挖、濫割、樵采被破壞，引起草地生態(tài)環(huán)境惡化，草地牧草生物產(chǎn)量降低，品質(zhì)下降、草地利用性能降低甚至失去利用價(jià)值的過程稱為草地退化。草地退化包括草地退化、沙化和鹽漬化。草地退化程度分為輕度退化草地、中度退化草地、重度退化草地和極度退化草地（見表1）。

表1 中國草地不同退化程度狀況比較

目前草地退化的情況極其不樂觀，由于種種原因?qū)е挛覈?0世紀(jì)末21世紀(jì)初已有90%可利用的草地出現(xiàn)不同程度的退化，其中，50%為中度及以上退化草地[3]。

造成草地退化的原因包括自然原因和人類活動(dòng)。自然原因包括氣候變化和鼠害[4]。氣候變化主要體現(xiàn)在全球氣溫升高，即全球變暖。而全球變暖的原因又可以追溯到人類活動(dòng)的間接影響上，大量化石燃料的燃燒以及大面積森林的砍伐，產(chǎn)生了大量溫室氣體，且森林面積減少、吸收能力下降，所導(dǎo)致的就是溫度升高，而降水的條件沒有得到滿足，所以水源更少，干旱更加嚴(yán)重，由此造成退化。而環(huán)境的惡化導(dǎo)致嚙齒動(dòng)物鼠類大量繁殖，高溫環(huán)境下，幼鼠存活率上升，成熟后繼續(xù)繁殖，形成惡性循環(huán)，導(dǎo)致草地退化嚴(yán)重。人類活動(dòng)直接的影響就是過度放牧，放牧的數(shù)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于載畜量，且一直持續(xù)，草地沒有休養(yǎng)生息的機(jī)會(huì)，所產(chǎn)生的最終后果就是草地退化。草地退化導(dǎo)致了生產(chǎn)力下降、物種多樣性減少等一系列的惡劣影響。

三、恢復(fù)草地的方法

針對(duì)草地退化的各種原因和現(xiàn)狀，對(duì)不同地區(qū)的草地進(jìn)行治理治理需要因地制宜。恢復(fù)草地的主要原理是利用草地生態(tài)系統(tǒng)的恢復(fù)和調(diào)節(jié)能力，緩慢恢復(fù)。恢復(fù)的方法多種多樣，各有利弊，可以依據(jù)實(shí)際情況多種方法共同實(shí)施。

（一）圍欄封育

因?yàn)檫^度放牧被認(rèn)為是導(dǎo)致天然草地退化最主要的原因，所以圍欄封育主要通過人為干預(yù)，降低或完全排除對(duì)草地生態(tài)系統(tǒng)的危害，使系統(tǒng)在自身的循環(huán)下得以恢復(fù)與重建。作為一種效率高并簡(jiǎn)便易行的恢復(fù)措施，在我國草地管理中應(yīng)用比較廣泛，并取得了良好的生態(tài)效益和經(jīng)濟(jì)效益[5]。

圍欄封育措施可以明顯改善草地生態(tài)系統(tǒng)，顯著增加牧草產(chǎn)量，逐步緩解草地沙化程度，有效控制土壤養(yǎng)分流失，提高土壤固碳能力，改善草地土壤結(jié)構(gòu)和養(yǎng)分狀況，提升牧草品質(zhì)[6-9]。劉美珍等對(duì)渾善達(dá)克退化沙地草地生態(tài)恢復(fù)試驗(yàn)研究結(jié)果表明，自然力在渾善達(dá)克殺敵退化生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)中起到巨大的作用，群落生物量、平均高度和總蓋度都有明顯增加[9]。

圍欄封育恢復(fù)過程中，草地生態(tài)系統(tǒng)功能變化機(jī)理復(fù)雜、影響因素眾多，且隨著我國圍欄封育恢復(fù)草地時(shí)間的積累，長期圍欄封育對(duì)草地土壤性質(zhì)與土壤肥力的恢復(fù)作用較明顯[10],但有部分研究表明，長期圍欄封育對(duì)草地群落物種多樣性的影響并不是積極的。王英舜等的研究表明，長期圍欄封育下總生物多樣性減少，隨著禁牧?xí)r間的增加，物種多樣性和豐富性都表現(xiàn)出先上升后下降的趨勢(shì)。朱新萍等以中科院新疆巴音布魯克草原生態(tài)站25年圍封樣地為對(duì)象，研究了亞高山草原、亞高山草原化草甸和亞高山草甸化草原的植物群落特征及物種多樣性，發(fā)現(xiàn)長期圍封多樣性降低、均勻度提高、物種單一。

圍欄封育恢復(fù)草地的優(yōu)點(diǎn)在與其實(shí)施簡(jiǎn)單、易于操作，是目前使用最廣泛的恢復(fù)方法之一，取得了大量的成果。但所面臨問題是如何對(duì)退化的草地確定圍封的年限，年限的不定性對(duì)于牧民而言意味著家畜無法得到充足的口糧，而使自己的利益受損，就不會(huì)廣泛推廣。

（二）季節(jié)性休牧、禁牧

主要是指在牧草生長期間禁止放牧，包括春季休牧和秋季休牧。春季休牧是給牧草地幼苗留下足夠的生長發(fā)育空間，快速進(jìn)入生長期。秋季是牧草成熟期，休牧使種子入土，保障草地有充分的種質(zhì)資源庫。在錫林郭勒草原上，春季休牧的生物量增加了1倍以上，植被蓋度也顯著提高。但對(duì)不同放牧強(qiáng)度的草原休牧后土壤養(yǎng)分和植物群落變化特征進(jìn)行分析發(fā)現(xiàn)，草地休牧?xí)r間過長，導(dǎo)致土壤鹽分降低，物種豐富性、多樣性和適口性牧草減少。

綜上，季節(jié)性休牧、禁牧的優(yōu)點(diǎn)是兼顧了草地的恢復(fù)和利用，缺點(diǎn)是退化嚴(yán)重，或放牧強(qiáng)度大時(shí)，草地難以得到恢復(fù)。而季節(jié)性休牧必須做到的就是保障合理的載畜量，維持合理的載畜量是保障草地恢復(fù)的關(guān)鍵。與此同時(shí)，還要合理了解草地類型不同時(shí)休牧和禁牧的強(qiáng)度區(qū)別，合理規(guī)劃季節(jié)性休牧、禁牧，控制休牧、禁牧的時(shí)間、頻率，讓草地得以修養(yǎng)，做到生態(tài)、經(jīng)濟(jì)效益都實(shí)現(xiàn)最大化。

（三）劃區(qū)輪牧

劃區(qū)輪牧是將草原劃分為幾個(gè)輪牧小區(qū)，按照一定的次序逐區(qū)放牧，輪替利用草地。在草甸草原區(qū)，每家牧戶的草場(chǎng)以6-8個(gè)輪牧小區(qū)為宜，每小區(qū)每次放牧5-7天，輪牧周期40天，輪牧頻次4次，每個(gè)生長季的輪牧?xí)r間是6月4日至11月12日，放牧?xí)r間為160天。在典型草原區(qū)，每家牧戶草場(chǎng)的輪牧小區(qū)數(shù)目以6-10個(gè)為宜，每小區(qū)每次放牧5-8天，放牧頻次3次，輪牧?xí)r間是5月28日至10月28日，放牧?xí)r間為150天左右。

劃區(qū)輪牧的優(yōu)點(diǎn)是給予了每個(gè)草場(chǎng)一段恢復(fù)生長的時(shí)間，劃區(qū)輪牧減少了家畜的游走，增加了其休息的時(shí)間，可以提高家畜的產(chǎn)量。但缺點(diǎn)也很明顯，劃區(qū)輪牧需要牧戶的配合和遵守，而且斥資巨大且每個(gè)牧區(qū)的水源也需要供應(yīng)，這也是限制該方式使用的因子。

（四）打草場(chǎng)輪刈與牧刈輪替

長期以來，草原牧區(qū)打草場(chǎng)一般連年打草，大量養(yǎng)分每年從系統(tǒng)中被移出而得不到補(bǔ)充，而年復(fù)一年地打草，破壞了系統(tǒng)的養(yǎng)分平衡，當(dāng)累積效應(yīng)超出了草地自我修復(fù)的閾值時(shí)，打草場(chǎng)就開始退化，連年打草也會(huì)影響土壤種子庫，特別是具有生命活力的種子顯著減少。傳統(tǒng)的打草場(chǎng)輪刈為草地恢復(fù)提供了休養(yǎng)生息的時(shí)間，但是，間隔打草很難保證家畜越冬飼草需求，而輪休年份購買牧草會(huì)產(chǎn)生經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)。借鑒放牧場(chǎng)劃區(qū)輪牧的原理，探索了打草場(chǎng)的分區(qū)輪刈模式，一般把草地分成三個(gè)區(qū)，每年只在兩個(gè)區(qū)打草，讓另外1/3的草地休養(yǎng)生息。同時(shí)，不打草的區(qū)域通過草地施肥、補(bǔ)充土壤養(yǎng)分可以加速草地的恢復(fù)。

這項(xiàng)措施主要對(duì)牧戶要求較高，如若配合，對(duì)草地的恢復(fù)很有效果，但牧戶需要付出的代價(jià)較大。

（五）淺耕翻與劃破改良

耕翻是退化草地人工改良的一項(xiàng)重要措施，其具有操作簡(jiǎn)單、成本小、見效快等優(yōu)點(diǎn)，但其實(shí)施效果因草地類型、土壤、植被、干擾因素、耕翻深度等而不盡相同。淺耕翻的作用主要體現(xiàn)為改善土壤結(jié)構(gòu)，促進(jìn)養(yǎng)分循環(huán)和水分循環(huán)，改變地表溫度和覆蓋物的密度結(jié)構(gòu)。

淺耕翻可以在較短時(shí)間內(nèi)有效提高草地生產(chǎn)力，降低侵蝕退化草地群落的物種豐富性和總蓋度，對(duì)提高退化草地植被均勻性和多樣性有積極作用，但是深翻處理下植被蓋度下降幅度較大。

劃破改良是人為破壞地表，增加了土地的通氣性和透水性，為微生物活動(dòng)創(chuàng)造了條件，改善了環(huán)境。但可能會(huì)由于生態(tài)位空缺，引起外來物種的入侵，造成更大的未知的危害。

與圍欄封育相比，淺耕翻改良對(duì)某一草地類型生產(chǎn)力的恢復(fù)，尤其是羊草種群的恢復(fù)有更好的改良效果，但是，淺耕翻改良也會(huì)導(dǎo)致草地植被物種各項(xiàng)多樣性指數(shù)顯著下降。

人為影響干擾改變了整個(gè)區(qū)域小系統(tǒng)的成分，整體功能也可能發(fā)生改變，但恢復(fù)效果顯著，促進(jìn)了物質(zhì)循環(huán)和能量流動(dòng)。除了翻耕深度還要注意推翻季節(jié)等其他因素，因?yàn)椴煌竟?jié)和深度對(duì)草地恢復(fù)也會(huì)產(chǎn)生影響。同時(shí)劃破改良還要適度，防止在此期間外來物種的入侵。

（六）草種補(bǔ)播

補(bǔ)播改良是在不破壞或少破壞原有植被的情況下，在草地上播種一些適應(yīng)性強(qiáng)、飼用價(jià)值高的牧草，以增加草地群落結(jié)構(gòu)、增加地面蓋度、提高草地產(chǎn)量與質(zhì)量，是我國目前草地改良的主要方法之一，在一般退化草地植被恢復(fù)中已得到了廣泛應(yīng)用，并取得了較好的效果[5]。

補(bǔ)播可以改變草地植被蓋度，改良土壤物理性質(zhì)。張永超等在瑪曲高寒草甸進(jìn)行試驗(yàn)表明，補(bǔ)播能使地上生物量顯著增加。但補(bǔ)播成功與否與環(huán)境條件也密切相關(guān)，太干旱的條件，成活率低。草種的改變一定程度也可以改變植被群落結(jié)構(gòu)，避免鼠害的發(fā)生。鼠類對(duì)于植物的選擇性也是較強(qiáng)的，改變了群系結(jié)構(gòu)，可以避免，但也可能導(dǎo)致其他外來物種占據(jù)生態(tài)位，產(chǎn)生生物入侵的危害。

有研究表明，補(bǔ)播適用于植被蓋度在30%以下的中重度及以上退化草地，且補(bǔ)播草地?fù)裨谀杲涤炅坎恍∮?00mm或有灌水條件的地區(qū)進(jìn)行，補(bǔ)播時(shí)間宜為雨季來臨前，補(bǔ)播草種以鄉(xiāng)土物種為主[3]。

草種補(bǔ)播可以改變?nèi)郝浣Y(jié)構(gòu)，在一定程度上可以防止鼠害的發(fā)生。草種補(bǔ)播可以提高植被密度，但會(huì)造成物種單一抵抗力弱、改變?nèi)郝浣Y(jié)構(gòu)。但對(duì)于退化高寒草地而言，補(bǔ)播是一種具有持久性的最簡(jiǎn)單、最有效的植被恢復(fù)措施，使用時(shí)應(yīng)考慮各方面綜合因素。

（七）草地施肥

草地施肥主要是改善土壤肥力，為植被提供養(yǎng)分。有研究表明，短期內(nèi)施肥是提高草地生產(chǎn)力的有效手段。

施肥對(duì)退化草地改良的研究結(jié)果[3]顯示，施肥改善草地養(yǎng)分，促進(jìn)植物對(duì)養(yǎng)分的吸收和利用，進(jìn)而提高產(chǎn)量。不同退化程度的草地所采用的方法不同，結(jié)果也不同。應(yīng)選擇對(duì)當(dāng)?shù)匚锓N危害小的肥料，減少破壞性。草地施肥舉措也是改變了當(dāng)?shù)氐臈l件和結(jié)構(gòu)，但在恢復(fù)的程度上可以取得效果，也可適當(dāng)與其他舉措共同實(shí)施，恢復(fù)草地的效果更加值得期待。

草地恢復(fù)的方法大多是以上幾種的單一使用或綜合使用，保證草地的植被蓋度足夠支撐草地的自我修復(fù)和調(diào)節(jié)。對(duì)于不同程度退化的草地而言，根據(jù)退化情況，采取適當(dāng)?shù)拇胧湍撩駞f(xié)商，讓草地得到修養(yǎng)恢復(fù)的時(shí)間。對(duì)于翻耕、劃破改良、補(bǔ)播和施肥都結(jié)合當(dāng)?shù)氐膶?shí)情，謹(jǐn)慎采取措施，確保不引進(jìn)外來物種，不造成二次傷害。

四、結(jié)語

目前中國草地退化程度、退化原因不同，所采取的恢復(fù)措施也不同，方法仍在探索中，具體實(shí)施的年限和措施仍需要結(jié)合當(dāng)?shù)夭莸氐那闆r分析，因地制宜，也可以同時(shí)采用多種舉措。中國草地恢復(fù)研究還在不斷進(jìn)步，方法也在改變，草地恢復(fù)程度也會(huì)更高。對(duì)于未來是采用綜合方法恢復(fù)還是采用單一方法恢復(fù)，目的都是相同的，把草地恢復(fù)到退化前，使其具有相同的生態(tài)系統(tǒng)功能，而不產(chǎn)生其他負(fù)面生態(tài)效應(yīng)，確保功能的完善。