●杜帛洋 郭永剛 關法春 苗彥軍 陳大勇 劉文哲※※
(1.西藏農牧學院 西藏 林芝 860000;2.吉林省農業科學院 吉林 長春 130033;3.松遼水利委員會察爾森水庫管理局 內蒙古 興安盟 137400)
西藏地區天然草地面積約為8000萬公頃,對高寒草原畜牧業的持續發展具有重要的支撐作用,同時作為國家生態安全的重要屏障,對我國的氣候乃至東半球的氣候產生較大的影響。但是近些年來,當地部分地區草地出現產草量低下、土壤侵蝕嚴重、生態多樣性降低等一系列草地退化問題。為此,國家提出了以青藏高原生態屏障區為核心的全國重要生態系統保護和修復重大工程總體布局,西藏人民政府于2022年印發了《西藏自治區“十四五”時期生態環境保護規劃》,提出西藏草原綜合植被覆蓋率應達到50%以上。
對于西藏高寒退化草地恢復,國內外提出了各種應對措施,但是對于高原草原退化的恢復機理、途徑的研究和應用還存在著一些有待商榷的問題。因此,本文在對已有的研究成果進行全面梳理的基礎上,對西藏高原退化草地生態修復問題進行了分析。
西藏地區平均海拔4000 m,總體氣溫偏低,降水分布不均,多數地區年平均降雨量小于500 mm,植物生長環境相對惡劣,加之人為干擾,使得當地的草地極易發生退化現象。草地退化將導致植被組成和草地結構簡單,可食牧草產量下降,有毒有害植物增多,草場產草量下降;同時,當地草地還受到各種不利因素的影響,載畜量極低,導致全區草地超載。2003~2004年西藏全區超載率為57.3%,地區間不平衡十分突出,那曲地區超載最嚴重,超載率為63.3%(冷季為154.2%)[1]。長期的過度放牧導致草地資源遭到破壞,土地荒漠化、土壤鹽堿化、鼠害和毒草生長,長此下去,將使草原生態環境出現惡性循環。最新統計數據表明,西藏可利用草地退化面積達2000萬公頃,其中重度退化草地面積接近466.67萬公頃,亟待修復。
草地退化的主要原因,一是植被群落高度、覆蓋率、產量和質量的四降現象;二是土壤生境的退化,土壤有機質含量降低,反映出土壤性質和微生物的發展趨勢對植物生長不利。從植物退化的觀點來看,大部分的退化都是以禾草-矮嵩草群落為主要的演替模式,再從矮嵩草到嵩草,再到雜草叢,再到黑土次生裸地。從土壤生境退化的觀點來看,當植被或植物群落發生變化時,一定會使其所處的土壤狀況發生變化。
2.1.1 降水不均
溫度與降水的相互作用是導致西藏草地大規模退化的主要原因。中國的西部草原是青藏高原地區的一個典型的干旱、半干旱氣候區。西藏草原地區年降雨量從東部500 mm到西北部不足100 mm,蒸發量達到2500~3300 mm。由于區域間的巨大差異,西藏的草地資源分布不均衡,加之大風、低溫、短無霜期等自然條件,使得西藏西部的草地生態環境較為脆弱。西藏降雨量極低,年降雨量不均,造成了地表土壤結構松散,含水量降低,草原上部分非耐旱植物大量死亡,這也成為了西藏草地大面積退化的一個誘因。
2.1.2 風蝕和水力侵蝕
西藏高原地區長年的大風導致地表土缺少水分,很容易被揚起,草地被沙土覆蓋,對植被造成極大的破壞。風蝕不僅把表層細沙吹走,降低土壤肥力,而且易吹露植物根系,造成植物死亡。惡劣的自然條件和近期全球氣候干旱是導致西藏草原生態退化的重要自然因素。同時,水力侵蝕也是影響西藏草地退化的重要因素。雅魯藏布江流域的水力侵蝕的面積為50萬公頃,占整個流域的52.9%。河流兩岸的草原生態環境面臨著嚴重的危害。西藏位于青藏高原的最高地區,它的自然環境是全球最為惡劣的。高寒缺氧、干旱少雨、土壤肥力差等自然環境的諸多不利因素嚴重影響了西藏天然草地的生長。
2.1.3 生物破壞
除了上述的氣象類因素外,嚙齒動物和害蟲對西藏的草原生態系統的破壞也是造成草地退化的一大因素。草原嚙齒動物和害蟲的存在和分布是在一定的氣候、土壤和植被條件下形成的。氣候干旱和草地退化為嚙齒動物和害蟲的存在和傳播創造了條件。一般來說,在高密度的草原上,鼠害和蟲害不易發生;然而,草地退化、草地疏伐促進了鼠類和害蟲的繁殖。鼠類和害蟲的存在和破壞也加劇了草地的退化,這是一個惡性交替的過程。
青藏高原高寒草甸地區鼠害面積達7700萬公頃,每年消耗的草料約為1.3億噸,相當于每年9千萬頭綿羊的總消耗量[2]。西藏草原生態環境、草地生產力、草地畜牧業發展由此所遭受的損失要比雪和干旱嚴重得多。事實上,不是每一只老鼠都會對草原生態造成威脅。內蒙古草原一次關于鼠害生態的研究顯示,布氏田鼠是導致草原大規模退化的主要原因。實際上,由于長期不合理的人為活動,致使草地迅速地發生了退化,植被變得稀少,群落變得矮小,布氏田鼠的生長和繁殖速度也大大加快,這就形成了一個惡性循環。西藏的草地生態環境也出現了類似的問題[3]。
氣候變化是引起西藏地區草地退化的重要影響因素,但是人為的干擾也是一個主要的驅動因素。
2.2.1 過度放牧
過度放牧是造成草地生態惡化的主要因素。過度放牧是由于忽視了草場的一級生產力,而盲目增加了畜群的數量,增加了牧草的消耗量,使得家畜的飼料需求超出牧草的再生能力,這就是掠奪性的結果。西藏自然草地載畜能力2896.36萬頭(包括農副產品),2000年實際載畜3945.43萬羊單位,超載36.22%,而且地區間極不平衡,以那曲、阿里最突出。超載的原因是家畜的發展速度太快。隨著家畜數量的急劇增長,當地草場承受的壓力日益增大,而由于過度放牧,草原的退化和荒漠化也日益加劇。在一定的自然條件下,每一塊草地都只能承載一部分的家畜,如果放牧太多,就會過載,從而導致草原的產草量下降。過量的放牧不但會對牧草造成以上的影響,而且由于長期過量的家畜踐踏,使得土地的透氣性和透水性下降,從而對西藏草原生態造成了極大的損害。而畜牧業作為西藏的重要經濟支柱產業,卻因為過于重視家畜的數量而疏于對草場的管理,導致草原資源短缺,過度放牧和持續的干旱對植被的生長和密度造成了很大的影響,并為蟲害的發生創造了必要的條件[4]。
2.2.2 開墾
在“民以食為天”“牧民不吃虧心糧”的口號下,西藏自然草原上出現了數次大規模的墾荒和糧食生產熱潮。有些優良的草場、土地和植被狀況良好,卻作為荒地開墾,種植糧食。大部分草原位于半干旱區,其天然環境十分惡劣。草原經過開墾之后,大部分都是粗放的,不施肥,不灌溉,靠天吃飯,所以產量很少,經常是顆粒無收。由此造成多年積淀的土壤結構遭到破壞,有機質的劇烈分解和含量下降,加之某些區域在沒有植被的情況下,冬季和春季的風蝕作用會加劇,使其迅速變成沙礫和荒漠。通過對西藏地區冬季和春季強風的分析,認為農用地基本裸露是造成強風、揚沙天氣的重要原因。同時,研究還發現,在耕地多的地區,土壤侵蝕、風蝕等問題更為突出。
2.2.3 過度樵采
肥料、燃料和飼料之間的矛盾也是造成草原退化的重要原因。西藏地區煤炭、石油等常規能源資源十分匱乏,太陽能資源豐富,傳統生活必需品如薪柴等嚴重缺乏。牧區每年需要燃燒畜糞85萬噸,每年約5萬公頃牧草被砍伐,按產草量3000~4500 kg/hm2計算,全年共消耗牧草15萬~22.5萬噸,相當于30萬~45萬只羊一年的食草量,加之西藏牧區以牛羊為主,飼料消耗巨大。一方面,因為缺少生活必需品,所以牧民們把家畜的排泄物和草皮當作燃料來焚燒;另一方面,由于家畜糞便是優良的有機肥料,得不到及時的補充,會阻礙土壤的養分循環,使土地的肥力不斷下降,從而造成燃料、化肥和飼料的減少、草原退化的惡性循環[5]。
2.2.4 工程建設與資源開發
西藏地處青藏高原,地處世界最高海拔地區,因地形崎嶇,交通不便,90%的生活必需品都是依靠陸路運輸。公路建設是西藏經濟發展的關鍵,建國以來,人民為了改善公路交通條件,付出了大量的心血,但同時也造成了相當嚴重的草原生態環境損害,不僅造成了公路崩塌、滑坡、泥石流等災害,還造成了道路兩旁樹木、草場的嚴重擾動和毀壞。同時,由于西藏北部牧區的基礎設施比較薄弱,從區域到縣或縣到縣的固定公路很少,草原廣闊,路面少,汽車、摩托車在草原上隨意穿行,部分草地受到了嚴重的損害[6]。
地下資源的挖掘對草原造成的損害也不容忽視。西藏的大草原上有大量的地下礦藏,在開發的過程中,由于人為的影響,大量的廢礦、廢棄物等在草原上堆積,也會對草地造成一定的損害。
對退化草地進行修復、改良和合理利用,是西藏草原退化治理的基礎和核心。治理退化草場的重點在于利用和改善。合理的運用,是一種科學的經營。此外,在合理利用和改善退化草地方面,應落實綜合治理的思路,采取各種措施。其中,應注意以下幾點。圍欄封育:一般在3年內,柵欄就會有明顯的改變,產量也會有很大的提升。松土改良:利用機械手段,改良土壤化學成分,為農作物提供良好的生長條件,提高產量。補種:在已退化的草原上進行適當的草種或禾草的補種。施肥:在一定區域內,條件允許的情況下,使用化肥或有機肥料可以極大地提高土壤的產量和改善退化的草地。
草原退化是由草畜之間的不平衡導致。提高飼料的產量,可以使更多的家畜得到更多的飼料,達到新的草畜平衡[7]。
人工草地是一種高產的牧草生產系統,也是解決西藏草畜矛盾的最佳途徑。人工草坪的建造并不是隨隨便便就能完成的,合理的地理位置和土壤環境顯得尤為重要。在西藏生態環境十分脆弱的情況下,在低海拔農區和半農半牧區,或在山前扇緣和地勢較低的地區進行種植,由于水-熱資源優勢,人工草地會獲得較高的產草量,可以有力緩解天然草地承載的壓力。
草地種子補播為改善退化草場、增加草場產量提供了一種簡便、方便的途徑。對退化的草場,在不進行翻地或其他措施的情況下,適時進行適當的播撒,可以促進草原生態的穩定。此外,補播可以持續、顯著地改變群落結構,增加其他種類的多樣性,同時也可以重建未發現的種類,從而改善草原的多樣性和群落的均勻性。近幾年,科學家們在高寒草原上進行了覆蓋播種的試驗。在模擬高寒草場的情況下,包膜種子的發芽率比不包膜的種子高。通過對土壤微生物的覆蓋和培養,可以使土壤中的微生物有更好的生長條件,使其活力得到增強,從而使植物的生長得到進一步的改善和提高。
割開草皮部分可提高土壤的透氣性、調節土壤的水分、酸堿度,有利于根莖型、根莖密度型禾草的大量繁殖,有利于植物的自然恢復和自我增殖。割草可提高草叢高度、草蓋度、密度和產量。輕微劃傷能顯著提高植物的物種多樣性,但隨草皮劃傷強度的增大,其多樣性指數呈現出降低的趨勢。割草不但能顯著地增加草地的初級生產力,而且能顯著地增加優質牧草的比重。但是,并不是全部草地都適宜割草,草地上已經形成了硬質的草席,可以采用割草的方法;在高溫干旱地區,割草會加速水分的蒸發,不利于水分的保存,對草根造成損害,進而影響其生長。
從青藏高原地區退化草原恢復的現狀來看,目前的恢復措施大都停留在宏觀水平,恢復措施、技術措施等方面都有一定的缺陷。隨著技術的發展,可以在未來的工作中引進微觀層面的修復技術,如利用微生物修復技術將有益于草原恢復的微生物引進到土壤中,并結合目前的宏觀調控手段,加快退化草地生態的恢復速度,增強西藏高寒草地的生態、經濟系統服務功能。