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退化草地:长期跟踪评估才能深入认识生态恢复作用

作者:
董世魁
来源:
中国绿色时报
2020/10/27 13:54
【摘要】:
草地退化是草地生态系统在演化过程中,其结构特征和能流与物质循环等功能过程的恶化,即草地生态系统的生产与生态功能相悖,造成结构紊乱、功能衰退的现象,既包括“草”的退化,也包括“地”的退化。

       中国绿色时报10月21日报道 草地退化是草地生态系统在演化过程中,其结构特征和能流与物质循环等功能过程的恶化,即草地生态系统的生产与生态功能相悖,造成结构紊乱、功能衰退的现象,既包括“草”的退化,也包括“地”的退化。它不仅反映在构成草地生态系统的非生物因素上,也反映在生产者、消费者、分解者3个生物组成上,因而草地退化是整个生态系统的退化,是指草地生态系统环境因子和生物因子的改变所导致的生产潜力、服务功能和健康状况的下降或丧失。
  草地退化有长期干旱、风蚀、水蚀、沙尘暴、鼠、虫害等自然因素,也有过牧、重刈、滥垦、樵采、开矿等人为因素。由于长期不合理、甚至掠夺式利用,从草地不断带走大量的物质,而得不到补偿,长期入不敷出,违背了生态系统中能量与物质流转平衡的基本原则,因而导致生态系统功能的紊乱、失调和衰退,使草地的生态与生产能力不断下降。如果这种衰退不断累积,超出系统所能承受和恢复的阈限,最终将导致草地生态系统完全丧失物质再生产能力。草地退化类型可按其所在区域、成因及表现等大致分以下几种。
  荒漠型退化:主要发生在非洲、中亚、蒙古国和中国西北干旱、半干旱温带典型草原或荒漠草原地区。它是目前全球草地退化最主要的形式之一。在干旱地区,草地长期无休止退化的结果就是荒漠化,直至变为沙漠。与荒漠化密切相关的是土壤盐渍化。
  生境破坏型退化:主要发生在欧洲石灰质草地上。主要是由于城市发展、交通基础设施建设或草地农垦而引发的草地生境的大规模破坏。随着草地生境的消失,生物多样性也显著下降,很多物种的种群已在当地灭绝。
  杂草(灌木)入侵型退化:主要发生在欧洲、中国北方和蒙古国的温带典型草原地区。它是指在家畜过牧及啮齿类动物等活动下,优良牧草被过度啃食而不能恢复,原来以优质牧草为优势种的草地演变为以杂草或灌木为优势的植物群落,如我国北方草原上最常见的棘豆、醉马草、狼毒等,这类植物不但没有利用价值,家畜误食后还会中毒甚至死亡。
  另外,由于人类活动还可能导致水土流失型退化(中国黄土高原区)、鼠害型退化(中国青藏高原区)、石漠型退化(中国西南石灰岩山区)等。
  生态恢复是促进草地生态系统可持续发展的重要途径。目前对于退化草地的“分级、分类、分段”恢复理念已得到普遍接受,即根据草地退化的程度、类型、时段来分级、分类、分段制定不同的恢复和管理措施。对尚未退化的草地(健康)进行合理的生态系统管理,根据不同的草地承载力制定不同的放牧利用策略,尽量就地利用地下水源,控制草地载畜量,实行草地合理放牧管理。对于轻度退化的草地,应及时排除导致草地退化的因素,并进行适当的草地封育管理,使其通过演替自然恢复。对于严重退化的草地,自然恢复比较困难时,可以通过人工促进恢复。退化草地生态恢复目标与其他生态系统恢复目标都相似,主要集中于两种功能,即生态功能、生产功能。在我们随机调研全球退化草地恢复的149个案例中,生物多样性(29.48%)、植被覆盖度(24.28%)、土壤碳库(13.87%)3个恢复目标占大多数,其余恢复目标如生产力、昆虫群落、土壤微生物、土壤氮库、目标物种、植物群落结构、土壤种子库、土壤湿度,饲用牧草等都相对较少。实际恢复实践中更多的是多个恢复目标的组合,例如植被覆盖度和生产力、生物多样性与生产力,很少采用单一的恢复目标。
  对于不同类型的草地,其恢复方式也不同。我们对全球149个退化草地恢复案例调查时发现,应用最多的恢复技术是人工补播或播种,围栏禁牧(或禁止干扰)、可持续放牧利用、刈割、施肥等技术。石灰质草地的恢复主要包括:改良立地条件,控制灌木入侵;加强草地封育管理,恢复草地生物多样性;建植人工群落,重建草地植被。热带稀树草地的恢复主要包括:被动方法即消除干扰、等待自然恢复;主动方法即人工建植草地,利用外来物种阻止侵蚀,改善土壤结构。温带草地恢复的方法主要包括:改善土壤结构,提高土壤肥力;使用除草剂,控制杂草和外来植物;补播牧草,更新土壤种子库;火烧管理,促进植被恢复演替;调控畜群结构,控制合理放牧。高寒草地恢复的方法包括:围栏封育,恢复轻度退化的植被组成和结构;补播改良和施肥,恢复中度退化的植被组成和结构、改善土壤肥力;人工草地建植,固持表土,营造原生植物恢复的生境,人工促进草地恢复。
  退化草地恢复效果在不同类型、不同地区、不同技术差别较大,同时与恢复时间关系紧密。我们对全球149个退化草地生态恢复案例中不同恢复年限的效果分析表明,恢复结果与恢复年限并没有关系,短期和长期的恢复结果都有好有坏,说明了适宜的恢复技术与恢复时间相适应的重要性。从总体看,大于5年的生态恢复效果都较好,年限越长草地恢复越趋于向良性方向演替。对恢复技术而言,退化草地的恢复尽量采用排除干扰的方法,一般都能达到很好的效果,其结果的显著性决定于年限长短。这也给我们以启示:目前,我国实施的各种退化草地恢复技术,短期内的效果评估难以代表对技术真实评价,需要长期跟踪及再评估,才能获得对生态恢复作用的深入认识。
  草地生态系统恢复中目前以功能恢复为主的理念逐渐得到推广,根据草地需要得到的恢复功能有针对性地使用具体措施。同时,近自然恢复理念逐渐被生态工作者所接受,那么不管在轻度退化、中度退化、重度退化草地中,尽可能模拟它们在恢复过程中的自然恢复演替过程,能使退化草地逐渐恢复到原生状态。由于过度强调草地生态系统的生产功能容易造成草地退化,转移退化区域的生产压力,例如采用休牧,或在小部分区域建植人工草地降低天然草地压力,也是较重要的恢复措施之一。总之,退化草地系统性恢复和功能完整性理念,应在退化草地生态系统生态恢复得到重视和加强。
  (作者董世魁为北京林业大学草业与草原学院常务副院长)