李通，崔麗珍，朱佳佩，陳劭鋒，董祚繼，崔驍勇⑤，劉雅莉，王艷芬⑤ ，寧瑤

①中國科學院大學，北京 100149；②格里菲斯大學，布里斯班 4111, 澳大利亞；③中國科學院燕山地球關鍵帶與地表通量觀測站，北京 100049；④中國科學院科技戰(zhàn)略咨詢研究院，北京 100190；⑤中國科學院青藏高原地球科學卓越創(chuàng)新中心，北京 100101

草地是陸地生態(tài)系統(tǒng)的重要組成部分，聚集了大約38%的世界人口，是人類重要的居住和生活場所[1]，對維系生態(tài)平衡、區(qū)域經濟、人文歷史具有重要的價值。草地生態(tài)系統(tǒng)儲存著約34%的全球陸地總碳量，維持了約30%的凈初級生產力[2]，為全球提供30%～50%的畜產品[1,3-4]。草地資源是各國重要的生態(tài)資源，在維系全球可持續(xù)發(fā)展過程中起重要作用。

中國是一個草地資源大國，擁有各類天然草地約3.93億hm2(1 hm2=104m2)，占全球草原面積的12%[1]。在發(fā)揮生態(tài)系統(tǒng)服務功能、保障國家食物安全、維護社會和諧穩(wěn)定等方面，草地具有十分重要的作用和地位[5-6]。中國傳統(tǒng)牧區(qū)草原以集中連片的天然草原為主，主要分布在西藏、內蒙古、新疆、青海、四川、甘肅等6省(區(qū))。這六大牧區(qū)省份草原面積共2.93億hm2，約占全國草原面積的75%，形成以內蒙古高原為中心，呈連續(xù)分布的溫性草原、青藏高原和高寒草原為主體的草原空間分布格局，是中國北方地區(qū)重要的生態(tài)安全屏障[2,7]，也是黃河、長江、瀾滄江等河流的發(fā)源地和重要的水源涵養(yǎng)區(qū)[8-9]。

在“人類世(Anthropocene)”中，草地經歷著全球氣候變化和人類活動的干擾，導致中國約有90%的天然草地處于不同程度的退化之中，其中嚴重退化的占60%以上，嚴重制約區(qū)域生態(tài)、經濟、社會的可持續(xù)發(fā)展[2,10-11]。2015年，《2030年可持續(xù)發(fā)展議程》在聯(lián)合國大會第70屆會議上通過并于2016年1月1日正式啟動，該議程涵蓋17項宏偉的全球可持續(xù)發(fā)展目標(sustainable development goals，SDGs)，呼吁各國采取行動努力在今后15年實現(xiàn)17項可持續(xù)發(fā)展目標。SDGs建立在聯(lián)合國千年發(fā)展目標(millennium development goals，MDGs)所取得的成就之上，適用于所有國家，包含經濟增長、社會包容和環(huán)境保護可持續(xù)三個發(fā)展維度，致力于消除一切形式的貧困。其中，16項目標直接或間接與草地生態(tài)系統(tǒng)有關，因此草地生態(tài)系統(tǒng)的多功能性必將在全球可持續(xù)發(fā)展目標的實現(xiàn)中提供重要保障。

1 草地生態(tài)系統(tǒng)多重服務及其多功能性目標特征

根據(jù)千年生態(tài)系統(tǒng)評估報告和Costanza等提出的生態(tài)統(tǒng)服務評價的概念，草地生態(tài)系統(tǒng)服務功能是指草地生態(tài)系統(tǒng)及其生態(tài)過程所形成及維持的人類賴以生存的自然環(huán)境條件與從草地生態(tài)系統(tǒng)中獲得的全部利益，包括支持服務、調節(jié)服務、供給服務和文化服務等四部分[12]。支持服務是其他所有生態(tài)系統(tǒng)服務功能實現(xiàn)的基礎服務，一般對人類產生的效用都是非直接性的，具有明顯的時空尺度效應。調節(jié)服務是指人類從生態(tài)系統(tǒng)結構-過程-功能調節(jié)中所獲得的直接或間接利益。支持服務和調節(jié)服務是草地生態(tài)系統(tǒng)生態(tài)功能屬性的反映，具體表現(xiàn)為土壤形成、氣候調節(jié)、干擾調節(jié)、水源涵養(yǎng)等[13-15]。供給服務是指人類從生態(tài)系統(tǒng)中直接或者間接獲得可利用的資源要素，是草地生態(tài)系統(tǒng)生產生活功能屬性的反映，具體表現(xiàn)為初級產品(植物產品等)和次級產品(奶肉毛皮等)的輸出等。文化服務是指生態(tài)系統(tǒng)提供的非物質文化元素的惠益，給人以精神滿足、審美體驗和文明發(fā)展，是草地生態(tài)系統(tǒng)社會功能屬性的具體反映，是生態(tài)和生產功能綜合福祉的有效評估，也是傳承獨特草原文化的載體。生態(tài)功能屬性是基礎，是系統(tǒng)維持和健康發(fā)展的前提條件；生產生活功能屬性是過程，是觸發(fā)草地生態(tài)系統(tǒng)服務功能發(fā)生改變的觸發(fā)點和重要干擾；社會功能屬性是集成，是生態(tài)功能和生產生活功能的平衡關系和管理狀況的綜合輸出，體現(xiàn)社會-經濟-生態(tài)發(fā)展水平(表 1)。

2 草地生態(tài)系統(tǒng)支撐全球可持續(xù)發(fā)展目標

全球可持續(xù)發(fā)展的17項目標是對經濟、社會和環(huán)境可持續(xù)發(fā)展的總體預期。可持續(xù)發(fā)展目標以人為本，致力于保護人類共同的地球家園，旨在消除一切形式的貧困。其中16項目標直接或間接與草地生態(tài)系統(tǒng)有關(表1)。

表1 草地生態(tài)系統(tǒng)服務及功能目標特征

2.1 支撐農業(yè)生產與健康糧食的提供(可持續(xù)發(fā)展目標1～3、8、10、12和13)

根據(jù)中國科學院院士、著名生態(tài)學家侯學煜先生提出的“大糧食”觀，草地生態(tài)系統(tǒng)中植物群落所能提供的初級生產力和次級生產力，都可以理解為糧食。這為擴展傳統(tǒng)農業(yè)和土地利用方式提供了新的糧食生產路徑，為解決饑餓和貧困問題創(chuàng)造了條件。特別是在人口增長、全球氣候變化的大環(huán)境背景下，如何養(yǎng)活更多的人口成為全球各國政府與學者共同關注的問題。一些學者提出一個全新的方法：發(fā)展草地農業(yè)。草地農業(yè)是將牧草或其他飼料作物的生產、利用引入農業(yè)生產體系，通過糧、草、畜的有機結合，建立起“土地植物產品、動物產品”生產鏈條，最大限度地生產植物產品和動物產品的農業(yè)生產形式。通過推廣牧草種植，將單純的糧倉變?yōu)椤凹Z倉+奶罐+肉庫”，實現(xiàn)糧食-經濟作物的二元結構向糧食-經濟-飼料作物的三元結構的轉變。農業(yè)自古以來是人類生存的基礎，草地農業(yè)是對人類生存基礎的延伸，是提高糧食選擇范圍、解決饑餓的有效拓展。因此，草地生態(tài)系統(tǒng)的支持、調節(jié)和供給服務是“大糧食”安全供應的根本。

民以食為天，糧以土為本，土以安為要，一切形式的農業(yè)生產根基在于健康的土壤。全球氣候變暖和人類活動的加劇，導致草地出現(xiàn)大面積的退化[1]，勢必會使地上初級生產力和次級生產力降低，在某種意義上就是糧食減產。因此，在保證“基本糧”維持生計和社會運轉的前提下，不斷提升草地健康指數(shù)，對于消除貧困和饑餓十分重要，從而對發(fā)展經濟、減少不平等、增進人類福祉等都具有重要意義。

2.2 有效減緩氣候變化(可持續(xù)發(fā)展目標3、11～13、17)

草地生態(tài)系統(tǒng)在調節(jié)大氣成分過程中扮演重要角色。草地是個巨大的碳庫，而且減排增匯潛力巨大[2]。全球草地總碳儲量約308 Pg(1 Pg=1015g)，中國草地生態(tài)系統(tǒng)碳庫大小約28.95 Pg，約占世界草原總碳儲量的10%，其中植被碳儲量約1.82 Pg，土壤有機碳儲量約27.13 Pg[2-3]。中國草地碳密度和碳儲量從空間上看，呈現(xiàn)從西北向東南逐漸降低的趨勢。其中，內蒙古、新疆、青海和西藏4個省份草地分布面積最廣、碳儲量最大(分別為6.80、6.13、5.68和5.40 Pg)，約占我國草地總碳儲量的60%。

從全球區(qū)域尺度上看，土壤有機碳的空間分布受溫度、降水、植被以及人類活動的影響[2,4]，退化草地在植被恢復過程中可以固定大量的碳，會顯著提升草地的固碳功能[5]。因此，應以增加地上生產力和降低碳排放為前提，不斷通過適當措施提高草地生態(tài)系統(tǒng)的管理水平，如適量灌溉、合理放牧等，繼續(xù)實施退耕/牧還草工作將有助于提高草地生態(tài)系統(tǒng)土壤碳固持能力[6]，從而實現(xiàn)全球碳減排，遏制全球氣候變化。

2.3 提供清潔的水(可持續(xù)發(fā)展目標3、6和11、13、15)

草地生態(tài)系統(tǒng)的水分調節(jié)功能主要體現(xiàn)在水資源供給和水源涵養(yǎng)等方面。三江源是長江、黃河、瀾滄江等眾多河流的發(fā)源地，是著名的亞洲水源涵養(yǎng)區(qū)。草地是該地區(qū)主要的生態(tài)資源要素，對長江總水量的25%、黃河總水量的49%和瀾滄江總水量的15%的供應起到重要保障作用，使三江源成為中國乃至亞洲的重要水源地，素有“亞洲水塔”之稱。基于土地植被、降水、NDVI等數(shù)據(jù)，采用降水貯存量法估算得出，中國草地1980—2000年平均水源涵養(yǎng)量為1.161 7×1011m3·a-1，2000—2010年中國草地平均水源涵養(yǎng)量為1.183 8×1011m3·a-1。其中北方草地水源涵養(yǎng)服務區(qū)主要集中于青藏高原和內蒙古高原中東部。草地恢復有助于促進水源涵養(yǎng)能力提升。對三江源實施生態(tài)工程前后的水源涵養(yǎng)能力進行估算，結果顯示生態(tài)工程實施前8年(1997—2004年)草地生態(tài)系統(tǒng)平均水源涵養(yǎng)量為1.43×1010m3·a-1，工程實施后8年(2005—2012年)平均水源涵養(yǎng)量為1.65×1010m3·a-1，相比于工程實施前增加15.60%[7]。因此，保護草地生態(tài)系統(tǒng)就是保護清潔的水資源。

2.4 保護生物多樣性(可持續(xù)發(fā)展目標1、3、6、13、15)

草原生態(tài)系統(tǒng)孕育了豐富多彩的草原動植物資源。據(jù)不完全統(tǒng)計，我國草地植物共計254科、4 000多屬、9 700多種，還有數(shù)百種常見的可作為藥用、工業(yè)用、食用的經濟物種植物，如麻黃草、冬蟲夏草、蓯蓉、防風、柴胡等。草原野生動物與草地的關系十分密切，它們與植物、微生物共同參與草原生態(tài)系統(tǒng)的物質和能量循環(huán)。我國草原區(qū)繁衍的野生動物有2 000多種，包括鳥類1 200多種、獸類400多種、爬行類和兩棲類500多種。此外，我國草原有250多種放牧家畜品種，主要為綿羊、山羊、牦牛等。豐富的生物多樣性資源構成我國野生動植物資源基因庫，為耐旱、耐寒、耐鹽和藥用動植物的選育提供基因庫，同時包括許多瀕危、孑遺、珍稀種等，也是許多作物和牲畜起源中心。目前，受長期過度放牧、氣候變化以及生物入侵等因素的影響，草地生物多樣性明顯降低[21-23]。

2.5 促進可持續(xù)社區(qū)建設(可持續(xù)發(fā)展目標1、3～5、8、11～13、17)

聯(lián)戶放牧是當前我國草地管理模式中相對于草地承包到戶后單戶經營而自發(fā)形成的一種新興合作經濟模式。對聯(lián)合放牧和持續(xù)放牧對比分析發(fā)現(xiàn)，聯(lián)戶放牧能明顯降低草地家畜溫室氣體排放強度[8]，保持土壤肥力[9]，改善草場質量。聯(lián)戶經營可明顯約束牧戶的投機行為，避免草地無人監(jiān)管的弊端[10]，具有更高的生態(tài)效率[11]，實現(xiàn)草地的可持續(xù)利用[12]。相對于單戶經營，聯(lián)戶經營有更高的制度收益，有利于規(guī)模經濟的實現(xiàn)[13]、能顯著提高家庭收入、改善性別關系，促進教育發(fā)展[12]、傳承藏族文化[14]。因此，為能減少溫室氣體排放和改善草地質量，促進社區(qū)良好的伙伴關系，牧區(qū)應繼續(xù)保持以社區(qū)為基礎的季節(jié)性聯(lián)合放牧。

3 草地生態(tài)系統(tǒng)管理與可持續(xù)發(fā)展目標的實現(xiàn)

草原被認為是地球上最大的管理生態(tài)系統(tǒng)，同時也是受到人類活動和全球氣候變化綜合影響較大的生態(tài)系統(tǒng)?？茖W有效的管理方式直接決定了草地生態(tài)系統(tǒng)生產、生態(tài)功能的時空動態(tài)平衡，對于其健康發(fā)展具有重要意義。草地生態(tài)系統(tǒng)管理的發(fā)展趨向是“適應性管理”，本質上就是可持續(xù)發(fā)展管理，特別是對全球氣候變化和干擾多變條件的適應。由于草地生態(tài)系統(tǒng)的多功能性和多重服務的屬性[15]，草地可持續(xù)發(fā)展管理的未來發(fā)展方向應該體現(xiàn)在對“草地生態(tài)系統(tǒng)多功能”目標實現(xiàn)的管理上。

草地管理涉及多個方面，其中家畜管理是核心，對草地多功能性有重要影響[15]。家畜管理主要是通過放牧制度、放牧行為或相關技術來實現(xiàn)草地的可持續(xù)利用和生態(tài)系統(tǒng)功能的完整性。放牧具有流動性、適應性、多樣性及地帶性[16]，又具有很強的可控制性。放牧行為的可控性決定了草地可持續(xù)發(fā)展的方向。在傳統(tǒng)的放牧視角下，放牧管理制度根據(jù)放牧強度可分為不同的組合形式(圖1)[17-19]。良好的放牧管理助力實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展目標具體體現(xiàn)在這幾個方面：有助于提高生物多樣性，提升植被生產力，促進SDG15實現(xiàn)；有助于提高草地的固碳能力，緩解氣候變化，促進SDG13實現(xiàn)；有助于遏制草地退化，改良土壤性質，促進SDG2實現(xiàn)；有助于提升生態(tài)系統(tǒng)碳氮功能循環(huán)，促進SDG6實現(xiàn)。草地正常的生態(tài)功能是實現(xiàn)草地可持續(xù)利用，體現(xiàn)其生產功能的先決條件，而生活功能是生態(tài)功能和生產功能的綜合體現(xiàn) (“人-草-畜-生態(tài)-文化”有機結合的載體)。因此，以“草地生態(tài)多功能”為基礎的草地管理是實現(xiàn)人類對草地“生產-生態(tài)-生活”多功能需求的內在要求，也是有效實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的關鍵選擇。

圖1 草地管理措施、生態(tài)系統(tǒng)服務及可持續(xù)發(fā)展目標之間的級聯(lián)關系

4 草地生態(tài)系統(tǒng)保障全球可持續(xù)發(fā)展目標實現(xiàn)的路徑選擇

實現(xiàn)草地可持續(xù)發(fā)展必須要堅持生態(tài)優(yōu)先，優(yōu)化草地生產功能與生態(tài)功能的時空配置，統(tǒng)籌“山水林田湖草”一體化保護和修復，構建數(shù)字草原信息網絡，提高監(jiān)測預警能力，提升生態(tài)安全屏障體系，同步推進牧民生計多樣化，不斷完善草原監(jiān)管法制法規(guī)，統(tǒng)籌推進生態(tài)文明建設，從而實現(xiàn)綠色發(fā)展和高質量發(fā)展。為此，本文提出了4項措施以保障實現(xiàn)全球可持續(xù)發(fā)展目標。

4.1 劃定生態(tài)保護紅線，優(yōu)化草地生產功能與生態(tài)功能的時空配置，科學布局草地生態(tài)安全空間

基于草地生態(tài)系統(tǒng)的特殊性、時空異質性和生態(tài)敏感性，確定生態(tài)保護紅線，優(yōu)化以國家公園為主體的自然保護地體系，不斷推進國家公園體制試點工作，努力保持草地生態(tài)系統(tǒng)的原真性和完整性，保護生物多樣性，保護生態(tài)安全屏障。完善國家級自然保護區(qū)空間布局，優(yōu)化草地生產功能與生態(tài)功能的時空配置，筑牢和優(yōu)化國家生態(tài)安全屏障體系，協(xié)調推進草地生態(tài)安全格局建設。同時，加強草地生態(tài)功能區(qū)劃實施同《全國重要生態(tài)系統(tǒng)保護和修復重大工程總體規(guī)劃(2021—2035年)》(以下簡稱《總體規(guī)劃》)的銜接，統(tǒng)籌“山水林田湖草”一體化保護和修復，科學地布局全國重要生態(tài)系統(tǒng)保護和修復的重大工程。從自然生態(tài)系統(tǒng)演替規(guī)律和內在機理出發(fā)，著力提高生態(tài)系統(tǒng)自我修復能力，增強生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性，促進草地生態(tài)系統(tǒng)質量和生態(tài)產品供給能力的整體改善。目前，我國草地生產功能整體向好[5]，但生態(tài)功能研究仍有差距，應依托生態(tài)系統(tǒng)野外科學觀測研究站網絡和自然保護區(qū)監(jiān)測體系，統(tǒng)籌“山水林田湖草”系統(tǒng)治理，為實現(xiàn)草地可持續(xù)發(fā)展提供重要科技支撐。

4.2 鼓勵發(fā)展草地農業(yè)，推進牧民生計多樣化，促進牧區(qū)協(xié)調可持續(xù)性發(fā)展

基于草地生態(tài)系統(tǒng)的多功能性和多重服務，“大糧食”生產是有效推進可持續(xù)發(fā)展的重要基礎，也是優(yōu)化平衡居民膳食結構的重要依托。因地制宜大力發(fā)展草地農業(yè)，有效保證牧草飼料的充分生產，確保國家“大糧食”安全，把中國人的飯碗牢牢端在自己手中，是草地生態(tài)系統(tǒng)生產生態(tài)功能的優(yōu)化升級；同步推進牧民生計策略多樣化，優(yōu)化牧區(qū)產業(yè)結構，促進產業(yè)結構調整，加快轉變牧業(yè)生產方式升級。不斷推進農業(yè)供給側結構性改革，完善農業(yè)支持保護制度，發(fā)展多種形式適度規(guī)模經營，培育新型農業(yè)經營主體，健全農業(yè)社會化服務體系，實現(xiàn)小農戶和現(xiàn)代農業(yè)發(fā)展有機銜接；促進牧區(qū)農村一二三產業(yè)融合發(fā)展，支持和鼓勵農牧民就業(yè)創(chuàng)業(yè)，拓寬增收渠道，統(tǒng)籌協(xié)調農村-城鎮(zhèn)區(qū)域可持續(xù)發(fā)展。

4.3 構建數(shù)字草原信息網絡，提高監(jiān)測預警能力，實現(xiàn)知識和數(shù)據(jù)共享

為更好地實現(xiàn)草地數(shù)字化精準監(jiān)管，要努力發(fā)揮信息化引領創(chuàng)新和驅動轉型的先導力量，加快推動云計算、物聯(lián)網、大數(shù)據(jù)、人工智能等新一代信息技術在草原上的創(chuàng)新應用、集成應用。完善草地生態(tài)系統(tǒng)管理制度，主要從放牧強度、載畜量和放牧方式等方面加以控制，制定有效的家畜配置方案。提高草原監(jiān)測預警能力，全面推動草原治理體系和治理能力現(xiàn)代化。同時，加強生態(tài)公益崗信息輔助和動態(tài)觀測，構建草原生態(tài)大數(shù)據(jù)，實現(xiàn)數(shù)據(jù)共治共享。以建設國家生態(tài)大數(shù)據(jù)中心和省級草原數(shù)據(jù)中心的生態(tài)大數(shù)據(jù)體系為抓手，推進生態(tài)大數(shù)據(jù)交換共享標準體系建設，完善草原數(shù)據(jù)資源協(xié)同共享平臺，全面實現(xiàn)智慧草原建設。

4.4 建立和完善草原法制，凝聚社會共識，加快推進草原生態(tài)文明建設

草地生態(tài)系統(tǒng)多功能性和多重服務的實現(xiàn)需要良好的法制體系作為保障。以生態(tài)文化的核心理念推進生態(tài)文明制度建設，建立健全草原、濕地等自然資源保護監(jiān)管方面的法律法規(guī)，全面清理、修訂現(xiàn)有法律法規(guī)中與生態(tài)文明制度建設不相適應的內容，增強自然生態(tài)系統(tǒng)保護管理的科學性、協(xié)同性和有效性，由注重保護管理草地資源向注重保護管理整個草地生態(tài)系統(tǒng)轉變。全面加強草地監(jiān)督管理，嚴厲打擊各類破壞草原的違法行為，不斷推動形成“政府倡導、社區(qū)推動、民眾參與”的良好社會氛圍，讓公眾充分感受到草原生態(tài)系統(tǒng)的多種生態(tài)功能和生態(tài)服務價值[2]。提高全民草地生態(tài)保護意識，強化草原資源國情宣傳，普及相關法規(guī)、科學知識等，引導全社會像重視生命一樣重視草地生態(tài)系統(tǒng)。

5 結語

草地生態(tài)系統(tǒng)是人類健康、可持續(xù)生存與發(fā)展的基礎，為人類提供著不可替代的生態(tài)系統(tǒng)服務。全球氣候變化和人類活動導致草地出現(xiàn)不同程度的退化，嚴重影響了其生態(tài)、生產生活和社會屬性功能。合理利用和規(guī)范管理是有效解決草地退化的重要舉措和出路。當前國家對“草”的重視力度已經達到從未有過的歷史高度。我國現(xiàn)階段的諸多優(yōu)先戰(zhàn)略領域都與草地生態(tài)系統(tǒng)有著高度密切的聯(lián)系，“山水林田湖草”系統(tǒng)治理、國家公園建設等，既是自身推進生態(tài)文明，建設“美麗中國”，實現(xiàn)人與自然和諧共生的國家重大科技需求，也是有效落實聯(lián)合國《2030年可持續(xù)發(fā)展議程》的重要體現(xiàn)。合理利用草地資源和適應性管理草地生態(tài)系統(tǒng)，采取最嚴格的保護制度、最精準的監(jiān)測體系、最高效的生計模式，同時全社會以更加全面、系統(tǒng)的觀點審視草地生態(tài)系統(tǒng)在可持續(xù)發(fā)展中的作用，統(tǒng)籌協(xié)調推進草地生態(tài)系統(tǒng)、生態(tài)生產資源要素的均衡化，將為實現(xiàn)聯(lián)合國可持續(xù)發(fā)展目標提供中國范式。