趙新全
要建立新時期草地多功能協(xié)同提升理念,提升草地生態(tài)系統(tǒng)的生態(tài)價值、生產(chǎn)價值和文化價值,統(tǒng)籌區(qū)域生態(tài)資源、氣候資源、草畜資源,構(gòu)建資源空間優(yōu)化配置及耦合的綠色發(fā)展模式,最終實現(xiàn)保護自然、服務(wù)人民和永續(xù)發(fā)展的管理目標。
一、背景與問題
草地生態(tài)系統(tǒng)是全球重要的陸地生態(tài)系統(tǒng)。在青藏高原的三江源地區(qū),高寒草地是主體,不僅涉及牧民的生計,也承載了眾多特有生物物種。
目前,根據(jù)生物多樣性和生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)政府間科學-政策平臺(IPBES)報告,就全球尺度看,生物多樣性在下降,生物物種滅絕速率在加劇,有100萬種動植物面臨滅絕的風險。報告指出經(jīng)濟增長是自然損失的關(guān)鍵驅(qū)動因素,同時又強調(diào),具有彈性和生產(chǎn)性的生態(tài)系統(tǒng)是可持續(xù)農(nóng)業(yè)糧食系統(tǒng)的基礎(chǔ)。自2000年生態(tài)系統(tǒng)評估報告以來,人們對生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能這個概念非常熟悉,在此基礎(chǔ)上,2015年聯(lián)合國又發(fā)起全球可持續(xù)發(fā)展目標(SDGs),涉及17個指標,與草地生態(tài)系統(tǒng)關(guān)系非常密切,比如消除貧困、消除饑餓,糧食安全、改善營養(yǎng)和可持續(xù)農(nóng)業(yè),可持續(xù)消費和生產(chǎn)模式,應對氣候變化及其影響,保護、恢復和促進可持續(xù)利用陸地生態(tài)系統(tǒng)。這都是全球關(guān)注的問題,草地管理也涉及全球可持續(xù)發(fā)展目標的實現(xiàn)。2022年12月15日,在加拿大蒙特利爾達成了全球性生物多樣性保護計劃,也就是“昆蒙框架”(昆明-蒙特利爾),強調(diào)了三個方面:生物多樣性是人類賴以生存的基礎(chǔ),全球生物多樣性的銳減,提出了“3030目標”。2030年要實現(xiàn)物種的凈增長,全球建立30%的陸地面積做生物多樣性保護。
在陸地生態(tài)保護系統(tǒng)方面,青藏高原作出了很大貢獻,直接影響我國乃至亞洲的生態(tài)安全。青藏高原生態(tài)保護紅線面積約占青藏高原面積的40%以上,規(guī)劃建設(shè)的49個國家公園共110萬平方公里,約70%位于青藏高原,這與草地生態(tài)系統(tǒng)密不可分。草地占青藏高原面積56.6%,是470萬牧民賴以生存的基礎(chǔ),青藏高原草地也是人與自然和諧共生實踐的重點地區(qū)。但是,目前青藏高原近50%的草原面臨不同程度的退化,整體超載過牧達60%以上,嚴重威脅草原生態(tài)安全。如何協(xié)調(diào)生態(tài)保護和區(qū)域民生改善,傳統(tǒng)草地畜牧業(yè)亟待轉(zhuǎn)型升級。我們需要作出一些變革,包括草地的利用和生產(chǎn)方式的改變。
人們對草地的傳統(tǒng)認知就是從事牧業(yè)生產(chǎn)的放牧功能。但最近有關(guān)青藏高原草地的研究發(fā)現(xiàn),以理論載畜量為代表的生產(chǎn)價值量僅為12%,可支撐著1.15億羊單位家畜,是超過470萬鄉(xiāng)村居民賴以生存的基礎(chǔ),而以土壤保持等為主的生態(tài)價值量占比達88%,充分體現(xiàn)了青藏高原草地的生態(tài)安全屏障價值。如果能實現(xiàn)生態(tài)產(chǎn)品價值轉(zhuǎn)化,草地管理的目標將會發(fā)生深刻變化,因此,我們提出了草地的多功能目標管理的概念。草地的多功能性包涵保護草地、放牧草地、栽培草地等草地類型多樣性;動物、植物、微生物等生物資源多樣性;調(diào)節(jié)功能、供給功能、支持功能和文化功能等生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能多樣性。草地多功能管理目標就是提升草地的生態(tài)價值、生產(chǎn)價值和文化價值,構(gòu)建資源空間優(yōu)化配置及耦合的綠色發(fā)展模式。草地多功能目標的實現(xiàn)需要建立問題或需求導向、全鏈條設(shè)計和系統(tǒng)解決方案,去解決青藏高原生態(tài)保護以及牧業(yè)發(fā)展的科學問題、技術(shù)創(chuàng)新和模式集成。
二、草地多功能目標管理的幾個科學問題
問題一:放牧偏途頂級群落,標本兼治—草地管理的基本遵循?
青藏高原草地應該是一個放牧干擾形成的偏途演替頂級群落,是草地管理和退化恢復的目標。適度放牧利用有利于營養(yǎng)循環(huán),維持較高生產(chǎn)力、物種多樣性和多級生態(tài)位;而過度放牧引起草地退化,穩(wěn)定性差,無疑都是負面影響。青藏高原的人類放牧活動可以追溯到8000~10000年前,即人類馴養(yǎng)野牦牛的時候。美國黃石國家公園給我們提供一個典型案例。1872年公園開始建設(shè)的時候,當?shù)赝林讼麥缁依?,造成鹿群泛濫;鹿群大量繁殖引起了草地退化,河邊柳樹也被啃光;河貍?cè)狈ㄔ煨钏畨蔚牟牧希恿飨虑?,導致黃石公園生態(tài)系統(tǒng)性崩潰。20世紀70年代又開始引進了灰狼,恢復了黃石國家公園的生機。這個案例使人們認識到生態(tài)系統(tǒng)并非氣候演替頂級。20世紀50年代提出了Zootic Disclimax概念,即動物演替頂級群落。越來越多證據(jù)表明,青藏高原草地也是放牧演替的偏途頂級群落。
問題二:自然保護草地管理目標:歷史原真性或自然原真性?
歷史原真性取決于懷舊情懷、敘事連續(xù)性和時間深度的結(jié)合。認為生態(tài)系統(tǒng)需要與歷史參考狀態(tài)相匹配,使用現(xiàn)有/或歷史參考信息確定受干擾前的狀態(tài),是每個生態(tài)恢復項目都應追求的理想。
自然原真性即生態(tài)系統(tǒng)應回到健康、有能力進行自我更新的狀態(tài)。一個具有生物多樣性水平和生態(tài)相互作用的彈性生態(tài)系統(tǒng),它是一個特定地點的歷史、地理和氣候條件組合的結(jié)果。就青藏高原草地保護來說,我們更傾向于自然原真性維持。有研究表明,100年前青藏高原的藏羚大約100萬只,20世紀中期一度瀕危,過去20年種群恢復,迄今大約20萬只。藏羚數(shù)量不大可能恢復到100年前的歷史原貌,因為在過去一百年尤其是新中國成立后,青藏高原人口增加了約3~5倍,家畜數(shù)量大概也在這樣一個量級上。過去20年,青藏高原草地的生產(chǎn)力在持續(xù)增加,說明較好處理牧業(yè)生產(chǎn)和物種保護的關(guān)系,能夠?qū)崿F(xiàn)其自然原真性。
問題三:生態(tài)系統(tǒng)再野化方式,上行效
應+下行效應?
生態(tài)系統(tǒng)再野化有三個核心問題:營養(yǎng)級復雜性、隨機干擾、物種擴散,通常人們更加關(guān)注自上而下的調(diào)節(jié)過程,即食肉動物對食草動物的影響,食草動物對草地的影響。例如,為什么藏羚羊過去的群數(shù)量增加這么快?生境的連通性很重要。藏羚羊長途遷徙有可能是為了躲避寄生蟲的感染,保護藏羚羊種群遷徙行為以及生境連通性,對種群的健康成長顯得非常重要,這都是草地自上而下調(diào)節(jié)的案例。然而再野化,我們可能忽視了自下而上的過程(bottom up),尤其土壤或動物微生物的作用及過程,例如生態(tài)修復土壤微生物過程越來越得到人們重視,即從土壤到植物的上行效應。動物微生物也是同樣的重要,人們在馴化作物或動物時,可能使某些祖先微生物的消失,不管是從野牦牛和家牦牛相比較,還是藏野驢在動物園的飼養(yǎng)環(huán)境下,消化道微生物的多樣性以及碳水化合物代謝通路發(fā)生衰退,說明微生物在動物野化過程中發(fā)揮重要作用。
問題四:野生動物和牧場的雙贏模式,食草野生動物是否過度保護?
如今,在大部分自然保護地確實存在人地矛盾,但是實現(xiàn)放牧家畜和野生動物的合理比例,保護失敗并不是一個必然的結(jié)果。我們在三江源國家公園的考察中,經(jīng)常遇見家畜與有蹄類野生動物混牧和諧相處的場景。關(guān)鍵是草地超載以后如何降低其承載力。從青藏高原大型食草動物數(shù)量來看,大約是1.3億個羊單位,其中有蹄類野生動物總和不足200萬個羊單位,約占1.5%。在三江源國家公園,這個比例加大,是20%~25%,即家養(yǎng)動物是野生動物的4~5倍。顯而易見,如果草地超載,我們首先考慮的是減少家養(yǎng)動物數(shù)量。另外,有沒有一個自然比例?就是說野生動物和家養(yǎng)動物從營養(yǎng)生態(tài)位角度有無合理的比例?基于野生動物和家養(yǎng)動物的營養(yǎng)生態(tài)位理論,依照營養(yǎng)生態(tài)位體積研究認為,藏羚羊、野牦牛、藏野驢、藏原羚和家牦牛、藏系綿羊的比例為90∶10比較合適。這只是一個理論探討,達到這樣一個比例也非常難。
問題五:草地放牧承載力的核定方法誤區(qū),青藏高原草地是否超載?
社會經(jīng)濟、資源利用方式將對草地放牧承載力產(chǎn)生長遠影響。草地承載力核定的行業(yè)標準沒錯,但大部分在計算草地承載力存在誤區(qū)。一般是用8月份最大生物量算可提供給動物的牧草量,通過遙感或地面監(jiān)測的現(xiàn)存量為準,推算應該承載多少食草動物;但實際上,沒有將食草動物已采食量計算其中,低估了草地放承載力,因此,大部分研究結(jié)果是超載過牧。
另外,研究發(fā)現(xiàn),超載過牧地區(qū)集中分布在三江源的東部或西藏的一江兩河地區(qū)。這些區(qū)域大都是栽培草地比較集中的地區(qū),如果用我們拿天然草地的產(chǎn)量來衡量這個地區(qū)的載畜量,可能低估了該地區(qū)的承載力。同時也說明,栽培草地吸納天然草地放牧壓力起了舉足輕重的作用。有研究表明,過去20年,青藏高原天然草地生產(chǎn)力一直在恢復之中,這意味著青藏高原的草地承載力可能在合理的范圍之內(nèi)。社會經(jīng)濟的變化對草地承載力轉(zhuǎn)移也非常關(guān)鍵,隨著人口向城鎮(zhèn)轉(zhuǎn)移,其部分草地的生產(chǎn)功能也隨之轉(zhuǎn)移。
近些年,青藏高原的家畜數(shù)量維持在一個穩(wěn)定的水平或略有下降,但畜產(chǎn)品產(chǎn)量持續(xù)增加。這可能是我們提倡的農(nóng)牧耦合生產(chǎn)方式提高了草地牧業(yè)的生產(chǎn)效率,減少了冬季掉膘或死亡損失。放牧草地生產(chǎn)效率提高的效應還體現(xiàn)在野生動物棲息地改善,種群數(shù)量持續(xù)增加。核算草地承載力應該使用氣候生產(chǎn)力或者理論生產(chǎn)力,如何驗證這是生產(chǎn)實踐中的難題,因為合理放牧還有補償效應(加性效應)。草地承載力核定還需考慮到畜群結(jié)構(gòu)及家畜體重、有蹄類和嚙齒類食草動物的貢獻、理論產(chǎn)草量及地面驗證、栽培草地對草畜平衡的貢獻、生產(chǎn)方式對草地承載力影響等因素,這都是我們今后要做的工作。
問題六:草地-家畜生產(chǎn)系統(tǒng)的營養(yǎng)非平衡性,飼養(yǎng)周期長—超載過牧—草地退化?
一般放牧草地承載力核算只是計算草-畜平衡,沒有考慮到家畜營養(yǎng)物質(zhì)平衡。由于牧草營養(yǎng)物質(zhì)生產(chǎn)存在較大的季節(jié)差異,而草地畜牧業(yè)生產(chǎn)目標是建立在營養(yǎng)平衡的基礎(chǔ)之上,即利用最小的面積獲取最大的畜牧業(yè)生產(chǎn)量,所以,在青藏高原,草-畜平衡在牧業(yè)生產(chǎn)的意義不大。
天然放牧草地家畜“夏飽、秋肥、冬瘦、春死”格局沒有發(fā)生根本改變,導致了青藏高原草地牦牛飼養(yǎng)需要7~8年、綿羊需要4歲左右才能出欄。所以,營養(yǎng)非平衡性是草牧業(yè)生產(chǎn)的瓶頸。在冬季牧草營養(yǎng)匱乏時,可以把牛羊轉(zhuǎn)到有草的地方,進行營養(yǎng)均衡飼養(yǎng),較少掉膘損失,縮短飼養(yǎng)周期,提高生產(chǎn)效率。同時可使野生動棲息地面積增加。譬如在三江源東部的同德牧場等地建設(shè)栽培草地,進行燕麥與豆科牧草的混播,可以提高草產(chǎn)品的蛋白質(zhì)產(chǎn)量,種草收獲的營養(yǎng)體蛋白質(zhì)遠高于種植糧食作物籽實蛋白質(zhì)產(chǎn)量。畜牧業(yè)生產(chǎn)就是蛋白質(zhì)生產(chǎn)的過程,與可可西里相比,其營養(yǎng)承載力提高了100多倍。
問題七:草地多功能目標管理及資源空間優(yōu)化配置,“雙贏”的根本出路?
在全球氣候變化的背景下,基于“山水林田湖草沙冰”一體化理念及資源空間優(yōu)化配置理論,開展草地生產(chǎn)、生態(tài)和生活功能的時空優(yōu)化配置。充分利用和提升栽培草地、放牧草地和保護地草地等草地類型的功能互補性,構(gòu)建草地生態(tài)系統(tǒng)生產(chǎn)—生態(tài)—生活的可持續(xù)草業(yè)協(xié)調(diào)發(fā)展技術(shù)途徑和模式,實現(xiàn)國土資源(生態(tài))空間優(yōu)化配置。
針對冷季飼草營養(yǎng)匱乏瓶頸,建立標準化草產(chǎn)品生產(chǎn)加工和適宜性評價試驗區(qū),集成優(yōu)質(zhì)牧草栽培,特別是優(yōu)質(zhì)豆科牧草栽培及加工利用技術(shù),提高栽培草地飼草營養(yǎng)品質(zhì),提升畜牧業(yè)抵御自然災害的能力,為營養(yǎng)平衡飼養(yǎng)和草地畜牧業(yè)高質(zhì)量發(fā)展提供營養(yǎng)保障。在栽培草地營養(yǎng)供給功能的支撐下,為天然放牧草地和保護地草地輸送優(yōu)質(zhì)草產(chǎn)品,保障家畜順利越冬和快速出欄,降低載畜量,增加野生動物的棲息地,提升生物多樣性維持、碳固持和水源涵養(yǎng)等生態(tài)功能,促進國家生態(tài)屏障和草地類自然保護地建設(shè)。更重要的是吸收保護草地內(nèi)轉(zhuǎn)移出來的家畜開展冷季舍飼,提升家草地畜牧業(yè)生產(chǎn)效率。通過區(qū)域間生態(tài)補償支持保護地草地健康發(fā)展。同時,以建設(shè)草原類自然公園,發(fā)展旅游等產(chǎn)業(yè),將會帶動當?shù)氐霓r(nóng)牧業(yè)發(fā)展,增加農(nóng)牧民收入,改變的經(jīng)濟結(jié)構(gòu),促進草地的生態(tài)、生產(chǎn)和生活多功能優(yōu)化。
三、草地多功能協(xié)同提升的管理實踐
近年來,我和團隊研究人員一起,在三江源做了一些實踐,探索出一些方式,效果還是非常顯著的。這些實踐做法,實現(xiàn)了生態(tài)保護和區(qū)域發(fā)展的協(xié)調(diào)。
棲息地近自然修復技術(shù)體系。首先是草地在合理承載力范圍之內(nèi),生態(tài)承載力評價技術(shù)包括:生態(tài)系統(tǒng)支撐條件、草地生產(chǎn)力、野生動物與家畜承載規(guī)模、牧民與生態(tài)體驗人口承載規(guī)模、監(jiān)測預警等5個維度評價。三江源區(qū)草地可持續(xù)利用的合理承載力為0.58 SHU/ha,國家公園為0.21 SHU/ha。退化草地近自然恢復提倡“鄉(xiāng)土草種混播+免耕補播+生物炭+功能菌肥+生長季休牧”模式。
“調(diào)查+監(jiān)測+物種保護+生境連通性”的生物多樣性保護技術(shù)體系。野生動物的空間分布研究是物種保護的基礎(chǔ),適宜的生存環(huán)境能夠為野生動物的生存、繁衍和避難提供良好空間,保護野生動物棲息地與保護野生動物本身處于同等重要位置,評價野生動物的生境適宜性是野生動物棲息地保護和修復的基礎(chǔ)。尤其是對于生境破碎化嚴重的物種而言,建立物種遷移廊道、增強生境連通性能夠保持物種種群間的擴散及基因交流。
應用無人機、AI判別、系留氣球、直升機搭載光電吊艙、衛(wèi)星遙感監(jiān)測等新設(shè)備,對三江源國家公園野生動物棲息地分布、群落數(shù)量、生態(tài)廊道等進行有效監(jiān)測和規(guī)劃。
“生物多樣性保護+”技術(shù)體系。實現(xiàn)人與自然和諧共生的前提是尊重牧民和當?shù)厣鐓^(qū)的權(quán)利,形成可持續(xù)地生產(chǎn)和消費方式,發(fā)展“多策并舉,多方參與”的物種多樣性保護新范式,諸如生物多樣性保護+生態(tài)畜牧業(yè)、生物多樣性保護+野生食草動物與家畜平衡、生物多樣性保護+食物網(wǎng)營養(yǎng)級復雜性、生物多樣保護+棲息地修復、生物多樣性保護+飼草產(chǎn)業(yè)。
以數(shù)字技術(shù)賦能國家公園建設(shè),拓展國家公園大數(shù)據(jù)應用。立足三江源國家公園的自然稟賦,以數(shù)字技術(shù)建立面向生態(tài)、環(huán)境監(jiān)測的生態(tài)環(huán)境物聯(lián)網(wǎng)監(jiān)測平臺,實現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸、管理、實時在線展示等功能。建立面向科研、管理和決策部門的三江源國家公園數(shù)字產(chǎn)品管理展示平臺,實現(xiàn)數(shù)據(jù)成果共享。制作了72套關(guān)鍵動植物的3D的AR數(shù)字模型和4套VR國家公園生態(tài)環(huán)境情景體驗模型,建成面向大眾的自然景觀體驗平臺,實現(xiàn)國家公園自然價值、人文價值和美學價值,進而實現(xiàn)全民共享。
野生食草動物與家畜平衡管理示范工程。
基于“機會成本+管護成本”的補償標準,以區(qū)域理論載畜量為牧壓上限,核定國家公園內(nèi)的家畜數(shù)量,轉(zhuǎn)移超載家畜到公園外的外圍支撐區(qū)。比如,三江源國家公園野生動物與家畜爭食草場問題生態(tài)補償投入總資金近千萬元,在三江源國家公園13個行政村開展試點,改善了放牧活動對野生動物的影響,有效緩解人獸沖突,助力實現(xiàn)生態(tài)保護與民生改善同向發(fā)力,促進人與自然和諧共生。
通過多種措施,三江源國家公園生物多樣性保護取得令人矚目成效,藏原羚、藏野驢、藏羚羊、白唇鹿和野牦牛分別為6萬頭、3.6萬頭、6萬頭、1萬頭和1萬頭;2016年公布的IUCN紅色名錄中從“瀕?!?降為“近危”,已將藏羚羊從受威脅物種名單中剔除;2017年IUCN紅色名錄將雪豹從“瀕危” 降為“易?!保话l(fā)現(xiàn)水獺、黃喉貂、野豬等物種新紀錄,野生動物“越來越野”。
四、展望
在傳統(tǒng)草地管理的基礎(chǔ)和時代發(fā)展需求上,建立新時期草地多功能目標管理及多功能協(xié)同提升理念,包括:基于生命科學和可持續(xù)科學理論,協(xié)調(diào)和發(fā)揮草地動物、植物、微生物等生物資源多樣性,保護地草地、放牧草地、栽培草地等草地類型多樣性,調(diào)節(jié)功能、供給功能、支持功能和文化功能等生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能的綜合特征,集成現(xiàn)代科技成果與高新技,提升草地的生態(tài)價值、生產(chǎn)價值和文化價值,統(tǒng)籌區(qū)域生態(tài)資源、氣候資源、草畜資源,構(gòu)建資源空間優(yōu)化配置及耦合的綠色發(fā)展模式,最終實現(xiàn)保護自然、服務(wù)人民和永續(xù)發(fā)展的管理目標。