学科建设是推动草业可持续发展的基础

刘兴元,郭正刚,尚占环,龙瑞军

(兰州大学草地农业科技学院 兰州大学青藏高原生态系统管理国际中心,甘肃 兰州730020)

我国是一个草原大国,拥有各类草地4亿hm2,草原面积居世界第二,占全球草原面积的13%,占国土面积的41.7%,是耕地面积的3.2倍、森林面积的2.5倍,拥有天然牧草和饲用植物7 000余种,栽培利用的优良当家牧草有数百种,蕴藏着极为丰富的生物多样性[1-2]。草地在生态环境建设、畜牧业经济发展与边疆地区的稳定中占有重要地位,是国家的重要战略资源。我国草业历经半个多世纪的发展,在国家经济、社会及生态领域中的地位得到了初步的提高。自20世纪80年代以来,我国逐步建立了草地资源调查与动态监测、草地管护、草原立法、草地承包经营、牧草种子繁育与检验、飞播牧草、草地植保、草地类自然保护区、草地科研与教育、草业系统工程示范等基础体系,为草地资源的合理开发利用打下了良好的基础[3]。在国家“立草为业”和建设“知识密集型草产业”的背景下[4],草业科学在草原学的基础上从研究单一的饲用植物资源和放牧动物扩展为研究草地-草原生态系统全部农业过程的学科。经过20多年的发展,草业科学在草丛-地境界面、草地-家畜界面、草畜-社会界面,前植物生产、植物生产、动物生产和后生物生产,生态功能、生产功能、生活功能等方面形成了其独特的学科体系,并且在科技发展、产业培育、人才建设、技术创新等领域取得了突破性进展[5-6]。然而,作为草地资源大国,我国的草地生产力水平却远远滞后,全国平均每公顷草地仅生产7个畜产品单位,仅相当于澳大利亚的1/10,美国的1/20,荷兰的1/50。由于不合理的开发与利用,导致90%的草原发生了不同程度的退化,使草地的生产能力下降,生态功能弱化,不仅严重影响我国草业的可持续发展,而且直接威胁着国家的生态安全,是我国21世纪最突出的问题之一[7-9]。因此,从国家生态、经济和社会发展的需要出发,充分考虑草业的特定内涵,加强草业学科建设,推动草业可持续发展,对国家生态屏障安全、国民经济和社会发展具有重要的战略意义。

1 新时期推动我国草业可持续发展,对生态屏障安全和经济与社会发展具有重要战略意义

1.1 草业是关系国家生态和环境安全的重要产业 草地是我国陆地面积最大的天然生态系统,为人类提供了净初级物质生产、碳蓄积与碳汇、调节气候、涵养水源、水土保持和防风固沙、改良土壤、维持生物多样性等重要生态服务功能,是人类家园的重要生态屏障[10-11]。在西部经济社会发展相对落后的12省(区),草原面积达3.31亿hm2,占全国的84.2%。其中内蒙古、西藏两自治区,草原面积占土地面积的68.8%和68.1%,宁夏和青海分别占58.19%和51.36%。草原植被是内蒙古高原、黄土高原、新疆山地以及青藏高原绿色生态屏障的主体[12]。草原也是动植物资源的宝库,我国拥有多样的草原植被及丰富的草原类型,共有18个草原类、813个草原型,是世界上重要的植物基因库,已知草原饲用植物6 704种(包括亚种、变种和变型),分属于5个植物门、246个科、1 545个属。其中,属于我国草原特有的饲用植物有490余种。草原上繁衍的野生动物有2 000多种,其中有40余种国家一级保护动物和30余种国家二级保护动物[13]。据不完全统计,我国草原有放牧家畜品种(含地方品种、培育品种和引入品种)253个,其中有很多品种如:辽宁绒山羊、小尾寒羊、滩羊、九龙牦牛、天祝白牦牛、蒙古牛、蒙古马、阿拉善双峰驼等是我国特有的家畜品种资源,被列为我国重点保护对象[14]。草地为人类提供的生态服务功能是其他生态系统无法比拟和替代的。然而,由于我国草原大多分布在生态环境脆弱、气候条件严酷的高寒或干旱区,在《国家中长期科学和技术发展纲要(2006-2020)》中所列的典型生态脆弱区,如岩溶地区、青藏高原、长江中上游、黄河中上游、黄土高原、荒漠及荒漠化地区、农牧交错带,均处于我国草业发展的重点地区。由于长期对草地的不合理利用及人为的破坏、开垦导致水资源动态失衡,自然灾害频繁,草地生态日益恶化,严重影响着国家生态和环境安全[15-16]。因此,加强草业学科建设,大力发展草业,恢复草地植被,治理生态环境,是维护国家生态屏障安全、实现社会经济可持续发展的强制性要求。

1.2 草业的发展攸关边疆稳定和民族团结我国陆地边界总长22 000多km,与14个国家接壤,其中80%的边界处于草原地区。草原是我国少数民族世代赖以生存与繁衍的家园。我国1.2亿少数民族人口中,70%以上集中生活在草原区,全国659个少数民族县(旗),在西部草原地区就有597个。我国有近4亿人口生活在草原或半农半牧区,其中仅天然草原区的人口就超过了2亿人[17-18]。全国以草原畜牧业为主的牧业县120个,分布在内蒙古、新疆、西藏、青海、甘肃、四川。我国草地多分布在老少边贫地区,农牧民年人均纯收入只有全国农民平均收入的73%,592个国家扶贫开发重点县中,70%以上在草原分布区[19]。草业不仅是边疆地区的支柱产业和牧民赖以生存和发展的基础,也孕育了光辉灿烂的草原文化。草业的发展对边疆地区人民生活水平的提高和民族之间经济文化交流具有重要的作用。因此,大力发展草业,将带动边疆地区社会经济的发展和生态生活的改善,从而缩短东西部差距,消除“民族间事实上的不平等”,对促进各民族共同富裕、维护边疆稳定、增进民族团结、维持国家长治久安、构建和谐社会有着特殊的重要意义[20]。

1.3 草业是关系畜牧业发展的重大经济问题 草地是畜牧业生产的载体,我国天然草地年载畜量约2.4亿羊单位,牧民收入的80%来自于草地畜牧业。以2005年为例,全国草食家畜牛羊肉年产量达1 147万t、羊毛43万t、牛奶2 753万t。在西藏、内蒙古、新疆、青海、四川、甘肃六大牧区,牛的饲养量 4 796.8万头、羊的饲养量27 118.29万只,分别占全国的 24.67%和39.8%;牛羊肉年产量310.8万t、羊毛25.3万t、牛奶977.8万t,分别占全国的27.1%、58.8%和35.5%。六省(区)牧业产值占其农牧渔业总产值的41.35%[21]。草地畜牧业是牧区重要的经济产业,更是草原地区无可替代的支柱产业。进入21世纪,由于社会与经济的快速发展和人民生活水平的不断提高,人们对肉、蛋、奶等动物蛋白的需求量愈来愈高。对动物蛋白的摄取逐步从猪、鸡肉为主过渡到更有益于身体健康的牛羊肉,畜产品已成为我国居民膳食结构的主要组成部分,与粮食一道共同成为确保国家食物安全的重要支柱。自1978年以来,牧业产值增长超过了10倍,牧业产值的比例从1980年的18.4%上升到目前的33%～35%,畜牧业产值增长对农业经济产值增长的贡献率已经与种植业的贡献率旗鼓相当[22-24]。从发达国家农业发展的情况看,随着经济的发展,农业越是发达,畜牧业产值占农业产值的比重就越大,如德国为61%、英国为42%、芬兰为70%、加拿大为50%[25]。草业是畜牧业经济发展的保障,未来我国农业经济的发展动力将主要来源于畜牧业的发展,而草业作为畜牧业发展的饲料基础,对促进畜牧业发展、优化畜牧业结构、减少对粮食的依赖、拓宽农牧民增收渠道、改善食物结构、提高生活质量和水平具有重要的战略意义。新时期,随着牧区经济的发展,草畜矛盾十分尖锐,贫困人口不断增加,文化和教育处于相对落后的状态,客观上要求把草业放在主体地位,加强牧区草业生产力建设,完善牧区畜牧业的支持保护体系,优化草地资源配置,使畜牧业由粗放型向效益型转变,增强抵御自然灾害的能力,建立良好的草地生态经济体系,推动牧区经济发展,实现生产发展与生态环境协调、人与自然和谐相处、经济建设与生态保护双赢,使牧区社会走上生产发展、生活富裕、生态良好的文明发展之路。

2 草业是富国强民的朝阳产业,应当成为我国优先发展的产业之一

2.1 草业是集生态、经济和社会为一体的知识密集型产业 草业是一个具有生态功能、生产功能和生活功能的特殊产业,是一个把生态效益、经济效益和社会效益紧密结合在一起的产业[26-27]。许多发达国家草地畜牧业的产值已占农业总产值的50%以上,有的甚至高达80%,而我国只有10%左右[28]。欧美和澳洲等一些国家对草业十分重视,将其看作“绿色黄金”,澳洲人更称其为“立国之本”。我国草业经过20多年的不断发展,在农业产业结构调整、西部大开发、防治荒漠化、沙尘源治理、提高农牧民收入、繁荣少数民族地区经济、扶贫开发和保证国土安全等方面做出了巨大的贡献,草业的发展潜力不可估量,市场前景十分广阔。1)在生态建设方面,草地具有水源涵养、土壤形成、侵蚀控制、废物处理、滞留沙尘和维持生物多样性、养分循环与贮存、固定CO2、释放O2和消减SO2等多种生态功能,在生态环境的建设中扮演着重要角色。2)在饲草方面,国际市场年需牧草的缺口约1 000万t。我国年需牧草1 000万t,但生产能力只有200万t,而且,供需之间的缺口还将随着我国畜牧业的发展以年均10%的速度在增长[29]。据估计,到2030年我国人口可达 16亿,饲料供应将出现很大的缺口[30]。3)在草地畜牧业方面,如果每公顷草地提高150元生产价值,则国民经济就增加600亿元,影响及潜力是巨大的。草地畜牧业发达国家的经验是人工草地面积应占天然草地面积的10%,美国人工草地占天然草地的15%,俄罗斯占10%,荷兰、丹麦、英国、德国、新西兰等国占60%～70%,而我国人工草地面积仅为天然草地面积的2%,人工草地的面积远落后于发达国家,发展的空间十分巨大[31]。此外,我国90%的天然草地出现不同程度退化,急待恢复治理,南方草山草坡需进行大面积种草,这将为草业发展带来巨大机遇和发展空间。4)在草坪业方面,我国目前百万以上人口的城市平均人均绿地面积不足4 m2,要达国际标准(人均30～40 m2)还有很大的差距。据估测,到21世纪中叶,我国城市人口达到7亿 ～8亿,至少需要建成 60亿 m2的草坪[32-33]。5)在草原旅游业方面,美丽的大草原已成为人们度假休闲的理想去处,具有发展草原旅游业得天独厚的优势,开发草原旅游业,将是增加牧民收入和积累草原建设资金的一条重要途径。总之,草业是一项新兴产业,是集自然科学、管理科学和社会科学知识为一体的知识密集型产业,具有十分巨大的生态、经济和社会效益,必将成为我国农业经济发展的最活跃部分,是我国21世纪的朝阳产业[34]。

2.2 草业应成为我国优先发展的产业之一当前,制约我国畜牧业发展的突出问题是草畜不平衡,草畜矛盾十分尖锐,畜牧业发展在客观上要求把草业放在主体地位,必须大力发展草业,为畜牧业生产提供丰富的饲料供应,确立草业在农业生产体系中的地位,增加蛋白饲料资源的产品供应,改善21世纪我国饲料工业所面临的饲料原料紧缺的长期性结构矛盾。

草业是畜牧业可持续发展的主体。由于我国人口众多,人均耕地少,不可能把发展耗粮型畜牧业确立为发展方向。根据发达国家的经验,草地畜牧业单位面积产值比种植业高出1～8倍,每增加1 t牛羊肉,相当于增加9 t粮食[35]。如以全国2.67×108hm2(40亿亩)可利用草地的10%建立丰产人工草地,所生产的畜产品折合的粮食大约相当于2.4×107hm2(3.6亿亩)耕地的产量[36]。根据任继周院士等[37]的研究,在水热资源丰富但日照不足、籽实产量低时,将籽实生产改为营养体生产,种植牧草等饲用植物,其生产水平可提高3～5倍,全国耕地以20%种植、填闲饲料作物,可相当于增加耕地5.72亿hm2,这对保证我国粮食安全将起到重要的作用。因此,把草业作为优先发展的产业,使传统的二元种植结构向“粮食作物—经济作物—饲料作物”的三元种植结构转变,使牧草生产加工、动物饲养、畜产品加工和流通环节的生产过程相互依存,相对独立,每一环节上都有价值增值,从而形成一条有机结合的产业链,促进畜牧业生产、生态环境保护和人民生活水平改善等方面的综合协调发展,维护自然生态环境良性循环,实现我国草地畜牧业的可持续发展[38-39]。

3 我国草业学科发展和草业面临的机遇与挑战

3.1 草业学科发展的产业基础和学科体系已初具雏形 草业科学是在草原学基础上发展而形成的一门研究草地—草原生态系统的全部农业化过程的学科。自20世纪80年代著名科学家钱学森提出了发展我国知识密集型草产业的思想之后,草业科学在理论、政策、法制、科研、技术、基础建设、产业化、现代草业系统、教育、培训等方面取得了划时代的进展,已成为我国的一项新兴产业,并日益呈现出草地开发和草业综合发展的巨大生态经济效益。在牧草生产加工、畜牧业生产、种子繁殖、草坪绿化、生态保护等方面也取得了一系列的重要成果,在草业科学的4个生产层(前植物生产、植物生产、动物生产、后生物生产)、2个系统(生产系统和管理系统)[40]、3个界面(草丛-地境界面、草地-动物界面和草畜-经营管理界面)及系统耦合[5]和3项功能(生态功能、生产功能和生活功能)[6]中开展了广泛的产业化实践与探索,初步形成了牧草生产体系,草地畜牧业生产体系、草坪生产体系和生态环境保护体系,已建立了草业科学的理论体系、技术体系、人才体系。以草原学、牧草学和草坪学为主体的草业科学的产业体系和学科体系已初具雏形,草业科学已发展为一门具有特色的独立学科。

3.2 我国草业发展面临的机遇与挑战

3.2.1 草业发展面临的机遇 我国草业方兴未艾,科学发展观为草业的发展提供了前所未有的良好机遇。党中央和国务院提出了大力发展草业,着力建设草原生态屏障,以科学发展观为指导,把人与自然和谐发展的理念与草业发展的自身规律结合起来,把建设环境友好型社会的要求与草业发展的具体实践结合起来,把建设社会主义新农村的任务与草业发展的丰富内涵结合起来,以加快科技进步为重点,提升草产业的生产水平,努力做大做强草业,让草原绿起来、让草业兴起来、让农牧民富起来,切实保障国家生态安全和经济社会可持续发展,把草业做成强国富民的大产业[41]。随着我国农业经济结构的战略性调整,草业科学将形成一个完整的学科体系,草业承担的经济发展、生态保护、农牧民脱贫致富的时代使命,将使我国草业的发展面临着难得的历史机遇和有利的发展条件。

3.2.2 草业发展面临着严峻的挑战 我国草业经过几代草业工作者的艰辛努力,取得了显著成效,但草业发展仍面临着严峻的挑战。1)由于全社会对草业发展重要性的认识仍然不足,草业经济整体水平较低,科技支撑保障体系不健全,产业化体系还不完善。大部分地区仍然沿袭传统粗放生产方式,其原始的经济属性没有从根本上改变,经济增长方式主要还是依赖于天然草原自然生产力和家畜数量的增加。虽然近年来我国在草产品、草坪和草地畜牧业方面有了明显发展,但与真正培植成为一个较为完善的草产业还有相当的距离。2)由于不合理的草地资源利用模式使草地生态环境日益恶化,草地超载过牧严重,全国90%以上草地存在不同程度退化,加之草原牧区劳动力文化素质低下,贫困落后、能源紧缺、科学技术的推广和成果的转化滞后于科学研究的发展,草地畜牧业仍处于一种初级的发展阶段,分散的个体牧业经营难以适应现代产业发展的要求。3)草业科学研究在“三元”结构的合理性与耦合机制、草业与农牧、林、水、沙业的关系、草业的生态屏障功能、草地生态与社会文明、草业产业化水平等方面与发达国家还存在较大的差距。4)草业是一项系统工程,要把草地资源优势变为经济优势,成为推动中国农业持续发展的重大战略,就要运用现代科技和管理手段,以生态建设和现代草产业两大体系建设的重大科技需求为目标,加大科技投入,加强人才培养,强化自主创新,在一些关键领域尽快取得突破,缩小与世界发达国家草业的差距。当前,我国草原发展正处在历史的新起点,草业作为一项新型产业,要实现由传统草业向现代草业的转变,就要对草业科技和教育人才的数量和质量提出更高的要求。

4 加强草业学科建设,推动草业可持续发展的措施与建议

草业既是一个科技含较高的产业,又是一个劳动密集型的产业。加强草业学科建设,既是建设现代农业、保障粮食安全的需要,又是发展牧区经济、实现牧民增收脱贫的需要,更是维护生态安全、构建和谐社会的需要[42]。加快我国草业的发展,必须依靠科技进步和专业科技人才的支撑。国家应加大对草业科研和人才培养的支持力度,提供草业科研、教学、推广基础设施建设水平。通过各种人才培养计划、科研项目的带动、国际交流与合作等形式,建立草业科技创新的激励机制,培养和造就一批高层次的草业技术人才队伍[43]。因此,从国家生态、经济和社会发展的战略需求出发,把草业科学从畜牧学一级学科中独立出来,单独列入国民经济发展规划,形成既与畜牧学科紧密关联,又有其显著特点的独立一级学科——草学,进一步确立草业在国民经济和生态建设中的重要性,加强草业科技投入和研究,开展原始创新研究,推动草种业、牧草种植业、草地畜牧业、草畜产品加工业、草坪业等草业主体产业的快速发展,带动草业特色产业发展,提升草业产业化整体水平,不断提升草业可持续发展能力,以提高草业科学的国际地位和国际的竞争力,促进我国草业科学的快速发展,改变草业的薄弱地位,使草业成为维护生态安全、保障国家食物安全、促进社会和谐的重要支柱产业。

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