可持续挖掘草原生产潜力的途径、技术及政策建议
2016-09-09侯向阳
侯向阳
(中国农业科学院草原研究所,呼和浩特 010010)
可持续挖掘草原生产潜力的途径、技术及政策建议
侯向阳
(中国农业科学院草原研究所,呼和浩特 010010)
草原是中国第一大陆地生态系统,面积近4亿hm2,占国土面积的41.7%,是中国发展现代农业和现代畜牧业的重要资源,是保障国家生态安全的重要屏障带。然而,由于长期不合理开发利用,中国草原面临严峻的生态退化、植被生产力衰减、草畜矛盾突出、畜产品生产效率低下等问题,生态和生产功能均严重下降,成为国家实施可持续发展战略的制约性区域之一。系统地、可持续地挖掘草原生产潜力,有效提升草原生态和生产功能,是加强生态安全和生态文明建设,加速现代畜牧业转型发展的重要保障。挖掘草原生产潜力主要有三方面途径,一是进行退化草原恢复,提高草原生产力;二是进行旱作栽培草地建设;三是发展高效草业。针对不同类型退化草原,采取自然恢复、优化利用、人为改良等改良与恢复措施,可加速退化草原恢复进程,并提高退化草原生产力20%—30%甚至40%—50%。在半干旱区由于水土资源的限制,应重点发展以粮改饲为主的旱作栽培草地,以挖掘本土牧草优异资源为主,选育和扩繁抗旱、抗寒、耐牧型牧草品种,研发和应用旱作草地栽培技术、收获加工技术、土壤保育及耐旱材料等,提高水土资源利用率和旱作栽培生产效率,可提高生产力 2 —3倍。在区域水资源条件较好且综合平衡的基础上,适度发展高效节水灌溉人工草地,如按提高生产力10—20倍计,每年可增加饲草1.5×107—3×107t,可解决2×106—4×106hm2草地的优质饲草的生产问题。为保障可持续挖掘草原生产潜力,提出相关政策建议。一是发挥草原生态补奖机制的长效驱动作用,紧紧把握推进方式转变,在草畜平衡的范畴中鼓励草地优化利用,以不断挖掘政策效益和可持续挖掘草地的第一性生产潜力和第二性生产力;二是建议和实施可持续挖掘草原生产潜力研发计划行动。重点开展天然草原饲草生产力提质增效关键技术研究与集成示范,半农半牧区高效草牧业技术模式和示范,突破生产饲草生产土地资源的高效开发利用技术、水土生物等资源的综合高效利用技术,提高资源利用效率;制约草畜结合的饲草质量差、调制利用差、转化效率差的技术难题,综合提高饲草转化利用效率。三是建立不同类型区现代草业大示范区。针对不同草地类型的特点和面积进行战略布局,建立区域性的大示范区,形成较为完善的产业链条,实现区域内各种资源的整合和优化配置。四是培育新型生产经营主体,建立完善市场体系,鼓励建立多元主体综合体形式运作市场,助推草业经济的发展。
草原生产潜力; 退化草原恢复; 旱作栽培草地; 高效灌溉草地
当前,中国经济社会发展进入新常态,农业正进入由资源消耗型向数量增长和质量提升并重的发展方式转变的关键时期,必须按照创新、协调、绿色、开放、共享的发展新理念,切实解决发展不平衡、不协调和不可持续等突出问题[1]。草原是中国陆地生态系统的第一大资源,面积近 4亿 hm2,占国土面积的 41.7%,是现代农业和现代畜牧业发展的重要资源[2]。但是长期以来对草原的保护和开发利用都以粗放、低效和不可持续的模式为主,使得草原生态系统愈加脆弱,难以发挥其应有的生态和生产价值功能[3]。可持续地挖掘草原生产潜力是有效地保护和利用草原这一重要战略资源,提升和发挥其生态生产功能的重要抓手,是农业现代化建设的重大战略命题之一。
1 草原的现状、问题及挖掘草原生产潜力的重要性
1.1 草原的现状
欧亚草原是世界上面积最大、也是目前保存最好的草原区。中国内蒙古草原、青藏高原以及新疆山地草原是欧亚草原的重要组成部分,主要分布在西藏、内蒙古、青海、新疆、四川、甘肃等西北省区[4]。由于主要受降水量的限制,中国草原第一性生产力为75—1 050 g·m-2·a-1,与世界草原的第一性生产力(50—1 300 g·m-2·a-1)相当,与美国、加拿大、俄罗斯草原生产力相当,反映了全球草原性质的一致性[5]。
历史上,中国草原长期处于平衡态,经过多次的农牧交错变迁,使农牧交错地带的界限和环境发生很大的变化。自清末蒙地放垦以来,经历清末、民国以及新中国成立以来的数次大规模草原垦殖,大量草原转换为耕地[4]。近现代农牧交错界限跨越长期停留在长城附近的农牧分界并向东北及西北推移几十乃至几百km,现有留存草原的分布收缩到降雨量400 mm以下的地区[6-9]。加上草原地区牲畜数量陡升,草原承受了前所未有的载畜压力,至20世纪末中国草原生态环境状况达到历史低谷[4]。从20世纪末开始,在国家层面开始高度重视草原生态保护问题,陆续启动了退耕还林(草)工程、退牧还草工程、草原生态保护补助奖励机制等一系列重大工程措施,但由于生态欠账太多,治理恢复难度大,草原生态环境仍处于局部好转、总体恶化的态势[10]。
1.2 草原利用及草原畜牧业发展的主要问题
当前中国草原面临的主要问题是草原退化和沙化等,主要由长期持续过度放牧、气候变化、农耕垦殖、矿产开采等因素所引起[11]。
1.2.1 草原退化严重致生态问题突出 长期以来,草原退化、生产力持续衰减已成为草原的普遍态势[12]。中国90%以上的天然草原出现了不同程度的退化,中度和重度退化面积达1.5亿hm2,占草原面积三分之一以上[13-15]。草原退化的表现是植被衰退,产草量下降,有毒有害及劣质草滋生,风蚀沙化,水土流失,土地盐碱化,草原生产力受到极大破坏[5]。
1.2.2 草原生产力大幅衰减给畜牧业生产带来威胁和挑战 草原退化导致的直接结果就是生产力的衰减。平均而言,目前全国草原的产草量较20世纪50年代下降30%—60%,严重地区草原生产力下降60%—80%[16]。文献资料显示,中国天然草原实际的初级生产力为89—320 gC·m-2·a-1,平均值为176 gC·m2·a-1,而气候生产力为348 gC·m-2·a-1[17],存在大约50%的差距。以内蒙古为例,草原生产力20世纪80年代全国第一次草原调查为1 035 kg·hm-2,到2011年内蒙古草情监测生产力为600 kg·hm-2,下降40%左右。
1.2.3 传统草原经营畜产品生产效率低下 长期以来,草原畜牧业主要依赖天然草原放牧,传统畜牧业粗放经营管理模式主要表现在以下两个方面:一方面,生产方式、经济增长主要依靠牲畜数量的增加,不仅效益低下,而且也造成对草原资源的严重破坏;另一方面,草原基础建设落后,投入不足[18]。由于对草原重要性认识不足,重利用、轻保护,多索取、少投入的现象非常突出,草原投入严重滞后,基础设施建设远不能满足草原保护建设的需要。传统畜牧业生产因草地退化,畜草矛盾尖锐,加之草原建设滞后,生产经营管理粗放,牲畜个体和单位草场产出率不高,牲畜表现“夏活、秋肥、冬瘦、春死”的恶性循环[19]。
1.2.4 草畜矛盾依然十分突出 长期超载过牧和草原生产力持续下降使得草畜矛盾日益突出。据统计,目前中国大多数省区的天然草原仍存在超载过牧的问题,平均超载达23%(农业部,2013)。近50年来内蒙古草原理论载畜数量和实际家畜数量呈负相关变化关系,理论载畜数量从20世纪50年代的5 800万羊单位下降至2010年的3 000万羊单位,但实际家畜数量却在不断增长,2010年实际家畜数量达9 000万羊单位,虽有一定数量的饲草料作补充,但草畜矛盾越来越激化是不争的事实,尤其是季节性的超载过牧更是引致草地退化的重要原因[20]。
1.2.5 部分地区地下水资源超采导致草原退化而难以逆转 西部草原地区水资源紧缺,水是第一限制性资源。在气候变化和人为影响下,区内地表水资源减少趋势明显,地下水资源或地下水位埋深下降显著。西北诸河区水资源总量在 2005—2014年间呈降低的趋势,其降幅达6.93×108m3·a-1,其中地表和地下水资源均呈逐渐下降,其降幅分别达7.64和4.77×108m3·a-1。农牧交错典型区西辽河流域的科尔沁区,2001—2007年的年均径流量仅为1990—1994年的22.8%,且河流断流日数增加;地下水位从1980年的2—4 m下降到2006年的4—8 m,上游地区截流和当地大量的打井灌溉是水资源减少的主要原因。地下水大量超采,造成地下水水位持续下降,形成大范围地下水降落漏斗,现在西北诸河流域存在地下水漏斗区17处,其中河西地区的石羊河流域最为严重,区域性地下水水位下降10—20 m,地下水的下降进一步加剧植被的退化和土地沙化的进程,而且难以逆转恢复[21-22]。
1.3 可持续挖掘草原生产潜力的重要性
可持续挖掘草原生产潜力是指以快速恢复草原生态环境、合理保护和利用草原水土生物等资源、有效提升和维护草原生态系统多功能性为主要任务的草原综合保护和利用过程[23]。挖掘草原生产潜力首先指草原第一性生产潜力,它是草原生态系统多功能性的标识性指标。随着科学技术的发展以及国家和地方对草原草牧业的重视,采用新的技术利用和开发草原、站在新的理念上保护和经营草原,将助推草原生态保护与畜牧业的健康高效发展,科学合理地挖掘草原潜力将具有重要的战略意义[24]。第一,可以在大幅度提高牧草生物量的同时增加优质饲草品种,有效解决优质饲草缺口和草畜平衡的问题,重点是解决草原超载的问题;第二,草原生产功能与生态功能一般是有一致性的,草原生产力的提高,有利于改善草原生态环境,保护和维持生物多样性,具有固筑国家生态屏障带的作用;第三,挖掘草原生产潜力,可以有效提高牧民养畜效率和效益,改善牧民生计质量和水平,有利于推进边疆稳定和区域社会经济及民族文化发展;第四,国家实施“一带一路”发展战略其主要区域在西部草原地区,特别是丝绸之路的建设和发展的价值不仅是保护生态,关键是可持续发展,是以新的发展理念和技术支撑区域跨越式发展,因此,挖掘草原生产潜力是解决区域发展不平衡问题的关键切入点[25];第四,草原生产力的挖掘关乎国家的食物安全和食品安全,随着社会对优质生态安全食品的需求不断增加,草原牧区优质畜产品日趋重要,同时在牧区和半牧区可持续挖掘草原生产潜力是推进农业结构性调整、生产方式变革性转变的典型样板式探索。
2 挖掘草原生产潜力的途径和原则
2.1 挖掘草原生产潜力的途径
挖掘和提升草原生产潜力的途径主要有两方面,一是恢复退化草原,提高天然草原生产力,二是进行栽培草地建设,发展高效饲草业。
退化草原的治理和恢复是挖掘草原生产潜力的首要途径。中国天然草原90%以上发生退化,其中中重度退化草原占50%以上。这是草原牧区生态生产全面发展的最大障碍,但同时也是可持续挖掘天然草原生产潜力的空间[27]。采取科学高效的草地改良与恢复措施,将有望加速退化草原恢复的进程并提高退化草原生产力20%—30%甚至40%—50%,这样,基于目前的本底产量计算,每年可增加优质饲草6.0×107—9.0 ×107t或1.2×108—1.5×108t。
栽培草地的建设和利用是现代畜牧业的标志之一,发展现代畜牧业必须根本解决优质饲草的生产和利用问题[28-29]。由于中国牧区和半牧区干旱缺水土壤贫瘠脆弱的特点,应明确在保护天然草原和可持续利用水资源的前提下进行栽培草地的建设。在半干旱的牧区半牧区应大力推行以旱作粮改饲为主的旱作节水栽培草地,这是牧区草牧业的关键着力点。以科技为先导,集成多年来栽培草地建植技术,整合区域内“丰富”的土地资源,大力推进旱作栽培草地建设,以建设1.3×107hm2旱作节水人工草地计,如可提高草地生产力2—3倍,则每年增加饲草4.0×107—6.0×107t,可解决5.3×107—8×107hm2草地的饲草生产问题,而且不影响区域水资源。在区域水资源条件较好且综合平衡的基础上,适度发展高效节水灌溉人工草地,可解决牧户或养殖经营单元的饲草补给问题。按照水利部牧区水资源规划,牧区水资源供给量最多可实现2.0× 106hm2(到2030年)集约化草地的发展。如按提高生产力10—20倍计,每年可增加饲草1.5×107—3.0×107t,可解决2×107—4×107hm2草地的优质饲草的生产问题。按此发展规模,将不会长期影响区域水资源。
2.2 可持续挖掘草原生产潜力的原则
2.2.1 严禁开垦草原的原则 由于农耕生产的多次扩展,中国现存草原已经到了再不能开垦的地步。开垦的草原退化沙化严重,典型草原开垦的农田土壤表层有机质仅有天然草原的一半,氮磷养分下降也很严重,在本区严酷的生态条件下这是很难恢复的[30]。必须严格执行基本草原保护制度,划定草原红线,保护和恢复天然草原。
2.2.2 恢复和利用相结合的原则 长期以来草原是畜牧业的重要资源。草原的问题出在过度放牧[31]、不合理利用,并不是放牧本身。因此退化草原应在保护中合理利用,在利用中得以恢复,只保护不利用实际是对资源的浪费,同时对生态系统功能也未必最佳。
2.2.3 限制性利用水资源、严禁超采地下水的原则
由于水资源的紧缺性限制,可持续挖掘草原生产潜力重在提高水资源利用效率,而不是以水换生物量,特别是依赖超采地下水是不可取的。建议用国际上推行的水资源解耦理念,做出规划,使区域单位经济活动水资源使用率减少,或减缓增加挖掘草原生产潜力的模式,如在草原区适度规模发展人工饲草地,在半农半牧区进行以粮改饲为主的农业结构调整,发展旱作草地农业,在集约化高效栽培草地建设区,精细计算经济效益账和生态成本账。
2.2.4 潜力评价和模式选择原则 对区域内不同挖潜模式进行评价,包括牧草产量提高程度、草产品质量提高潜力、畜产品转化率提高潜力、投资回报率/周期等的潜力大小评价;包括生产成本投资(单位面积、总规模)、单位面积投入/产出比、生产投资来源的难易度、国家和经营主体的投资意愿的挖潜难度原则。综合评价的基础上选择合理的挖潜模式和组合。
3 挖掘草原生产潜力的技术与模式
3.1 挖掘草原生产潜力的技术
3.1.1 退化天然草原恢复改良技术 在过去几十年的草原恢复改良研究和实践中,人们从不同的角度探索了恢复与改良退化天然草原的技术途径(表1),概括起来主要为自然恢复、优化利用、人为改良3大类,其基本思路是根据放牧对草地影响的过程进行反向调控,从放牧压力、土壤结构、植物繁殖体、养分水分管理等几个方面解除放牧对草地劣变的影响。传统恢复改良技术对草地改良发挥了较重要的作用。
表1 退化天然草原改良的主要技术途径Table 1 Main techniques in the improvement of the degraded grasslands
在不同草原类型区退化的主导限制因子不同,恢复和改良的适宜技术也是不同的。按照基于主导限制因子的区域适应性恢复原则,在草甸草原、典型草原、荒漠草原、高寒草甸、山地草原、沙地草原等不同的草原类型区,宜采用适宜的改良技术,筛选优先的技术并进行整合。大体来看,水分因子限制区包含荒漠草原及荒漠等地,基于水分管理较为有效;热量因子限制区包含高寒草甸等,开展土壤保育等途径十分有效;地形因子限制区主要为山地草原,土质因子限制区主要为沙地草原。
随着新技术的迅速发展,可用于退化草原管理的新型技术不断发展。在自然恢复方面,可基于 3S信息技术、数据挖掘技术、模型模拟技术等,提出适合不同草原类型区不同退化阶段的围封策略和围封最佳时限,提高退化草原恢复过程中的综合生态效益和经济效益。在优化利用管理方面,基于放牧生态的基础和应用研究,探索过度放牧和优化放牧的生物和土壤等标识,实施草原恢复标识管理。在修复改良方面,采用激素调节、以肥促水的水肥调节、促进土壤动物、微生物、内生真菌的生物调节、维持优势物种竞争力的活力标识调节等修复管理。
3.1.2 旱作栽培草地建设技术 草原牧区半牧区水资源紧缺、干旱、寒冷、土地瘠薄脆弱是其关键性特点和制约性问题,优质饲草业的发展一方面主要依托“粮改饲”转型,另一方面有赖于较大幅度提高水资源利用效率的旱作栽培草地建设技术的创新突破。
(1)旱作牧草品种选育:以挖掘本土牧草优异资源为主,选育和扩繁抗旱、抗寒、耐牧型牧草品种。
(2)旱作草地栽培管理技术:研发推广提高种子萌发、增强苗期抗旱性、提高返青期抗寒特别是抵御倒春寒能力、田间杂草防控技术,以“混播+补播”发挥牧草补偿性生长优势,实现增强产量和群落可持续性的管理。
(3)旱作草地收获技术:研究适用于旱作草地农业特点的牧草收获技术。
(4)保障技术与产品:研究适应旱作草地的种子包衣剂、土壤保水剂、除草剂、专用肥料(菌肥)等。
(5)土壤保育技术:旱作草地农业的关键在于发挥土壤的生产功能,改善持水特性,增强土壤肥力,充分利用土壤种子库、芽库等资源。
3.1.3 灌溉栽培草地技术 灌溉栽培草地在传统草业研究中十分普遍,技术手段相对成熟,在品种选育、高产管理等方面需要有更大的突破。要大力发展合理布局的建设中小型水利设施,采用适用的喷灌/滴灌/微灌/膜下灌等先进节水灌溉技术,形成规模化的栽培草地建植基地。开展灌溉栽培草地的水资源利用效率和区域水资源利用生态环境效应监测和评价研究。开展高效优质生产加工储运及调制利用技术研究,发展现代草业和草牧业[32]。
3.2 挖掘草原生产潜力的模式
3.2.1 促进草原挖潜的生产方式转型模式
3.2.1.1 减畜增效模式 在天然草原放牧的生态系统中,不同的放牧管理方式对草原生产力和植被结构及家畜生产性能的影响,以及草畜间的相互作用方式,是实现草原生态系统持续管理的基础[33]。中国北方牧区草地普遍退化,草地生态生产功能下降,畜牧业生产水平低、畜产品产出低和经济效益差的实际,草地畜牧业发展受阻等问题。中澳项目通过牧场经营过程中的草地管理、家畜管理、饲草料供应、资金运作和基础设施建设以及市场培育等综合措施,利用牧场优化管理的草畜能量平衡模型、优化管理预测模型和牧场可持续管理模型,革新草地畜牧业的牧场经营管理,实施牧场夏季放牧和冬季舍饲的全年增收新型草地畜牧业经营模式[34]。综合采用合理限时放牧、合理补饲舍饲、合理育肥和出栏等技术,实现牧户减畜不减收,以及减畜增效的目标。采用这种新型的家庭牧场现代化草地畜牧业管理模式草地家畜载畜率降低25%的情况下,大大提高了草地和家畜的生产效率,实现家畜快速出栏,由原来的适龄母羊一年产一个羔羊增加为2年产3个羔羊,加上家畜适应品种的贡献,实验示范家庭牧场的年净收入比传统家庭牧场增加190%,有效地增加当地牧民的收入,草地资源也在逐渐恢复。实现草地畜牧业的高效益和退化草地恢复的双赢目标[35]。
3.2.1.2 绿色生态品牌模式 以草原公认的“绿色牌”和“生态牌”为优势,以保护草原生态环境为前提,以科学合理利用草地资源为基础,以推进草畜平衡为核心,以转变生产经营方式为关键,以建立牧民合作经济组织、优化配置生产要素为重点,以实现人与自然和谐、加快畜牧业可持续发展为目标,发展草地畜牧业新模式。主要特点是促进草牧场资源的规模化和合理配置,加强牧区基础设施建设,促进畜种改良和草畜平衡,提高畜牧业生产力,提高农牧民收入。
3.2.1.3 草原低碳经济发展模式 低碳经济是以低能耗、低污染、低排放为基础的经济模式。中国草原拥有面积辽阔、类型多样、资源丰富、未开发领域多、潜力巨大的优势,但在低碳经济发展中的潜力和作用远未被人们所认知。加强高能效、低碳排放技术的研发和推广应用,建立高效低扰动的退化草场恢复技术体系、优质高产低耗的人工草地建设技术体系以及高效低耗的反刍动物饲养技术体系,建立节约能效、节约水资源的低碳技术体系和产业体系,是草原挖潜和发展生态畜牧业的重点措施。
3.2.1.4 区域耦合发展模式 两个或两个以上性质相近似的生态系统具有互相亲和的趋势。当条件成熟时,可以结合为一个新的、高一级的结构-功能体,实现系统耦合效应。系统耦合可通过位差潜势、稳定潜势和管理潜势等潜势释放而提高生产能力和水平[36]。在综合考虑区域草地生态条件、类型、生产结构相似性和互补性、可操作性的基础上,根据系统耦合效应原理,示范探讨不同景观系统的复合生产模式、异地育肥模式、草业生态经济区模式等,为草原生态畜牧业发展提供模式和依据[37-38]。
3.2.2 不同区域挖掘草原生产潜力的模式 根据区域自然生态和社会经济条件,主要有5个生态类型区,即:蒙宁干旱半干旱草原生态类型区,东北半湿润草甸草原生态类型区,西北荒漠半荒漠生态类型区,青藏高原高寒草原生态类型区,农牧交错带生态类型区。
3.2.2.1 蒙宁干旱半干旱草原生态类型区 主要包括内蒙古中部、西部及宁夏。年降水量250—400 mm,气候温和,水资源短缺,生态环境脆弱,超载过牧严重,土地沙化严重。该区西部降雨量在250—300 mm的地区,产草量在750 kg·hm-2左右,一般1.4—2 hm2草地饲养一个羊单位。主要采取禁牧、休牧和舍饲相结合的畜牧业饲养方式,较大幅度地降低草原载畜量,同时采取有效的修复措施加快退化草原恢复,提高生产力;部分地区适当发展地表水和地下水结合的补充灌溉的家庭牧场人工草地;在雨养地区,利用退耕还草土地和部分粮改饲土地,适当发展旱作人工草地,改善和提高草畜平衡状况和水平。该区东中部降雨量在300—400 mm的地区,由于长期的超载过牧,造成草原较严重沙化、退化,但如果部分禁牧和大部休牧则草原植被可较快恢复,可主要采取适当年限的禁牧休牧措施,以及新的草原修复技术,加速退化草原恢复;在具备可长期开发利用地下水资源条件的地区,发展高效生态草业和畜牧业;同时,该区也是主要的粮改饲、发展旱作人工草地的地区[39]。
3.2.2.2 东北半湿润草甸草原生态类型区 该区主要包括内蒙古东北部和东三省西部地区,降雨量 500 mm以上,雨量充足,湿润度较大,大部分是以羊草和贝加尔针茅为主的草甸草原。草原质量好,生产力高,生产潜力大。存在问题主要是大面积天然草原由于过度放牧而发生轻度或中度退化、沙化和碱化;由于大面积开垦,草原面积被挤压现象严重。该区的草原保护建设策略是:首先实行严格的基本草原保护政策,反对任何的以经济开发为由头的草原乱垦滥挖等破坏现象;同时,要充分重视退化草原的生态保护与修复建设,合理控制载畜量,实现草畜平衡,采取补播、施肥、划破草皮[40]、松土、激素调节、微肥调节等措施,改善草地生态和生产活力,挖掘草原生产潜力;在条件较好的地区,利用已开垦草原,充分发挥水土资源优势,建设优质草原生态产品生产基地,率先造就草原生态畜牧业品牌优势。
3.2.2.3 西北荒漠生态类型区 该区主要包括新疆、甘肃河西走廊和内蒙古阿拉善盟,是中温带至暖温带极端干旱的荒漠、半荒漠地带,降水量稀少,年降水量小于250 mm,大部分地区<100 mm,光热丰富,干旱、多风,是典型的绿洲农业生态类型区。主要采取禁牧、休牧、减牧的方式,促进天然草地的生态恢复,提高草地生产力;同时利用农区和牧区畜牧业资源的耦合优势,加快农牧结合、优势互补,实现可持续发展。
3.2.2.4 青藏高原高寒草原生态类型区 该区包括西藏、青海及甘南、川西和滇西北地区。海拔高,辐射强,热量不足,降水分布不均,生长季短,雪灾、风灾、干旱等灾害频繁,由于长期超载过牧,大面积草原退化形成“黑土滩”,草原畜牧业基础薄弱,抗灾能力差。要充分重视青藏高原草原生态系统生态服务功能的保护,包括多层级的生物多样性保护、水土保持能力、水源涵养功能,以及生态产品生产能力的保护和提升;重视“黑土滩”的形成、演变和恢复机理和技术的研究和治理,科学永续地治理“黑土滩”,避免短平快式的“人为改造”;合理建植人工草地,精细选择优质一年生或多年生牧草品种,选择适宜种草的区域,节约水资源,提高草原生产潜力。
3.2.2.5 农牧交错带生态类型区 农牧交错区位于中国传统农区和牧区的交错地带,是发展高产人工草地、种养结合的优势区域,而且有历史上农牧交错发展的优势。当前该地区主要存在土地资源优化配置不合理、水土生物资源利用率低、生产效率低下、草畜结合不紧密、产业化水平低和模式落后等问题[41]。当前在该区正在大面积发展依托地下水开采的玉米、马铃薯、苜蓿、蔬菜等集约化种植,一方面对区域现代化农业发展起到了促进作用,另一方面对地下水资源产生严重的压力,一些地区已经出现漏斗现象,因此,在该区科学进行水资源规划,适度发展灌溉农业和草业,是实现区域可持续发展的重要策略[42]。在该区可倡导发展旱作节水草牧业,实现草畜结合、种养结合的突破。重点发展的关键技术包括:高产优质多抗旱作牧草新品种选育及良种繁育,优质高产旱作人工草地栽培技术,优质饲草调制与加工技术,草田轮作与保护性耕作技术,饲草与农副产品综合利用技术和草畜高效耦合生产技术。
4 可持续挖掘草原生产潜力的政策建议
4.1 发挥生态补奖机制的长效驱动作用,将草地保护与优化利用有机结合
2011年起建立和实施的草原生态保护补助奖励机制,是新中国成立以来国家对草原保护规模最大、覆盖面积最广、受益农牧民最多的一项重大政策。补奖机制的目标,一方面通过减畜来实现草畜平衡,使退化草地不断恢复,另一方面使良好的草地得以可持续地利用,同时补奖机制还致力于推进草原牧区生产方式的转变,推行划区轮牧、舍饲圈养和标准化规模养殖,使传统畜牧业向现代畜牧业方向转变。因此,应该注重发挥生态补奖机制的长效驱动机制,并且紧紧把握和推进生产方式的转变,在草畜平衡的范畴中鼓励草地优化利用,以不断挖掘政策效益和可持续挖掘草地的第一性生产潜力、第二性生产力以及畜牧业发展的整体效益[43]。
4.2 多方联动,创新科技,全面提升挖掘草原生产潜力的技术和模式
当前中国草原生产经营方式仍然较为传统,生产效率较为低下,科技贡献率低。因此,迫切需要科研教学企业推广等单位多方联动,形成挖掘草原生产潜力技术研究和示范的联盟体系,根据国家新的发展理念和战略需求,尽快建议提出挖掘草原生产潜力的重点研发计划,并付诸实施,全面提升挖掘草原生产潜力的技术水平和科技贡献率。重点开展天然草原饲草生产力提质增效关键技术研究与集成示范,半农半牧区高效草牧业技术模式和示范,突破饲草生产土地资源的高效开发利用技术、水土生物等资源的综合高效利用技术,提高资源利用效率;制约草畜结合的饲草质量差、调制利用差、转化效率差的技术难题,综合提高饲草转化利用效率。同时,重视技术成果的应用与示范推广,在蒙新干旱半干旱草原区、青藏高原草原和农牧交错区等开展挖掘草原生产潜力、推进草牧业提质增效的技术示范。
4.3 建立不同类型现代草业大示范区
目前,草业经济的发展面临诸多困难,具有投资大、风险高、收效低等特点,且对规模化要求较高,以家庭或村镇为单位的生产经营单元很难有能力支撑起草业完整的生产链条。因此,在国家推进牧草业发展的历史机遇下,应该从国家层面针对不同草地类型的特点和面积进行战略布局,建立区域性的大示范区,由国家投资搞好基础设施建设,形成较为完善的产业链条,实现区域内各种资源的整合和优化配置[28]。
4.4 培育新型生产经营主体,建立完善市场体系
草业是新兴产业,由于多年来中国牧区经济相对落后,传统畜牧业以牧户经营为主,生产经营和市场流通多为牧户参与的经济形式,这种农牧户经济具有先天不足,难以形成高效、高质以及规模化的产业。因此,要实现草牧业发展现代化,必须重视两个关键条件,一是培育新型生产经营主体,二是完善草业市场体系。这就需要从国家和地方层面加大政府投资,筑建起良好的生产经营基本面,并出台优惠政策,吸引企业、个人等市场和民间资本,进行多元化的经营,同时更加鼓励建立多元主体综合体形式运作市场,助推草业经济的发展。
致谢:在本文撰写过程中得到丁勇、李平、李西良、范月君、李元恒、戴雅婷、萨如拉、胡静在文献资料、观点讨论等的帮助,特此致谢。
References
[1] 李克强. 2016年政府工作报告. 中国政府网, 2016. http://www. gov.cn/guowuyuan/2016-03/05/ content_5049372. htm LI K Q. 2016 Government Work Report. Chinese Government Network, 2016. http://www.gov.cn/ guowuyuan/2016-03/05/content_ 5049372.htm (in Chinese)
[2] 李光鹏, 李俊龙, 旭日干. 北方草原牧业发展现状与草原生态畜牧业发展研究初报. 内蒙古大学学报(自然科学版), 2013, 44(4):435-440. LI G P, LI J L, BAO SHORGAN. Development state of grassland animal husbandry in northern China and preliminary study of the grassland ecological animal husbandry. Journal of Inner Mongolia University (Natural Science Edition), 2013, 44(4): 435-440. (in Chinese)
[3] 邬建国, 郭晓川, 杨劼, 钱贵霞, 牛建明, 梁存柱, 张庆, 李昂. 什么是可持续性科学? 应用生态学报, 2014, 25(1): 1-11. WU J G, GUO X C, YANG J, QIAN G X, NIU J M, LIANG C Z,ZHANG Q, LI A. What is sustainability science? Chinese Journal of Applied Ecology, 2014, 25(1):1-11. (in Chinese)
[4] 洪绂曾. 中国草业史. 北京: 中国农业出版社, 2011. HONG F Z. History of Chinese Grassland. Beijing: China Agriculture Press, 2011. (in Chinese)
[5] 李博. 我国草地资源现况、问题及对策. 中国科学院院刊,1997(1):49-51. LI B. The current situation and management countermeasures of Chinese grasslands. Bulletin of the Chinese Academy of Sciences,1997(1):49-51.(in Chinese)
[6] 侯向阳. 农牧交错带变迁的格局与过程及其景观生态意义. 中国生态农业学报, 2001, 9(1):71-73. HOU X Y. Change pattern, process and landscape ecological significance in ecotone of agriculture and grassland in North China. Chinese Journal of Eco-Agriculture, 2001, 9(1):71-73.(in Chinese)
[7] 程序. 农牧交错带研究中的现代生态学前沿问题. 资源科学, 1999,21(5): 1-8. CHENG X. Frontier issue of modern ecology in the study of acetone between agriculture and animal husbandry. Resources Science, 1999,21(5): 1-8. (in Chinese)
[8] 王金朔,金晓斌,曹雪,周寅康. 清代北方农牧交错带农耕北界的变迁. 干旱区资源与环境, 2015, 29(3): 20-25. WANG J S, JIN X B, CAO X, ZHOU Y K. Changes of the northern limit of cultivation in northern agro-pastoral ecotone in Qing dynasty. Journal of Arid Land Resources and Environment, 2015, 29(3): 20-25. (in Chinese)
[9] 乌兰图雅, 张雪芹. 清代科尔沁农耕北界的变迁. 地理科学, 2001,21(3): 230-235. WULANTUYA, ZHANG X Q. Changes of the cultivation northern limit for Horqin region in the Qing dynasty. Scientia Geographica Sinia, 2001, 21(3): 230-235. (in Chinese)
[10] 刘源. 2013年全国草原监测报告. 中国畜牧业, 2014(6): 13. LIU Y. National grassland monitoring report for 2013. Chinese Animal Husbandry, 2014(6): 13. (in Chinese)
[11] WU J, ZHANG Q, LI A, LIANG C. Historical landscape dynamics of Inner Mongolia: patterns, drivers, and impacts. Landscape Ecology,2015, 30(9): 1579-1598.
[12] ZUO X, ZHAO H, ZHAO X, MIYASAKA T. Vegetation pattern variation, soil degradation and their relationship along a grassland desertification gradient in Horqin Sandy Land, northern China. Environmental Geology, 2009, 58(6): 1227-1237.
[13] 杜青林. 中国草业可持续发展战略. 北京: 中国农业出版社, 2006. DU Q L. Sustainable Development Strategy for China Grasslands. Beijing: China Agriculture Press, 2006. (in Chinese)
[14] 缪冬梅, 刘源. 2012年全国草原监测报告. 中国畜牧业, 2013(8):14-29. MIOU D M, LIU Y. National grassland monitoring report for 2012. Chinese Animal Husbandry, 2013(8): 14-29. (in Chinese)
[15] 侯向阳. 中国草原科学. 北京: 科学出版社, 2013. HOU X Y. Chinese Grassland Science. Beijing: Science Press, 2013. (in Chinese)
[16] 任继周, 胥刚, 李向林, 林慧龙, 唐增. 中国草业科学的发展轨迹与展望. 科学通报, 2016, 61(2): 178-192. REN J Z, XU G, LI X L, LIN H L, TANG Z. Trajectory and prospect of China’s prataculture. Science China Bulletin, 2016, 61(2): 178-192. (in Chinese)
[17] 沈海花, 朱言坤, 赵霞, 耿晓庆, 高树琴, 方精云. 中国草地资源的现状分析. 科学通报, 2016, 61(2): 139-154. SHEN H H, ZHU YA K, ZHAO X, GENG X Q, GAO S Q, FANG J Y. Analysis of current grassland resources in China. Science China Press,2016, 61(2): 139-154. (in Chinese)
[18] 侯向阳.发展草原生态畜牧业是解决草原退化困境的有效途径.中国草地学报, 2010, 32(4): 1-9. HOU X Y. Developing grassland ecological animal husbandry is the effective way to settle the dilemma of grassland degradation. Chinese Journal of grassland, 2010, 32(4): 1-9. (in Chinese)
[19] 汪诗平, 王艳芬, 陈佐忠. 内蒙古草地畜牧业可持续发展的生物经济原则研究. 生态学报, 2001, 04: 617-623. WANG S P, WANG Y F, CHEN Z Z. The biological- economical principle on sustainable development of grassland livestock in Inner Mongolia steppe. Acta Ecologia Sinica, 2001, 04: 617-623. (in Chinese)
[20] 李青丰, 李福生, 斯日古楞, 段新乔. 沙化草地春季禁牧研究初报.中国草地, 2001, 23(5): 41-46. LI Q F, LI F S, SIRIGULENG, DUAN X Q. A preliminary study of deferred spring grazing on grazing. Grassland of China, 2001, 23(5):41-46. (in Chinese)
[21] 赵勇. 西北诸河区水资源综合规划概要. 中国水利, 2011, 23:127-129. ZHAO Y. Summary of northwest rivers region integrated water resource plan. China Water Resources, 2011, 23: 127-129. (in Chinese)
[22] BROWN L R. Plan B 3. 0: Mobilizing to Save Civilization (substantially revised). WW Norton & Company, 2008.
[23] 旭日干, 任继周, 南志标, 黄季焜, 邓祥征, 林慧龙, 仇焕广. 保障我国草地生态与食物安全的战略和政策. 中国工程科学, 2016,18(1): 8-16. BAO S G, REN J Z, NAN Z B, HUANG J K, DENG X Z, LIN H L,QIU H G. Strategies and policies for the ecological and food security of China’s grassland. Engineering Sciences, 2016, 18(1): 8-16. (in Chinese)
[24] 李博, 孙鸿良. 论草原生产潜力及其挖掘的途径. 中国农业科学,1983, (3): 1-5. LI B, SUN H L. Discussion on grassland productivity potential and the tapping methods. Scientia Agricultua Sinica, 1983, (3): 1-5. (in Chinese)
[25] 李元恒, 侯向阳, 戴雅婷, 白海花, 张勇. 生态环境视角下草原丝绸之路在“一带一路”经济带中发展作用与战略需求. 中国软科学,2015(增刊): 32-38. LI Y H, HOU X Y, DAI Y T, BAI H H, ZHANG Y. Based on perspective grassland ecological environment, development effect and strategic demand of grassland silk road in the ‘One Belt and One Road’ economic belt. China Soft Science, 2015(Suppl.): 32-38. (in Chinese)
[26] 李博. 中国北方草地退化及其防治对策. 中国农业科学, 1997,30(6): 1-9. LI B. The rangeland degradation in North China and its preventive strategy. Scientia Agricultura Sinica, 1997, 30(6): 1-9. (in Chinese)
[27] 张新时. 草地的气候—植被关系及其优化生态—生产范式. 北京:中国高等科学技术中心, 2000, 18. ZHANG X S. Relationship between climate change and vegetation and optimized eco-productive paradigm. Beijing: Ecological Services of Grassland in China--Proceedings of CCAST (World Laboratory)Workshop, 2000, 18. (in Chinese)
[28] 方精云, 白永飞, 李凌浩, 蒋高明, 黄建辉, 黄振英, 张文浩, 高树琴. 我国草原牧区可持续发展的科学基础与实践. 科学通报, 2016,61(2): 155-164. FANG J Y, BAI Y F, LI L H, JIANG G M, HUANG J H, HUANG Z Y,ZHANG W H, GAO S Q. Scientific basis and practical ways for sustainable development of China’s pasture regions. Chinese Science Bulletin, 2016, 61(2): 155-164. (in Chinese)
[29] 张新时, 唐海萍, 董孝斌, 李波, 黄永梅, 龚吉蕊. 中国草原的困境及其转型. 科学通报, 2016, 61(2): 165-177.ZHANG X S, TANG H P, DONG X B, LI B, HUANG Y M, GONG J R. The dilemma of steppe and it’s transformation in China. Chinese Science Bulletin, 2016, 61(2): 165-177. (in Chinese)
[30] 陈佐忠, 汪诗平. 中国典型草原生态系统. 北京: 科学出版社, 2000. CHEN Z Z, WANG S P. Ecosystem of Chinese Typical Grasslands. Beijing: Science Press, 2000. (in Chinese)
[31] 许志信, 赵萌莉. 过度放牧对草原土壤侵蚀的影响. 中国草地,2001, 23(6): 59-63. XU Z X, ZHAO M L. Influence of overgrazing on soil erosion of grassland. Grassland of China, 2001, 23(6): 59-63. (in Chinese)
[32] 韩建国. 牧草现代产业技术体系建设思路. 2007中国草业发展论坛论文集. 28-31. HAN J G. The idea on building modern forage industrial technology system//in Chinese Grass Development Symposium, 2007: 28-31. (in Chinese)
[33] 郑阳. 内蒙古克氏针茅典型草原生态系统放牧管理优化模式研究[D]. 兰州: 甘肃农业大学, 2010. ZHENG Y. Optimal grazing management model on Stipe krylovii typical steppe ecosystem in Inner Mongolia[D]. Lanzhou: Gansu Agricultural University, 2010. (in Chinese)
[34] 李治国. 内蒙古家庭牧场资源优化配置与适应性管理模拟研究[D]. 呼和浩特: 内蒙古农业大学, 2015. LI Z G. Simulation study of the resources optimizing allocation and adaptive management in household ranch, Inner Mongolia: a case in Siziwang banner[D]. Hohhot: Inner Mongolia Agricultural University,2015. (in Chinese)
[35] KEMP D R, HAN G, HOU X, MICHALK D L, HOU F, WU J,ZHANG Y. Innovative grassland management systems for environmental and livelihood benefits. Proceedings of the National Academy of Sciences, 2013, 110(21): 8369-8374.
[36] 任继周. 草地农业生态系统通论. 合肥: 安徽教育出版社, 2004. REN J Z. Grassland Agroecosystem Theory. Hefei: Anhui Education Press, 2004. (in Chinese)
[37] 侯向阳. 中国草地生态环境建设战略研究. 北京: 中国农业出版社,2005. HOU X Y. Study on the Strategy of Chinese Grassland Ecological Environment. Beijing: China Agriculture Press, 2005. (in Chinese)
[38] 孙鸿烈, 张荣祖. 中国生态环境建设地带性原理与实践. 北京: 科学出版社, 2004. SUN H L, ZHANG R Z. Zone Principle and Practice of the Chinese Ecological Construction. Beijing: Science Press, 2004. (in Chinese)
[39] 李文军, 张倩. 解读草原困境: 对于干旱半干旱草原利用和管理若干问题的认识. 经济科学出版社, 2009. LI W J, ZHANG Q. The grassland dilemma: knowing the issues on grassland usage and management in arid and semi-arid area. 2009. (in Chinese)
[40] 任继周. 划破草皮改良草原. 兰州: 甘肃民族出版社, 1965. REN J Z. Amyxis Grassland Surface to Improve Grasslands. Lanzhou:Gansu National Publishing House, 1965. (in Chinese)
[41] 侯向阳. 我国草牧业发展理论及科技支撑重点. 草业科学, 2015,32(5): 823-827. HOU X Y. The development theory and key supporting science and the technologies of grasslands and animal husbandry in China. Pratacultural Science, 2015, 32(5): 823-827. (in Chinese)
[42] 史培军. 中国北方农牧交错地带的降水变化与“波动农牧业”. 干旱区资源与环境, 1989(3): 3-9. SHI P J. Precipitation changes and fluctuate agriculture in agro-pastoral area. Journal of Arid Land Resources and Environment,1989(3): 3-9. (in Chinese)
[43] 魏琦, 侯向阳. 建立中国草原生态补偿长效机制的思考. 中国农业科学, 2015, 48(18): 3719-3726. WEI Q, HOU X Y. Reflections on establishing a long-term mechanism of grassland ecological compensation in China. Scientia Agricultura Sinica, 2015, 48(18): 3719-3726. (in Chinese)
(责任编辑 林鉴非)
Priority Approaches, Techniques and Models to Sustainably Tap the Grassland Productivity Potential
HOU Xiang-yang
(Institute of Grassland Research of Chinese Academy of Agricultural Sciences, Hohhot 010010)
Grassland which covers 41.7% of the land area is the biggest terrestrial ecosystem of China, with an area at about 0.4 billion hm2. Grassland is not only the key resources for modern agriculture and animal husbandry, but also the critical defense for country’s ecosystem safety. However, because of the longtime unreasonable exploitation and utilization, the grassland are facingserious problems such as degrading ecological system, decreasing productivity, prominent conflicts between grass and livestock,low efficiency in animal production, etc. Because of the decreasing of the ecological and productive functions, the grassland area has become one of the limited areas for sustainable development strategy of China. Exploiting the potential of grassland production systematically and sustainably and improving the ecological and productive function of the grassland effectively are the key guarantees for reinforcing ecological safety and ecological civilization construction, accelerating the transformation and development of modern animal husbandry industry. There are three approaches to exploit the potential of grassland productivity. First, reconstruction of the degraded grasslands and improvement of the productivity of natural grasslands. Second, construction of the dry land artificial pasture. Third, development of high efficiency grass industry. Methods such as natural restoration,optimized utilization, and artificially development et al can be taken according to the degrading condition of the grasslands. As a result, these methods can accelerate the process of grassland restoration and improve the grassland productivity by 20% to 30%,even up to 40%-50%. Concerning the limitation of water and soil resources, in semiarid areas, the emphases should be put on changing crop land into forage land and developing dry cultivated pasture; breeding good quality forage varieties with the characteristics of drought resistance, cold hardiness, and grazing tolerance by exploiting the potential of native forage genetic resources. Improvement of the usage efficiency of water and soil resources and dry land productive efficiency by developing and using dryland cultivating technology, harvesting and processing technology, soil conservation technology, are all effective technologies. Through these development methods, grassland productivity can be increased by two to three times. In areas with sufficient and balanced water and heat resources, high efficiency water-saving irrigated artificial pasture should be constructed appropriately according to the local hydrological conditions. Assuming that if the productivity of this high efficient irrigated pasture can be improved by 10 to 20 times, the annual forage yield will be increased by 15 to 30 million tons, which is about the yield of 2 to 4 million ha natural grassland. Suggestions were put forward on guarantee of tapping the grassland potential continuous. First, taking full advantage of the driving function of grassland eco-compensation policy. It needs pushing on the transformation of the development mode to encourage the optimized management of grassland with the category of grass-animal balance. Second, carrying out the research and development actions to tap grassland productive potential sustainably. The key research and develop actions including the integration and demonstration of critical techniques to increase natural grassland productivity, the model and demonstration of high efficiency grass-animal husbandry industry techniques in semi farm semi herd areas, the technique choke points in forage production and procession to improve the usage efficiency of forages. Third,constructing modern grass industry demonstration in different areas. By constructing regional demonstration plot according to the grassland characters and areas, and building whole industrial chain, achieve the integration and optimal allocation of all kinds of resources. Forth, cultivating new business entities, improving and perfecting the market system, boosting the development of grass economics.
potential of grassland production; grassland restoration; cultivated pasture on dryland; irrigated cultivated pasture
2015-08-03;接受日期:2016-06-21
国家重点基础研究发展计划(2014CB138806);国家国际科技合作专项(2013DFR30760)、内蒙古自然科学基金重大项目(2010ZD08)
联系方式:侯向阳,E-mail:houxy16@126.com