草原生态补奖政策对青藏高原草地植被状况的影响分析

马海丽， 林慧龙*， 熊潇雨， 韩学平

(1.兰州大学草地农业科技学院， 甘肃 兰州 730020； 2. 青海省畜牧总站， 青海 西宁 810001)

青藏高原拥有全国最大的天然草地资源分布区，生态生产服务功能强大，是牧民赖以生存的重要资源[1-2]。各类草地资源和森林有利于抑制水土流失、土地沙化，对全球生态系统具有重要的屏障保护作用[3]。青藏高原草地作为牧区所依赖的重要资源，研究牧区和半牧区县域草地植被状况的影响因素和发展状况，是我国草地生态经济可持续发展的重要研究方向[4]。

青藏高原的生态环境敏感且脆弱，在气候变化和人类活动的影响下面临着严峻的挑战[3]。据不完全统计，高寒草地退化面积约占青藏高原草地总面积的1/3[5]。草地的退化严重影响青藏高原生态系统的可持续发展，也制约了牧区经济的发展[6]。为此，我国出台了一系列如“退耕还林还草”工程、“退牧还草”工程等保护草地资源的政策[7]，旨在促进牧区生态经济的健康有序发展。我国于2011年进一步建立了草原生态保护补助奖励机制[8](以下简称为“草原生态补奖政策”)，针对严重退化的草地采取禁牧，针对严重过牧草场采取草畜平衡，后来在2016年加入了绩效考核奖励的内容[9]。草原生态补奖政策是国家从草原牧区实际出发，为促进农牧区发展、保护草原生态环境、改善牧区生态环境、提高牧区人民生活水平而采取的一项重要举措。从2011年开始在内蒙古、新疆(含新疆生产建设兵团)、西藏、青海、四川、甘肃、宁夏和云南8个主要草原牧区省(区)，全面建立了草原生态补奖政策。

以草原生态补奖政策为背景有如下研究：一是政策对牧户及牧业生产的影响。研究发现草原生态补奖政策实施以来农牧民人均纯收入、牧业收入呈现持续增加态势[11]，但不同区域牧户的生产决策行为差异显著，应根据区域特征完善补贴奖励[10]。二是政策效果评价及存在的问题的研究。多数研究表明政策实施以来取得了良好的效果[12-13]，牧民比较满意[14]，但还存在补偿标准不能满足牧民需求，禁牧政策缺乏灵活性，草原监管执法能力不足[15]，部分牧民态度与行动不相符引起的超载[16]，生态补偿沦为生态福利等问题[17]。三是政策对草地的影响研究。研究发现短期内政策的实施有助于改善草地状况，但长期来看草地状况改善的效果并不显著[18-19]。随着草畜承包、家庭牧场、企业化管理体制等多种牧业经营方式的实施，合理的草地利用使局部地区的天然草地得以恢复，生态环境得到改善[20]。

综上所述，当前已有研究的研究区域狭窄多集中于内蒙古草原，对青藏高原草地影响的研究还比较缺乏，研究方法集中在田间试验、结构式访谈、遥感手段等，对于较广的研究区域和较长时间尺度的研究尚不多见。现存研究缺乏政策对草地植被保护效应估计的定量研究，尤其是基于大尺度范围和长时期样本的计量经济模型，并且控制其他可能因素影响的研究。鉴于此，本文以青藏高原的两个主体省份青海和西藏的68个县为研究区域，运用固定效应模型研究草原生态补奖政策对青藏高原县域草地植被状况的影响，以期为未来草地保护政策的制定提供有益参考。

1 材料与方法

1.1 研究区概况与数据来源

1.1.1研究区概况 青藏高原地处中国西南部，范围为 26°00′12″N～39°46′50″N，73°18′52″E～104°46′59″E，面积为2.57×107km2，平均海拔4 000 m以上，占我国陆地总面积的26.8%[21]，包括西藏自治区和青海省全部以及新疆、甘肃、四川、云南部分地区。高原腹地年均温0℃以下，气温日较差较大，降水量自东南向西北递减，且腹地降水较少。青藏高原光照和地热资源充足，草地资源丰富、草质优良，草地类型以高寒草地为主，是我国主要的畜牧业基地之一，更是全球生物多样性保护的重要区域[22]。研究区仅包括青海和西藏，研究区草地植被的覆盖面积大约相当于中国国土面积的1/10[23]。

1.1.2数据来源 本研究选取了青海和西藏68个县2006—2018年的面板数据，包括青海省26个牧区县、4个半牧区县，西藏自治区14个牧区县、24个半牧区县。数据主要包括以下3方面：反映草地植被状况的指标、草原生态补奖政策实施的状况，以及气候和社会经济因素。其中，以归一化植被指数(normalized difference vegetation index,NDVI)反映草地植被状况，NDVI是利用MOD13A1产品(https://e4ftl01.cr.usgs.gov/MOLT/MOD13A1.006)运用最大值合成法计算而得，它的时间分辨率为16 d、空间分辨率为500 m。

草原生态补奖政策数据来源于中国农业农村部(http://www.moa.gov.cn/nybgb/2017/dsanq/201712/t20171228_6133431.htm)。各个县的年末实有耕地面积、牲畜年末存栏数来源于《青海统计年鉴》、《西藏统计年鉴》、青海省农业农村厅编制的《青海省农牧业统计手册》。通过中国气象数据网(https://data.cma.cn/)，利用Stata软件处理得到月均温、月均降水数据。青海省8个县的(甘德县、共和县、尖扎县、玛沁县、泽库县、天峻县、同德县、治多县，无气象台站数据)气象数据来源于各个年份的《青海统计年鉴》，并使用主要地区的气候数据表示隶属于其相应地区各个县的温度和降水。

1.1.3统计描述 由表1可知，在2006—2018年NDVI的总体平均值为0.47，68个县中62%的县执行草原生态补奖政策。由于草地植被状况具有空间异质性，我们预计这些解释性变量可能会对不同县产生不同的影响，特别是对于初始草地条件不同的县，因此分不同的组进行研究[24]。根据2006年的NDVI值将68个县划分为2个组，34个NDVI高值组，34个NDVI低值组，分别代表草地状况好的和差的一组。本研究包括3个组别，分别为NDVI高值组和NDVI低值组、青海和西藏、以及牧区县和半牧区县。

表1 变量的定义、统计描述Table 1 Definition and statistical description of variables

1.2 研究方法

1.2.1变量设置

1.被解释变量。现有研究中，用植被盖度、草地质量指数、生物量等微观指标反映草地植被状况[25]，也有用基于遥感技术获取的宏观指标如NDVI等监测变化情况[25]。因为当年最大NDVI值可以很好的反映植被地上生物量，而且可以消除与太阳角、仪器定标、大气条件等的相关变化[26]，是应用最广的植被指数之一。在分析草原生态补奖政策对青藏高原草地植被状况影响的模型中，被解释变量为代表草地植被状况的NDVI值。

2.关键解释变量。本文通过草原生态补奖政策来估计政策的影响。该政策有利于抑制草地退化的速度，对草地植被状况的发展是促进作用[26]。

3.控制变量。模型中的控制变量参考相关研究，引入以下变量：

(1)牲畜的年末存栏数。牲畜的数量对草地植被状况的发展有消极影响，畜牧业在牧区经济中占重要地位，片面追求牲畜数量的现象导致草地承载力下降，草场严重退化[27-28]。因为牲畜年末存栏的当量依赖上一期的存量，所以纳入牲畜数量滞后一期的指标值，构建动态模型[29]。

(2)耕地面积。将耕地面积作为人类活动的代理指标。耕地面积与NDVI值有负相关关系，耕地面积增加草地状况恶化，常年以来的植树造林和退耕还林还草对提高植被覆盖度起到积极地作用。受使用农药、覆盖地膜、无序开垦等人类活动的影响，该地区的NDVI值下降，而退耕还林还草可以加大该地区的NDVI[30-32]。耕地面积的当量依赖上一期的存量，纳入滞后一期的指标值。

(3)月均温和月均降水量。气候及其变化与NDVI呈明显的相关关系[33]，可以反映植被类型及其生长状况。增温通过提高水热利用率促进植被生长，但水分蒸发引起干旱却不利于生长，尤其是在干旱荒漠区[30]。所以NDVI与月平均气温的相关性是不明确的，而与月降水量是正相关。

1.2.2模型构建 固定效应模型(fixed-effects model)指的是遗漏变量在不同时间段上对被解释变量的影响是固定的[34]。在经济研究中广泛应用的固定效应模型[35-36]，它将可观察的解释变量以及不可观察的固定变量都考虑在内，但估计值不取决于固定值变量[37]。由于每个县的情况不同，可能存在不可观测的异质性，此外，本研究中涉及的样本县不是随机抽取的，包括青海和西藏牧区半牧区的所有县。由于草原生态补奖政策是论文的重点研究因素，并且使用固定效应框架大大提高了估计的性能，因此，初步确定本研究采用固定效应模型定量分析草原生态补奖政策对青藏高原草地植被状况的影响，但模型的适用性还需经过豪斯曼检验，基于固定效应模型的理论框架，将草原生态补奖政策和其他潜在因素对草地条件的影响公式表示为：

上式中：i表示第i个县，t表示年份(t=2006—2018)。草地植被状况Git用NDVI值表示；草原生态补奖政策实施情况用虚拟变量Pit表示，Pit=1表示i县在第t年实施了，Pit=0表示i县在第t年未实施。社会经济因素包括i县在第t-1年的牲畜年末存栏量Si(t-1)和耕地面积Hi(t-1)，分别纳入滞后一期的指标值。气候因子包括月均温Titm(m=1～12)、月均降水量Ritm(m=1～12)，分别表示i县在第t年第m月的月均温、月均降水量。最后，将反映草地异质性且不随时间变化的因素(如高程、地形、土壤条件、植被类型、土壤水分、到省会的距离)视为模型中的不变因素，并用hi表示。ay，b，c,dm,em是自变量的系数，εit为随机误差项。

2 结果与分析

通过豪斯曼检验来确定固定效应模型是否比随机效应模型更合适，根据表2的结果，经豪斯曼检验，chi2(26)=135.91，Prob>chi2=0.0000，P值为0.0000<0.1，因而拒绝原假设—随机效应模型更加合适，于是采用固定效应模型。

2.1 草原生态补奖政策对全部县草地植被状况影响的研究

由表3可知，草原生态补奖政策提高NDVI值，有利于改善草地植被状况。结果显示草原生态补奖政策变量在1%的水平上显著为正。草原生态补奖政策的实施，在其他条件不变下，使得全部县的NDVI平均增加2.8%。牲畜年末存栏量变量，在10%的水平上显著为负，牲畜年末存栏量增加1%使得NDVI减少0.8%，表明牲畜数量的增加会恶化草地植被状况。7月均温对NDVI值的影响在1%的水平上显著为负，表明7月份月均温每升高1%，NDVI值下降0.4%，这是因为气温升高导致地表的快速蒸发和植被的蒸发，使更多的害虫和昆虫在干旱和半干旱地区繁殖，这对正在生长季的草原状况是非常不利的[38]。6—7月份的降水量对NDVI值的影响在1%的水平上显著为正，表明充足的降水量有利于植被的生长，降水量不足使得植被覆盖度降低。耕地面积变量对NDVI值的影响在5%的水平上显著为负，表明无序开垦、使用农药、覆盖地膜等行为会破坏草地植被，使得植被覆盖度降低，从而降低NDVI值，恶化草地植被状况[39-40]。

表2 豪斯曼检验结果Table 2 The results of Hausman test

表3 草原生态补奖政策对全部县草地植被状况影响结果Table 3 The effects of the policy of the grassland ecological reward policy on the grassland vegetation in all counties

2.2 草原生态补奖政策对不同NDVI值组草地植被状况的影响研究

由表4可知，草原生态补奖政策利于改善草地植被状况，对NDVI高值县的影响更大。结果表明，草原生态补奖政策变量在1%的水平上显著为正，其他条件不变下，使得高值县的NDVI值平均增加2.8%、低值县平均增加1.8%。说明草原生态补奖政策对草地状况好的县的影响效果更加显著。在NDVI高值县植被覆盖度较高，草地退化、过牧状况都比NDVI低值县的情况要轻，规模化养殖等措施有助于保护草原生态。牲畜年末存栏量变量，在草地状况不好的县对NDVI值的影响在5%的水平上显著为负，表明牲畜年末存栏量增加1%使得NDVI减少1.5%；在草地状况好的县对NDVI值的影响也是负的却不显著，表明牲畜年末存栏量增加1%使得NDVI减少0.7%。牲畜年末存栏量会恶化草地植被状况，对草地状况不好的县的影响更大。7月均温变量，在草地状况不好的县月均温每升高1%使得NDVI减少0.4%；在草地状况好的县每升高1%使得NDVI减少0.3%。在草地状况不好的县，6—7月份的降水量在1%的水平上有利于提高NDVI值；在草地状况好的县，7月份降水量在10%的水平上有利于提高NDVI值。气温降水等气候因子对草地状况不好的县的影响更加显著。耕地面积变量在草地状况不好的县对NDVI值的影响在1%的水平上显著为负，而在草地状况好的县的影响不显著。说明市场力量、气候条件、人类活动对初始草地状况不好的县有很大的影响，即在植被覆盖度低、退化严重的草地上气候变暖的影响，过度放牧、无序开垦等人类行为会导致草地退化更加严重。

表4 草原生态补奖政策对不同NDVI值组草地植被状况的影响结果Table 4 The effects of the policy of the grassland ecological reward policy on the grassland vegetation in different NDVI value groups

2.3 草原生态补奖政策对不同省份草地植被状况的影响研究

由表5可知，草原生态补奖政策对青海和西藏草地植被状况的改善都有显著的正影响，对青海的影响更大。结果表明，草原生态补奖政策变量在1%的水平上显著为正，其他条件不变下，使得青海的NDVI值平均增加2.4%、西藏平均增加1.6%。说明草原生态补奖政策对青海的影响效果更加显著。牲畜年末存栏量变量，在青海对NDVI值的影响在1%的水平上显著为负，表明牲畜年末存栏量增加1%使得NDVI减少1.3%；在西藏对NDVI值的影响也是负的却不显著，表明牲畜年末存栏量增加1%使得NDVI减少0.7%。牲畜年末存栏量会恶化草地状况，对青海的影响更大。6月均温变量，在青海对NDVI值的影响在10%的水平上显著为负，表明月均温每升高1%使得NDVI减少0.3%；在西藏对NDVI值的影响是负的却不显著。6月份的降水量在青海影响在1%的水平上显著为正；在西藏的影响在10%的水平上显著为正。气温降水变量对青海省的影响更加显著。耕地面积变量在青海对NDVI值的影响显著为负，对西藏的影响是正的。青海省长期采用游牧为主的落后经营方式而且依赖天然草地，草场过牧和不合理利用同时存在，牲畜数量增长速度远远超过草原生态恢复建设的速度，导致草场退化速度不断加快。有研究证明，青海省超载程度超过了西藏[43]。

表5 草原生态补奖政策对不同省份草地植被状况的影响结果Table 5 The effects of the policy of the grassland ecological reward policy on the grassland vegetation in different provinces

2.4 草原生态补奖政策对牧区县和半牧区县草地植被状况的影响研究

由表6可知，草原生态补奖政策对牧区县和半牧区县NDVI值的影响都是显著的，更有利于牧区县草地植被状况的改善。结果表明，草原生态补奖政策变量在1%的水平上显著为正，在其他条件不变下，使得牧区县的NDVI值平均增加3.7%、半牧区县平均增加1.7%。说明在牧区县的影响效果更加显著。牲畜年末存栏量变量，在牧区县和半牧区县对NDVI值的影响为负，表明牲畜年末存栏量增加1%使得NDVI分别减少0.6%。7月均温变量，在牧区县的影响在10%的水平上显著为负，表明月均温每升高1%使得NDVI减少0.3%；在半牧区县对NDVI值的影响是负的却不显著，表明月均温每升高1%使得NDVI减少0.2%。7月份的降水量在牧区县对NDVI值的影响在1%的水平上显著为正；在半牧区县对NDVI值的影响为正但不显著。气温降水变量对牧区县的影响更加显著。耕地面积变量在牧区县的影响在5%的水平上显著为负，而在半牧区县的影响不显著。由于牧区县主要位于我国牧区的天然草原区域，对草地资源的依赖性更大，而这些县往往超载严重，对此草原生态补奖政策缓解过牧现象，维持生态稳定[41-42]。

表6 草原生态补奖政策对牧区县和半牧区县草地植被状况影响结果Table 6 The effects of the policy of the grassland ecological reward policy on the grassland vegetation in pastoral and semi-pastoral counties

3 讨论

本研究基于13年的面板数据，考察了草原生态补奖政策在青藏高原的有效性。研究结果表明，在草原生态补奖政策的实施下，草原环境总体上得到了改善，但政策的有效性被其他因素如产品价格和气候的影响所抵消，与已有学者的研究结果一致[18-19,29]。

气候因子是研究草地植被状况及分布的重要因子，草原上牧草生长的状况与气温和降水的影响密不可分。气候及其变化与NDVI呈明显的相关关系[33]，可以反映植被类型及其生长状况。增温通过提高水热利用率促进植被生长，但水分蒸发引起干旱却不利于生长，尤其是在干旱荒漠区[34]。本研究中6—8等生长季月份的月均温变量，在牧区县对NDVI的影响显著为负，气温升高导致地表的快速蒸发和植被的蒸发，使更多的害虫和昆虫在干旱和半干旱地区繁殖，这对正在生长季的草原状况是非常不利的。降水对植被生长具有较好的影响[51]。牲畜过度放牧会导致草地退化[54]，植被覆盖度降低。过度放牧时叶面积减小，植物养分的供给来源减少，使植被生长发育受到抑制，导致地上及地下部分生物量线性下降[52]。而人类活动如开垦为农田、修建公路等建设用地、盖房修棚圈等行为会促进草地植被的退化，影响生态环境，产生一定的负面影响。实施草原生态补奖政策后，禁牧区和草畜平衡区的天然草场植被盖度较政策实施前显著增长[53]。但政策的效果也有局限性，地方政府根据国家的政策执行，而牧民为了追求更大的经济利益违规增加放牧数量，使得地方政府的监督成本越来越高。确定的放牧率和禁牧也导致了当地牧民的抵制，他们不愿意根据政府的措施限制自己的牲畜数量，这就造成了政策执行的高监督成本，尤其是在人口分布分散的青藏高原广大草原地区，导致政策实施效果有限，惠及面不足。

牧区县主要位于我国牧区的天然草原区域，对草地资源的依赖性更大。草地资源在禁牧补助、草畜平衡奖励等措施的影响下并没有表现出明显的优势。一些学者质疑最大放牧率和禁牧政策在干旱和半干旱地区的草地保护中是否是适当的管理措施[44]。特别是确定的放牧率受到质疑，因为它们在很大程度上忽略草原的空间分布异质性和气候变异性[45-46]。此外，适当的放牧有利于植物的演替过程[46-47]。有研究表明，在草原保护措施实施的初期，包括植物物种多样性和牧草数量的草地状况表现良好，而在随后的几年里，这一数字会有所下降或趋于平稳[46,48]。这种现象的生态学解释是，在永久禁牧的早期，一年生和两年生的植被可能会入侵，从而增加物种丰富度。随后优势种的恢复增加了它们的流行率，并进一步导致生物多样性在接下来的几年里减少[49-50]。考虑到长期禁牧在草原保护建设项目中的广泛应用，草地状况在持续禁牧的影响下呈现出先增加后下降的趋势，可能与这种生态演替过程相吻合。禁牧补助、草畜平衡奖励等措施有效的保护草地生态，使得草地植被状况得以好转。但潜在的社会经济因素和气候因素中和了政策的正效应，由于人口持续增长造成对草地过度影响的人类活动，如无序开垦、超载过牧，再加上自然气候环境的变化等等，使得草地现状依旧不容乐观。

此外，本研究也存在不足之处。首先，由于数据可利用性，我们只用NDVI值来表示草地植被状况，而这个指标在其他研究中也有使用，并且NDVI值并不能全面反映草原土壤水分等的变化动态现状。其次，模型未能将政策实施前的其他生态建设项目的影响分离开来，如退耕还林还草工程、退牧还草等，也未区分禁牧补助和草畜平衡政策的影响。在以后的研究中可以利用更丰富的动态指标表示草地植被状况，并分别研究不同政策对草地植被的影响。

4 结论

草原生态补奖政策对草地植被状况的恢复具有有效性，但这种有效性被其他社会经济和气候因素降低或中和。温度、降水等气候因素对草原生产力有显著而复杂的影响，而且这些因素在不同季节和不同地区之间存在差异。结果表明，在草原区条件较差的县，草原生态补奖政策的影响较强，与此同时，产品价格和气候因素的抵消效应在这些地区中的影响也更为明显。在未来有关草原保护政策制定的过程中需要考虑与市场和气候条件相关的其他因素可能的抵消作用。