张掖市退化草原生态修复技术应用分析

陈 斌，鲁延芳，甘辉林，马垭杰，夏 丹

（1.张掖市林业科学研究院/张掖市林业科学研究院协同创新基地，甘肃 张掖 734000；2.张掖市草原工作站，甘肃 张掖 734000）

草原是中国面积最大的陆地生态系统［1，2］，在维持生物多样性、调节全球气候、涵养水源、发展畜牧业以及汇碳降尘等方面具有举足轻重的作用［3，4］。同时，草原作为游牧文明的发祥地，孕育了灿烂的草原文化［5］。中国草原面积近4 亿hm2，约占国土面积的41.7%［6，7］。20 世纪80 年代以来，在自然因素和人为因素的共同影响下，中国草地生态系统出现了不同程度的衰退，生产力、经济潜力及服务功能都有所降低［8］。加强草原保护，合理利用草原，不仅是推进生态文明建设、实现绿色发展、保障国家生态安全的重要任务，也是牧区振兴、改善民生和建设美丽中国的重要举措［9，10］。严格保护、科学利用、合理开发草原资源，对维护国家生态安全和食物安全，保护人类生存环境，构建社会主义和谐社会，促进经济社会全面协调可持续发展具有十分重要的战略意义［11，12］。

张掖市位于甘肃省西北部，河西走廊中段，是古丝绸之路的重镇，自古以来有“金张掖，银武威”的美誉［13］。由于青藏高原与蒙古高原的交汇作用，张掖地区形成了较为复杂多样的草地类型，张掖市总土地面积419.24 万hm2，草地面积254.65 万hm2，可利用草地面积215.83 万hm2，占全市土地面积的51.5%，载畜能力175.5 万羊单位［14］。随着人们生活质量的不断提高和饮食习惯的改善，张掖市天然草原的载畜量不断攀升，草原存在不同程度的超载放牧问题，加之全球气候变暖等自然灾害频发［15］，使张掖市的各类型草原都发生了不同程度的退化、沙化和盐渍化，生产功能和生态功能均有所降低［16］。

基于Web of Science 平台软件分析表明，1998—2017 年国际草地退化及恢复治理研究年发文量呈先稳定后增加的趋势，中国和美国是草地退化及恢复治理研究的核心力量［17］。国内已经开展了大量的研究，退化草地的治理集中在建设人工和半人工草地、减轻牧压、施肥、围栏封育、灭毒杂草及补播等恢复措施方面［17，18］，虽然部分新技术在张掖市草原保护中有一定的应用，但其效果还没有系统的评价。为此，分析张掖市草原退化的情况，结合主流恢复技术，对不同恢复技术在草原改良中的应用效果进行分析评价，旨在为张掖市草原的恢复、可持续利用和保护提供参考。

1 张掖市草原概况

1.1 草原类型

张掖市草原类型较多，按照不同的分类方式，有不同的分类结果，其中最常见的是按照生产区划分。一是祁连山山地草原区，总面积177.24 万hm2，占草原总面积的69.6%，该区草原植被较好，产草量较高，是张掖市主要草原畜牧业基地。二是河西走廊中部草地区，该地区由于灌溉便利，农田集中，天然草地分布相对零散，甘州、临泽、高台3 县（区）分布有不连片的低湿地草甸，总面积20.37 万hm2，占草原总面积的8.0%。三是北部荒漠草地区，位于绿洲外围沙漠边缘，由于气候条件相对恶劣，干旱少雨，大部分为缺水草原，戈壁滩分布广，产草量极低（每3.00 hm2草原仅载畜1 羊单位），是保护河西走廊脆弱生态环境的天然屏障，是重点草原保护区，总面积57.04 万hm2，占草原总面积的22.4%。

1.2 草原退化的自然原因

由于全球气候变暖、中国内陆干旱少雨等自然因素的影响，干旱已成为影响张掖市山地草原生态环境的主要因素。干旱缺水，造成草原快速向荒漠化、沙漠化演替。据气象资料统计，20 世纪80 年代以来，祁连山北麓草原分布面积最大的肃南裕固族自治县（以下简称肃南县）气温明显上升，降水量逐年下降。年均最高气温2010 年比1986 年升高1.38 ℃，年均最低气温2010年比1986年上升0.65 ℃；年平均降水量不到260 mm，比1986 年减少90 mm，特别是每年的4—6 月，平均降水量只有60 mm，致使牧草不能正常返青，生长发育不良，产草量明显降低，全县天然草原产草量较1986 年平均减少40%以上。2010 年，干旱草原面积达到87 万hm2，占全县可利用草原面积的50%以上。此外，鼠虫害一直暴发频繁，种类多，分布面积大，为害程度重［19］。草原鼠虫害问题愈加突出，2020 年全市草原鼠害为害面积34.00 万hm2，严重为害面积19.03 万hm2；全市草原虫害为害面积38.07 万hm2，严重为害面积20.13 万hm2；全市毒害草为害面积26.80 万hm2，严重为害面积4.13 万hm2。

1.3 草原退化的人为原因

放牧是草原的主要利用形式，但过高的载畜量也是导致草地退化的主要原因［20，21］。2015 年“祁连山问题”约谈后，为有效整治草原超载放牧、草原生态局部退化问题，张掖市制定了《祁连山国家级自然保护区张掖段草原减畜方案》，核定祁连山国家级自然保护区张掖段理论载畜量为85.38 万羊单位，但实际载畜量为106.00 万羊单位，超载20.62 万羊单位，超载率为24.15%。超载过牧使植物群落结构中优质牧草比例下降，狼毒、马先蒿等毒草、杂草比例上升，植物群落构成退化直接导致草原上的动物区系种群陷入危机，有益昆虫和鼠虫害的天敌减少。

在张掖市的部分草原，一些农牧民为了增加收入，在天然草原上挖虫草、蕨麻、发菜等药材，造成原生植被受损，破坏了草原生态。因草原临时征占用审核审批制度、草畜平衡制度、基本草原保护制度等不够完善，且草原执法力量薄弱，破坏草原的事件时有发生。违法开垦、乱征乱占、滥采滥挖的行为也会造成局部草原退化。据统计，“十三五”期间，张掖市草原违法案件发案163 起，查处结案147 起。

2 张掖市草原主要生态修复技术

退化草地主要表现在两个层面：一是植被退化，主要表现是植被的覆盖率、高度、产量和质量下降；二是土壤生境退化，主要表现是土壤以及土壤中的微生物不利于植被的生长［22］。20 世纪80 年代以来，张掖市草原开始大面积退化，张掖市草原工作者在天然草地恢复治理的技术适应性方面进行了有益探索，主要包含两个方面：一是放牧管理制度的优化，主要包括围封禁牧、季节性休牧和打草场轮刈；二是人为辅助改良，主要包括退化草地浅耕和松耙、免耕补播、草地施肥和扩大人工栽培草地等措施。

2.1 放牧管理制度的优化

2.1.1 围封禁牧 过度放牧是导致天然草地退化的主要原因，围封禁牧就是通过建设围栏，禁止在退化草地上放牧，依靠草原自身的修复能力，使草地群落的植被覆盖度、高度、生产力水平和优质牧草比例逐步恢复［23］。张掖市于2011 年实施了第一轮草原补奖政策，2016 年实施了新一轮草原补奖政策，两轮补奖政策实施范围的禁牧草原面积均为104.78 万hm2，其中肃南县插花型禁牧45.33 万hm2，山丹县插花型禁牧12.00 万hm2，甘州区、临泽县、高台县和民乐县天然草原实施完全禁牧，荒漠草原植被恢复明显。围封禁牧相比其他草原恢复技术的优点是简单易行，通过行政命令可以实施。但其缺点也很明显，围封禁牧只强调了草地恢复，没有真正考虑牧民的实际生产需求。随着养殖业经济效益不断攀升，部分牧户心存侥幸，禁牧区偷牧现象时有发生，从而影响了实施效果。

2.1.2 季节性休牧 在张掖市季节性休牧主要包括春季休牧和秋季休牧两种方式［24］，春季休牧是指每年牧草返青期停止放牧，使牧草能够尽快进入快速生长期，秋季休牧是指每年秋季牧草进入结实期，停止放牧使牧草的种子得以成熟入土，以维持草地土壤种质库具有充足的种源。张掖市肃南县（除明花乡外）实行季节性放牧，效果与常年放牧地相比，季节性休牧的优点是兼顾草地恢复与利用，缺点是如果退化非常严重或者休牧结束后放牧强度很大，草场还是难以恢复。因此，季节性休牧一定要控制好载畜量，在放牧期间维持合理的载畜量非常重要。

2.1.3 打草场轮刈 长期以来，草原牧区打草场一般连年打草［25］。一方面打草场连年打草造成养分每年从草场中被移出而得不到补充，年复一年地打草，破坏了草原的养分平衡，超出了草地自我修复范围，打草场就开始退化。另一方面，连年打草，植物不能完成生育期，影响土壤种质库。张掖市虽严格意义上没有专门用来刈割晒制干草的天然草地，但山丹马场部分退耕还草（林）禁牧区域草原植被较好，枯落物较多，为减轻草原防火压力，每年秋季进行刈割管理。

2.2 人为辅助改良

2.2.1 草地浅耕和松耙 由于家畜的践踏作用导致的土壤板结是退化草地的显著特征［26］。浅耕或松耙可以有效地缓解这一问题。浅耕或松耙一方面可以改善土壤通气透水性能，增强土壤微生物活性，促进各种养分释放；另一方面改变群落地下根系的分布、改善群落结构，促进根茎型禾草的生长、增加其在群落中的比例，从而加速退化草地的恢复［27］。张掖市草原技术推广机构在肃南县皇城镇和山丹马场降雨较好的山地草原区开展过小面积的试验推广，但牧民对在浅耕后造成暂时性的土壤和根系裸露于地表的现象接受程度较低，推广困难。

2.2.2 免耕补播 天然草地退化严重，草地补播是一项重要的草地改良措施［28］。家畜一般喜食优质的牧草，过度放牧的草地由于家畜的选择性采食导致优质牧草的比例显著降低。“十三五”期间，张掖市落实退牧还草资金1.39 亿元，完成退化草原补播改良4.00 万hm2；落实中央财政草原生态修复治理资金0.35 亿元，治理退化草原2.27 万hm2；落实祁连山黑河流域山水林田湖生态保护修复工程“三化”草原综合治理项目资金2.03 亿元，完成退化草原补播改良1.83 万hm2、沙化草原补播改良1.33 万hm2、盐碱化草原补播改良0.80 万hm2。但是，由于新播种的牧草竞争力相对较弱，或者播后遇到长时间的干旱，牧草补播效果存在较大差异，这与播后的管理水平密切相关。牧草补播的优点是直接播种优质牧草，而且结合补播可以进行草地施肥，如果播后降水良好、管理得当可以起到较好的效果。其缺点是一次性投入较大，如果遇到干旱年份，即使播种的牧草能够出苗也很难存活，因此存在较大风险。

2.2.3 草地施肥 施肥是改良草地并获得高产的有效方式，通过施肥措施可以改变土壤的物理性质，提高草地的生产力［29］。中国草地施肥尚处于试验示范阶段，草地施肥因草地类型、肥料种类、施肥量和施肥时间而存在较大争议。依托祁连山国家公园体制试点项目，张掖市在肃南县大河乡和民乐县的温性草原采取补播改良+黄腐酸治理方式改良退化草原0.33 万hm2，改良效果还需进一步观测研究。

2.2.4 扩大人工栽培草地 由于国家政策和农户思想的转变，牧区舍饲半舍饲养殖的理念逐渐深入人心，人工草地的种植面积在逐年扩大［30］，只有大力发展高产高效人工草地，才能减轻家畜对天然草原的过度依赖。

3 建议及展望

加强张掖市草地生态保护和建设不仅促进张掖市农业结构调整，实践科学发展观，也是保证社会经济持续、协调发展的根本要求，是实现乡村振兴的重要抓手。张掖市政府出台了一系列加快草产业发展的优惠政策，在确保农牧民生活和收入水平不降低的前提下实施草原的综合保护与建设。草原建设的力度逐步加大，建设速度逐年提高，质量和效益也越来越好。

3.1 科学规划，分区治理

张掖市草原类型丰富，各类型的草原退化程度不同，但草原修复治理措施单一、治理效果不明显。因此选择张掖市不同代表性的退化草原开展治理试验，探索不同草原类型、不同退化程度草原的修复措施十分必要。有针对性地明确各县区的草原类型和退化程度，进而明晰各县区主攻方向和建设任务，分区域推进草原生态保护建设工作。

3.2 因地制宜，综合施策

恢复张掖市退化的草原，首先要推广先进的草原恢复技术，其次要积极推广祁连山国家级自然保护区张掖段草原减畜形成的山繁川育、人工种草、异地借牧、优化畜群结构等措施来减轻天然草原放牧压力，改善传统落后的草地畜牧业。通过综合采取自然恢复、工程恢复和草地资源精细化管理等有针对性的对策措施，确保草原保护建设取得实效。

3.3 突出重点，分步实施

张掖市积极推行草场承包经营责任制和草原生态保护补奖机制，大力实施退牧还草、人工种草与天然草地改良等工程项目，天然草场得到一定保护。但草原生态保护综合治理和可持续利用水平仍是制约草原生态保护和发展的关键因素，需建立草原生态文明制度体系，落实好草原保护建设利用政策项目，让透支的草原得到休养生息。草原保护建设利用涉及的草原面积大、地区广、内容复杂，工作量比较大，需突出重点，有计划、分步骤实施，形成以点带面、有序推进的工作格局。

3.4 加强队伍建设，做好技术推广

退化草地修复是一项长期复杂的系统性工程，各类政策落实、生态保护项目实施和新技术推广均需要专业技术人员作为支撑。2019 年机构改革后，张掖市草原保护和技术推广队伍结构调整较大，人员少、身份复杂、结构不合理的问题突出，不能适应新时代的草原保护工作；部分草原管理和草原生态修复治理技术还停留在科研阶段，没有在实践中大面积推广应用；部分成熟技术集成研究和推广应用欠缺，单一的修复措施和技术难以满足实际草地生态修复需要。因此，要进一步加强草原保护和技术推广队伍建设，提高专业技术人员素养，加强应用性科技成果研发，加快科技成果转化和示范推广，加速草地建设和保护进程。