我国草原分区-分类-分级生态修复模式研究

平晓燕 王铁梅 董世魁

doi：10.11733/j.issn.1007-0435.2024.01.001

引用格式：

平晓燕， 王铁梅， 董世魁.我国草原分区-分类-分级生态修复模式研究［J］.草地学报，2024，32（1）：1-12

PING Xiao-yan， WANG Tie-mei， DONG Shi-kui.Study on the Regional-Classified-Hierarchical Ecological Restoration Model for Grasslands in China［J］.Acta Agrestia Sinica，2024，32（1）：1-12

摘要：草原是我国重要的自然资源和生态屏障，草原生态修复是我国生态文明建设的重要内容，也是提升草原生态系统服务功能和固碳潜力的重要途径。已有大量研究针对退化草原提出了多种有效的生态恢复措施，但缺乏系统性和针对性的总结。本文在系统梳理和总结国内外草原生态修复研究的基础上，基于文献计量学的研究方法，总结了我国草原生态修复经历的三个阶段。同时，针对不同区域、不同退化/受损/破坏类型和和不同退化程度的草原，探索和提出了我国草原分区-分类-分级生态修复模式，并对我国草原生态修复的未来发展提出了相关建议，以期为我国草原生态修复和可持续管理提供科学依据和参考。

关键词：草原；生态修复；区域化；修复技术；修复草种

中图分类号：Q812.5    文献标识码：A      文章编号：1007-0435（2024）01-0001-12

Study on the Regional-Classified-Hierarchical Ecological

Restoration Model for Grasslands in China

PING Xiao-yan1，2， WANG Tie-mei1，2， DONG Shi-kui1，2*

（1. School of Grassland Science， Beijing Forestry University， Beijing 100083， China； 2.Research Center for

Grassland Resource and Ecology， Beijing Forestry University， Beijing 100083， China）

Abstract：Grasslands are important natural resource and ecological barrier in our country. Grassland ecological restoration is an important part of Chinas ecological conservation，as well as an important approach to enhance the ecosystem service function and carbon sequestration potential of grassland. Extensive studies have been conducted on degraded grassland，and many effective restoration practices have been proposed. However，there is a lack of comprehensive and target-oriented summaries of these restoration practices. This study conducted a systematic review of domestic and international research on grassland ecological restoration based on bibliometric research approach. We summarized the three stages of grassland ecological restoration in China and explored a regional-classified-hierarchical ecological restoration model for grasslands under different regions，different degradation types and different degradation degrees. Additionally，we provided relevant suggestions for the future development of grassland ecological restoration in China，and aimed to provide scientific basis for the ecological restoration and sustainable management of grasslands in our country.

Key words：Grasslands;Ecological restoration;Regionalization;Restoration techniques;Grasses used for grassland restoration

收稿日期：2023-07-28; 修回日期： 2023-09-27

基金項目：中国工程院咨询项目“退化高寒草甸与湿地生态系统恢复与重建技术研究”（ 项目编号2022-DFZD-26-01）资助

作者简介：

平晓燕（1985-），女，汉族，河南汝州人，博士，副教授，主要从事草地生态学方面研究，E-mail：pingxy@bjfu.edu.cn； *通信作者 Author for correspondence， E-mail： dongshikui@sina.com

草原是陆地生物圈的重要组成部分［1］，是我国重要的自然资源和生态屏障，也是保证草原区农牧民生产、生活和生态功能的重要物质基础，在我国自然资源中占据十分重要的地位［2］。由于气候变化和人类活动的影响，我国90%的天然草原呈现出不同程度的退化［3］。为恢复退化草原，我国实施了多项草原生态保护和修复工程，草原生态环境恶化的状况得到初步遏制［4-5］。但是，草原长期存在草畜矛盾和社会经济发展与生态环境保护之间的矛盾，再加上全球变化以及草原生态修复工作的复杂性，导致我国草原生态修复经历了“退化-治理-再退化-再治理”的往复循环现象，“局部改善、总体恶化”的整体态势没有从根本上得到扭转［6-7］。因此，探究退化草原生态修复的技术模式对草原可持续发展和科学合理的管理草原具有十分重要的意义。

生态系统修复有助于增加食物供应和固碳潜力、减少水土流失和保护生物多样性，是解决粮食安全、气候变化和生物多样性丧失等问题最关键可行的解决方案之一［8-10］。国际上已开展了森林和湿地的生态恢复、植被重建、入侵物种清除、草原禁牧补播和土壤修复等多种类型的生态修复项目［1，11］。国内生态修复大都针对林地、水域、湿地、沙地或矿山等区域［12-14］，或退化、沙化、“黑土灘化”或盐碱化草原的生态恢复与治理［15-18］，但针对草原生态修复理论与技术的研发与实践相对较少［8，19］。

草原生态修复通过改良生物群落的结构和功能来提升生态系统的稳定性和多功能性，实现草原生态-社会-经济多重效益的提升，特别是退化草原生态修复过程中生物多样性和固碳速率的提高，使草原发挥出较大的固碳潜力和碳汇价值［12，20-22］。因此，退化草原的生态修复成为研究热点和社会各界的关注焦点。联合国将2026年认定为“国际草原与牧民年”，联合国环境规划署决议指出2021—2030年为生态系统恢复10年［23］。2021年国务院发布《关于加强草原保护修复的若干意见》，表明草原保护修复已上升为国家战略，是实现我国生态文明建设的重要途径［24］。我国草原分布范围广，类型众多，退化方式多样，如何针对不同退化类型和退化程度的草原开展生态修复是当前面临的突出问题。急需探索系统全面的草原生态修复理论与技术模式，提升草原生态修复效果［2］。因此，本文通过系统梳理和总结国内外相关草原生态修复理论和研究，对草原生态修复的文献计量、相关概念与理论、草原分区-分类-分级生态修复模式及未来的发展方向进行了阐述，以期为新时期我国草原生态修复提供科学依据和参考。

1  草原生态修复的文献计量学分析

生态修复是近年来生态学和地学领域的研究热点，近十年来相关论文和新闻报道增长迅猛［12］。以“生态修复”为“关键词”在中国知网进行文献查询，1980年1月1日—2022年12月31日期间与生态修复相关的期刊、学位论文、会议论文、报纸、成果等中英文发文数量突破了3.78万篇。以“修复”为“主题”搜索词，以“草原”和“中国”为“篇名、关键词、摘要”搜索词，在中国知网搜索1980年1月1日—2022年12月31日期间与我国草原修复相关的中英文发文量，共计1 685篇，其中，2022年发表相关论文数量最高，为293篇（图1）。草原生态修复相比草原生态恢复的研究起步较晚，发展较为缓慢［19］。

与我国生态修复研究的发展阶段类似［13］，自1980年至今我国草原生态修复的研究与实践总体经历了3个阶段（图1）。其中，1980—2000年我国处于经济优先的发展阶段，草原主体功能为草畜产品供给，对草原生态环境的关注相对较少，这一时期我国草原发生了不同程度的退化，草原生态修复处于萌芽期，相关研究较少，仅在1998年有过一篇报道。2000—2012年是我国从经济优先向生态优先的过渡阶段，草原主体功能处于生产功能向生态功能的过渡阶段，草原生态修复研究处于发展期，学者们相继开展草原的退化机制及退化草原的生态修复技术研发与实践等工作，这一时期我国相继实行了“退耕还林还草”“京津风沙源治理”等生态修复工程，促进了我国草原生态修复的科学研究和实践。2012年至今，我国草原生态修复有了跨越式的发展，草原管理进入生态优先的阶段，草原生态修复研究处于爆发期，这一阶段研究数量迅速上升。学者们相继针对不同退化类型、退化程度草原开展针对性的生态修复研究。

2  草原生态修复的相关概念与理论

基于国际恢复生态学会（Society for Ecological Restoration，SER）对于“生态修复”的定义，本研究将“草原生态修复”定义为“依靠草原生态系统的自我调节能力，帮助和修复退化、受损或被破坏的草原生态系统恢复的过程”［25］。不同学者针对北方退化草地治理和适应性管理［26-27］、国土空间生态修复［28］、生态系统修复［12-13］、退化草地系统性恢复［29］和草原管理生态学理论与模式［30-31］等进行了深入的研究，并提出了第三代演替（Tertiary succession）、框架物种（Framework species）、再野化（Rewilding）、迁地种子库（Ex suit seed banks）和物种库（Species pools）等一系列生态修复的新方法［11］。本研究在前期工作的基础上，基于草原的生态修复特点和我国草原生态保护修复的国家战略［24，32-33］，提出我国草原生态修复的理论框架（图2）。

借鉴王德利等［29］提出的退化草地系统性恢复理论，草原生态修复的最终目标是实现生态系统的稳定平衡和多功能的协同提升。草原生态修复的对象不仅包括退化草原，也包括受损/破坏草原，按照草原的退化/受损/破坏程度和生态修复的难易程度，分为自然恢复、人为干预的生态重建及自然恢复和生态重建相结合等3种生态修复措施（图2）。草原生态修复以系统性恢复为基础，退化/受损/破坏草原经过生态修复趋向于原生草原以多年生草本植物为主、复杂多样的地下结构和巨量的地下碳库等特征，而生态修复的周期取决于草原的退化/受损/破坏程度［1］（图3）。退化/受损/破坏草原的生态修复轨迹取决于退化途径和修复措施，在此过程中会发生土地利用的转换及植被-土壤的干预反馈。当草原的退化/受损/破坏程度超出生态系统恢复阈值（土壤基质受损、极端气候灾害等）时，可能发生木本植物的入侵或偏途演替，此时需要人为干扰措施来修复受损土壤及植被，促使草原生态系统的结构和功能趋于稳定。但是受气候变化的影响，草原生态修复的结果不一定会使草原恢复到退化前的原生状态，有可能趋于新的生态平衡［10］。对于未退化/受损/破坏草原，需根据国家生态保护修复战略，构建草原自然公园和自然保护地，结合草原放牧管理和生态旅游制度，建立草原保护利用新模式。

3  我国草原分区-分类-分级生态修复模式探究

如何认知并充分利用草原的自然恢复能力，协同适宜的人工干预措施实现草原生态平衡，目前仍缺乏深入系统的研究［27，29］。我国草原分布范围广，不同区域的草地类型、气候条件、水文特征、土壤类型和草原利用方式也各不相同，草原退化/受损/破坏方式及程度存在较大的差异，因此，不宜采用统一的生态修复模式，需根据不同区域的自然条件和草原的退化/受损原因或破坏方式，坚持“节约优先、保护优先、自然恢复为主”的方针，分区-分类-分级地开展草原生态修复，着力提升草原生态系统的自我恢复能力［7，32，34-35］。我国草原区域生态修复的研究相对较少，张骞等［16］总结了青藏高原5个草原分区的生态问题并提出针对性的“分区-分类-分级-分段”生态修复方案；Liu等［34］基于生态修复因子将祁连山分为8个生态修复区，并阐述了每个区的生态修复重点。本研究通过文献查阅和资料收集，对已有的草原生态修复技术与模式进行优化、融合和集成，提出我国草原分区-分类-分级的生态修复方案。

3.1  草原分区生态修复方案

董世魁等［68］基于生态地理单元分异、主体功能优先、产业布局协调、结合历史传统和行政边界完整等原则，构建了新时代生态文明背景下我国草原分区体系，将我国草原分为内蒙古高原草原区、西北山地盆地草原区、青藏高原草原区、东北华北平原山地丘陵草原区和南方山地丘陵草原区等5个大区，并阐述了不同分区的主体生态功能和生态修复的产业发展方向。近自然恢复理论认为利用乡土草种开展区域草原生态修复，能促进群落的恢复演替进程，实现草本植物-动物-微生物的系统性恢复［29，69-70］。据此，本研究针对不同区域的气候特征和植物的生态适应特性，综合考虑区域的主体生态功能，提出我国草原分区生态修复方案（表1）。方案针对不同分区的主体生态功能和草原退化的主要类型，结合文献调研、我国牧草区划和草地资源情况，提出了不同区域针对性的生态修复技术和适合该区域的生态修复草种［71-72］。分区生态修复模式的建立有助于管理部门或研究机构从区域尺度上开展系统性的生态修复布局和生态修复工程。

3.2  草原分类生态修复方案

相同的分区内草原的退化/受损类型或破坏方式多种多样，因此，要根据草原的退化/受损原因或破坏方式确定适宜的生态修复技术，目前，已有研究对我国不同退化/受损/破坏草原的生态修复技术进行了总结与分析［41，69］。京津风沙源区放牧退化草原的生态修复技術中围栏封育占比35.8%，补播占比12.4%，该区域沙化草原最常用的生态修复技术则为草方格、生物沙障和干草覆盖［42］。

本研究通过文献调研，对我国不同退化/受损/破坏草原的生态修复技术进行了总结和归纳，筛选出最常用或最有效的生态修复技术，形成我国草原分类生态修复方案（表2）。不同类型的退化/受损/破坏草原应采取针对性的生态修复措施，如放牧退化草原应采取围栏封育、免耕补播或季节性休牧等生态修复技术，沙化草原应采取围栏封育、沙障布置或干草覆盖等生态修复技术，盐渍化草原应采取松土、覆草或补播等生态修复技术，石漠化草原应采取植生带建植、围栏封育或补播等生态修复技术，矿区应采用改良剂修复、乡土植物补播、生物修复或客土喷播等生态修复技术，黑土滩型退化应采取围栏封育、补播、人工草地建植等生态修复技术，毒害草型或鼠虫害型退化应采取生物防治、围栏封育、化学防治和人工防除等生态修复技术。

3.3  草原分级生态修复方案

要科学合理地实现草原的区域化生态修复，在分区和分类生态修复方案的基础上，还应根据草原的退化/受损/破坏程度和生态限制条件，针对性的开展草原分级生态修复措施。我国草原分级生态修复方案见图1和表3。

对轻度和部分中度退化/受损/破坏草原，采取围栏封育、适度放牧或划区轮牧等生态修复措施，减少对草原的过度利用，依靠草原的自然修复能力，促进草原植被和生态系统功能的系统性恢复。该方案强调受损生态系统的自我恢复能力和生态弹性，修复后生态系统的稳定性较强，生态修复的成本较低，但所需时间较长，是国际上较为推崇的生态修复理念［13，76］。对中度退化/受损/破坏草原，宜采取施肥、松土、切根和灌溉等方式改良土壤，或季节性休牧等方式减轻放牧草原压力，促进草原植被的恢复。对重度或极度退化/受损/破坏草原，适宜采用免耕补播、人工草地建植等修复措施，引入先锋植物和乡土草种，减少地表裸露，增加植被覆盖度，丰富生物多样性，该方式成本高但见效快。

此外，在水土条件适宜的区域，可建植放牧型多年生人工草地，提升优质牧草的生产和供给能力，减轻天然草原放牧压力，促进退化/受损/破坏草原生态修复。在进行免耕补播时，补播物种的选择也受退化程度的影响，轻度退化草原更适宜补播豆科牧草，中度退化草原应进行豆科和禾本科混播，重度退化草原应补播禾本科牧草［31］。

4  草原生态修复的研究展望

当前已对青藏高原黑土滩（山）型［17，55-56］、黄土高原水土流失型［43，64］、内蒙古高原沙化型［26，39，49，73］和西南石漠化型［66-67］等不同退化类型的草原开展了较多生态修复研究，取得了丰硕的研究成果。但与水域、森林、荒漠等领域的生态修复研究相比草原的研究基础仍较为薄弱，难以支撑高效、可持续的草原生态修复技术的科技需求。因此，本研究基于研究现状，提出未来我国草原生态修复工作的研究重点，主要集中在以下4个方面。

4.1  加强草原生态修复的精准化和差异化

4.1.1  加强草原生态修复方案的精准化和差异化制定  我国草原生态状况仍面临着底数不清、状况不明等问题，随着我国草原调查监测工作的开展，将逐步获得我国不同区域的草原健康和退化状况，依据草原的生态状况、草原的退化/受损/破坏类型和程度，实时进行草原生态保护与修复的诊断与决策，“分区-分类-分级”制定精准的生态保护与修复方案是草原生态修复的首要发展目标［77］。依托草原调查监测成果，结合遥感监测方法和技术，构建草原生态现状和变化状况数据库，整合草原生态状况智能监测平台、生态修复优良乡土草种智能信息平台等资源，构建集合“草原生态状况诊断+生态修复草种区划+草原生态修复技术”等数据于一体的草原智能化生态修复平台［34，49，53］。在考虑生态修复的成本和生态补偿的情况下，制定区域化和差异化的生态修复方案，实现草原生态修复的智能化、数字化和可视化管理［32，78-80］。

4.1.2  加强草原生态修复效果的精准化评价  草原生态修复效果的准确和高效评价是判断草原生态修复成效和制定下一步生态修复方案的關键依据，针对森林、水域和湿地等领域的生态修复效果评价指标和标准体系已较为成熟［81］。2022年11月国家林业和草原局发布草原生态修复技术规程［82］，但草原的生态修复效果还缺乏针对性的评价指标体系，因此，构建简明、高效、综合的草原生态修复效果评价指标体系将是未来的工作重点［7］。植物的物种丰富度可以解释54%的生态系统多功能性，是描述生态系统多功能性最准确的指标之一［83-84］。同时，为保证国内外不同区域、不同类型的草原生态修复效果评价结果的可比性，草原生态修复效果的评价指标体系应与国际恢复生态学会提出的生态恢复实践的国际原则与标准相统一［85］。最后，也要加强多源多平台遥感技术的综合运用，结合大数据、无人机遥感与监测、物联网和5G通信技术等前沿技术的交叉融合，实现草原生态修复过程和修复效果的智能化监测和数字化管理［14］。

4.2  统筹推进山水林田湖草沙冰一体化保护修复和系统治理

基于我国2000—2010年国家生态系统评估结果，我国实施的生态保护和修复工程很大程度上提升了生态系统的服务功能，但大部分生态修复工程以单独的修复单元为主［22］。早期的生态修复技术往往针对特定的修复区域或单一的生态系统类型，缺乏全局性和可持续性的系统生态修复［13］。我国的生态修复工程正由单门类、单目标的生态修复转向国土空间系统修复和综合治理，生态修复顶层制度逐渐完善［51，86-87］。在系统掌握全国森林、草原、湿地、荒漠等生态系统生态状况的基础上，对全国或区域的生态要素开展系统治理，针对生态要素的具体生态状况，进行区域生态修复重点功能区划，将草原与农田、森林、荒漠、湿地、城市、交通和工矿区实现合理布局和协同治理，实现国土空间生态修复和治理，并实现区域生态系统的整体性、系统性和完整性，强化生态系统的自我恢复和生态平衡［88］。

4.3  草原生态修复配套产业的开发与完善

要提高草原生态修复的质量，实现草原区的绿色高质量发展，需要科学合理的开发和完善草原生态修复配套产业。已有部分草原区开展了生态修复配套产业的开发与实施，如在内蒙古半干旱生态脆弱矿区通过种植黄芪（Astragalus membranaceus）、菊芋（Helianthus tuberosus）等中草药、经济和能源作物［48］；或西南石漠化区域大力发展果业和花椒（Zanthoxylum bungeanum）、油茶（ Camellia oleifera）、林下菌材产业等生态修复产业，在提升生态效益的同时获得高附加值的生态产品和经济效益［67］。积极推动政府、企业和科研单位参与矿区生态修复，实现利益多元化与全民化［48］。探索兼顾生态效益和经济效益的植被恢复技术［18］，结合优质高产多物种组合的混合人工草地建设，建立高效集约化的畜牧业生产模式，实现草原区生态环境的恢复和绿色发展［17，19，89-90］。

4.4  提升草原生态修复的科技支撑能力

生态修复是一项综合性、技术性和实践性均较强的系统工程，草原生态修复需要草学、生态学、地学、环境科学、遥感与地理信息系统等多学科领域理论与技术的交叉与融合。草原生态修复应借鉴全球生态系统修复的优先领域［8］，基于“人-草-畜”和谐共生的发展理念，综合考虑草原生态系统供给现状、放牧压力和社会经济发展，在退化草原的恢复机理、生态修复关键技术、生态修复草种良种繁育体系构建、生态修复乡土草种质资源挖掘等方面提供科技支撑［4-5，7，16，32，91］。草原生态修复技术已从单一要素的短期恢复转向生态系统内动物、植物和微生物等不同营养级联的长期高效重建，从而实现生态系统的整体保护、协同治理和绿色发展［11］。

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（责任编辑  彭露茜）