科學(xué)家為草原開處方

邱晨輝

“天蒼蒼，野茫茫，風(fēng)吹草低見牛羊”，這是草原曾經(jīng)帶給人們的美好記憶。如今，過度放牧和連年刈割撕破了這幅景象，取而代之的是植被蓋度低、生產(chǎn)力水平低、優(yōu)質(zhì)牧草比例低、毒草比例增加等一個(gè)個(gè)掛在牧民人嘴邊的“生計(jì)問題”。

生態(tài)學(xué)家方精云有一個(gè)宏偉而頗具詩意的設(shè)想：把90%以上的草地都“圈”起來養(yǎng)著，只開墾剩下不足10%的耕地，種出優(yōu)質(zhì)的飼草，一方面喂飽牛羊，進(jìn)而豐富人們餐桌上的肉類食物；另一方面保護(hù)絕大部分的天然草地，或能再現(xiàn)“風(fēng)吹草低見牛羊”。

這并非癡人說夢。這位中科院院士、中科院植物所所長已經(jīng)將這一想法寫成報(bào)告，呈交國務(wù)院。在報(bào)告中，方精云率先提出“草牧業(yè)”——即在傳統(tǒng)畜牧業(yè)和草業(yè)基礎(chǔ)上提升的現(xiàn)代化生態(tài)草畜產(chǎn)業(yè)的理念。他希望通過這一理念的計(jì)劃實(shí)施，從根本上回答“要生產(chǎn)效益還是要生態(tài)文明”這一難題，解決草畜矛盾問題。

如今，這個(gè)被稱作“生態(tài)草牧業(yè)試驗(yàn)區(qū)”的解決方案，已經(jīng)在內(nèi)蒙古自治區(qū)呼倫貝爾落地：由方精云領(lǐng)銜的中科院22個(gè)研究所、近200名科研人員，在呼倫貝爾農(nóng)墾集團(tuán)提供的上萬畝草地上研發(fā)實(shí)踐，科研國家隊(duì)和農(nóng)業(yè)國家隊(duì)聯(lián)手，共同開墾著這塊位于我國北方草原上的農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)試驗(yàn)田。

警鐘敲響 ：約90%的草地在日益退化

事實(shí)上，方精云提出這一設(shè)想的背后，還隱藏著一個(gè)大命題，即關(guān)乎民以食為天的農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)問題。

根據(jù)統(tǒng)計(jì)，2003年以來，我國糧食產(chǎn)量不斷攀升，至2015年已實(shí)現(xiàn)了“十二連增”，糧食總產(chǎn)量從4.3億噸/年增長至6.2億噸/年，增長了44%。

然而，糧食“十二連增”背后的社會(huì)經(jīng)濟(jì)問題卻日益凸顯。方精云說：一是國產(chǎn)糧成本居高不下，進(jìn)口糧不斷增加；二是糧食庫存超負(fù)荷，難以消化；三是糧價(jià)下跌，種糧戶收入減少；四是養(yǎng)殖需求攀升，飼料用糧缺口增加；五是勞動(dòng)密集、資源粗放的糧食生產(chǎn)不可持續(xù)。

以“養(yǎng)殖需求增加，飼料用糧不足”為例，方精云說，由于國內(nèi)的糧食生產(chǎn)主要面向居民口糧，因此，盡管糧食不斷增產(chǎn)，飼料用糧仍面臨著巨大缺口，已出現(xiàn)了將糧食作物用作飼料的情況。

換句話說，給人吃的“口糧”夠了，但給牲口吃的“飼糧”還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠，而后者則影響著給人吃的牛肉和羊肉?！艾F(xiàn)在基本不缺口糧，但老百姓對肉類食物，尤其是優(yōu)質(zhì)肉類食物的需求還很旺盛。”方精云說。

他介紹，國內(nèi)糧食生產(chǎn)的高成本顯著提升了飼料的價(jià)格，飼料行業(yè)大量進(jìn)口飼料玉米、苜蓿干草以及干酒糟等玉米替代原料，進(jìn)一步抑制了庫存糧食的消化。

從深層次來看，這些問題是我國農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)長期失衡的集中體現(xiàn)。具體到草產(chǎn)業(yè)，則是缺乏草產(chǎn)業(yè)體系，畜牧業(yè)發(fā)展水平低下。方精云列舉了兩組數(shù)據(jù)——

第一組數(shù)據(jù)是，我國當(dāng)前的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)主要集中在種植業(yè)，畜牧業(yè)發(fā)展水平不高，僅占農(nóng)業(yè)總產(chǎn)值30%左右，而西方發(fā)達(dá)國家的畜牧業(yè)產(chǎn)值均占50%以上。其主要原因是當(dāng)前我國沒有形成草產(chǎn)業(yè)體系。發(fā)達(dá)國家的集約化人工草地和飼料地占耕地總面積的20%-40%，而我國不足5%，只能依賴于農(nóng)區(qū)的糧食發(fā)展畜牧業(yè)。

第二組數(shù)據(jù)是，我國擁有草原、草甸、草叢等各類草地約60億畝，占國土面積42%，理應(yīng)在我國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中發(fā)揮重大作用。但長期以來，我國缺乏科學(xué)合理的草地管理體系，草業(yè)甚至沒有被納入國民經(jīng)濟(jì)統(tǒng)計(jì)體系。

由于不合理利用，草地退化嚴(yán)重，載畜量不斷下降。據(jù)統(tǒng)計(jì)，我國約90%的草地出現(xiàn)了不同程度的退化。

方精云說，要改變這些問題，必須轉(zhuǎn)變思路，大力推進(jìn)農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)的優(yōu)化。而要解決我國飼草料短缺的問題，必須改變農(nóng)業(yè)種植結(jié)構(gòu)，建設(shè)集約化人工草地，增加飼草在種植業(yè)中的比重。

科學(xué)與技術(shù)在草原上齊飛

草牧業(yè)理念應(yīng)運(yùn)而生。方精云介紹，2010年以前，他所在的中科院植物所便開展了大量的草地基礎(chǔ)研究和小面積的試驗(yàn)示范，對草地的生態(tài)功能和生產(chǎn)功能進(jìn)行了分析和測算。

草牧業(yè)是以草（牧草或飼草）為基礎(chǔ)的畜牧業(yè)，可以粗略地理解成是草業(yè)和畜牧業(yè)的合成詞。從生產(chǎn)功能上講，草是牧的物質(zhì)基礎(chǔ)，牧是草的出口；從生態(tài)學(xué)角度講，草牧業(yè)在強(qiáng)調(diào)草地生態(tài)與草產(chǎn)業(yè)的同時(shí)，更關(guān)注草地的生態(tài)功能和生產(chǎn)功能的合理配置和協(xié)調(diào)發(fā)展。

2015年3月，呼倫貝爾生態(tài)草牧業(yè)試驗(yàn)區(qū)建設(shè)啟動(dòng)。自此，一系列與此相關(guān)的科學(xué)與技術(shù)開始在草原上嶄露頭角。

在試驗(yàn)區(qū)，中科院動(dòng)物研究所研究員、昆蟲病毒學(xué)研究組組長秦啟聯(lián)正在特泥河農(nóng)場上放飛一臺(tái)無人機(jī)，其中攜帶的赤眼蜂是目前國內(nèi)外應(yīng)用范圍最廣、使用面積最大的天敵生物農(nóng)藥。

在數(shù)十公里之外的呼倫貝爾農(nóng)墾總部，中科院合肥智能機(jī)械研究所常務(wù)副所長、研究員王儒敬則展示著其牽頭研制的農(nóng)牧業(yè)生產(chǎn)指揮決策管理系統(tǒng)，這一系統(tǒng)被稱作整個(gè)試驗(yàn)田的“指揮官”——通過云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)、智能檢測等手段，針對不同地塊“對癥下藥”。他介紹，該系統(tǒng)將根據(jù)采集到的基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)、氣象記錄、表層土壤肥力分布、土壤墑情、作物病蟲害、作物長勢等農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)，有針對性地給地塊“開處方”，做到精準(zhǔn)施肥，精準(zhǔn)應(yīng)對病蟲害，科學(xué)規(guī)劃作物種植規(guī)模、比例和分布等。

期待重現(xiàn)“風(fēng)吹草低見牛羊”

作為科學(xué)家，潘慶民卻有著詩人一般的人文關(guān)懷，在整個(gè)試驗(yàn)區(qū)的任務(wù)分工中，這位中國科學(xué)院植物研究所副研究員負(fù)責(zé)的是“天然草恢復(fù)與合理利用板塊”，即通過科技手段，重現(xiàn)“風(fēng)吹草低見牛羊”的景象。他說，近年來，國家投入了大量人力、物力和財(cái)力用于草原生態(tài)環(huán)境治理，但“局部好轉(zhuǎn)，總體惡化”的狀況沒有得到根本改變。

原因很簡單，草原牧區(qū)仍一直沿襲著傳統(tǒng)的掠奪式草地畜牧業(yè)經(jīng)營模式。其特點(diǎn)是：放牧場連年超載放牧，打草場連年刈割，片面追求草地的生產(chǎn)功能，忽視其生態(tài)功能，不斷地從草原上索取而沒有回補(bǔ)。

如此，草原生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)和能量流動(dòng)出現(xiàn)了問題，導(dǎo)致生物多樣性降低，進(jìn)而顯著地削弱了草原的自我修復(fù)能力——在冬春時(shí)節(jié)，雪大的年份往往就演變成“白災(zāi)”，雪小的年份就會(huì)發(fā)生“黑災(zāi)”。

潘慶民開的“藥方”是“一休、二輪、三調(diào)、四補(bǔ)”。一休是指季節(jié)性休牧，主要包括春季休牧和秋季休牧。他說，春季休牧是讓牧草能夠很好地返青，進(jìn)入快速生長期，秋季休牧是讓牧草能夠大量結(jié)出果實(shí)，種子能夠入土，以補(bǔ)充土壤種子庫。二輪是指放牧場的牧刈輪替和打草場的分區(qū)輪刈。三調(diào)和四補(bǔ)是草地恢復(fù)和改良的集成技術(shù)。根據(jù)生態(tài)草牧業(yè)試驗(yàn)區(qū)的結(jié)果，通過一個(gè)生長季的改良，草地生產(chǎn)力由46公斤/畝提高到161公斤/畝，優(yōu)質(zhì)牧草羊草的比例由10%提高到50%-80%。

根據(jù)潘慶民的說法，他的科研團(tuán)隊(duì)所采取的技術(shù)措施一次性投入約為每畝25元，一次投入，5年受益，年平均成本為每畝5元，每畝年平均增產(chǎn)牧草20公斤-50公斤，“如果推廣開來，其收益將非?？捎^”。

潘慶民說，這對當(dāng)?shù)氐哪撩窈途用駚碚f，不僅有看得見的生態(tài)效益，還將有實(shí)打?qū)嵉慕?jīng)濟(jì)收益——一場屬于草原上的科技革命已經(jīng)展開。