“以小保大”原理：用小面積人工草地建設(shè)換取大面積天然草地的保護與修復(fù)

方精云，潘慶民，高樹琴，景海春，張文浩

(1.中國科學(xué)院植物研究所 植被與環(huán)境變化國家重點實驗室，北京 100093；2.中國科學(xué)院內(nèi)蒙古草業(yè)研究中心，北京 100093；3.中國科學(xué)院植物研究所 北方資源植物重點實驗室，北京 100093)

?

“以小保大”原理：用小面積人工草地建設(shè)換取大面積天然草地的保護與修復(fù)

方精云1,2，潘慶民1,2，高樹琴1,2，景海春2,3，張文浩1,2

(1.中國科學(xué)院植物研究所 植被與環(huán)境變化國家重點實驗室，北京 100093；2.中國科學(xué)院內(nèi)蒙古草業(yè)研究中心，北京 100093；3.中國科學(xué)院植物研究所 北方資源植物重點實驗室，北京 100093)

由于過度放牧和氣候變化等因素的影響，我國天然草地出現(xiàn)大面積的退化。發(fā)展小面積優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)的人工草地是保護和恢復(fù)大面積天然草地的有效途徑，同時也能穩(wěn)定提供草原畜牧業(yè)發(fā)展所需要的優(yōu)質(zhì)牧草。我們稱之為“以小保大”的草地保護與利用原理。本文簡述了“以小保大”原理，并利用試驗數(shù)據(jù)進行了實證,還就我國草業(yè)發(fā)展的科技問題，提出了建議。

人工草地；天然草地；草食畜牧業(yè)；草業(yè)科技

1 粗放型草地畜牧業(yè)模式亟待變革

我國草地遼闊，面積為280萬～390萬km2，占國土面積的29%～41%[1]，是寶貴的自然資源和重要的生態(tài)屏障，理應(yīng)在我國社會經(jīng)濟發(fā)展和生態(tài)文明建設(shè)中發(fā)揮重大作用。但是，由于過度放牧、管理粗放，加之干旱等自然因素的影響，90%的天然草地發(fā)生了不同程度的退化，其生態(tài)和生產(chǎn)功能均十分低下，未能得到有效發(fā)揮。例如，我國六大牧區(qū)(西藏、內(nèi)蒙古、新疆、青海、寧夏、甘肅)的草地面積約占全國草地面積的74%，但其畜牧業(yè)產(chǎn)值僅占全國畜牧業(yè)產(chǎn)值的16%[2]。

為解決草原退化和牧區(qū)發(fā)展的問題，2000年以來，我國陸續(xù)實施了“退牧還草”、“京津風(fēng)沙源治理”等多個重大工程和草原生態(tài)補助獎勵政策。這在一定程度上遏制了草原快速退化的勢頭，但“局部改善，總體惡化”的整體態(tài)勢沒有從根本上轉(zhuǎn)變[3]，長期困擾草原牧區(qū)的“三牧”問題依然嚴峻。

我們認為，產(chǎn)生上述問題的原因在于我國膳食結(jié)構(gòu)發(fā)生了根本性變化，而農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)卻沒有隨之進行調(diào)整。隨著我國經(jīng)濟的不斷發(fā)展，國民的膳食結(jié)構(gòu)發(fā)生了巨大變化，對畜產(chǎn)品的需求急劇增加，近30年來我國動物性產(chǎn)品的消費增加了160%。這使得草原牧區(qū)的載畜量不斷攀升，大面積的天然草地陷入了“過度利用-草場退化-繼續(xù)過度利用-更嚴重退化”的惡性循環(huán)。實踐表明，我國草原牧區(qū)主要以天然草地為飼草來源的傳統(tǒng)的粗放型畜牧業(yè)模式已經(jīng)難以為繼，到了必須變革的重要關(guān)口。

2 基于“以小保大”原理，發(fā)展人工草地，推進草牧業(yè)發(fā)展

綜合國內(nèi)外的經(jīng)驗，我們認為，發(fā)展優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)的人工草地對于我國草原牧區(qū)的可持續(xù)發(fā)展至關(guān)重要。歐洲的人工草地占草地總面積的50%以上，新西蘭的改良草地和半人工草地占到66%，美國的人工草地占到29%，而我國的人工草地僅占5%左右[1]。因此，建設(shè)優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)的人工草地是推進我國草牧業(yè)發(fā)展的必由之路。這是因為：1)相較于天然草地，人工草地產(chǎn)量高、質(zhì)量好(表1)。按照目前我國人工草地的種植水平來計算，人工草地的產(chǎn)草量是天然草地的10～15倍，甚至更高；由于人工草地種植的都是優(yōu)質(zhì)牧草，如果按蛋白質(zhì)產(chǎn)量計算，人工草地的產(chǎn)量是天然草地的20～40倍。2)我國草原牧區(qū)自然降水波動大，造成天然草地的產(chǎn)草量年際間變異很大，“以草定畜”的草畜平衡很難實現(xiàn)。發(fā)展高產(chǎn)高效的人工草地，可以為草食畜牧業(yè)提供穩(wěn)定的飼草供給，實現(xiàn)“以畜定草”的草畜平衡。3)發(fā)展人工草地可為天然草地生產(chǎn)和生態(tài)功能的提升奠定基礎(chǔ)。目前，我國部分天然草地由于嚴重退化，生產(chǎn)力水平遠低于其生產(chǎn)潛力。因此，減輕其放牧壓力后，生產(chǎn)力水平和生態(tài)功能都會得到顯著恢復(fù)和提升。

基于上述認識，我們提出“以小保大”的草地保護與利用模式。其基本原理是：在草原牧區(qū)利用不足10%(甚至5%)水熱條件適宜的土地，建立集約化的高產(chǎn)高效人工草地，提供發(fā)展畜牧業(yè)所需要的優(yōu)質(zhì)牧草(一般來說，其單位面積產(chǎn)量是天然草地的10倍以上)，從根本上解決草畜矛盾；對其它90%以上的天然草地進行保護、恢復(fù)和適度利用，實現(xiàn)其生產(chǎn)與生態(tài)功能的雙提升。

近年來，我們與內(nèi)蒙古呼倫貝爾農(nóng)墾集團合作，進行草牧業(yè)試驗示范。試驗示范表明，“以小保大”的理念是完全可行的。以2016年的數(shù)據(jù)為例(2016年該地區(qū)嚴重干旱，其降水量不足多年平均的1/2)：人工草地的產(chǎn)量是天然草地的6～37倍(表2)；其中，苜蓿人工草地畝產(chǎn)超400 kg，燕麥草畝產(chǎn)超過600 kg，青貯玉米畝產(chǎn)6.2 t。在天然草地恢復(fù)改良方面，通過技術(shù)集成，平均產(chǎn)草量由對照的0.9 t·hm-2增加到2.25～2.55 t·hm-2，增長了約2倍；優(yōu)質(zhì)牧草比例從不足20%，提高到60%～80%(表3)。

表1 天然草地與人工草地牧草產(chǎn)量、粗蛋白含量和蛋白質(zhì)產(chǎn)量的比較Table 1 Comparison of dry matter yield, crude protein and protein content between natural and cultivated grassland

表2 呼倫貝爾試驗區(qū)人工草地與天然草地的牧草產(chǎn)量和品質(zhì)Table 2 Comparison of dry matter yield and herbage quality between cultivated and natural grassland in Hulunbuir

表3 呼倫貝爾試驗區(qū)天然草地恢復(fù)示范效果Table 3 Effect of restoration on natural grassland in Hulunbuir

3 建議

基于在呼倫貝爾農(nóng)墾集團開展草牧業(yè)試驗區(qū)的實踐，以及我國草牧業(yè)發(fā)展中存在的問題，我們提出以下4點建議：

1)我國牧草品種選種育種和良種繁育工作十分滯后，建議國家加大對牧草育種選種和分子育種技術(shù)應(yīng)用的支持力度，加快良種繁育基地的建設(shè)。

2)我國人工草地的建設(shè)沒有充分考慮多種牧草具有多年生和收獲營養(yǎng)器官的特點，為此應(yīng)建立與牧草特點相適應(yīng)的人工草地生產(chǎn)技術(shù)體系。

3)在牧草收獲、加工和貯存等環(huán)節(jié)，養(yǎng)分損失嚴重，飼喂效益不好。建議建立規(guī)范的草產(chǎn)品加工與貯藏技術(shù)體系；研發(fā)高效加工菌劑，提高牧草的營養(yǎng)價值和飼喂效益；研究實施“儲備草”工程，減少牧草生產(chǎn)的大小年問題所帶來的影響。

4)我國天然草地由于嚴重退化具有較高的生產(chǎn)力提升潛力，建議國家加大對天然草地保護和改良技術(shù)體系的研究、示范和推廣的力度，真正實現(xiàn)其生產(chǎn)和生態(tài)功能的雙贏。

References：

[1] 沈?；?朱言坤,趙霞,耿曉慶,高樹琴,方精云.中國草地資源的現(xiàn)狀分析.科學(xué)通報,2016,61:139-154.

Shen H H,Zhu Y K,Zhao X,Geng X Q,Gao S Q,Fang J Y.Analysis of current grassland resources in China.Chinese Science Bulletin,2016,61:139-154.(in Chinese)

[2] 方精云,白永飛,李凌浩,蔣高明,黃建輝,黃振英,張文浩,高樹琴.我國草原牧區(qū)可持續(xù)發(fā)展的科學(xué)基礎(chǔ)與實踐.科學(xué)通報,2016,61:155-164.

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,2016,61:155-164.(in Chinese)

[3] 中華人民共和國農(nóng)業(yè)部.中國草原發(fā)展報告2011.北京:中國農(nóng)業(yè)出版社,2013.

[4] 張英俊,王明利,黃頂,楊富裕.我國牧草產(chǎn)業(yè)發(fā)展趨勢與技術(shù)需求.現(xiàn)代畜牧獸醫(yī),2011(1):8-11.

[5] 周天榮,格根圖,賈玉山,侯美玲,王偉,諾明,巴達拉呼.天然草地優(yōu)勢草種對其混合草群牧草青貯品質(zhì)的影響.草原與草業(yè),2015,27(2):19-26.

Zhou T R,Gegentu,Jia Y S,Hou M L,Wang W,Nuoming,Badalahu.The effect of advantage natural grassland on mixed grass group of silage quality.Grassland and Prataculture,2015,27(2):19-26.(in Chinese)

[6] 楊青川,康俊梅,張鐵軍,劉鳳岐,龍瑞才，孫彥.苜蓿種質(zhì)資源的分布、育種與利用.科學(xué)通報,2016,61:261-270.

Yang Q C,Kang J M,Zhang T J,Liu F Q,Long R C,Sun Y.Distribution,breeding and utilization of alfalfa germplasm resources.Chinese Science Bulletin,2016,61:261-270.(in Chinese)

[7] 周青平.高原燕麥的栽培與管理.南京：江蘇鳳凰科學(xué)技術(shù)出版社,2014.

[8] 劉公社,李曉霞,齊冬梅,陳雙燕,程麗琴.羊草種質(zhì)資源的評價與利用.科學(xué)通報,2016,61:271-281.

Liu G S,Li X X,Qi D M,Chen S Y,Cheng L Q.Evaluation and utilization ofLeymuschinensisgermplasm resources.Chinese Science Bulletin,2016,61:271-281.(in Chinese)

[9] 張曉慶,穆懷彬,侯向陽,閆偉紅,李平,李鵬,蘇佳樓.我國青貯玉米種植及其產(chǎn)量與品質(zhì)研究進展.畜牧與飼料,2013,34(1):54-57.

Zhang X Q,Mu H B,Hou X Y,Yan W H,Li P,Li P,Su J L.Review on the planting of forage corn in China and its yield and quality.Animal Husbandry and Feed Science,2013,34(1):54-57.(in Chinese)

(責(zé)任編輯 武艷培)

“Small vs. Large Area” Principle: Protecting and restoring a large area of natural grassland by establishing a small area of cultivated pasture

Fang Jing-yun1,2, Pan Qing-min1,2, Gao Shu-qin1,2, Jing Hai-chun2,3, Zhang Wen-hao1,2

(1.State Key Laboratory of Vegetation and Environmental Change, Institute of Botany,Chinese Academy of Sciences, Beijing 100093, China；2.Inner Mongolia Research Center for Prataculture, Chinese Academy of Sciences, Beijing 100093, China；3.Key Laboratory of Plant Resources, Institute of Botany, Chinese Academy of Sciences, Beijing 100093, China)

A large area of natural grasslands has been deteriorated in China primarily because of over-grazing and climate changes. Establishing a small area of cultivated pasture with high quality and productivity of forage grass is a key to protect and restore the degraded natural grasslands. The cultivated pasture can also supply high quality of forage grass for the sustainable development of grass-based animal husbandry. We refer to this as “Small vs. Large Area” Principle of the grassland protection and utilization, and test it using data of pratacultural experiments. We also make some recommendations on scientific and technological issues of China’s pratacultural development.

cultivated grassland; grass-based animal husbandry; natural grassland; pratacultural science and technology

Fang Jing-yun E-mail:jyfang@urban.pku.edu.cn

10.11829/j.issn.1001-0629.2016-0514

專論

2016-10-04 接受日期：2016-10-10

中國科學(xué)院重點部署項目(KFZD-SW-101、KSZD-EW-Z-012)

方精云(1959-)，男，安徽懷寧人，教授，主要從事全球變化生態(tài)學(xué)、植被生態(tài)學(xué)與生物多樣性、草牧業(yè)以及生態(tài)遙感等方面的研究。E-mail:jyfang@urban.pku.edu.cn

S812.6

A

1001-0629(2016)10-1913-04*

方精云,潘慶民,高樹琴,景海春,張文浩.“以小保大”原理：用小面積人工草地建設(shè)換取大面積天然草地的保護與修復(fù).草業(yè)科學(xué),2016,33(10)：1913-1016.

Fang J Y,Pan Q M,Gao S Q,Jing H C,Zhang W H.“Small vs. Large Area” Principle: Protecting and restoring a large area of natural grassland by establishing a small area of cultivated pasture.Pratacultural Science，2016,33(10)：1913-1016.