徐炳成,山 侖*
(1.西北農(nóng)林科技大學黃土高原土壤侵蝕與旱地農(nóng)業(yè)國家重點實驗室;2.中國科學院水利部水土保持研究所陜西楊凌 712100)
草地是陸地生態(tài)系統(tǒng)的重要組成部分,具有生產(chǎn)、生態(tài)、經(jīng)濟、資源、服務和文化等多種功能和屬性[1-2]。重視和提升草地生態(tài)系統(tǒng)服務的多功能性,有利于草地的可持續(xù)經(jīng)營和管理。生產(chǎn)功能是草地的一項基本服務功能,是草地作為可再生資源的基本屬性。優(yōu)良的草本植物是發(fā)展畜牧業(yè)和生產(chǎn)動物性產(chǎn)品重要的物質(zhì)基礎,因此,草地植被生物質(zhì)的質(zhì)量和數(shù)量將決定草地畜牧業(yè)發(fā)展區(qū)畜產(chǎn)品的品質(zhì)和產(chǎn)量。生態(tài)防護是草地生態(tài)系統(tǒng)的另一項基本服務功能,尤其是處在自然條件較為惡劣、生境較為脆弱環(huán)境條件下的草地。草地生態(tài)防護功能的高低是基于草地生產(chǎn)功能,如草地群落的生物量和蓋度等,即草地生態(tài)防護效益的大小往往與草地生長狀況密切相關(guān)。正確平衡草地生態(tài)防護功能與生產(chǎn)功能間的關(guān)系,是有效發(fā)揮草地多功能特性的基本原則之一。
按照成因,草地可分為天然草地和人工草地兩個類型。通常認為,天然草地不需要外源的生產(chǎn)性投入和管護,即在自然條件下,其能夠在物質(zhì)循環(huán)和能量流動方面保持相對平衡,屬于相對穩(wěn)定和可持續(xù)的自然生態(tài)系統(tǒng)。當受到外來干擾時,尤其是高強度放牧或其他不合理利用,同時缺乏適度管護和投入的情況下,天然草地容易出現(xiàn)生產(chǎn)性或者資源性退化,系統(tǒng)功能下降。當外界干擾解除后,退化天然草地在自然條件下會逐漸自我修復和正向演替,這種速率受退化程度、外界條件優(yōu)劣等影響;若外界自然環(huán)境條件不利或者波動,會降低草地應對外來干擾的能力,加劇草地快速退化的風險,從而延長草地在遭到破壞后的自我恢復時限。半干旱黃土丘陵溝壑區(qū)自然條件的特殊性和多變性,如多樣的地形地貌、年季波動的水熱條件,尤其是總量偏低且變率大的降水,以及階段性暴雨條件下的土壤侵蝕等,造就了該地區(qū)的天然草地是較脆弱的、不平衡的開放型生態(tài)系統(tǒng)。
在多年的生態(tài)治理和植被建設中,半干旱黃土丘陵區(qū)人工草地建設一直是較為薄弱的環(huán)節(jié)[3]。究其原因,一是受當?shù)亟涤昙竟?jié)分配不均、地形破碎、可用于種草土地面積少等自然條件影響;二是缺乏適應性強的優(yōu)良栽培草種,以及人工草地建設中如種植、栽培管理、運輸、利用等配套技術(shù)體系不夠完備;三是農(nóng)業(yè)發(fā)展扶持政策中補助額度低、補助期限短,農(nóng)業(yè)種植體系中未形成穩(wěn)定的糧草輪作或間作種植制度等[4]。2020年,在中國工程院農(nóng)業(yè)學部咨詢研究項目“黃土高原典型地區(qū)退耕還林(草)成效、問題及對策”資助下,本項目組對延安市的人工草地建設和利用情況進行了較為系統(tǒng)的調(diào)查,結(jié)果顯示,延安市的人工草地栽培、管理和利用的水平較為粗放,總體可以概括為面積不穩(wěn)、利用不足、分布分散、持久性差、經(jīng)濟效益低等。當前,在嚴格控制基本農(nóng)田“非農(nóng)化”和“非糧化”政策的影響下,人工草地建設仍面臨大規(guī)模占用耕地發(fā)展的局限。人工草地發(fā)展緩慢在一定程度上影響了延安市畜牧業(yè)的發(fā)展。
農(nóng)、林、牧的有效結(jié)合是生態(tài)農(nóng)業(yè)建設的基本指導原則,也是農(nóng)牧交錯區(qū)的發(fā)展特色和國際上半濕潤、半干旱地區(qū)農(nóng)業(yè)發(fā)展的成功經(jīng)驗。草地畜牧業(yè)一度是黃土高原半干旱地區(qū)的傳統(tǒng)主導產(chǎn)業(yè)之一,特別是處于半濕潤、半干旱區(qū)的森林草原帶和草原帶,天然草地是該類型區(qū)地帶性植被的主體,也是發(fā)展畜牧業(yè)的重要物質(zhì)基礎。發(fā)展畜牧業(yè)是國際同類地區(qū)的典型做法。近年來,由于人工草地建設滯后,天然草地嚴格禁牧,延安市畜牧業(yè)的發(fā)展遲緩、產(chǎn)值偏低。調(diào)查和統(tǒng)計資料分析表明[5],2001—2020年,延安市畜牧業(yè)年均產(chǎn)值約占農(nóng)林牧總產(chǎn)值的15.66%(其中2020年僅占11.0%)(圖1),遠低于國際半干旱地區(qū)50%左右的比例,也低于全國平均水平(全國約占1/3),這將不僅制約延安市農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整升級,也將對新時期退耕還林(草)成果的鞏固造成不利影響。
圖1 延安市2001—2020年畜牧業(yè)在農(nóng)林牧總產(chǎn)值中的占比
遙感影像解譯和統(tǒng)計資料分析表明,1990—2020年期間,延安市的土地利用以耕地、林地和草地為主,但退耕還林(草)政策實施后土地利用構(gòu)成比例調(diào)整迅速(圖2)。結(jié)果顯示,除去建設用地、水域和很小的未利用土地面積外,1990年3種主要土地利用類型,即農(nóng)∶林∶草的面積占總土地面積比約為31∶33∶35;2000年這一比例為30∶33∶36;2010年為8∶59∶32;2020年為8∶60∶29(見表1)??梢钥闯?,1990—2000年期間,農(nóng)∶林∶草的面積比例幾近1∶1∶1,即林地和草地總面積的絕對占比為68%~69%,而到2010年和2020年,林草總面積的絕對占比均達到了89%~90%。從地域分布及變化來看,新增的森林和草地主要分布在生態(tài)相對脆弱的西北部4區(qū)縣(吳起、志丹、安塞和子長),4區(qū)縣總植被覆蓋度從2000年的29.8%增加到2020年的70.6%,其中吳起縣、安塞區(qū)、子長市和志丹縣的林地面積分別上升了55.62%、39.11%、35.81%和34.23%(圖2)。
表1 延安地區(qū)1990—2020年間不同土地利用類型的面積及比例
圖2 延安北部4區(qū)縣1990—2020年土地利用類型空間分布及時間變化圖
如上所述,近20年來,天然草地占延安總土地面積的比例基本維持在30%左右。遙感資料解譯顯示,退耕還林(草)工程實施后,延安天然草地表現(xiàn)為低覆蓋度(0~30%)、中低覆蓋度(30%~45%)和中覆蓋度(45%~60%)草地面積比分別減少了16.31%、2.51%和0.48%,而中高覆蓋度(60%~75%)和高覆蓋度(>75%)草地面積比分別升高了5.83%和6.63%(表2)。本項目組的調(diào)查結(jié)果也表明,延安南部地區(qū)的天然草地恢復良好,總體平均蓋度達60%以上,但北部地區(qū)的草地存在生產(chǎn)力偏低、優(yōu)質(zhì)牧草占比偏小、草地恢復進程偏慢等問題。如何加快草地的恢復演替進程,在滿足草地生態(tài)防護效益前提下,利用好廣袤的天然草地資源,綜合提升草地的生態(tài)-經(jīng)濟服務功能,是當前需要考慮的重要問題。
表2 延安市1990—2020年間不同覆蓋度草地的面積及比例
牧業(yè)往往是拉動整個農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的推動力。優(yōu)質(zhì)和穩(wěn)定供應的飼草料是發(fā)展可持續(xù)草地畜牧業(yè)的前提。由上述分析可知,受自然條件和耕地有限等影響,當前延安人工草地發(fā)展遲緩的局面將會持續(xù)。調(diào)查結(jié)果顯示,延安部分地區(qū)生長盛期天然草地的植被蓋度在80%以上,達到了水土保持防護60%的蓋度要求,也超過了放牧蓋度70%的判斷標準[6-7]?!爸卸雀蓴_假說”認為,天然草地適當利用有利于草地的自然演替和更新[8]。多證據(jù)表明,黃土高原地區(qū)不同類型的退化草地通過禁牧10~15年后,適度放牧利用對維持草地生產(chǎn)力和草地群落穩(wěn)定性有利[7,9]。放牧是天然草地(草原)生產(chǎn)和生態(tài)管理的最廉價、最有效的利用和管理方式,也是系統(tǒng)性恢復退化草地結(jié)構(gòu)和功能的重要途徑[9-10]。因此,在連續(xù)退耕和封禁20余年后,延安市的草地建設應以天然草地恢復管理為重點,從草地群落結(jié)構(gòu)改善和土壤質(zhì)量提升兩方面入手,提升草地的生態(tài)和生產(chǎn)功能,主要包括封禁和自然恢復草地的撫育調(diào)控和提質(zhì)增效,以及恢復草地資源的管理與合理利用。
根據(jù)延安的自然環(huán)境條件特征,可以考慮在系統(tǒng)摸清草地資源分布和生長狀況基礎上,對區(qū)域草地資源進行分類,并根據(jù)立地環(huán)境條件特點和草地恢復現(xiàn)狀,確立針對性的恢復調(diào)控和改良措施。對于恢復良好的草地,可以考慮以小流域為基本單元建立試驗示范區(qū),根據(jù)流域內(nèi)土地利用和人口狀況,采用個人承包或者集體合伙承租的形式,在滿足區(qū)域生態(tài)防護要求和嚴格控制利用強度前提下,積極探索封禁恢復草地的適度放牧利用試點(如季節(jié)短期放牧、有限輪牧等),尋求廣闊草地資源的正確利用路徑,推動生態(tài)建設與草地畜牧業(yè)發(fā)展有機結(jié)合,促進生態(tài)保護與產(chǎn)業(yè)發(fā)展良性互動,提升自我發(fā)展能力,盡快建立鞏固退耕還林(草)成果的長效機制。同時,圍繞土地利用和管理方式,探索人工草地與天然草地協(xié)同發(fā)展和利用的途徑,以及區(qū)域生態(tài)保護與經(jīng)濟發(fā)展相融合的機制,推動生態(tài)資源優(yōu)勢逐步轉(zhuǎn)化為經(jīng)濟優(yōu)勢,為黃土高原大范圍生態(tài)資源價值化提供經(jīng)驗和依據(jù),助推黃河流域生態(tài)保護和高質(zhì)量發(fā)展國家戰(zhàn)略的實施。
致謝:本文撰寫過程中,西北農(nóng)林科技大學陳云明研究員、溫仲明研究員和焦峰副研究員提出寶貴意見。調(diào)研過程中得到延安市林業(yè)局、延安市退耕辦、安塞區(qū)退耕辦和吳起縣退耕辦等單位和部門的支持。