李 勛,張 艷
(四川民族學(xué)院橫斷山區(qū)生態(tài)修復(fù)與特色產(chǎn)業(yè)培育研究中心;川藏滇青林草撫育和利用研究中心 四川,康定 626001)
橫斷山區(qū)地形復(fù)雜多變,主要位于青藏高原的東南緣,其在四川省內(nèi)的分布范圍主要是川西高原地區(qū)—甘孜藏族自治州(簡(jiǎn)稱(chēng)甘孜州)和阿壩藏族羌族自治州(簡(jiǎn)稱(chēng)阿壩州)。川西橫斷山區(qū)作為長(zhǎng)江黃河上游重要生態(tài)屏障,受特殊的地理氣候條件與人類(lèi)活動(dòng)影響的雙重限制,生態(tài)破壞尤為嚴(yán)重,生態(tài)系統(tǒng)極度脆弱,治理和恢復(fù)難度極大[1],如果簡(jiǎn)單沿襲傳統(tǒng)的自然恢復(fù)模式,將很難實(shí)現(xiàn)預(yù)期目標(biāo),必須立足川西橫斷山區(qū)極為特殊的自然條件,從根本上調(diào)整生態(tài)建設(shè)的技術(shù)路線,以生態(tài)治理產(chǎn)業(yè)化為目標(biāo),奮力推進(jìn)集成創(chuàng)新,顯著提高該區(qū)域生態(tài)治理效能。
草原是川西橫斷山區(qū)高原牧民最基本的生產(chǎn)生活資料,也是該地區(qū)鄉(xiāng)村振興的重要物質(zhì)基礎(chǔ),更是高原寒冷地區(qū)脆弱生態(tài)系統(tǒng)保護(hù)的重點(diǎn)區(qū)域。作為四川省最大的草原牧區(qū),甘孜州區(qū)域的天然草原分布面積約占四川省草原總面積以及川西北牧區(qū)草原總面積的50%[2]。但由于自然環(huán)境惡劣、災(zāi)多災(zāi)頻、草原植被恢復(fù)周期長(zhǎng),加之長(zhǎng)期超載超牧、投入不足,草原負(fù)荷壓力增大,生態(tài)治理修復(fù)進(jìn)展緩慢,2019年全州退化草地9952.08萬(wàn)畝,占可利用草地的79.61%[3]。
川西橫斷山區(qū)地勢(shì)高亢、中部突起、東南緣深切,北部高原與南部河谷海拔高差達(dá)3000m。正是由于川西橫斷山區(qū)特殊的地理環(huán)境(寒冷的高原或高山地帶),該地區(qū)的主要植被類(lèi)型逐漸演變成由耐寒性較強(qiáng)的、高度較低的多年生草本植物、灌木叢的復(fù)合草地類(lèi)型,常被稱(chēng)為高寒草甸草地(Alpine meadow)[4]。高寒草甸在四川省內(nèi)主要分布于甘孜州和阿壩州[5](圖1),分布區(qū)域的海拔高度約為3400~4500m,主要地形為山原以及丘狀高原,大部分地區(qū)地表平坦寬闊。尤其是理塘縣、甘孜縣以及新龍縣等地,大部分地域?yàn)楦吆莸閰^(qū)域,約為70000km2。近年來(lái),由于過(guò)度放牧、基礎(chǔ)建設(shè)、人類(lèi)活動(dòng)(旅游業(yè)發(fā)展等)、以及全球范圍內(nèi)的氣候變暖等因素,造成川西高寒草甸嚴(yán)重退化[6],地表植被的發(fā)育及定植過(guò)程也受到嚴(yán)重干擾。2014年川西橫斷山區(qū)甘孜州境內(nèi)草地生態(tài)破壞的損失價(jià)值量達(dá)到60余億元,約占該時(shí)期GDP的30%左右。尤其是甘孜州石渠縣、理塘縣、德格縣等7個(gè)位于中高海拔地區(qū)縣市的生態(tài)破壞現(xiàn)狀極為嚴(yán)重[7]。
圖1 橫斷山區(qū)區(qū)位圖
川西橫斷山區(qū)高海拔牧區(qū)氣候寒旱,生態(tài)環(huán)境脆弱,水土流失嚴(yán)重,絕大多數(shù)草本返青晚、生長(zhǎng)慢,人工草地資源匱乏,冬春季節(jié)飼草貯備不足,牦牛、羊等家畜的養(yǎng)殖方式主要依賴(lài)于現(xiàn)有的天然草地資源,牲畜生產(chǎn)和養(yǎng)殖表現(xiàn)出 “夏飽、秋肥、冬瘦、春死” 的不良循環(huán),畜牧業(yè)長(zhǎng)期呈現(xiàn) “馬鞍形” 發(fā)展模式。為兼顧保護(hù)天然草原和發(fā)展畜牧業(yè),方精云等[8-9]提出了 “以小保大” 原理(圖2),即開(kāi)發(fā)和利用約10%(可低至5%)土壤質(zhì)量、氣候條件較好的土地,以此建立一批產(chǎn)量高、效能好的以集約生產(chǎn)為主導(dǎo)的人工草地,從而為該地區(qū)的畜牧業(yè)發(fā)展提供優(yōu)質(zhì)牧草,力求從根本上解決該地區(qū)的草畜矛盾;反之,對(duì)該地區(qū)除此之外的90%~95%的天然草原進(jìn)行保護(hù)、恢復(fù)以及適度利用,從而實(shí)現(xiàn)該地區(qū)生態(tài)功能和生產(chǎn)效益的共同發(fā)展??梢?jiàn),高產(chǎn)牧草的栽培和生產(chǎn)是水土保持、植被恢復(fù)和生態(tài)建設(shè)的有效治理措施。川西橫斷山區(qū)由于北跨6個(gè)緯度,不同區(qū)域的年平均氣溫變化幅度大(約為17℃),氣候條件及生產(chǎn)加工方式都極為特殊,常規(guī)的牧草種植、加工方面的技術(shù)在高寒地區(qū)的應(yīng)用價(jià)值有待檢驗(yàn)。
圖2 草地 “以小保大” 原理示意圖
川西橫斷山區(qū)地形復(fù)雜、生態(tài)環(huán)境惡劣、土壤荒漠化嚴(yán)重,這一區(qū)域的生態(tài)恢復(fù)和環(huán)境治理是一世界難題。由于川西橫斷山區(qū)氣候條件特殊,大多數(shù)保水固土植物、重金屬富集植物受季節(jié)或者區(qū)域影響,引種可能會(huì)帶來(lái)生態(tài)適應(yīng)性等問(wèn)題。因此,應(yīng)當(dāng)探究兼顧牧草需求與生態(tài)治理能力的耐寒耐寒植物品種在川西橫斷山區(qū)不同立地條件(海拔、坡向、坡度等)下的引種可行性與生態(tài)適應(yīng)性,積極提高土壤肥力與蓄水能力,改善退化土壤物理狀況,修復(fù)重金屬富集土壤,減輕土壤侵蝕與水土流失。比如針對(duì)草原尾礦分布區(qū)重金屬治理問(wèn)題,需要充分結(jié)合該區(qū)域境內(nèi)地質(zhì)災(zāi)害治理、土壤重構(gòu)、植被重建、水土保持和土地復(fù)墾等生態(tài)修復(fù)工程的需要,在充分調(diào)查重金屬污染區(qū)域分布情況和統(tǒng)計(jì)信息(面積、海拔、坡度、坡位、土壤理化性質(zhì)、土壤重金屬含量和種類(lèi)、植物群落結(jié)構(gòu)等)的基礎(chǔ)上,采集該區(qū)域周?chē)寥馈⒑铀俺练e物、植被及其根際土壤,對(duì)該污染區(qū)域周邊的土壤、河流及沉積物及植被進(jìn)行土壤重金屬污染程度、生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)和鄉(xiāng)土植物富集轉(zhuǎn)移能力的分析,從而提出重金屬污染土壤的修復(fù)建議。此外,相對(duì)于引種植物而言,本土的植物對(duì)環(huán)境具有更好的適應(yīng)性,考慮到植物修復(fù)技術(shù)在土壤重金屬污染等生態(tài)治理中的有效利用和更好的生長(zhǎng),應(yīng)當(dāng)立足于川西橫斷山區(qū),篩選出適應(yīng)當(dāng)?shù)厣鏃l件的重金屬富集性植物,從而推動(dòng)川西橫斷山區(qū)土壤重金屬污染、水土流失等生態(tài)問(wèn)題的治理提,為生態(tài)治理和生態(tài)衍生產(chǎn)業(yè)綜合開(kāi)發(fā)提供科技支撐。
與此同時(shí),川西橫斷山區(qū)高海拔牧區(qū)的超載過(guò)牧以及草原三化嚴(yán)重,使得該區(qū)域生態(tài)環(huán)境治理任務(wù)仍然艱巨,其根本矛盾在于牧區(qū)自然氣候等因素導(dǎo)致的牧草低產(chǎn)難以滿(mǎn)足日益增加的放牧承載。發(fā)展人工草地及其生態(tài)衍生草產(chǎn)品不僅有利于該地區(qū)草產(chǎn)業(yè)健康發(fā)展,更可有力促進(jìn)高寒牧區(qū)畜牧業(yè)提質(zhì)增效,減緩天然草地載畜壓力,支撐川西橫斷山區(qū)生態(tài)草牧業(yè)的高質(zhì)量綠色發(fā)展和天然草原生態(tài)脆弱區(qū)自然恢復(fù)。因此,可利用川西橫斷山區(qū)優(yōu)異的光熱資源進(jìn)行高產(chǎn)牧草人工異地生產(chǎn),建立牧草高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)示范基地,進(jìn)行快速繁殖技術(shù)、高產(chǎn)高效基地化栽培技術(shù)、多元化草產(chǎn)品加工技術(shù)體系的研究與組裝,緩減高寒牧區(qū)草山草坡承載力,減輕退化和荒漠化的風(fēng)險(xiǎn),大力提高單位面積生產(chǎn)力,面向牧區(qū)需求開(kāi)發(fā)多元化草產(chǎn)品[10-11],為草食類(lèi)畜禽(牦牛、羊等)供給大量的營(yíng)養(yǎng)豐富的牧草,滿(mǎn)足供需缺口,以實(shí)現(xiàn)小面積生產(chǎn)、大面積生態(tài)保護(hù)。這對(duì)于川西橫斷山區(qū)的區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展、社會(huì)穩(wěn)定以及社會(huì)主義新農(nóng)村建設(shè)具有一定推動(dòng)作用。
川西橫斷山區(qū)生態(tài)建設(shè)和治理要適合當(dāng)?shù)厣鐣?huì)經(jīng)濟(jì)和自然生態(tài)條件的方式,將生態(tài)建設(shè)與社會(huì)發(fā)展結(jié)合起來(lái)。建立小面積優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)的牧草生產(chǎn)以及產(chǎn)品加工基地,將豐富的太陽(yáng)能通過(guò)牧草有效地轉(zhuǎn)化為生產(chǎn)功能性飼料、飼料添加劑和有機(jī)肥料供給高寒牧區(qū),以產(chǎn)業(yè)促進(jìn)生態(tài)治理;種植戶(hù)投入后在首次采收后可快速收回成本,投入資料少且成本回收快,因此有自愿種草發(fā)展巨菌草產(chǎn)業(yè)的動(dòng)力,最終帶動(dòng)農(nóng)業(yè)循環(huán)經(jīng)濟(jì)發(fā)展,建立生態(tài)治理可持續(xù)發(fā)展新模式,在治理中開(kāi)發(fā),在重建中利用,在保護(hù)中發(fā)展,實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)、社會(huì)和生態(tài)效益統(tǒng)一。該地區(qū)可通過(guò) “調(diào)研—試種—小面積推廣—大面積種植” 的模式引進(jìn)和發(fā)展一批高產(chǎn)、速生牧草品種。如國(guó)內(nèi)發(fā)展較好的狼尾草(Pennisetumalopecuroides)、紫花苜蓿(Medicagosativa)、巨菌草(Pennisetum sinese)等。如巨菌草,該牧草品種屬禾本科狼尾草屬叢生草本植物,粗蛋白含量高達(dá)10%(表1),優(yōu)于稻草(3.5%)和玉米桿(4%),平均植株高度約為3.5~5m,最高可達(dá)7.08m,每公頃的年鮮草產(chǎn)量約300t,一年可刈割4~6次,首次種植后可實(shí)現(xiàn)約20年采收(牧草品種比較見(jiàn)表1)。該牧草品種于20世紀(jì)80年代初由國(guó)家菌草工程技術(shù)研究中心林占熺引入國(guó)內(nèi),其具有太陽(yáng)能利用率高、投資少、周期短、見(jiàn)效快等優(yōu)點(diǎn),在江西、浙江、海南、寧夏、西藏林芝和我省盆地丘陵及攀枝花等多地應(yīng)用,該牧草品種目前已在干旱、貧瘠的荒漠地帶(寧夏銀川永寧縣)進(jìn)行試點(diǎn)示范和應(yīng)用推廣,但在川西橫斷山區(qū)栽培研究較少。同時(shí),考慮到川西橫斷山區(qū)特殊的氣候環(huán)境和長(zhǎng)期形成的畜牧業(yè)發(fā)展模式,對(duì)于引入的牧草品種,還需要兼顧管理技術(shù)要求低、可作青飼料或加工飼料及飼料、可進(jìn)行儲(chǔ)存和遠(yuǎn)距離運(yùn)輸以及對(duì)土壤修復(fù)和環(huán)境改善方面的需求。目前川西橫斷山區(qū)天然草地草畜供需失衡,人工草地比例極低,配套技術(shù)較落后,尚以草(如巨菌草)為主的衍生產(chǎn)業(yè)的發(fā)展較為落后。比如,以 “巨菌草” 為關(guān)鍵詞在國(guó)家知識(shí)產(chǎn)權(quán)局上進(jìn)行檢索,一共檢索到了429項(xiàng)專(zhuān)利,有199項(xiàng)是巨菌草在專(zhuān)利題目中呈現(xiàn)。從專(zhuān)利信息來(lái)看,這些巨菌草相關(guān)栽培或種植方面的專(zhuān)利多針對(duì)黃河流域、西北干旱地區(qū)及沿海城市地區(qū)。因此,以 “高寒菌草” “橫斷山區(qū)菌草” “川西菌草” 為關(guān)鍵詞在知識(shí)產(chǎn)權(quán)局上進(jìn)行檢索,未檢索到相關(guān)專(zhuān)利。由此可見(jiàn),巨菌草等高產(chǎn)、速生牧草品種在川西橫斷山區(qū)的生態(tài)恢復(fù)重建及生態(tài)衍生產(chǎn)業(yè)培育技術(shù)亟待突破。
表1 天然草地與人工草場(chǎng)干草產(chǎn)量、粗蛋白含量比較
近年來(lái),川西橫斷山區(qū)甘孜等地已建立一批以牧草為基礎(chǔ)的種養(yǎng)殖業(yè),但并沒(méi)有形成完整的產(chǎn)業(yè)鏈,也沒(méi)有達(dá)到一定的規(guī)?;瞎┙o遠(yuǎn)不能滿(mǎn)足市場(chǎng)需求,技術(shù)含量遠(yuǎn)不能達(dá)到現(xiàn)代牧草產(chǎn)業(yè)發(fā)展模式要求,牧草產(chǎn)業(yè)的發(fā)展對(duì)區(qū)域生態(tài)、經(jīng)濟(jì)和社會(huì)的貢獻(xiàn)有限,遠(yuǎn)落后于技術(shù)先進(jìn)和產(chǎn)業(yè)發(fā)達(dá)的沿海地區(qū),牧草產(chǎn)業(yè)在川西橫斷山區(qū)的發(fā)展?jié)摿薮?。此外,能源產(chǎn)業(yè)的發(fā)展、節(jié)能減排是我國(guó)的一項(xiàng)基本國(guó)策,可以引進(jìn)和篩選一批能夠作為生物質(zhì)發(fā)電、生物化工、生物車(chē)用燃油的重要補(bǔ)充原料的牧草品種,積極探究川西橫斷山區(qū)能源草種生產(chǎn)技術(shù)規(guī)程及監(jiān)測(cè)體系的建立和制定,從而為提高該地區(qū)能源草種的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力、促進(jìn)牧草產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供保障。同時(shí),利用川西橫斷山區(qū)這一地區(qū)荒山荒地面積廣大、土地和勞動(dòng)力成本低廉等優(yōu)勢(shì),在進(jìn)行高寒草甸生態(tài)恢復(fù)、促進(jìn)水土保持和土壤改良的同時(shí)進(jìn)行生物質(zhì)原料基地建設(shè),為區(qū)域發(fā)展提供經(jīng)濟(jì)的、穩(wěn)定的、數(shù)量可觀的生物質(zhì)原料供應(yīng)來(lái)源[16,17]。
川西橫斷山區(qū)作為長(zhǎng)江黃河上游重要生態(tài)屏障,受特殊的地理氣候條件與人類(lèi)活動(dòng)影響的雙重限制,超載過(guò)牧以及草原三化嚴(yán)重,生態(tài)系統(tǒng)極度脆弱,治理和恢復(fù)難度極大,如果簡(jiǎn)單沿襲傳統(tǒng)的自然恢復(fù)模式,將很難實(shí)現(xiàn)預(yù)期目標(biāo),必須立足川西橫斷山區(qū)極為特殊的自然條件,從根本上調(diào)整生態(tài)建設(shè)的技術(shù)路線,以生態(tài)治理產(chǎn)業(yè)化為目標(biāo),將生態(tài)建設(shè)與社會(huì)發(fā)展結(jié)合起來(lái),建立小面積優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)的牧草生產(chǎn)以及產(chǎn)品加工基地,進(jìn)行快速繁殖技術(shù)、高產(chǎn)高效基地化栽培技術(shù)、多元化草產(chǎn)品加工技術(shù)體系的研究與組裝,奮力推進(jìn)集成創(chuàng)新,顯著提高治理效能。