放牧,草原生态系统存在的基本方式——兼论放牧的转型

放牧是国内外普遍运用的土地管理的基本手段,至今全球陆地大约半数以上处于放牧管理之下。但受传统农耕文化的影响,我国当前对放牧管理系统存在很多误解,尤其是把草原的生态恶化、牧区贫困、文化落后都归罪于草原放牧,导致禁牧盛行。从放牧的基本内涵看,当前我国草原所面临的问题,不在放牧本身,而是对放牧认识的不足和放牧管理的缺陷,割裂了人居-草地-畜群之间的联系。从历史角度看,放牧做出了巨大贡献。而随着社会和科技的进步,放牧历经原始游牧期、放牧转型期与放牧现代化时期三阶段。西方发达国家在20世纪30年代就实现了放牧的现代化转型。畜牧业现代化的核心是以人居-草地-畜群放牧系统单元为内核的划区轮牧。划区轮牧是一种开放的农业技术体系,具有多种方式,适应于不同的农业系统,可兼顾生态与生产的需求,是草地放牧管理的重大进步。为了实现草原生态系统的生态和经济双重效应,我国畜牧业应该尽快实现草原管理和放牧的现代化转型。这是我国草地畜牧业现代化的必经之路,也是现代农业的必要内涵。     

黑河流域草地承载力研究

应用RS和GIS技术,从研究区植被类型、土壤侵蚀、坡度、距水源距离、生物多样性和生态系统保护等方面,确定了黑河流域不适合和适合放牧的区域。在适合放牧的区域,根据草地类型估测产草量。在牧草分配方面,从避免土壤侵蚀和遭遇干旱时保证植被群落弹性和再生的需要以及满足昆虫和土壤无脊椎动物及野生动物需要两个方面考虑了满足生态需要的牧草生物量。在确定放牧强度时,从坡度和距离水源远近两个方面考虑了载畜量的减少比例。在此基础上,计算出满足生态保护需要的草地承载力。研究结果表明,黑河流域适合放牧的区域仅占总面积的17.693%,在适合放牧的区域,天然草地的承载力为0.009～2.055只羊单位/hm²。     

基于供给—消耗关系的蒙古高原草地承载力时空变化分析

在全球气候变化与人类活动加剧的双重影响下,蒙古高原草地放牧超载与草地退化问题不断凸显。如何从畜牧业生产对草地利用强度角度揭示草地生态系统的人地关系,对草地资源可持续利用对策研究至关重要。基于生态系统供给与消耗平衡关系,利用卫星遥感数据与畜牧业统计数据,分析蒙古高原草地生态系统的生态承载状态,研究不同政策背景和资源禀赋条件下草地生态系统承载压力的区域差异特征。研究结果表明:(1)内蒙古自治区和蒙古国两地不同的政策和习俗深刻影响了牧民对草地的利用方式,使得两地畜牧业生产结构产生显著差异,内蒙古自治区牲畜类型组成区域差异性大、总量相对平稳,而蒙古国牲畜数量增加显著、牲畜类型组成区域分布更为均匀。(2)内蒙古自治区和蒙古国草地消耗量均呈现出明显的上升趋势,蒙古高原草地资源消耗总量在2014年超出了供给量,其中内蒙古自治区草地资源消耗量在2005年超出了供给量,而近年来蒙古国的草地资源消耗量也逐渐逼近供给量。(3)2000-2016年间,蒙古高原草地承载压力不断增大,整体从盈余状态变为临界超载状态,持续严重超载地区主要出现在荒漠草原地区,并逐渐向典型草原及农牧交错区推进;蒙古国自2003年起富富有余状态区逐步减少且严重超载区逐步增多,内蒙古自治区则受生态保护政策的影响呈波动性变化。通过定量分析内蒙古自治区和蒙古国草地承载状况的时空差异性,所揭示出的不同社会经济背景下畜牧业生产结构与强度的变化规律可为草地资源管理提供科学依据。     

基于供给—消耗关系的蒙古高原草地承载力时空变化分析

在全球气候变化与人类活动加剧的双重影响下,蒙古高原草地放牧超载与草地退化问题不断凸显。如何从畜牧业生产对草地利用强度角度揭示草地生态系统的人地关系,对草地资源可持续利用对策研究至关重要。基于生态系统供给与消耗平衡关系,利用卫星遥感数据与畜牧业统计数据,分析蒙古高原草地生态系统的生态承载状态,研究不同政策背景和资源禀赋条件下草地生态系统承载压力的区域差异特征。研究结果表明：（1）内蒙古自治区和蒙古国两地不同的政策和习俗深刻影响了牧民对草地的利用方式,使得两地畜牧业生产结构产生显著差异,内蒙古自治区牲畜类型组成区域差异性大、总量相对平稳,而蒙古国牲畜数量增加显著、牲畜类型组成区域分布更为均匀。（2）内蒙古自治区和蒙古国草地消耗量均呈现出明显的上升趋势,蒙古高原草地资源消耗总量在2014年超出了供给量,其中内蒙古自治区草地资源消耗量在2005年超出了供给量,而近年来蒙古国的草地资源消耗量也逐渐逼近供给量。（3）2000-2016年间,蒙古高原草地承载压力不断增大,整体从盈余状态变为临界超载状态,持续严重超载地区主要出现在荒漠草原地区,并逐渐向典型草原及农牧交错区推进;蒙古国自2003年起富富有余状态区逐步减少且严重超载区逐步增多,内蒙古自治区则受生态保护政策的影响呈波动性变化。通过定量分析内蒙古自治区和蒙古国草地承载状况的时空差异性,所揭示出的不同社会经济背景下畜牧业生产结构与强度的变化规律可为草地资源管理提供科学依据。     

我国草原鼠害问题的生态学审视

对我国草原鼠害问题及其防治工作进行了回顾，并从草原生态系统角度分析了我国草原鼠害的成灾原因和成灾规律，据此提出了控制我国草原鼠害的战略措施。根据我国草原鼠害的特点，本文提出的控制战略是：（１）树产草地生态系统的整体效益观，即注重草地畜牧业发展中的生态效益、经济效益和社会效益“三统一”的原则和要求，造成鼠类不适宜的生存环境，促进草地生态系统的良性循环；（２）坚持连续多年的长期鼠情监测，搞好预测预报，     

不同放牧强度对红三叶、黑麦草草地植被和土壤养分的影响

对不同放牧强度下草地植物和土壤的变化规律进行了研究，结果表明：３年强度放牧使土壤的全氮含量和草地的组成和结构发生了较大的变化，使牧草产量下降１７．１％，草地主要种红三叶的重要值降低了３３．８％，均质度系数增加５１．１％，土壤的氮磷比升高１．３。轻度放牧使草地全氮含量降低０．０９６％，红三叶的均质度系数增加２１．０％。中度放牧并未使草地牧草产量和红三叶的重要值降低，同时使草地红三叶均质度系数保持在远低于１．０水平以下，但使土壤全氮含量下降０．０８５％。根据以上结果，中度放牧是保持草地持续高产的最好的放牧管理选择。     

不同放牧强度对红三叶、黑麦草草地植被和土壤养分的影响

对不同放牧强度下草地植物和土壤的变化规律进行了研究，结果表明：３年强度放牧使土壤的全氮含量和草地的组成和结构发生了较大的变化，使牧草产量下降１７．１％，草地主要种红三叶的重要值降低了３３．８％，均质度系数增加５１．１％，土壤的氮磷比升高１．３。轻度放牧使草地全氮含量降低０．０９６％，红三叶的均质度系数增加２１．０％。中度放牧并未使草地牧草产量和红三叶的重要值降低，同时使草地红三叶均质度系数保持在远低于１．０水平以下，但使土壤全氮含量下降０．０８５％。根据以上结果，中度放牧是保持草地持续高产的最好的放牧管理选择。     

生态系统健康与环境管理

环境管理和生态系统健康是密不可分的,生态系统健康是环境管理的目的,生态系统健康为环境管理提供了新的思路、新的方法,健康的生态系统为实现区域可持续发展提供技术支撑和发展基础.生态系统健康的发展演替过程是优化环境管理的步骤.优化的环境管理为生态系统健康发展提供宏观决策和社会经济保障.本文从学科发展的角度论述了生态系统健康产生的背景、理论基础和应用途径;从学科交叉的角度论述了生态系统健康的评价和与环境管理的关系.提出了环境管理的目标:健康的生态系统→健康的环境→健康的食品→健康的人类生态系统→健康的社会发展.     

中国自然草地生态系统服务价值

文中参照Constaza等提出的方法,在对草地生态系统服务价格根据其生物量订正的基础上,逐项估计了各类草地生态系统的各项生态系统服务价值,得出全国草地生态系统每年的服务价值为14979×10⁸US＄。其中扰乱管理价值占1607%,水管理和水供应价值占1444%,侵蚀控制和沉积保存价值占908%,废物处理价值占4203%,授粉价值占783%,生物控制价值占72%,食物和原材料生产价值占2226%,娱乐和文化价值占578%,其它如气体管理价值、土壤形成价值和栖息地价值低于5%。受各类草地生物群落分布广度和单位面积生态服务功能强弱的综合影响,各类草地的生态服务价值贡献率有很大差异,其中,沼泽类对草地生态系统总服务价值的贡献率为5234%。温性草原类、热性草丛类、热性灌草丛类、低地草甸类和高寒草甸类对总服务价值的贡献分别在503%～774%之间,其余类型的草地生态服务价值贡献率在5%以下。     

基于生态系统服务功能的城市规划研究

健康的生态系统是城市可持续发展的重要基础,生态系统服务功能及价值评估是评价生态系统的重要指标,森林、草地、湿地等生态系统在调节气候、保持土壤、涵养水源等方面具有重要作用.以宁波市北仑区为例,应用市场价值化方法粗略地分析了该区域的生态系统服务功能现状,结果表明,13年间北仑区的生态服务价值下降11.35%,其中,草地的生态服务价值下降最快,降幅达79.84%.从生态经济学角度阐释森林等生态系统在城市开发建设中的重要性.     

中国草地生态系统服务功能价值遥感估算研究

草地生态系统是我国陆地上面积最大的生态系统,不仅生产大量的产品,而且提供巨大的生态服务功能。利用遥感技术估算草地生态系统服务价值,具有廉价、动态、快速、范围广等优点,并可解决传统方法所不能解决的空间异质性问题。论文考虑有机物质生产、维持CO₂和O₂平衡、营养物质循环、对环境污染的净化作用、土壤侵蚀控制和涵养水源等主要服务功能,提出了一个基于净初级生产力(NPP)和植被覆盖率的草地生态系统服务价值估算方法,并介绍了从MODIS数据反演NPP和植被覆盖率的方法。对2003年我国草地生态系统服务价值的估算结果表明,我国草地生态系统总服务价值达17050.25×10⁸元,平均48.44×10⁴元/km²,是草地生产收益的19倍;不同类型的草地生态系统单位面积服务价值空间差异悬殊,从5.62×10⁴元/km²变化到99.0×10⁴元/km²以上。     

基于生态系统“受损-恢复力-修复潜力”评价的内蒙古生态空间分区及保护修复策略

为筑牢安全韧性生态空间,提升生态系统质量和稳定性,增强生态空间自我恢复能力,以内蒙古自治区为例,研究适宜大尺度空间的生态修复分区方法,针对区域典型生态系统问题,构建生态系统“受损-恢复力-可修复潜力”评价技术体系,通过生态系统现状及受损评价,摸清生态系统问题及退化区域;根据生态系统特征及支撑能力,开展生态系统恢复力评价和可修复潜力评价;耦合多级评价结果,识别修复特征相同的区域,综合划定生态空间修复分区。结果显示：研究区内可修复潜力高的区域主要分布在大兴安岭、阴山、贺兰山等区域,潜力中等区主要包括呼伦贝尔草甸草原、锡林郭勒典型草原、阴山北部荒漠草原、阿拉善荒漠等区域,潜力低区域主要包括西辽河流域、黄河流域、局部草原、荒漠沙地区域等。结合区域特征,综合划定9个生态空间修复分区,从促进生态系统结构、质量、功能保护与修复的角度出发,因地制宜提出保护保育、自然恢复、辅助修复和生态重塑等生态修复策略,保障区域生态系统实现良性循环和自我调节。从生态系统受损、生态系统恢复力及可修复潜力3个层面建立生态评价技术体系,划定生态空间修复分区,提出适宜大尺度生态空间治理的方法与实施路径。     

青海省1998—2012年草地生态系统服务功能价值评估

由于人类活动对草地生态系统的干扰,草地退化加剧,科学评估草地生态系统服务功能的价值对于草地保护与管理决策具有重要意义。论文通过整合青海省多源、多尺度、多过程的生态环境数据,结合大规模的野外调查数据,构建各类专项和综合数据库,以千年生态评估生态系统服务分类系统和Costanza等的分类方法为基础,结合青海省生态系统特征及生态地位,选取了青海省生态系统服务指标评估体系。开发定量核算青海省生态系统服务功能及其价值的数据-模型融合平台,对青海省1998—2012年的草地生态系统固碳释氧、水文调节、土壤保持、生物多样性等16种生态系统服务功能价值进行了全面的评估,成功实现了草地生态系统服务价值评估的动态化、精细化和智能化。结果表明：1998—2012年草地生态系统服务功能总价值在2 349.97~3 374.49亿元之间,均值为2 935.63亿元,是青海省2012年全省GDP的1.55倍,平均每公顷达92.87万元。最后,以此为基础,提出青海省草地生态系统适应性管理策略,为青海省生态立省战略提供决策支持和依据。     

外源碳氮添加对草地碳循环关键过程的影响

人类活动引起的大量的活性氮从大气沉降到生物圈.当前氮沉降对草地生态系统碳循环过程的影响机制仍然存在较大的不确定性.本文综述草地生态系统碳循环过程（植物光合作用、地上生物量、地下生物量、土壤呼吸、凋落物分解和土壤有机碳含量）对添加不同的氮源水平和不同施氮年限的响应,并分析这些过程变化的可能原因,同时,也阐述草地碳循环关键过程对外源碳输入的响应,并进一步分析了外源碳和氮输入对草地碳循环关键过程影响的微生物学作用机制.通过上述总结旨在强调说明碳源可利用性变化作为氮沉降背景下草地生态系统碳循环关键过程重要调控因素之一,开展相关研究对科学的管理我国草地资源配置和增加土壤碳汇方面理论的重要意义.     

放牧对呼伦贝尔草甸草原土壤呼吸温度敏感性的影响

放牧是影响草地生态系统碳循环过程的重要人类活动因素,定量研究放牧对土壤呼吸温度敏感性(Q10)的影响,对于准确评估草地碳收支和碳平衡至关重要.本研究依托呼伦贝尔草甸草原放牧梯度试验平台,利用动态密闭气室法(Li 6400-09)测量草地不同放牧梯度下的土壤呼吸作用.结果表明,不同放牧梯度下土壤呼吸具有明显的季节变化,且主要受温度因子主导,7月土壤呼吸速率达最大;2011年生长季5~9月不同放牧强度的平均土壤呼吸速率大小顺序为:G1(0.23Au·hm-2)>G0(未放牧)>G2(0.34 Au·hm-2)>G3(0.46 Au·hm-2)>G4(0.69 Au·hm-2)>G5(0.92 Au·hm-2).与不放牧相比,重度放牧(0.92 Au·hm-2)条件下Q10值减少了约10%,而轻度放牧(0.23 Au·hm-2)条件下Q10值略有升高.总体上,土壤呼吸温度敏感性(Q10)与放牧强度显著负相关(r=0.944,P<0.05),放牧不同程度地降低了土壤呼吸的温度敏感性.不同放牧梯度下Q10值与地上、地下生物量、土壤有机碳和土壤含水量之间存在显著的正相关线性回归关系,可以解释不同放牧梯度下Q10值71.0%~85.2%的变异性.放牧条件下Q10值发生变化本质上是生物因素和环境因子共同作用的结果.     

放牧生态系统与尺度问题

引言 最近20年,以前许多关于非洲放牧生态系统的假设都已经被抛弃了[1～4].例如,过去一直被认为是稳定的系统,由于过度饲养和放牧而变得不再稳定了.因此,根据Hardn的著名"公共灾难"概念[5]提出了新的管理方案,并集中于改变土地使用体制与降低饲养数量相结合.但不幸的是,根据这种理念确定的放牧管理项目,几乎没有取得什么成功.     

遥感技术支持下的草地生态系统破坏经济损失评价

通过遥感数据分析反演,测算草地净初级生产力、草地植被覆盖度、土壤侵蚀量等重要生态系统参数,进而计算草地生态系统有机物生产、营养物质循环、固碳释氧及水源涵养、土壤侵蚀损失量,再通过影子工程法、市场价值法等环境价值评估方法从以上5个方面评价草地生态系统破坏的经济损失.研究结果表明,2006年中国草地生态系统生态破坏损失为1...     

基于农牧民生计资本的干旱区草地适应性管理——以准噶尔北部的富蕴县为例

草地适应性管理是有效解决我国“三牧”（牧业、牧区和牧民）问题的重要路径。论文以准噶尔北部的富蕴县为例,采用系统（分层）抽样、参与性农户评估方法开展农牧户调查,建立生计资本量化指标体系及系统耦合协调度模型,测算农牧户生计资本及其耦合协调度。基于评估结果,提出干旱区草地适应性管理策略。研究表明：1）农牧民过度依赖天然草地放牧,普遍缺乏发展型生计,其生计资本水平低、生计转换能力弱、生计脆弱性高;2）农牧户间同质性较大,5项生计资本间属性分异明显,缺乏牧业合作经济组织,是研究区农牧户生计资本耦合协调度较低的主要原因;3）推进牧民生计多样化,转变牧业生产方式,发展牧区草产业,优化草地生产功能与生态功能的时空配置,有助于增强草地畜牧业人文-自然耦合系统的恢复力/弹性力。因此,加快培育新型职业牧民,加快发展现代草牧业,加快建设良好的农牧民组织,加强草地科学放牧管理,成为干旱区草地适应性管理的迫切任务。     

基于农牧民生计资本的干旱区草地适应性管理——以准噶尔北部的富蕴县为例

草地适应性管理是有效解决我国"三牧"(牧业、牧区和牧民)问题的重要路径。论文以准噶尔北部的富蕴县为例,采用系统(分层)抽样、参与性农户评估方法开展农牧户调查,建立生计资本量化指标体系及系统耦合协调度模型,测算农牧户生计资本及其耦合协调度。基于评估结果,提出干旱区草地适应性管理策略。研究表明:1)农牧民过度依赖天然草地放牧,普遍缺乏发展型生计,其生计资本水平低、生计转换能力弱、生计脆弱性高;2)农牧户间同质性较大,5项生计资本间属性分异明显,缺乏牧业合作经济组织,是研究区农牧户生计资本耦合协调度较低的主要原因;3)推进牧民生计多样化,转变牧业生产方式,发展牧区草产业,优化草地生产功能与生态功能的时空配置,有助于增强草地畜牧业人文-自然耦合系统的恢复力/弹性力。因此,加快培育新型职业牧民,加快发展现代草牧业,加快建设良好的农牧民组织,加强草地科学放牧管理,成为干旱区草地适应性管理的迫切任务。     

藏北草地生态系统可持续发展能力评价

藏北草地是我国重要的畜牧业生产基地和生态安全屏障。然而,草地退化引发了一系列的生态、经济、环境和社会问题,不仅直接威胁到我国的生态屏障安全和当地的畜牧业生产,而且严重影响着藏北草地生态系统的可持续发展。研究以藏北那曲地区为例,利用复合生态系统场方法,构建了以生态功能、生产功能和生活功能为基础的可持续发展评价指标体系和模型,并通过对1985-2008年那曲地区草地生态系统的发展变化分析,定量评价了草地生态系统的可持续发展能力。评价结果表明,藏北那曲草地生态系统的发展位已超过了系统的最大承载能力,发展势缺乏潜能,协调性较差,可持续发展度很低,草地生态系统处于不可持续的发展状态。