圍欄禁牧與放牧對草地生態系統固碳能力的影響

童培培

摘要：圍欄禁牧與放牧在不同程度上都會影響草地生態系統的固碳能力。以現階段草地生態系統固碳能力為基礎，結合近年來國家對圍欄禁牧與放牧提出的要求，明確新時代發展背景下生態系統的重要性，分析圍欄禁牧與放牧對草地生態系統固碳能力構成的影響，以期提出有效的解決方案，構建和諧發展的生態環境。

關鍵詞：圍欄禁牧;放牧;草地生態系統;固碳能力

中圖分類號：S812.29

文獻標識碼：B

doi： 10.3969/j.issn.2096-3637.2018.10.112

0 引言

大氣中的碳主要是以二氧化碳的方式被植物光和固定，但并不一直存在于植物體內，會依據根部分泌物、凋落物的分解等方式進入到土壤中，而草地生態系統碳儲量大約有90%以上都在土壤碳庫中，而草地生態系統的固碳能力會受土壤碳儲量影響。因此，圍欄禁牧與放牧對草地生態系統固碳能力的影響主要分為兩方面：一方面是植被生產力;另一方面是土壤的碳儲量。

1 影響草地生態系統的植被生產力

不管是圍欄禁牧還是放牧，草地植被生產力構成的影響主要分為以下幾點：其一，圍欄禁牧背景下的植被生產力要高于放牧背景下的植被生產力。在退化的草地生態系統下，放牧難以維持生產力需求，而圍欄禁牧可以控制牲畜對植被的影響，進而提升草地的生產力。如，研究內蒙古科爾沁沙質退化草地可知，隨著圍封年限的增加，植被生物量也在持續上升，對比放牧的草地植被生產力有一定提升;其二，雖然大部分研究發現圍欄禁牧背景下的植被生產力要高于放牧背景下的植被生產力，但也有部分研究證明有的草地生態系統，尤其是那些長時間放牧的區域，放牧更有助于草地植被生產力的提升;相反圍欄放牧對這些草地植被生產力有負面影響。例如，烏拉圭草原在圍封后的草地生產力要低于中等放牧背景下的草地生產力;其三，放牧對草地植被生產力具備補償效應。通過對比研究高寒灌叢草甸和重度放牧可知，圍封可以提高高寒灌叢草甸的植被生產力，但地下的生物量卻很低。另外，在有關新聞報道中也曾提到，放牧補償效應的高低受采食植物的生產、成長期影響。我國在20世紀50年代就開始結合植物的成長時期提出合理的放牧管理，這對牧場的再生長和有效利用有積極作用;其四，放牧對草地植被生產力的補償效應還會受地下與地上生產力劃分的影響。實驗證明，放牧對植物地下生產力具有積極和消極兩方面的影響，亦或者是沒有影響，因此在實踐管理中若是提出不科學的放牧形式和過度放牧[1]，勢必會影響草地成長和植被生產力。

2 圍欄禁牧與放牧影響草地生產系統土壤碳儲量

圍欄禁牧會降低草地的植被損失概率，進而控制碳元素的消耗，以此提升土壤的碳儲量。通過實驗表明，退化的干旱與半干旱草地在圍欄禁牧背景下，土壤中的碳含量越來越高，超出放牧草地生態區域。通過當前中科院對中國陸地生態系統固碳能力的強度和空間分布進行研究可知：一方面，中國陸地生態系統在過去幾十年一直扮演著重要的碳匯角色。例如，在2001-2010年期間，陸地生態系統年均固碳201 Tg（百萬噸），相當于抵消了同期中國化石燃料碳排放量的14.1%;另一方面，實驗證明人類有效干預能提高陸地生態系統的固碳能力。如我國重大生態工程（如天然林保護工程、退耕還草工程等）和秸稈還田農田管理措施的實施，分別貢獻了中國陸地生態系統固碳總量的36.8%（74Tg）和9.9%（20Tg）。在其他沒有退化的草地生態系統中，圍欄禁牧對土壤碳儲量會構成正面影響，也有研究表明圍欄禁牧會對土壤碳儲量構成消極影響，而放牧會增加土壤的碳儲量。在實驗中發現，不同草地類型的土壤碳含量對放牧構成的作用存在差異，且會受降水、植被類型及放牧程度、土壤質地等因素影響，因此工作人員在選擇草地管理模式的過程中，要在思考上述因素的基礎上，保障草地擁有適宜的固碳能力，只有這樣才能保障所選的管理模式可以實現預期設定的工作目標。

具體內容主要分為以下幾點：其一，與植被生產力相關。草地植被生產力的提升會增加土壤里的碳元素。退化的草地在圍欄禁牧后，植被的生產力要高于放牧后的草地植被生產力，且土壤碳儲量也會持續上升，恢復正常;其二，與植被的群落結構相關。圍欄禁牧與放牧條件下的草地植被群落結構會影響草地生產力，進而間接影響土壤的碳儲量;其三，與植被地上凋零物相關。圍欄禁牧背景下的草地掉落物的累積會控制植被光合效果，影響碳從植被向土壤轉移的速度，進而影響土壤的碳儲量;其四，與植物的呼吸作用相關。有專家提出，植被的生物量在一定范圍內的光合作用凈生產力最大，低于或超出這一范圍的將難以保障植物對碳的固定和土壤對碳元素的累積。這是因為在植被數量提升的條件下，植物的呼吸作用也在提高，相對于部分植物物種而言，數量的提升會降低光合作用碳固定量與呼吸作用下的碳損失量的比值，進而影響碳的固定和轉移;其五，與土壤碳的分解釋放過程相關。從植物地上轉移到土壤中部分碳元素被微生物吸收，并以二氧化碳的方式釋放到空氣中，這一過程影響著土壤碳儲量的變化，因此在圍欄禁牧與放牧工作中，人員可以通過整改土壤中不同形式碳的組成與分解速率，合理掌控土壤碳的分解與儲備量。

3 未來發展探究

草地生產系統擁有強大的碳匯能力，在全球變暖的背景下，草地生態系統會吸收工業釋放的大量二氧化碳，對緩解氣候變暖有積極作用。但人類生活形式多樣，不同程度上都會影響草地生態系統的固碳能力，尤其是牲畜放牧活動。通過了解當前管理情況可知，因為不科學放牧形式的推廣，導致大量草地面積出現退化問題，減少草地的固碳能力，促使人們逐漸認識到這項工作的嚴重性，開始加大了對這方面的關注和研究。而圍欄禁牧就是解決草地植被和固碳能力問題的有效方案之一，但目前對這一方案的應用也存在爭議。因此如何科學對草地實施放牧管理，確保其擁有強大的固碳能力是當前研究工作者關注的焦點問題[2]。

圍欄禁牧與放牧對草地生態系統固碳能力的影響分為植被生產力與土壤碳儲量兩方面。前者控制了生態系統中碳的輸出和輸入，而后者直接展現生態系統的固碳能力。通過了解當前實踐管理工作可知，工作人員依據圍欄禁牧與放牧來強化草地土壤碳儲量的研究并不完善，因為為了更好明確圍欄禁牧與放牧對土壤碳儲量的影響，要深層探索土壤碳輸出與輸入對其他因素的影響，并對土壤碳儲量進行估算，明確評價不同放牧方式對土壤碳儲量構成的影響，以期為選擇適宜的管理方式提供有效信息[3]。

4 結束語

綜上所述，通過實踐研究表明，不管是圍欄禁牧還是放牧對草地生態系統固碳能力的強化和提升而言都有積極和消極作用，因此工作人員要在了解草地生態環境的基礎上，深層探索植被生產力與土壤碳儲量，以此為選擇適宜的方式奠定基礎，進而實現預期設定的工作目標。

參考文獻

[1]徐海峰.不同利用方式對龍里草地有機碳含量的影響[J].南方農業，2017，11（28）：80-82.

[2]穆少杰，朱超，周可新，等 內蒙古草地退化防治對策及碳增匯途徑研究[J].草地學報，2017，25（2）：217-225

[3]鄒婧汝，趙新全，圍欄禁牧與放牧對草地生態系統固碳能力的影響[J].草業科學，2015 （11）：1748-1756.