張掖市退化草原生態修復技術應用分析

陳 斌，魯延芳，甘輝林，馬埡杰，夏 丹

（1.張掖市林業科學研究院/張掖市林業科學研究院協同創新基地，甘肅 張掖 734000；2.張掖市草原工作站，甘肅 張掖 734000）

草原是中國面積最大的陸地生態系統［1，2］，在維持生物多樣性、調節全球氣候、涵養水源、發展畜牧業以及匯碳降塵等方面具有舉足輕重的作用［3，4］。同時，草原作為游牧文明的發祥地，孕育了燦爛的草原文化［5］。中國草原面積近4 億hm2，約占國土面積的41.7%［6，7］。20 世紀80 年代以來，在自然因素和人為因素的共同影響下，中國草地生態系統出現了不同程度的衰退，生產力、經濟潛力及服務功能都有所降低［8］。加強草原保護，合理利用草原，不僅是推進生態文明建設、實現綠色發展、保障國家生態安全的重要任務，也是牧區振興、改善民生和建設美麗中國的重要舉措［9，10］。嚴格保護、科學利用、合理開發草原資源，對維護國家生態安全和食物安全，保護人類生存環境，構建社會主義和諧社會，促進經濟社會全面協調可持續發展具有十分重要的戰略意義［11，12］。

張掖市位于甘肅省西北部，河西走廊中段，是古絲綢之路的重鎮，自古以來有“金張掖，銀武威”的美譽［13］。由于青藏高原與蒙古高原的交匯作用，張掖地區形成了較為復雜多樣的草地類型，張掖市總土地面積419.24 萬hm2，草地面積254.65 萬hm2，可利用草地面積215.83 萬hm2，占全市土地面積的51.5%，載畜能力175.5 萬羊單位［14］。隨著人們生活質量的不斷提高和飲食習慣的改善，張掖市天然草原的載畜量不斷攀升，草原存在不同程度的超載放牧問題，加之全球氣候變暖等自然災害頻發［15］，使張掖市的各類型草原都發生了不同程度的退化、沙化和鹽漬化，生產功能和生態功能均有所降低［16］。

基于Web of Science 平臺軟件分析表明，1998—2017 年國際草地退化及恢復治理研究年發文量呈先穩定后增加的趨勢，中國和美國是草地退化及恢復治理研究的核心力量［17］。國內已經開展了大量的研究，退化草地的治理集中在建設人工和半人工草地、減輕牧壓、施肥、圍欄封育、滅毒雜草及補播等恢復措施方面［17，18］，雖然部分新技術在張掖市草原保護中有一定的應用，但其效果還沒有系統的評價。為此，分析張掖市草原退化的情況，結合主流恢復技術，對不同恢復技術在草原改良中的應用效果進行分析評價，旨在為張掖市草原的恢復、可持續利用和保護提供參考。

1 張掖市草原概況

1.1 草原類型

張掖市草原類型較多，按照不同的分類方式，有不同的分類結果，其中最常見的是按照生產區劃分。一是祁連山山地草原區，總面積177.24 萬hm2，占草原總面積的69.6%，該區草原植被較好，產草量較高，是張掖市主要草原畜牧業基地。二是河西走廊中部草地區，該地區由于灌溉便利，農田集中，天然草地分布相對零散，甘州、臨澤、高臺3 縣（區）分布有不連片的低濕地草甸，總面積20.37 萬hm2，占草原總面積的8.0%。三是北部荒漠草地區，位于綠洲外圍沙漠邊緣，由于氣候條件相對惡劣，干旱少雨，大部分為缺水草原，戈壁灘分布廣，產草量極低（每3.00 hm2草原僅載畜1 羊單位），是保護河西走廊脆弱生態環境的天然屏障，是重點草原保護區，總面積57.04 萬hm2，占草原總面積的22.4%。

1.2 草原退化的自然原因

由于全球氣候變暖、中國內陸干旱少雨等自然因素的影響，干旱已成為影響張掖市山地草原生態環境的主要因素。干旱缺水，造成草原快速向荒漠化、沙漠化演替。據氣象資料統計，20 世紀80 年代以來，祁連山北麓草原分布面積最大的肅南裕固族自治縣（以下簡稱肅南縣）氣溫明顯上升，降水量逐年下降。年均最高氣溫2010 年比1986 年升高1.38 ℃，年均最低氣溫2010年比1986年上升0.65 ℃；年平均降水量不到260 mm，比1986 年減少90 mm，特別是每年的4—6 月，平均降水量只有60 mm，致使牧草不能正常返青，生長發育不良，產草量明顯降低，全縣天然草原產草量較1986 年平均減少40%以上。2010 年，干旱草原面積達到87 萬hm2，占全縣可利用草原面積的50%以上。此外，鼠蟲害一直暴發頻繁，種類多，分布面積大，為害程度重［19］。草原鼠蟲害問題愈加突出，2020 年全市草原鼠害為害面積34.00 萬hm2，嚴重為害面積19.03 萬hm2；全市草原蟲害為害面積38.07 萬hm2，嚴重為害面積20.13 萬hm2；全市毒害草為害面積26.80 萬hm2，嚴重為害面積4.13 萬hm2。

1.3 草原退化的人為原因

放牧是草原的主要利用形式，但過高的載畜量也是導致草地退化的主要原因［20，21］。2015 年“祁連山問題”約談后，為有效整治草原超載放牧、草原生態局部退化問題，張掖市制定了《祁連山國家級自然保護區張掖段草原減畜方案》，核定祁連山國家級自然保護區張掖段理論載畜量為85.38 萬羊單位，但實際載畜量為106.00 萬羊單位，超載20.62 萬羊單位，超載率為24.15%。超載過牧使植物群落結構中優質牧草比例下降，狼毒、馬先蒿等毒草、雜草比例上升，植物群落構成退化直接導致草原上的動物區系種群陷入危機，有益昆蟲和鼠蟲害的天敵減少。

在張掖市的部分草原，一些農牧民為了增加收入，在天然草原上挖蟲草、蕨麻、發菜等藥材，造成原生植被受損，破壞了草原生態。因草原臨時征占用審核審批制度、草畜平衡制度、基本草原保護制度等不夠完善，且草原執法力量薄弱，破壞草原的事件時有發生。違法開墾、亂征亂占、濫采濫挖的行為也會造成局部草原退化。據統計，“十三五”期間，張掖市草原違法案件發案163 起，查處結案147 起。

2 張掖市草原主要生態修復技術

退化草地主要表現在兩個層面：一是植被退化，主要表現是植被的覆蓋率、高度、產量和質量下降；二是土壤生境退化，主要表現是土壤以及土壤中的微生物不利于植被的生長［22］。20 世紀80 年代以來，張掖市草原開始大面積退化，張掖市草原工作者在天然草地恢復治理的技術適應性方面進行了有益探索，主要包含兩個方面：一是放牧管理制度的優化，主要包括圍封禁牧、季節性休牧和打草場輪刈；二是人為輔助改良，主要包括退化草地淺耕和松耙、免耕補播、草地施肥和擴大人工栽培草地等措施。

2.1 放牧管理制度的優化

2.1.1 圍封禁牧 過度放牧是導致天然草地退化的主要原因，圍封禁牧就是通過建設圍欄，禁止在退化草地上放牧，依靠草原自身的修復能力，使草地群落的植被覆蓋度、高度、生產力水平和優質牧草比例逐步恢復［23］。張掖市于2011 年實施了第一輪草原補獎政策，2016 年實施了新一輪草原補獎政策，兩輪補獎政策實施范圍的禁牧草原面積均為104.78 萬hm2，其中肅南縣插花型禁牧45.33 萬hm2，山丹縣插花型禁牧12.00 萬hm2，甘州區、臨澤縣、高臺縣和民樂縣天然草原實施完全禁牧，荒漠草原植被恢復明顯。圍封禁牧相比其他草原恢復技術的優點是簡單易行，通過行政命令可以實施。但其缺點也很明顯，圍封禁牧只強調了草地恢復，沒有真正考慮牧民的實際生產需求。隨著養殖業經濟效益不斷攀升，部分牧戶心存僥幸，禁牧區偷牧現象時有發生，從而影響了實施效果。

2.1.2 季節性休牧 在張掖市季節性休牧主要包括春季休牧和秋季休牧兩種方式［24］，春季休牧是指每年牧草返青期停止放牧，使牧草能夠盡快進入快速生長期，秋季休牧是指每年秋季牧草進入結實期，停止放牧使牧草的種子得以成熟入土，以維持草地土壤種質庫具有充足的種源。張掖市肅南縣（除明花鄉外）實行季節性放牧，效果與常年放牧地相比，季節性休牧的優點是兼顧草地恢復與利用，缺點是如果退化非常嚴重或者休牧結束后放牧強度很大，草場還是難以恢復。因此，季節性休牧一定要控制好載畜量，在放牧期間維持合理的載畜量非常重要。

2.1.3 打草場輪刈 長期以來，草原牧區打草場一般連年打草［25］。一方面打草場連年打草造成養分每年從草場中被移出而得不到補充，年復一年地打草，破壞了草原的養分平衡，超出了草地自我修復范圍，打草場就開始退化。另一方面，連年打草，植物不能完成生育期，影響土壤種質庫。張掖市雖嚴格意義上沒有專門用來刈割曬制干草的天然草地，但山丹馬場部分退耕還草（林）禁牧區域草原植被較好，枯落物較多，為減輕草原防火壓力，每年秋季進行刈割管理。

2.2 人為輔助改良

2.2.1 草地淺耕和松耙 由于家畜的踐踏作用導致的土壤板結是退化草地的顯著特征［26］。淺耕或松耙可以有效地緩解這一問題。淺耕或松耙一方面可以改善土壤通氣透水性能，增強土壤微生物活性，促進各種養分釋放；另一方面改變群落地下根系的分布、改善群落結構，促進根莖型禾草的生長、增加其在群落中的比例，從而加速退化草地的恢復［27］。張掖市草原技術推廣機構在肅南縣皇城鎮和山丹馬場降雨較好的山地草原區開展過小面積的試驗推廣，但牧民對在淺耕后造成暫時性的土壤和根系裸露于地表的現象接受程度較低，推廣困難。

2.2.2 免耕補播 天然草地退化嚴重，草地補播是一項重要的草地改良措施［28］。家畜一般喜食優質的牧草，過度放牧的草地由于家畜的選擇性采食導致優質牧草的比例顯著降低。“十三五”期間，張掖市落實退牧還草資金1.39 億元，完成退化草原補播改良4.00 萬hm2；落實中央財政草原生態修復治理資金0.35 億元，治理退化草原2.27 萬hm2；落實祁連山黑河流域山水林田湖生態保護修復工程“三化”草原綜合治理項目資金2.03 億元，完成退化草原補播改良1.83 萬hm2、沙化草原補播改良1.33 萬hm2、鹽堿化草原補播改良0.80 萬hm2。但是，由于新播種的牧草競爭力相對較弱，或者播后遇到長時間的干旱，牧草補播效果存在較大差異，這與播后的管理水平密切相關。牧草補播的優點是直接播種優質牧草，而且結合補播可以進行草地施肥，如果播后降水良好、管理得當可以起到較好的效果。其缺點是一次性投入較大，如果遇到干旱年份，即使播種的牧草能夠出苗也很難存活，因此存在較大風險。

2.2.3 草地施肥 施肥是改良草地并獲得高產的有效方式，通過施肥措施可以改變土壤的物理性質，提高草地的生產力［29］。中國草地施肥尚處于試驗示范階段，草地施肥因草地類型、肥料種類、施肥量和施肥時間而存在較大爭議。依托祁連山國家公園體制試點項目，張掖市在肅南縣大河鄉和民樂縣的溫性草原采取補播改良+黃腐酸治理方式改良退化草原0.33 萬hm2，改良效果還需進一步觀測研究。

2.2.4 擴大人工栽培草地 由于國家政策和農戶思想的轉變，牧區舍飼半舍飼養殖的理念逐漸深入人心，人工草地的種植面積在逐年擴大［30］，只有大力發展高產高效人工草地，才能減輕家畜對天然草原的過度依賴。

3 建議及展望

加強張掖市草地生態保護和建設不僅促進張掖市農業結構調整，實踐科學發展觀，也是保證社會經濟持續、協調發展的根本要求，是實現鄉村振興的重要抓手。張掖市政府出臺了一系列加快草產業發展的優惠政策，在確保農牧民生活和收入水平不降低的前提下實施草原的綜合保護與建設。草原建設的力度逐步加大，建設速度逐年提高，質量和效益也越來越好。

3.1 科學規劃，分區治理

張掖市草原類型豐富，各類型的草原退化程度不同，但草原修復治理措施單一、治理效果不明顯。因此選擇張掖市不同代表性的退化草原開展治理試驗，探索不同草原類型、不同退化程度草原的修復措施十分必要。有針對性地明確各縣區的草原類型和退化程度，進而明晰各縣區主攻方向和建設任務，分區域推進草原生態保護建設工作。

3.2 因地制宜，綜合施策

恢復張掖市退化的草原，首先要推廣先進的草原恢復技術，其次要積極推廣祁連山國家級自然保護區張掖段草原減畜形成的山繁川育、人工種草、異地借牧、優化畜群結構等措施來減輕天然草原放牧壓力，改善傳統落后的草地畜牧業。通過綜合采取自然恢復、工程恢復和草地資源精細化管理等有針對性的對策措施，確保草原保護建設取得實效。

3.3 突出重點，分步實施

張掖市積極推行草場承包經營責任制和草原生態保護補獎機制，大力實施退牧還草、人工種草與天然草地改良等工程項目，天然草場得到一定保護。但草原生態保護綜合治理和可持續利用水平仍是制約草原生態保護和發展的關鍵因素，需建立草原生態文明制度體系，落實好草原保護建設利用政策項目，讓透支的草原得到休養生息。草原保護建設利用涉及的草原面積大、地區廣、內容復雜，工作量比較大，需突出重點，有計劃、分步驟實施，形成以點帶面、有序推進的工作格局。

3.4 加強隊伍建設，做好技術推廣

退化草地修復是一項長期復雜的系統性工程，各類政策落實、生態保護項目實施和新技術推廣均需要專業技術人員作為支撐。2019 年機構改革后，張掖市草原保護和技術推廣隊伍結構調整較大，人員少、身份復雜、結構不合理的問題突出，不能適應新時代的草原保護工作；部分草原管理和草原生態修復治理技術還停留在科研階段，沒有在實踐中大面積推廣應用；部分成熟技術集成研究和推廣應用欠缺，單一的修復措施和技術難以滿足實際草地生態修復需要。因此，要進一步加強草原保護和技術推廣隊伍建設，提高專業技術人員素養，加強應用性科技成果研發，加快科技成果轉化和示范推廣，加速草地建設和保護進程。