新疆阿勒泰地区草地资源可持续管理分析

通过分析新疆阿勒泰地区草地资源的利用现状,草地类型的生产性能、生态服务价值和在区域发展中的主导功能,指出分类经营是该区草地资源可持续管理的有效途径。研究表明,阿勒泰地区的草地资源在空间上可划分为生态功能区(高寒草甸和草原、沼泽、山地荒漠草原、山地草原化荒漠和部分平原荒漠),经济功能区(山地草甸,低地草甸和草甸草原)和混合功能区(山地草原、平原荒漠草原和大部分平原荒漠),在时间上可采取不同的经营策略。生态功能区经营策略是禁牧和封育,经济功能区的经营策略是通过施肥、灌溉等手段,集约化管理,提高单位面积产值I混合功能区的经营策略是以草定畜,合理轮牧。     

新疆阿勒泰地区草地类型特征及其分类经营

草地退化已严重制约着阿勒泰地区畜牧业的健康发展．通过分析不同草地类型的群落特征、生态服务价值、功能多样性和主导性,提出了阿勒泰地区草地资源分类经营的模式和策略．研究表明,生态功能区面积为164．66×10^4hm^2,占草地面积的16．73％,草地类型主要有高寒草甸和草原、沼泽、山地荒漠草原、山地草原化荒漠和部分平原荒漠,经营策略为禁牧和封育;经济功能区面积为116．33×10^4hm^2,占草地面积的11．82％,主要草地类型有山地草甸、低地草甸和草甸草原,经营策略为通过施肥、灌溉等手段,集约化管理,提高单位面积产值;混合功能区的面积为703．21×10^4hm^2,占草地总面积的71．45％,草地类型主要有山地草原、平原荒漠草原和大部分平原荒漠,经营策略是以草定畜,合理轮牧．     

退化高寒草甸关键生态属性对多途径恢复措施的响应特征

高寒草甸是青藏高原的主体植被类型，但退化态势较为严峻，严重威胁青藏高原生态屏障的战略地位。退化高寒草甸的复健是世界性难题，治理效果也因退化状态、恢复措施及气候环境而异。以春季休牧、秋季休牧、畜群结构优化、减畜轮牧、围栏封育及翻耕改建等典型多途径恢复措施下的退化高寒草甸为对象，系统探讨主要生态要素和生态功能的响应特征及潜在过程。结果表明，典型恢复措施下退化高寒草甸的植被生产力、土壤有机碳密度及土壤饱和持水量等生态要素都得到一定程度的提升，而恢复效果与实施年限及恢复措施密切相关。围栏封育和翻耕改建下土壤有机碳密度及饱和持水量随恢复年限均表现为对数饱和型的响应特征，退化高寒草甸固碳持水功能的基本恢复年限约为6—10年。春季休牧、秋季休牧、畜群结构优化、减畜轮牧、围栏封育等放牧管理恢复措施应适用于轻度退化至重度退化的高寒草甸，而翻耕改建则是极度退化高寒草甸的适宜治理措施。由于多途径恢复措施的关注目标不同，今后研究应集中在恢复措施的组合优化和综合评价等方面。     

北方牧区草地资源分类经营机制与可持续发展

草地是畜牧业生产和生态保护的重要资源.在短期经济利益的驱动下造成北方牧区草地大面积退化和荒漠化、生产力下降、自我恢复能力降低、水土流失加剧和涵养功能减弱,对牧区经济发展、社会稳定和生态安全构成了威胁,严重影响着草地畜牧业的可持续发展.以新疆阿勒泰为例,依据草地资源的生产经济性能、生态服务价值重要性和季节放牧利用特征,构建了基于GIS 技术的草地生产力指数、草地生态服务价值指数和草地资源分类经营的功能分区模型,建立以主导功能和时空格局为主的草地资源分类经营调控机制,将阿勒泰牧区的草地从空间上划分为经济功能区、混合功能区和生态功能区.结果表明:(1)经济功能区,以获取最大的经济效益为目的,面积约648.69万hm2,占总可利用草地面积的65.8%,主要分布在平原荒漠;(2)生态功能区,以生态保护和社会效益为目的,面积约136.4万hm2,占总可利用草地面积的13.9%,主要分布在平原荒漠草原、山地草原、高寒草甸;(3)混合功能区,在适度利用条件下,生态效益与经济效益并重,面积约200.1万hm2,占总可利用草地面积的20.3%,主要分布在山地草原化荒漠、山地草甸草原、平地草甸、山地荒漠草原、山地草甸和高寒草原.通过对草地资源的分类经营,将畜牧业生产重心转向经济功能区,转移生态功能区的放牧家畜,减轻混合功能区的放牧压力,形成草地资源在功能、系统、时序和空间的耦合结构,实现牧区草地资源利用的可持续发展.     

高寒嵩草草甸植物群落数量特征对不同利用强度的短期响应

以时空转换的方法确定典型高寒嵩草草甸演替过程的4个关键阶段,以此为研究对象,探讨冬春放牧对高寒草甸生态系统植物功能群数量特征的影响,及在现有放牧制度下不同退化程度草甸植物群落数量特征对禁牧和减牧的响应。结果表明:当禾本科功能群在群落中的地位大于等于莎草科功能群时,减牧可以提高禾本科和莎草科功能群而降低杂类草功能群在群落中的地位;禁牧可以提高禾本科和杂类草功能群而降低莎草科功能群在群落中的地位。当莎草科功能群在群落中的地位大于禾本科功能群,且莎草科功能群以根茎密丛型植物为优势种时,放牧强度降低可以提升禾本科功能群但降低莎草科功能群在群落中地位;而莎草科功能群以密丛型植物为优势种时,放牧强度降低可增加莎草科功能群在群落中的地位,而禾本科功能群在群落中地位的变化取决于草地中裂缝的性质,一定强度的裂缝可以增加禾本科功能群在群落中的地位。因此,退化高寒嵩草草甸自我恢复方式的选择取决于可食性牧草组分、地表特征及恢复目标。当可食性牧草以禾本科功能群为优势种(或禾本科同莎草科功能群为共优种)时,减牧容易提高草地的牧用价值,而禁牧容易增加草地中杂类草功能群的比例,不利于畜牧业生产;当高寒嵩草草甸可食性牧草以莎草科功能群为优势种时,禁牧较减牧更容易加快其牧用性的恢复。小嵩草草甸草毡表层开裂期为该演替系列的激变期,而由于冻融交替形成的裂缝是草地恢复的新生带,如加以利用可以加速草地恢复。     

封育对高寒草甸植物群落构成及生态位特征的影响

封育是天然草地管理的一种有效措施,利于草地生产力提高和退化草地恢复。该研究通过对青藏高原高寒草甸放牧和封育草地物种多样性、植被构成、植物种生态位特征、草地演替度等分析,解析高寒草甸植物种间关系及草地演替方向。结果表明:(1)封育显著降低了草地群落植物物种数以及α和β多样性指数,显著增加了草地1年生植物种数、地面芽植物种数和地上生物量。(2)放牧草地地上生物量以莎草科(59.7%)和禾本科(23.9%)为主,封育草地地上生物量以禾本科(85.0%)为主;放牧草地优势种为矮嵩草(Kobresia humilis)和线叶嵩草(K.capillifolia),封育草地优势种为垂穗披碱草(Elymus nutans)和早熟禾(Poasp.)。(3)放牧和封育草地的群落植物种重要值均与各自的生态位宽度变化规律一致。(4)草地植物种间竞争主要发生在不同科属植物种之间,封育增加了群落植物种整体生态位重叠值和植物种间竞争。(5)草地群落演替度为封育地放牧地,封育群落处于较稳定状态。研究认为,封育促进了高寒草甸由莎草+杂类草群落向禾草+杂类草群落演替。     

围封对退化高寒草甸土壤微生物群落多样性及土壤化学计量特征的影响

围封对植被处于近自然恢复状态的退化草地有一定的修复作用,开展轻度退化草地围封过程中生物与非生物因素的协同互作研究是完整地认识草地生态系统结构和功能的基础.本试验对围栏封育10年的轻度退化草地的土壤化学计量特征进行了研究,同时采用高通量基因测序技术并结合Biolog-Eco方法,调查了土壤微生物多样性和功能的变化.结果表明:轻度退化草地实施围封后,土壤铵态氮含量显著升高,全钾含量显著降低,土壤有机碳、全氮、全磷、硝态氮、速效磷和速效钾则无明显变化.高寒草甸土壤微生物碳和氮在轻度退化和围栏封育草地间差异不显著;围栏封育后草地土壤微生物碳氮比显著高于轻度退化草地.随培养时间的延长,高寒草甸不同土层土壤微生物碳代谢强度均显著升高,土壤微生物碳代谢指数在轻度退化和围栏封育草地间差异不显著.高寒草甸土壤细菌OTUs显著高于真菌,轻度退化与围栏封育草地土壤微生物相似度为27.0%～32.7%.围封后,土壤真菌子囊菌门、接合菌门和球壶菌门相对丰富度显著升高,担子菌门显著降低,土壤细菌酸杆菌门显著低于轻度退化草地.土壤真菌和细菌群落组成在不同土层间差异较大,在轻度退化和围栏封育草地间仅有表层土壤真菌群落组成表现出较大差异.土壤细菌多样性受土壤全氮和速效钾影响较大,真菌多样性受地上生物量影响较大.土壤微生物对碳源利用能力主要受土壤速效钾影响.综上,长期围封禁牧对轻度退化草地土壤养分和土壤微生物无明显影响,且会造成牧草资源浪费,适度放牧可以保持草地资源的可持续利用.     

围栏禁牧对高寒草原土壤微生物碳源利用的影响

为解析围栏禁牧与高寒草原土壤微生物碳源利用的关系, 以藏北高寒草原为对象, 对比研究了5年围栏禁牧和连续自由放牧条件下高寒草原土壤碳氮和微生物碳源利用情况。结果表明: 1)围栏禁牧后, 土壤溶解性有机碳、氮含量分别增加了26.60%和28.13%, 但有机碳和全氮无明显变化; 2)围栏禁牧提高了土壤微生物生物量、土壤酶活性和微生物群落的丰富度指数, 但对微生物群落均匀度和优势度指数无明显影响; 3)围栏禁牧增加了土壤微生物对碳水化合物、氨基酸类、多聚物类和胺类碳源的利用。由此可见, 围栏禁牧最初是通过改变土壤溶解性有机碳氮、微生物活性和群落结构来重塑土壤生态功能, 进而促进受损或退化高寒草原土壤生态系统的恢复。     

青藏高原高寒草地生态系统服务功能的互作机制

青藏高原高寒草地是我国重要的畜牧业生产基地和生态安全屏障.高寒草地退化不仅影响了当地畜牧业生产和牧民生活,而且严重地威胁着我国和东亚地区的生态安全.从高寒草地生态系统的生态、生产和生活功能角度出发,分析了青藏高原高寒草地生态系统在人口、放牧压力与资源环境承载力的相互作用关系,及其生态、生产和生活功能比例结构变化对高寒草地生态系统服务功能的影响,阐明了高寒草地生态系统服务功能的多元耦合、多维连锁和多重反馈的相互作用机制.并以藏北那曲地区为例,把2008年农牧民脱贫线和小康线作为生活功能标准,通过生态服务功能当量,确定了维持高寒草地生态系统可持续发展的生态、生产和生活功能比例结构.据此,估测了牧民的生活功能达到脱贫线和小康线标准时允许的人口承载量.结果表明,高寒草地退化使草地生态系统的人口承载量下降了60％.以那曲地区2008年的实际的牧业人口量与允许的人口承载量相比,高寒草地退化后,实际牧业人口占脱贫标准的36％,但小康标准超载了118.9％.因此,调控人口承载量是实现青藏高原高寒草地生态系统的生态、生产和生活功能协调发展的关键.     

草地绿色承载力概念及其在国家公园中的应用框架

针对国家公园,在草地承载力的基础上,从如何解决野生动物种群多样性与繁衍兴盛,实现禁牧减畜后的牧民脱贫致富,保障不断增长的生态体验或旅游经济发展需求的视角出发,以生态功能维护+草畜平衡+生态体验为架构,提出草地绿色承载力概念;从生态系统支撑条件、草地生产力、野生动物与家畜承载规模、农牧民与生态体验人口承载规模、监测预警5个维度,构建草地绿色承载力评价体系;提出三江源国家公园草地绿色承载力应用框架,以期为科学制定建设规划和发展目标,推动三江源国家公园生态保护与区域可持续发展提供理论依据。     

Significant Achievements in Protection and Restoration of Alpine Grassland Ecosystem in Northern Tibet, China

Alpine grassland is a fragile ecosystem, and a large area of this grassland type has been severely degraded in Northern Tibet, to the extent that it has become the primary ecological problem in the region. Various levels of government, including the national central government, the Tibetan Autonomous Region government, and the Nagqu Prefecture government have worked together to achieve alpine grassland ecosystem protection and prevent grassland degradation. These efforts have resulted in significant ecological, social, and economic benefits in Northern Tibet.     

藏北高原牧区人工草地建设布局的适宜性分析

人工草地是缓解天然草地退化和提升草地生产力的一种有效途径,但人工草地建设发展需注重区域布局、种植区划、经营管理等战略问题,尤其是在高寒牧区建立人工草地,目前还存在诸多值得探讨的科学问题。为此,选取藏北高原高寒牧区为研究区,基于遥感数据,土壤数据,气象数据,地形和土地利用数据,结合野外实地调查,从可利用土地资源角度考虑,通过分析藏北现有人工草地建设的立地条件,识别出区域适宜人工草地建设的潜在分布区,并与现有人工草地分布位置及其面积进行对比分析和验证,以期为区域未来人工草地建设布局提供科学指导。研究结果表明:在各种约束因子的限制下,藏北满足人工草地建设条件的适宜区域极其有限,难以发展大面积的人工草地建设工程。水热条件和海拔是限制区域人工草地建设的主要地理因素,尤其是那曲地区,绝大部分区域无法满足人工牧草生长活动的积温需求。因此,区域牧草种植规划中需重点考虑牧草品种的生物学特性。另一方面,在藏北高寒牧区建立人工草地必须慎重,今后人工草地种植规划还需要加强牧草的抗寒性和抗旱性研究,在人工草地的管理方面要特别关注已建人工草地的可持续性和稳定性,防止出现草地退化和沙化等问题。     

基于外溢生态系统服务价值的区域生态补偿机制研究

由于不同的区域存在着资源分配、经济发展的不平等性,区域间的生态补偿日益受到关注。但区域生态补偿的依据一直存在争议,中国尚没有完善的区域综合生态补偿机制。提出了一种生态系统服务外溢理论,以扣除当地生态服务使用量后外溢的生态价值作为生态补偿依据,建立了区域综合生态补偿框架,同时考虑区域生态服务外溢占用情况和经济发展水平,有针对性地制定了9种补偿方案。由于生态系统服务具有流动性,生态补偿的受偿方和补偿方并非一一对应的关系,所以各行政区域之间进行补偿资金的。横向转移需要在全省或全国层面进行统筹和保障,最后统筹结果的少量盈缺再由中央财政或地方政府通过纵向转移支付辅助调平。构建了生态补偿模型和方案,针对现有生态系统服务价值评估结果,利用综合生态补偿机制分别分析了2015年长江流域上海、江西、四川等6个典型地区的生态补偿支付方案。结果表示需要接受生态补偿的地区有青海、四川、湖南和江西,应分别得到横向转移支付资金32.26亿元、153.3亿元、59.08亿元、67.1亿元;需要提供生态补偿的地区有浙江、上海,应该分别支付横向转移支付资金1.97亿元和47.31亿元。建立的补偿框架提高了各区域的参与度,对促进生态建设、统筹区域的协调发展、体现社会公平性有重要意义。     

开展高寒退化生态系统恢复与重建技术研究,助力西藏生态安全屏障保护与建设

西藏是青藏高原的核心,是我国重要的生态安全屏障。由于高、寒、旱的特点,西藏高寒生态系统极为脆弱,在自然和人为因素影响下极易发生退化,治理难度大。草地退化和土地沙化治理一直是西藏生态安全屏障保护与建设的重中之重。为此,国家在"典型脆弱生态修复与保护研究"重点专项里启动了"西藏退化高寒生态系统恢复与重建技术及示范(2016YFC0502000)"项目,旨在研究生态系统演变规律和影响机理的基础上,针对西藏高原不同的退化区域,重点研发高寒退化草地恢复、沙化土地治理、生态产业及生态畜牧业发展等技术与模式,开展县域水平的集成示范,实现高寒生态系统功能的提升与适应性优化管理的目标,为西藏生态安全屏障保护与建设提供技术支撑。     

羌塘地区草食性野生动物的生态服务价值评估——以藏羚羊为例

随着羌塘草原野生动物种群规模的扩大,草食性野生动物与家畜争夺草场的矛盾愈来愈突出.生态补偿无疑是解决这一矛盾的重要途径之一,而进行野生动物的生态服务价值评估是建立生态补偿标准的基础.通过羌塘地区社会经济资源环境现状调查和人群支付意愿调查,并采用直接市场法和虚拟市场法,对西藏自治区羌塘地区草食性野生动物藏羚羊的生态经济价值进行了评估.把藏羚羊的生态经济价值分为利用价值包括商业价值、游憩娱乐价值、维持生物多样性的价值、教育美学价值和科学研究价值,以及非利用价值包括存在价值、遗产价值、选择价值两大类.对野生动物生态价值的评估结果表明,羌塘地区藏羚羊的生态服务价值高达7.51亿元/a.其中,藏羚羊的利用价值为6.35亿元/a,非利用价值为1.16亿元/a.也就是说,羌塘地区15万只藏羚羊每年产生的生态服务价值远高于羌塘自然保护区涉及的6个县域2007年的总产值4.79亿元.     

农牧交错带风蚀沙化区农业生态系统服务功能的经济价值评估

运用市场价值法、替代工程法、影子价格法和机会成本法等方法对内蒙古阴山北麓风蚀沙化区农业生态系统服务功能的价值进行了经济评估。结果表明 ,该地区农业生态系统总的服务价值为 4 6 5 4 5 381 0万元 ,其中产品服务价值为 2 9874 1万元 (占 0 0 6 % ) ,水土保持价值为 4 5 70 2 84 2万元 (占 9 7% ) ,涵养水源价值为 4 2 80 2 6万元 (占 0 0 9% ) ,气候调节价值为393411 8万元 (占 0 84 % ) ,营养物质循环价值为 4 1910 6 73 9万元 (占 89 2 7% ) ,从服务功能的价值比例来看 ,系统的环境服务价值要远远大于其产品服务的价值 ,表明该地区农业生产水平落后 ,同时也体现了在当地环境恶劣 ,农业经营粗放的前提下 ,系统环境服务价值是维系其不稳定农业生产的基础     

Identifying Linkages among Conceptual Models of Ecosystem Degradation and Restoration: Towards an Integrative Framework

We present an ecological framework for considering ecosystem degradation and restoration, particularly in rangelands and arid environments. The framework is a synthesis of three conceptual models previously developed by several rangeland and restoration ecologists. We focus first on distinctions and connections between structural and functional components of rangeland ecosystems and then on distinctions and connections between biotic and abiotic components of the ecosystem. We next show that the structural/functional and biotic/abiotic distinctions can be integrated with a stepwise, positive feedback model of degradation to help explain degradation processes and restoration approaches. Finally, we relate those concepts to a threshold model of rangeland degradation. By establishing the conceptual links among these different models, this synthesis provides a broader, more integrated framework for thinking about the dynamics involved in rangeland degradation and restoration. We conclude by presenting some approaches to restoration that are motivated by the suite of concepts that are brought together in the framework.     

基于牧户感知和野外调查相结合的内蒙古东部草甸草原健康评价

治理草原退化是我国草原管理的重点和难点。我国目前关于草原退化判断、退化程度、原因及治理等系列问题的确定几乎皆以科学研究结果为依据,而忽视了牧户作为草原直接使用者和管理者的重要性。牧户对草原有自己的判断和认知,其与科学方法研究之间的矛盾已经影响到草原生态保护政策的有效实施。以内蒙古东部草甸草原牧户尺度草原为研究对象,借助牧户调研和野外调查相结合的方法,将牧户划分为高、中、低3个经济水平,并运用Condition-Vigor-Organization-Resilience (CVOR)指数评价法,分析评价草原生态系统健康状况。研究结果显示,牧户对草原健康状况的感知主要从植被、土壤、牲畜等方面,与科学方法评价指标选取具有相似性;牧户感知和CVOR指数法评价结果具有一致性,均判定草原生态系统呈现不同程度退化;统计检验显示牧户对植被、土壤、牲畜影响等指标变化感知方面均不存在显著差异(P0.05),CVOR指数法下不同经济水平牧户草场健康指数之间亦无显著差异(P0.05),两种方法均显示不同经济水平牧户草场退化程度无显著差异(P0.05)。研究证实了牧户感知在指标选取、评价结果方面具备用于准确评价草原健康状况的可行性和可信度。两种方法相互补充,将有利于更加准确、实时动态监测和评价牧户尺度草原生态健康状况,为调整优化畜牧业生产实践提供指导和草原生态保护和建设政策的有效实施提供保障。