"发展骆驼,保护草原,加固中华民族的生态屏障" 一文中的某些观点值得商榷

仔细拜读了部分中华海外生态学者对中国北部沙尘暴问题的讨论文章"发展骆驼,保护草原,加固中华民族的生态屏障".该文的基本观点可以概括为3个方面:1)沙尘暴现象的原因在于草原退化,而草原退化主要是由于畜草不平衡,过度放牧造成的,削减牲畜头数是保持畜草平衡的更简单有效的办法;2)"种草养畜"的提法不科学;3)骆驼具有忍饥、耐渴和放牧半径大的特点,能充分利用无水草场,是最适合中国西北草原(荒漠)区发展的家畜.现就上述3个方面提出一些个人的看法.     

放牧对草地生态系统服务和功能权衡关系的影响

内蒙古草原是我国北方的重要生态屏障和绿色畜牧业基地, 放牧是草原生态系统的主要利用和管理方式, 在放牧管理中充分发挥生态系统某一项或几项服务和功能最大利用价值时, 往往会与其他服务(功能)发生冲突, 需要权衡多项生态系统服务和功能, 制定合理的放牧管理制度。该研究以内蒙古锡林郭勒典型草原为例, 通过设置不放牧、轻度放牧、中度放牧以及重度放牧的放牧梯度, 从多项生态系统服务和功能权衡的角度比较了最适放牧管理强度。结果显示, 在放牧管理的草地生态系统服务和功能的权衡中, 权衡、协同、不相关关系同时存在, 如土壤呼吸速率与植物群落净生长量、生物多样性与植物群落净光合速率表现为权衡关系, 植物群落净生长量分别与土壤含水量、植物群落净光合速率及草地蒸散速率存在协同关系, 土壤有机碳含量与其他服务或功能间呈不相关关系; 放牧能不同程度地削弱多项生态系统服务及功能间的权衡关系(冲突对立关系); 中度放牧条件下的多项生态系统服务及功能的协同性最佳。     

放牧对草地生态系统服务和功能权衡关系的影响

内蒙古草原是我国北方的重要生态屏障和绿色畜牧业基地,放牧是草原生态系统的主要利用和管理方式,在放牧管理中充分发挥生态系统某一项或几项服务和功能最大利用价值时,往往会与其他服务(功能)发生冲突,需要权衡多项生态系统服务和功能,制定合理的放牧管理制度。该研究以内蒙古锡林郭勒典型草原为例,通过设置不放牧、轻度放牧、中度放牧以及重度放牧的放牧梯度,从多项生态系统服务和功能权衡的角度比较了最适放牧管理强度。结果显示,在放牧管理的草地生态系统服务和功能的权衡中,权衡、协同、不相关关系同时存在,如土壤呼吸速率与植物群落净生长量、生物多样性与植物群落净光合速率表现为权衡关系,植物群落净生长量分别与土壤含水量、植物群落净光合速率及草地蒸散速率存在协同关系,土壤有机碳含量与其他服务或功能间呈不相关关系;放牧能不同程度地削弱多项生态系统服务及功能间的权衡关系(冲突对立关系);中度放牧条件下的多项生态系统服务及功能的协同性最佳。     

基于生态系统服务的山水林田湖草生态保护修复研究——以南太行地区鹤山区为例

开展山水林田湖草生态保护修复是生态文明建设的重要内容,将生态系统服务评价成果与山水林田湖草生态保护修复工程相结合,以国家第三批山水林田湖草生态保护修复试点-河南省南太行地区鹤山区为例,探究生态系统服务评价成果在区域山水林田湖草生态保护修复中的应用。结果表明,近年来鹤山区生态系统服务价值整体呈下降趋势且生态环境破坏严重。其中,2014-2017年鹤山区各土地类型二级服务ESV减少了303.95万元。研究期内,水资源供给、气体调节功能、气候调节、净化环境、水文调节、土壤保持、生物多样性和美学景观等8项生态服务价值都出现不同程度的下降;在鹤山区生态保护修复工作中需要重点关注生态系统的水文调节、净化环境、土壤保持和生物多样性等服务功能,相应的生态保护修复工程应集中在河道生态修复与湿地保护、矿山生态环境修复与土地整治、森林及生物多样性保护修复;鹤山区山水林田湖草生态保护修复工程能够提升区域生态服务价值。其中,工程实施后的生态系统服务价值总量预计能达到36407.95万元,比2017年增加7741.96万元,增长率为27%且各项生态服务价值均有提升。研究结果对鹤山区山水林田湖草生态保护修复工程的实施有一定的指导性作用。     

Grazing-induced legacy effects enhance plant adaption to drought by larger root allocation plasticity

放牧诱导的植物遗留效应可以通过较大的根系分配可塑性增强其干旱适应性 为探索植物的放牧遗留效应是否有利于天然草原生态系统应对干旱环境,我们采集了 内蒙古典型草原自由放牧和多年围封样地内的冰草(Agropyron cristatum)和黄囊苔草(Carex korshinskyi)幼苗 进行了温室控水试验。研究结果表明,干旱处理对自由放牧样地采集的冰草和黄囊苔草子株生物量、子株数量和总生物量的影响较小;自由放牧区的冰草与黄囊苔草较强的干旱适应性可部分由干旱处理下较大的根系分配可塑性来解释。本研究结果表明合理放牧是天然草原适应气候变化的潜在管理办法之一。     

退化草原的恢复状态:气候顶极或干扰顶极?

针对世界性的草原普遍退化,以及人类利用的影响问题,该文阐述了生态系统恢复、生态演替中气候顶极、环境变化与草原状态转移、放牧利用与干扰顶极,以及人工辅助干预恢复,提出了退化草原生态系统恢复的路径与状态模式。该文特别强调:应该以生态系统为视角开展退化草原恢复,而非仅考虑植被或土壤等单一过程;同时注重干扰下的退化草原恢复,其恢复状态可能存在多个选择。退化草原恢复包括3种基本方式:1)依渐进式恢复的生态演替理论,在环境条件较好,退化程度处于中轻度的草原,借助系统自组织性,以“自然演替”能够达到顶极或近顶极状态; 2)人工辅助干预恢复:对重度或极度退化草原,突破由于非生物(土壤物理、养分等)与生物(植物定植、物种相互作用等)因素带来的限制,使用工程、物理、化学及生物生态等方法,可以恢复到某种平衡或稳定状态,或者顶极状态;3)放牧干扰恢复:通过适度家畜放牧,调控生态系统基本结构(物种组成、多样性)、主要过程(生产力形成、养分循环、反馈作用),进而促进与维持较高的草原生态系统多功能性与稳定性,对于处于中轻度的退化草原可以选择这种恢复方式。总之,退化草原恢复的目标是实现其长期稳定的生态系统多功能性。     

内蒙古草原布氏田鼠与绵羊的营养生态位研究

放牧活动对小型啮齿动物种群数量的影响是草原生态系统研究中的热点问题,确定绵羊和小型啮齿动物的营养生态位关系对于草原生态系统的管理具有重要的作用。运用粪便显微分析法分析了内蒙古草原动物生态研究站大型野外围栏内布氏田鼠和绵羊在6—9月份的食谱组成,确定两种草食动物食性选择和营养生态位的变化,从食物利用途径揭示放牧活动对布氏田鼠种群数量的影响方式及二者之间的竞争与共存关系。研究结果表明：围栏中共有23种植物,其中糙隐子草、克氏针茅、羊草和刺藜是围栏中的优势植物;布氏田鼠共取食10种植物,绵羊共取食8种植物,禾本植物为两种动物的主要采食植物。布氏田鼠和绵羊的喜食植物种类都存在季节性变化;除7月外,两种动物的食物多样性与围栏植物多样性有显著的正相关关系,表明动物的食性选择受植物资源变化的影响。布氏田鼠和绵羊具有很高的营养生态位重叠度,除8月(0.691)外,6、7、9月份的营养生态位重叠度均高于0.9,表明二者之间存在激烈的食物竞争;放牧活动极显著地降低了禾本科植物的地上生物量,导致布氏田鼠的食物数量减少;放牧处理下布氏田鼠的喜食植物的物种数和营养生态位宽度(除9月)增加,导致布氏田鼠的食物质量...     

大庆市生态城市建设的影响因素与对策

大庆是一个典型的资源型城市,是中国最大的石油化工基地,针对大庆在生态城市建设中存在的草原"三化"、石油石化工业生产对环境破坏和污染、对城市地域空间的优化重视不够等三大问题,分析了大庆所具有的优势和不利因素,提出了相应的对策和具体措施.由于草原"三化"问题严重,必须开展草原生态系统的修复和重建,要突出大庆草原型生态城市的特色;湿地是大庆市宝贵的资源,在严加保护的同时,要建立人工-自然复合湿地生态系统,充分发挥湿地的多种生态服务功能;石油化工生产对环境污染和破坏严重,必须开展"绿色油田"工程建设,以适应生态城市的需要;城市开放空间系统的优化是生态城市建设的关键,应采取建设生态公路、生态广场、生态小区及安装风光路灯、绿色建筑等优化措施.     

高寒草甸矮嵩草的环境适应性研究进展

青藏高原高寒草甸的建群种矮嵩草(Kobresia humilis)以自身重要的生态价值、营养价值、耐寒耐牧和高抗逆性, 对该地区生态环境的稳定和畜牧业的发展具有重要意义。由于全球气候变暖, 长期超强度的放牧压力和啮齿动物的破坏活动, 使矮嵩草的生存和发展受到严重破坏, 使高寒草甸生态系统受到了一系列既有的或潜在的影响。因此,学者们从各方面研究矮嵩草及其生态系统, 以期实现矮嵩草草甸草地的可持续利用。总结了矮嵩草的资源特性、矮嵩草对自然干扰和人为干扰环境的适应, 以及适应环境的形态结构和生理生态特征等方面的研究进展, 旨在为今后深入开展矮嵩草相关研究, 高寒草甸草地的可持续利用、保护和恢复提供科学参考。     

自然生态价值、生态资产管理及价值实现的生态经济学基础研究——科学概念、基础理论及实现途径

自然界的生态系统为人类繁衍发展提供各式各样的生活、生产和生计的环境条件与自然资源。基于自然规律的生态系统管理是人类社会不断认知自然生态价值、保护利用自然环境和资源、创造积累生态资产、维持社会经济系统永续发展的基本途径。以此为核心认知的区域生态经济学或经济生态学,正在成为探讨人类世地球系统演变及社会经济可持续发展问题的科学研究前沿。本文以大尺度区域宏观生态系统科学为学术视角,以生态系统的多功能性与多元价值观为基础,综合论述了自然生态价值、生态资产、生态产品等基本概念;从生态学、社会学和经济学融合角度,分析讨论了生态资产形成与变化、生态产品生产与消费、生态投资与生态资产损益等过程原理;提出了区域生态资产的系统经营与生态价值实现途径,期望为我国及区域生态系统价值及生态资产的评估,生态产业及生态价值实现体系的发展提供理论和方法学参考。     

青藏高原"黑土型"退化草地成因与恢复

对青藏高原“黑土型”退化草地的成因和生态建设进行评述,认为“黑土型”退化草地是草原退化生态学行为在江河源区高寒草地的特有体现形式,由气候变暖、冰川退缩、过度放牧、鼠害等综合因子共同导致。生态恢复不仅要从草地建设入手,还要对草地资源进行合理管理与规划。加强牧区文化教育投资、实行草地长期承包、加强《草原法》建设等措施是我国高寒草地畜牧业健康发展的重要保证。青藏高原生态系统特有的“惰性”特征可能是导致其草地生态系统自我更新能力差、系统结构脆弱、生态恢复困难的重要原因,应深入开展该方面研究,为青藏高原生态环境建设提供依据。     

青藏高原东缘高寒草原有毒植物分布与高原鼠兔、高原鼢鼠的相关性

青藏高原高寒草原生态系统是我国特有的生态系统类型,由于受到人为破坏的影响,目前该地区草原生态系统功能退化,优良牧草减少,有毒植物蔓延。高原鼠兔(Ochotona curzoniae)和高原鼢鼠(Myospalax baileyi)是青藏高原东缘高寒草原中最重要的两种小型哺乳动物,其采食行为和挖掘洞穴的生活特性必然对生态系统产生影响,但其与有毒植物之间的互作关系尚未揭示。基于此,在甘肃省玛曲县河曲马场自然生长的高寒草原生态系统中开展了有毒植物的分布与高原鼠兔、高原鼢鼠之间的相关性研究。结果表明,该高寒草原生态系统中分布有毒植物27种,分属于菊科、豆科、毛茛科等11科。在此基础上,测定了该地区有毒植物的生物多样性指数、均匀度指数和丰富度指数,并探究了单位面积条件下有毒植物的分布特征与高原鼠兔和高原鼢鼠种群密度之间的相关性,发现该地区高寒草原有毒植物的蔓延与高原鼠兔的密度之间存在密切的负相关关系(P0.05),而与高原鼢鼠的相关性不显著(P0.05)。     

西藏河谷地区人工种草的投入产出比较分析

分析了西藏河谷地区六种草地的经济投入、产出和生态系统服务价值,模拟了投入增加下村落草地利用结构的改变与经济、生态产出的响应。结果表明:草地恢复管理中,围栏草地成本最低,为67元/hm~2,是一年生人工刈割草地的0.9%。围栏等草地恢复管理的经济产出为772元/hm~2,其中补贴收入占14.6%,另85.4%来自打工收入;而多年生人工放牧和一年生人工刈割草地的经济产出为4250元/hm~2与13135元/hm~2。相比经济产出,不同草地管理方式下生态系统服务价值差距有限,最大仅为27%。草地投入增加下,天然放牧草地转变为围栏草地及一年生人工刈割草地,并最终保持约1∶1的面积比。合理配置围栏草地与一年生人工刈割草地,可以实现区域较大的经济收入增长和生态系统服务的保障。     

高寒牧区村域生态足迹——以甘南州合作市为例

高寒牧区是一类特殊的地域,其生态环境本底和压力明显区别于其它地域类型。从自然本底上讲,"高寒"特征造成生态系统结构单一、节律缓慢、功能稳定性差,因此,脆弱性强,而修复难度大;从压力上讲,"高寒"又一定程度上屏蔽了外界要素的过分介入,导致人口分布的高度离散性和稀疏性,人地矛盾转化为更直观的草畜矛盾。论文结合高寒牧区的特质,对生态足迹模型和生态承载力模型进行了修正,强调了高寒牧区生态承载力的主控因素———牲畜特征、人口特征、生境特征和地域特征,以甘南州合作市为案例,具体测算和分析了41个行政单元的生态足迹和生态承载力。结果表明:(1)人口生态足迹和牲畜生态足迹分布格局大致呈反向态势,说明在高寒牧区,人口与牲畜对环境造成的压力存在着显著的空间差异。(2)从人口生态足迹和牲畜生态足迹对总生态足迹的贡献度上看,总生态足迹的高低主要取决于牲畜生态足迹,说明牲畜是主控因素。(3)从地均生态承载力分布态势看,低承载区主要分布于北部海拔较高的广大牧区,这里生态结构非常单一,主要以高寒草甸草原和沼泽草原生态类型为主,寒冻风化作用异常强烈,生物有效生长期非常短。而高承载区分布在市区周围和南部洮河谷地沿岸,生态系统除草地生态系统外,还有森林生态系统。从而说明人为条件的改善、自然生态系统结构的复杂程度和自然环境的严酷程度是决定高寒牧区承载力高低的主要因素。(4)从生态盈余与赤字的空间分布态势看,赤字区域主要集中分布在广大的纯牧区,超载过牧是生态状况的关键性致因。因此提高生态承载力、减少生态赤字的关键集结于草畜关系上。有鉴于此,需要采取以下措施:一是根据天然草场的承载能力,建立适宜的草畜平衡关系,将超载的牲畜转移出去;二是科学合理的提高草场的生产能力和承载能力,这就需要加强草原生态保护建设;三是调整经济结构,减少社会经济发展对天然放牧业的高度依赖性,推进传统草地畜牧业向现代畜牧业转型。     

Global Invader Impact Network (GIIN): toward standardized evaluation of the ecological impacts of invasive plants

Terrestrial invasive plants are a global problem and are becoming ubiquitous components of most ecosystems. They are implicated in altering disturbance regimes, reducing biodiversity, and changing ecosystem function, sometimes in profound and irreversible ways. However, the ecological impacts of most invasive plants have not been studied experimentally, and most research to date focuses on few types of impacts, which can vary greatly among studies. Thus, our knowledge of existing ecological impacts ascribed to invasive plants is surprisingly limited in both breadth and depth. Our aim was to propose a standard methodology for quantifying baseline ecological impact that, in theory, is scalable to any terrestrial plant invader (e.g., annual grasses to trees) and any invaded system (e.g., grassland to forest). The Global Invader Impact Network (GIIN) is a coordinated distributed experiment composed of an observational and manipulative methodology. The protocol consists of a series of plots located in (1) an invaded area; (2) an adjacent removal treatment within the invaded area; and (3) a spatially separate uninvaded area thought to be similar to pre-invasion conditions of the invaded area. A standardized and inexpensive suite of community, soil, and ecosystem metrics are collected allowing broad comparisons among measurements, populations, and species. The method allows for one-time comparisons and for long-term monitoring enabling one to derive information about change due to invasion over time. Invader removal plots will also allow for quantification of legacy effects and their return rates, which will be monitored for several years. GIIN uses a nested hierarchical scale approach encompassing multiple sites, regions, and continents. Currently, GIIN has network members in six countries, with new members encouraged. To date, study species include representatives of annual and perennial grasses; annual and perennial forbs; shrubs; and trees. The goal of the GIIN framework is to create a standard yet flexible platform for understanding the ecological impacts of invasive plants, allowing both individual and synthetic analyses across a range of taxa and ecosystems. If broadly adopted, this standard approach will offer unique insight into the ecological impacts of invasive plants at local, regional, and global scales.     

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.     

内蒙古典型草原生态系统定位研究最新进展

中国科学院内蒙古草原生态系统定位研究站最近几年在草原生态系统多功能、草原生态系统碳循环与温室气体、气候变化对植物群落结构影响长期观测、草原生态系统退化与恢复过程、草原生态系统硫生物地球化学循环、放牧生态系统管理等领域取得较大进展。研究结果指出,农垦活动使有机碳损失34%,草原植被——土壤系统是甲烷的弱汇;20多年来,这一地区气候变化有变暖趋势,冬季增温明显,春季干旱进一步加剧,影响初级生产力生产;系统提出草原退化是草原生态系统退化,并对退化阶段进行了划分;在内蒙古冷蒿小禾草退化草原施用硫肥对提高初级生产力与羊毛性能方面有明显效果。     

土著入侵种黄帚橐吾的替代防控展望

黄帚橐吾是青藏高原高寒草场中分布最广、危害极大的优势毒草,严重影响了该地区群落结构和草地畜牧业的发展。在介绍土著入侵种和替代防控概念及相关研究进展的基础上,针对黄帚橐吾目前缺乏高效经济生态防控措施的现状,结合国内外对入侵植物进行替代防控的经验与原则,提出了对黄帚橐吾进行替代防控的生态防控设想和黄帚橐吾替代植物选用的基本原则,初步划定了防控黄帚橐吾的替代植物范围。通过引种或者驯化乡土草种,在青藏高原培育禾本科、豆科植物或者建植禾豆混播人工草地,使其具备替代防控黄帚橐吾的潜力。     

内蒙古典型草原生态系统定位研究最新进展

中国科学院内蒙古草原生态系统定位研究站最近几年在草原生态系统多功能、草原生态系统碳循环与温室气体、气候变化对植物群落结构影响长期观测、草原生态系统退化与恢复过程、草原生态系统硫生物地球化学循环、放牧生态系统管理等领域取得较大进展。研究结果指出,农垦活动使有机碳损失34％,草原植被——土壤系统是甲烷的弱汇;20多年来,这一地区气候变化有变暖趋势,冬季增温明显,春季干旱进一步加剧,影响初级生产力生产;系统提出草原退化是草原生态系统退化,并对退化阶段进行了划分;在内蒙古冷蒿小禾草退化草原施用硫肥对提高初级生产力与羊毛性能方面有明显效果。     

African Grass Invasion in the Americas: Ecosystem Consequences and the Role of Ecophysiology

Clearing of natural vegetation for pastures and the deliberate introduction of African grasses constitute significant threats to the biological diversity of the tropics, subtropics, and warm temperate regions of the Americas. African grasses have escaped from cultivated pastures and revegetated rangeland sites and invaded natural areas at alarming rates. Invaded ecosystems tend to be biotically impoverished and differ markedly from adjacent non-invaded areas in structure and function. Effects of pasture creation and invasion by African grasses on ecosystem processes (transformation and flux of energy and matter) are primarily related to loss of woody species and changes in the fire regime. However, the ecophysiological attributes of the African grasses (e.g. high biomass allocation to leaves, high growth rate, and high leaf-level gas exchange rates) also have important consequences. Here we describe the extent of pasture creation with African grasses and their invasive spread in the New World and review ecological effects of these land-cover changes. We highlight a number of comparative ecophysiological studies within the context of mechanisms responsible for invasion by African grasses and resulting ecosystem change. This revised version was published online in July 2006 with corrections to the Cover Date.