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從本底與現狀兩個維度構建草地分等定級體系

聲明:《中國土地》所刊載文章皆為原創。授權合作請聯系電話:010-68048738。

2021年3月,國務院辦公廳印發《關于加強草原保護修復的若干意見》,提出2025—2035年的草原保護修復目標,并明確了實現目標的12條工作措施和4條保障措施,其中頭兩條就是建立草原調查體系和健全草原監測評價體系。而構建草原分等定級指標體系作為此項工作的基礎,首先必須厘清草地、草原、草場、牧草地等相關概念。

相關概念辨析

在我國,草地、草原、草場、牧草地混合并用,這些不同的名詞在概念上基本相同。在英語國家中也一樣,grassland、rangeland、pasture、tussock等混合并用。

地理學從自然地理綜合體的角度認識草原。草原被認為是溫帶干旱、半干旱區和熱帶干旱、半干旱區的以多年生旱生禾草為主組成的群落類型。根據草原在氣候、地形、土壤和植被等方面特點的一致性,我國將草原分為溫性草原、高寒草原、溫性荒漠、高寒荒漠、暖性灌草叢、熱性灌草叢、低地草地、山地草甸和高寒草甸等9大類。

農學或畜牧學從草地為草食家畜提供飼料的角度認識草地。將放牧的草地稱之為“草場”或“草牧場”,而將用來打草貯草的草地稱為打草場。我國著名草原學家任繼周院士認為,草原是主要生長草本植物,或兼有灌叢或稀疏樹木,可為家畜和野生動物提供生存場所的大面積土地,是畜牧業的重要生產基地。我國著名草地學家賈慎修教授認為,草地是草和其著生的土地構成的綜合自然體,土地是環境,草是構成草地的主體,也是人類經營利用的主要對象。

國際上對草原或草地的認識也不盡相同。美國草原管理學會對草原的定義是:以禾草、類禾草、雜類草或灌木建群的天然植被為特征,用來放牧飼養家畜的一種土地利用類型。世界資源報告和聯合國糧農組織(FAO)定義的永久性草地包括天然放牧地、永久休閑地、5年以上生產草本飼料作物的耕地、疏林地、矮木林、疏灌叢、荒漠、凍原、沿海灘涂、濕地沼澤和草甸。

綜合以上不同的草地或草原概念,分析其背后對草地或草原的認知角度,筆者認為,可以將草地和草原作為同義語看待,只是草原概念偏重于自然,將草原視為一種自然之物;而草地的概念偏重于利用,視草地為一種可利用的土地資源。從空間大小的角度來看,草原要比草地遼闊,但相關土地調查技術規程并沒有明確草原和草地的區分面積。不過可以肯定的是,不能將農區種植的幾百畝人工草地或遺留下的“夾荒草地”稱為草原。

我國實行自然資源統一調查制度和國土空間統一規劃制度,因此作為與耕地、園地、林地等平行的土地利用類型,對草地或草原的調查和監測必須依據《土地利用現狀分類》(GB/T 21010-2017)。按該分類標準,草地是指生長草本植物為主的土地,并且將其分類為天然牧草地、沼澤草地、人工牧草地、其他草地。可見,《土地利用現狀分類》中的草地的概念和分類還是源自農學或畜牧學,即資源利用的角度。草地評價的對象應是依據《土地利用現狀分類》完成的“三調”成果中的天然牧草地、沼澤草地、人工牧草地以及其他草地4類,不應包括城市綠地和臨時種植飼草的耕地。

草原生態系統解析

草原具有畜產品生產功能和生態服務功能乃至景觀文化功能等,這些功能是由草原生態系統的結構決定的。草原生態系統可以大概分成:無生命部分和有生命部分。前者包括大氣(圈)、水(圈)、巖石(圈)和土壤(圈),后者包括草原植物、動物和微生物。

有生命的部分是草原畜產品生產功能和生態服務功能乃至景觀文化功能的主體。其中,草原植物是有機物——根莖葉的制造者,是整個草原生態系統的“發動機”;草原動物是消費者,直接或間接依賴消費草原植物,草食動物(如牛、羊、馬、鼠、免等)直接消費草原植物,以及以草食動物為主要食物來源的肉食動物(如狼、狐貍、鼬等)間接消費草原植物;微生物是有機物的分解者,細菌、霉菌、放線菌等微生物通過分泌消化酶,以分解草原植物的殘體、草原動物排泄物以及尸體來獲得能量和物質,把有機物逐級降解還原為無機物,再一次供給草原植物吸收利用。

草原植物、草原動物和微生物組成了草原生態系統的食物鏈和養分循環。這個食物鏈和養分循環依靠大氣(圈)、水(圈)、巖石(圈)和土壤(圈)為其提供的光照、熱量、水分、養分和空氣,是草原生態系統中的有生命部分的生存生長環境。草原生態系統的無生命部分和有生命部分之間,存在著物質和能量的交換,相互作用、相互影響。

在草原生態系統中,草是草食動物、食肉動物、土壤動物和微生物的生存基礎。草類種群及草的覆蓋度、產量或生物量等不同,決定著草食動物、食肉動物、土壤動物和微生物種群的不同。而前者又決定于支撐草地植物生長的氣候、地形、土壤、水文等自然地理條件。需要指出的是,從土壤中存在的植物根系、土壤動物和土壤微生物的角度看,在草原生態系統中,土壤介于有生命部分和無生命部分之間。但考慮到土壤的主要物質組成是礦物質,筆者將土壤歸入草原生態系統中的無生命部分。

在人類沒有開發利用草原之前,地上的草類種群和草的覆蓋度、產量或生物量等狀況及其支撐的草食動物、食肉動物、土壤動物和微生物的種群,與氣候、地形、土壤、水文等自然地理條件是一致的,即一定的氣候、地形、土壤、水文等自然地理條件下,必然有著一定的草類種群和草的覆蓋度、產量或生物量及其支撐的草食動物、食肉動物、土壤動物和微生物的種群。但人類對草原的開發利用,使得這一切發生了變化,背離了自然條件決定的“原生態”狀況。人類干擾如此之大,甚至造成草原生態系統中無生命部分的土壤發生變化,如表層土壤的有機質含量降低、沙化,甚至土層變薄等。因此,我們今天看到的草原是一個自然與人類綜合體,并非“原生態”的草原,這在我國長期草原超載過牧的情形下,尤其突出。

構建草地分等定級指標體系的思路

根據上述解析,筆者認為,應以“草原動物和微生物以草地植物為食物來源,草地植物從大氣(圈)、水(圈)和土壤(圈)等自然環境中獲取光照、熱量、水分、養分和空氣進行有機物——根莖葉生產”這種發生學關系的認識,來構建草地分等定級指標體系。

草地分等應反映草地的原生本底或天然稟賦,而草地定級應反映草地在自然與人類影響下次生的地上的由草地植物、草地動物和微生物構成的有生命部分的現狀。氣候、地形、巖石、土壤、水文等自然條件是地球系統原生的,它不以地上的草被及其供養的動物和微生物的存在而存在,是草地或草原的天然稟賦或原生本底,不會在短時間內發生變化。因此,上述自然環境屬性應該作為分等指標。以此得出的等別,反映的是大自然賦予人類的草地資源的自然質量,是進行草地生產潛力評價和載畜量核算的基礎,是進行生態環境承載力與修復能力評價的基礎,也是進行國土空間規劃和草原保護修復規劃的基礎。與現狀(監測結果)進行比較,可評價人類對草原的利用是維護了草地資源,還是破壞了草地資源,以及目前的利用方式是否可持續。

草地生態系統的有生命部分在人類的開發利用活動的影響下,經常會發生變化。人們對其調查和監測的結果相對于地球賦予的草地資源的天然稟賦或原生本底來說,只是一個瞬時“快照”。因此,反映現狀的草地屬性應當作為定級指標,對這樣的現狀指標評價得出的級別與分等結果進行比較,可用來評價人類活動對草地的影響。

草地分等定級指標體系的初步構想

分等指標體系。分等指標從氣候、地形、巖石、土壤中選擇。水是植物的生命源泉,但為什么沒有選擇水資源作為評價指標?這是因為考慮到一個區域的水資源取決于氣溫、降水量的多少和地形對水分的再分配,包括地形對溫度(日照)的再分配(海拔、坡向的影響)進而對水資源的間接影響。水資源狀況是調查評價的結果,主要是依據氣候數據、地形數據、地質土壤數據和土地覆被數據以及監測的河川徑流數據計算評價出來的。氣候屬性中,可以選擇年均降水量、年均溫度、最低溫度、最高溫度、干燥度等作為分等指標,也可用氣候要素綜合起來的氣候分區作為分等指標。目前,無論是自然地理氣候分區還是農業氣候區劃,都是以植物或作物與氣候的相互關系為依據,因此,可以氣候分區作為草地分等的最基層。例如,可選擇上述的草原九大區作為分等指標。巖石屬性中,可按地質學的巖漿巖、沉積巖、變質巖三大類巖石作為分等指標,也可將這三大類巖石的次級分類類型作為分等指標。選擇巖石類型作為分等指標,是因為巖石影響著風化速率和風化物的性質,其對于巖石露頭多的草地或土層淺薄的草地很重要。地形指標可選擇海拔、坡度和坡向等3個地形要素作為分等指標,也可以3個地形要素綜合分類的地貌類型作為分等指標,如高山、亞高山、中山、低山、丘陵、平原等。土壤指標不要選擇高級分類的土類、亞類類型作為分等指標,而是選擇影響植物扎根立地條件和水分、養分供給能力的土壤屬性,如土層厚度、土壤質地、鹽分含量、有機質含量等作為分等指標。建議不選擇土壤 pH、養分含量和土壤微生物作為分等指標,因為其變化較大,而且土壤微生物與土壤有機質含量和氣候高度相關。草地分等不必以分等指標綜合指數來劃分等別,在沒有各種分等指標對草地生產潛力或生態服務價值的貢獻大小的定量化研究成果情形下,以綜合指數來劃分等別是無意義的。筆者建議,以分等指標對草地進行分類的形式來表征草地天然稟賦和原生本底的優劣,如溫帶濕潤區漫崗壤土五花草地、溫帶半干旱區沙丘蒿草地。從生產潛力或生態服務價值的大小角度評價,前者肯定比后者大,而且這樣一種分類式分等更能清楚地描述草地的自然地理特征。

定級指標體系。定級指標從草原生態系統中的有生命部分中選取,但建議目前不選取草原動物和微生物為定級指標。這主要是因為目前關于草原動物和微生物的調查數據很少,而且也沒有成熟的調查方法;特別是草原動物和微生物依托于草地植物,即草類種群、草的覆蓋度、產量或生物量等不同,決定著草食動物、食肉動物、土壤動物和微生物種群的不同。調查清楚了草地植物,根據相關性分析就可以推測出草原動物和微生物。從草地作為畜牧業生產資料的角度,草地定級指標不僅要選擇草地的經濟產量即產草量,還要選擇可食飼草、優質飼草在草群中的比例。從草地生態功能(如防風固沙)角度考慮,可選擇植被覆蓋度、草類多樣性等作為定級指標。如果從草、草食動物和食肉動物組成的食物鏈這個生態系統功能的角度看,可食飼草、優質飼草在草群中的比例依然重要。因此,綜合起來,建議定級指標可選擇建群草種、覆蓋度、建群草種高度、產草量/生物量等。草地定級可以定級指標的綜合指數來劃分等級,主要考慮優質飼草在草群中的比例和產草量兩個指標。當然,也可以定級指標對草地進行連續性分類命名的形式來表征現狀草地級別。

綜上,將分等結果與定級結果相結合,可以評價草地利用狀況,揭示目前草地背離草地“原狀”的程度,規劃設計草地修復措施。草地分等定級結果還可用于草地資產評估,作為領導干部自然資源資產離任審計的依據。(作者為中國農業大學土地科學與技術學院教授)

全文請見《中國土地》2021年第10期

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