草地的生態經濟功能探析

草地的生態經濟功能探析

　　一、草地的生態經濟功能

　　草地是地球陸地上面積僅次于森林的第二個綠色覆被層，約占全球植被生物量的36%，約占陸地面積的24%。她在生態與經濟上的意義與作用十分重大，與森林和農田一起是地球上三個最重要的綠色光合物質的來源。草地的全球生態功能首先在于她獨特的生態地理位置。草地占據著地球上森林與荒漠、冰原之間的廣闊中間地帶。草地覆蓋著地球上許多不能生長森林或不宜墾殖為農田的生態環境較嚴酷的地區，如，極端干旱的沙漠，戈壁與森林地帶之間的干旱、半干旱地帶，荒漠灌溉綠洲與沙漠之間的過渡帶，極地冰雪邊緣廣闊的凍原地帶，山地森林上限與高山冰雪帶之間的高山、亞高山植被帶，以及寒冷荒蕪的地球大高原面等。草地的這種中間生態地位使她在地球的環境與生物多樣性保護方面具有極其重大和不可代替的作用。尤其在防止土地的風蝕沙化、水土流失、鹽漬化和旱化等方面，草地的作用往往是森林所不及的。

　　草地的全球生態意義還在于她特殊的生物地球化學循環作用。在草原黑鈣土與栗鈣土的腐殖質層與凍原泥炭層中所貯藏的巨大碳素，使草地與森林和海洋并列為地球的三大碳庫，在碳循環中起著重要作用。因此草地在全球變化中有舉足輕重的地位。草地的巨大意義還在于她在生物進化、人類起源和培育古代文明方面的關鍵作用。溫性草原是地球上最為進化和年青的生物群區或植被類型，主要由禾本科多年生旱生草類為優勢種或建群種，以及大型有蹄類與嚙齒類食草動物構成。而禾本科是在植物系統演化中最年青的類群，發生于中生代末期的白堊紀。溫性草原大體是在新第三紀與第四紀早期演化形成的，可能主要起源于亞熱帶的稀樹草原，但與荒漠和落葉闊葉林有密切的關系與交流。在大致4000萬年前的新第三紀時地球北半部青藏高原和科羅拉多高原的隆起引起了地球的寒旱化過程，在大陸北部的西風急流高壓帶控制下的荒漠地帶以北與寒溫性泰加林地帶之間出現了由西而東延綿數千公里的歐亞與北美溫帶草原地帶，尤其是在第四紀冰期后得到充分發展。因此，草原的形成與演化是青藏高原隆起與溫帶荒漠北移的結果，并與黃土高原的堆積形成與演化是共軛或同步的事件，從此溫性草原成為地球上分布最廣的植被地帶，并占有地球植被地帶生態地理核心的顯著地位。天然草地是一個完整而美妙的生態系統，是通過數百萬年到上千萬年的進化過程而逐漸形成的。

　　不論在熱帶稀樹草原還是溫帶草原中，草原植物群落與賴其為生的草食動物，尤其是各種大型有蹄類動物與較小型的嚙齒類動物，及其捕食者———食肉的猛獸或猛禽，在漫長的協同進化過程中構成了一系列復雜而完善的食物鏈，或是一座具有不同營養級層次的能量與養分轉化的金字塔，它的基礎是作為第一性生產者的草地植物群落，第二級是各類草食動物，其頂端則是食物鏈末端的肉食動物。這一進化的偉大成果至今還在非洲中部的稀樹草原中保存著，向人們展示出協同進化的物種間既殘酷捕食又和諧共處地漫游在大草原上的壯麗圖景。由于在北美中部大草原(prairie)引回了已絕跡近百年的美洲野牛并迅速繁殖成群，在無垠的大草原上萬牛奔騰如雷霆風暴的壯觀場面又重現在人們眼前。如今又在進一步把灰狼種群引回大草原，以重建北美草原的營養金字塔，回復草原生態系統的天然面貌。在歐亞大陸的草原地帶，由于悠久的文明和農牧業開拓史，自然的草原生態系統已不復存在，殘存的大型野生草食動物被迫逃避到偏遠戈壁荒漠中的避難所;而當最后一匹普氏野馬在1947年于蒙古科布多盆地戈壁灘中被捕獵后，它們就再也不復存在于自然狀態下。現今只有在藏北高原無人區仍然有碩果僅存的廣闊天然高寒草原生態系統，成為草原野生動物最后的樂園，但也免不了遭到貪婪淘金者與盜獵者的殺戮。草原又是人類進化的搖籃。

　　研究人類起源的學者一般公認，人類的祖先類人猿或森林古猿是在森林環境中生存進化的，只有當類人猿(可能是由于氣候的原因)脫離了森林而進入草原，才能在開闊的草原環境條件下通過適應與競爭，進化為直立行走和奔跑的猿人，才能有垂直的脊椎以承受巨大的腦顱，并由于手足的功能分化而徹底解放出能靈巧地制造與使用工具的手，從而成為真正的“人”。一旦人類進入草原，就開始了對草原生態系統的愈來愈大的影響，以致對自然的草原生態系統進行了深刻的改造。人類在草原這個偉大而美妙的自然生態系統金字塔的頂尖上首先扮演和繼承了“捕食者”的角色。但人不僅是高高坐在金字塔頂端的饕餮食客，也積極地參與到草地營養金字塔的第一級生產者———牧草生產和第二級的消費者———家畜的組成結構調整及提高其能量與物質轉化率的過程中，人類選擇和培育了許多優良的家畜品種和牧草與飼料作物品種，建立了高產的人工草地和飼料地，其生產性能無論在量與質上都遠遠超過了它們的野生祖先。人類還通過數千年的實踐摸索出一系列草地放牧和家畜飼養管理的制度和辦法，從而形成了草地畜牧業這個第一產業的體系。草地畜牧業本身已成為許多國家中重要的生產和經濟支柱。這是草地畜牧業結構的光明面，但現在這個金字塔的基礎和頂層在全球許多國家和地區，尤其是在許多發展中國家出了問題，或由于草地經營不當而發生退化，生產力下降;或由于人口的增長率過大過快，其需求超過了草地的生產力極限等，導致草地畜牧業金字塔結構的倒置而引起草地退化、家畜品質下降，同時造成環境的嚴重惡化。

　　而且由于這些國家相對科技落后，國力不足，缺乏對草地的經濟投入以及草地恢復改造的途徑與有效措施，草地退化的趨勢不僅得不到制止，甚而產生了愈演愈烈的草地退化惡性循環。我國的草地畜牧業生產基礎十分脆弱，波動很大，經不起自然災害的沖擊，生產力低下。在我國天然草地中，退化草地達到70%，其中嚴重退化的達40%，因此以占有國土面積41%草地卻只能提供不到20%的國民所需的肉食。而在工業發達的歐美國家，草地提供的肉食卻可達到70%以上。歐共體國家草地生產的乳制品與肉類在上一世紀80年代就已經過剩而不得不限制生產。歐共體國家每公頃草地可生產300~350個畜產品單位，荷蘭則高達1200個畜產品單位;美、加與原蘇聯為45~75個畜產品單位;澳、新等以天然草地為主的國家為20個畜產品單位。

　　而生產水平低下的發展中國家一般每公頃草地僅有幾個，甚至不足1個畜產品單位。我國每公頃草地畜產品單位僅相當于發達國家的1/20~1/50。造成這種差別的原因，一方面固然是由于發達國家的人口壓力小，對草地的放牧壓力也小，因而草地退化程度輕微，易于恢復，或者不退化;另一方面則在于對草地的投入與科學技術的作用。現代草地生產的科學技術范圍很廣，包括運用現代農業技術栽培牧草與飼料、改良品種、培育人工和半人工草地、改良天然草地與飼料深加工等。在草地畜牧業方面則包括合理的配置家畜、調整畜牧與畜群結構、合理的放牧制度與飼料配制等。從草地本身來說，如何建立與合理配置人工草地、半人工草地與天然草地系統及其科學管理是最重要和根本的方面。發達國家的人工草地所占比例很大，歐共體國家可達80%以上或更多，美、加和原蘇聯人工草地占10%左右，以天然草地為主的澳大利亞人工草地也占5%;而我國人工草地的面積占全部農牧業用地面積的比例尚不足1%。牧草、飼料與家畜品種的改良也是一個重要方面。總之，草地決不僅僅是地球的放牧場，她對于生物的進化、人類的起源、文明的發展、社會經濟的繁榮、道德情操的陶冶與培育，乃至國家民族的興衰、地球環境的保育、人類的未來都是至關重要的。草地是地球母親不可缺少的部分，我們只要善待她，她一定會給我們以大得多的慈愛和賞賜;反之，我們將吞下自己造成的苦果，受到大自然無情的懲罰。

　　二、草地在植被系統中的地位

　　可以在一個理想的水平大陸上的植被分布圖式上，表示出緯度(太陽入射角)與海陸分布所決定的氣候—水熱關系對地球表面植被的宏觀地理分布及其類型的決定性作用。還可以在一個含有25個生物群區分室的圓形系統中，基本上概括全球氣候頂極(地帶性)的植被類型。它們各得其所地在圓形系統中形成了明顯有規律的連續生態梯度和空間演替系列，具有合理的地帶過渡性。該系統較自然和確切地模擬和解釋了陸相地球植被的生態地理圖式和氣候—植被關系結構模式。在該氣候—植被分類系統中，草原占據著核心的地位，構成了稀樹草原—溫帶草原—亞高寒草原—高寒草原及其生態過渡型的完整草原生物群區型系列，以及從山地草甸到凍原生物群區型的完整系列，這是該系統的一大特色。應當特別指出的是溫帶草原在該系統中的特殊地位與功能。在地球陸地的緯向冷熱梯度軸與經向干濕梯度軸平衡交匯中點的溫帶草原，自然而然地占據著氣候—植被分類系統中的核心地位。

　　實際上，在地球的幾個大陸上幾乎都有溫帶草原地帶的普遍存在，尤以歐亞與北美大陸最為顯著。溫帶草原在這些地區作為中介的森林與旱生荒漠植被之間，以及高緯度寒溫帶植被與低緯度亞熱帶熱帶植被之間的中介植被，標志著地球陸地上水熱相對平衡的生態地位。如前所述，相對于起源古老的森林與荒漠而言，溫帶草原的形成是地球陸地生態系統與植被演化的新生事物。它的出現意味著地球陸地植被與生物群區發展到一個與氣候相對平衡的新階段和地球上新的自然植被地帶格局的形成。草原可能對這一時期從猿到人的演化過程有所促進，而在后來的原始人類社會轉向早期畜牧業和農業生產方式的關鍵過程中，溫帶草原及與它協同進化的草原大型有蹄類食草動物卻無可置疑地具有重大作用。森林生物群區在該圓形系統中占據著第一、二象限的生態位置。其北(上)端向凍原過渡，在山地則向亞高山、高山草甸或山地凍原過渡。在森林帶的內弧則為向草原過渡的森林草原(溫帶)或稀樹草原(亞熱帶)。荒漠生物群區在系統的第三象限占據著與森林完全相對稱的生態位置。其內弧為稀樹干草原與溫帶半荒漠—草原化荒漠與荒漠草原構成的荒漠—草原過渡帶。高寒生物群區是在群落演化方面最年青的，據有圓形系統上部，即第四象限與第一象限相連接處的弧形段，自左至右為高寒荒漠—高寒草原—高寒草甸或凍原。其內弧段為亞高寒帶的過渡類型。

　　由此，整個系統可分為森林群、草原群、荒漠群與高寒群四大生物群區群(biomegroup)，且各具過渡性的類型，共25個生物群區型，其中有9種草地類的生物群區型。基本上無植被的冰川雪原作為“0”型。草地在該系統中有下列9類:1.凍原/高寒草原(Tundra/Alpinesteppe):EGT=10—402.濕凍原/高寒草甸(Moisttundra/Alpinemead-ow):EGT>403.亞高寒草原(Subalpinesteppe):EGT=10—404.亞高寒草甸(Subalpinemeadow):EGT>405.森林草原(Foreststeppe):EGM<5，EGT=80—1006.典型草原(Typicalsteppe):EGM<5，EGT=40—807.溫帶半荒漠(Temperatesemi-desert):EGM<5，EGT=6—408.稀樹草原(Savanna):EGT=60—1209.稀樹干草原(Drysavanna):EGT=6—60

　　三、中國草地的優化生態—生產范式

　　在氣候的宏觀控制之下，草地植被又受到地形、基質、潛水等地體因子的強烈作用而發生分異，表現為景觀與植物群落類型的變化，而且影響到草地的經濟利用與生產力。因此，根據草地景觀(地形、氣候、植被、土壤、基質、水文等因子的結合)的有規律重復出現的復合體及其能流與物流運轉途徑，合理地配置土地利用類型與管理方式，以發揮其最大或最佳的生態功能、生產潛力與經濟效益，亦即可持續農業的優化生態—生產范式(optimizedecoproductiveparadigm)。這里所謂“優化”是指農林草(牧)系統的科學合理、高效優質、持續穩定、諧調有序;“生態”是指生態系統的結構、食物鏈關系、生物地球化學循環與生物地球物理過程;“生產”是指生產力與產業的形成;“范式”是指生態管理系統、區域性景觀格局與功能帶組合配置的范例。這種范式是因地因時而異的。在我國西北大致有五類基本的草地范式;蒙古高原草原范式，鄂爾多斯沙地范式，荒漠山地—盆地范式，黃土高原范式，農牧過渡帶范式。

　　1.蒙古高原草原范式內蒙古高原是一片平緩起伏的遼闊高原，其上存在著幾層夷平面。形成高原基面的低夷平面海拔高度大致在960~1000m上下，其上分布著地帶性的大針茅、羊草、雜類草草原植被，是主要的放牧草地。1200~1400m的較高夷平面的高臺地或丘陵頂部則為貝加爾針茅與旱中生雜類草的草甸草原，草被高大豐茂，但因遠離水源，不便飲水，多用作刈草地。在高原面上下切的河谷階地、灘地與丘間洼地，因受水流沁潤而生長著草甸植被，適于建立人工草地。由此，內蒙古草原范式的基本框架就是:放牧場—刈草地—人工草地。草原放牧場應實施合理的圍欄、輪牧與承載適度的載畜量。但由于可開發的人工草地面積有限，產量不高，尤其在不時發生的旱年和雪災時不足以保證牧畜有足夠的草料度過饑荒，而經常造成重大損失。因此必須在高原東南沿的農牧過渡帶尋求出路，亦即在水、熱、土條件較優越的農牧過渡帶建立高產優質的人工飼草料基地，每年秋季大量接收草原牧區當年的出欄牲畜，即“架子”畜，經2~3個月的育肥后轉銷或屠宰加工，可取得高額的附加值。農牧過渡帶還可向牧區提供優質飼料。當這種流通格局形成后，草原牧區在越冬時僅飼喂母畜、仔畜與種畜，即使發生雪災，亦可安度無虞。因此，內蒙古草原的優化生態—生產范式應當是:圍欄輪牧放牧場—刈草地—人工草地—育肥帶。

　　2.鄂爾多斯高原沙地“三圈”范式鄂爾多斯高原是一個構造隆起剝蝕的地塊，其海拔高度一般在1200~1550m，由西北向東南微斜。由于長期的干燥剝蝕，地表廣泛露出白堊紀與侏羅紀砂巖的殘山，其間普遍堆積第四紀與第三紀的洪積、沖積與湖積物，并因風力的分選與搬運而發育風沙地貌，遍布沙丘沙地，屬于干旱區風成的戈壁、沙漠、黃土環帶格局中的沙丘帶。在洪積一沖積臺地上有再經河流切割形成的谷地、湖盆與風蝕洼地，因地勢低洼而富集潛水。因此，本地區基本上有三級地形，加以一類地貌:沙丘沙地。三級地形分別為:灘地，即河谷、旱谷、湖盆、洼地等為第一級;軟墚，即洪積、沖積臺地為第二級;硬墚，即砂巖丘狀高地為第三級。在此基底上該地區的農林牧業土地利用格局是:灘地作為農業綠洲與草甸草場;軟墚地供放牧與種植人工林;硬墚水土條件最惡劣，放牧價值不大，有局部開墾旱地，極易造成水土流失;各類沙丘與沙地常由于過度放牧與樵采而引起流沙。在此基礎上，構建的鄂爾多斯高原沙地的優化生態—生產范式稱為三圈模式(參見封底圖1~3)。第一圈:灘地綠洲高效復合農業圈約占當地面積的10~15%，形成資金、勞務、能量與物資高投入的集約復合農業，包括糧食、經濟、飼料作物、牧草、林、果與養殖等，以及規模化的舍飼養畜業與肥育中心;發展農副產品深加工產業，如飼料、畜產品加工及其服務業;逐步形成市場貿易的經濟中心與文化中心。第二圈:軟墚臺地徑流(集雨)林灌草圈約占40~50%，形成規模化的徑流補水人工飼草基地，以支持舍飼畜牧業;建立徑流灌木與喬木防護帶;并可適當發展徑流果園與人工林。第三圈:硬墚/流沙地灌草防護圈約占30~40%，恢復與建立灌木防護帶與草帶，圍護珍稀瀕危植物保育地，封沙育草灌，禁牧、禁墾、禁采掘植物。草灌豐茂后可節制性放牧或刈草灌。本圈功能主要是防風固沙與防止水土流失，并作為其下二圈的水源地。上述三圈相互支持，形成一個自然—經濟的景觀復合體，可充分發揮生態功能與生產潛力，成為區域性的可持續發展體系。

　　3.荒漠山地—盆地范式(參見封底圖4~6)與高山相毗鄰的內陸荒漠盆地，如準葛爾、塔里木、柴達木等都具有同心圓狀的地貌—基質結構，即外圍有構造隆起的高山，其山麓有傾斜的洪積—沖積扇連成裙狀，以及中央廣闊的沖積、洪積平原。這些高山，如阿爾泰山、天山、昆侖山、祁連山等高度均超過3000~4000m以上，其頂部有較發育的冰川積雪，山地降水較多，為盆地提供了豐富的地表與地下水源。山地植被垂直帶層次分明，常有山地森林帶，具重大的水源涵養功能。山地的草甸與草原植被是傳統的季節牧場，亞高山與高山草甸是水草豐茂的夏季放牧場，中山的山地草原則為良好的秋季放牧場，但作為冬春放牧場的低山與前山丘陵草原化荒漠或荒漠草原卻遠遠不足。山前洪積一沖積扇上部多為礫石或砂礫質的戈壁荒漠，土層瘠薄，潛水甚深，不易利用;扇形地中下部，土層深厚，土質適中，潛水埋藏不深，又不易發生鹽漬化，自然情況下有榆樹林、胡楊林等，為古老灌溉綠洲所在地;扇形地的下部扇緣帶，是綠洲與荒漠的過渡帶，土質粘重，潛水接近地表，鹽漬化較重，通常為鹽化草甸或鹽生植被。盆地為古老的沖積—湖積平原所占據，有大面積平坦的砂壤質荒漠;低洼處強度鹽堿化，或為鹽土漠;盆地中部則常為不同類型沙丘構成的沙漠。

　　干旱荒漠上常散布有稀疏的強度旱生植物，多為退化葉或無葉的半灌木或矮灌木，通常被用來放牧，但由于荒漠飼草量低質劣，植被極易因過牧退化，又缺飲水，實不宜牧。在降水100mm以下的極干旱荒漠則通常無植被。荒漠地帶的山地與盆地關系決定著地區的生態、資源與環境狀況，也制約著地區社會的產業配置、經濟發展方向與人民生活的結構和安全。這一山盆關系是呈垂直帶剖面式展開的，其自然驅動力則主要是受到太陽能與地球重力作用的水流。山地冰川融水與山地降水以地表和地下徑流形式向下流入盆地，地表徑流匯成河流流向盆地低處并灌溉滋潤著綠洲;地下潛水流在山前洪積—沖積扇上部下滲，在扇形地下沿的扇緣帶接近或溢出地表，引起鹽漬化與沼澤化;在沖積平原上，潛水又下滲較深，最后匯集于盆地最低處的鹽湖。荒漠地帶山盆關系的可持續農業系統結構含有四個基本地貌單元。山地包括高山冰雪帶、高山亞高山草甸(草原)帶、山地森林帶、山地草原帶與山地荒漠帶;冰雪帶的夏季融水與山地降水是地區主要的水源，森林帶具有重要的水源涵養與水土保持功能，草甸與草原帶除了作為放牧場之外，并具水土保持作用。此外，西部山地風光綺麗，極宜開展旅游業。綠洲荒漠地帶生長季節陽光充足、熱量豐沛，在綠洲灌溉條件下發展復合農林(草)業能有很高的生產力，適宜多種糧、經、飼料作物，特產林果，各種養殖業加工業;綠洲又是荒漠地區的集中民居地與經濟、文化、交通中心。

　　綠洲—荒漠過渡帶(參見封底圖7)潛水接近或溢出地表的扇緣帶是綠洲與荒漠之間的過渡帶，由于鹽漬化而不宜農作，但可建立人工草地，其產量可為天然草地的30倍，載畜量可達每公頃15頭羊，在鄰近綠洲飼草料的支持下可以發展為荒漠地帶新的草地畜牧業(舍飼)基地，并可作為育肥帶，在秋季大量接受山地出欄的“架子”羊，進行肥育后銷售。過渡帶還是綠洲的防護帶，具有防風固沙、減緩荒漠氣候的功能。荒漠帶除了有穩定的灌溉水源保證與健全的灌排系統建設之外，一般在荒漠中不宜無序地大規模開墾農耕地。如前所述，荒漠也不宜作為放牧場。在有稀疏植被的干旱荒漠，如準葛爾沙漠，應進行有規劃的封禁圍護，促進恢復和保育天然的荒漠植被，回引荒漠野生的有蹄類食草動物，如鵝喉羚、賽加羚、蒙古野驢、普氏野馬、野駱駝等，恢復荒漠生態系統，發展野生動物養殖業與狩獵業。荒漠地帶山盆系統的上述四個單元構成了荒漠可持續農業的生態—經濟鏈，既保證了農業產業的合理格局，也在生態系統的能流與物流方面形成優化的轉換過程與循環，可能在相當長的時期內成為荒漠地帶可持續發展的范式。