刘钟龄

(内蒙古大学，内蒙古呼和浩特 010010)

内蒙古草原生态功能和生态修复的再认识——第三届(2014)中国草业大会论坛发言整理材料

刘钟龄

(内蒙古大学，内蒙古呼和浩特010010)

这次大会论坛我与各参会代表分享一些关于草原生态特别是生态功能方面的基础性认识，主要是谈下面几个问题：一是草原生态系统的地理特征；二是关于内蒙古草原的起源与演化；三是草原生态功能与资源服务价值；四是草原退化和修复的机制问题。

1 对草原生态系统地理特征的认识

草原是全球最大的陆地生态系统，是人类起源和人类生存与文明发展的主要地区之一，全球有八大草原区。中国草原是欧亚大陆草原区的组成部分，内蒙古草原是我国北方草原的主体，是保存最完整的温带草原，东边与松辽平原的草原相连，南边与黄土高原的草原相连，西边与阿拉善荒漠区相邻接，东部是半湿润气候的草甸草原，中部是半干旱气候的典型草原，西部是干旱气候的荒漠草原。

2 内蒙古草原的起源与演化

草原是伴随着喜马拉雅运动演化形成的。喜马拉雅运动形成中国的三大阶梯地理格局，草原也是伴随其演化形成的，造就了今天从大兴安岭到祁连山脉的内蒙古地形。

草原是亚洲季风气候环境的产物。东亚季风气候环流对草原形成起到决定性作用。冬季半年受蒙古高气压西伯利亚和寒流的冬季风的作用，夏季受东南海洋的台风的影响。内蒙古气候环境表现出自东向西逐渐向干旱过渡，形成内蒙古几大草原类型地带。

冰期与间冰期交替与草原形成进程的响应。草原的形成和第四纪过程中密切相关，冰期与间冰期回旋的周期性、地形格局、生物物种分化与迁移、草原演化过程中的荒漠化与草原化反复发生，对草原类型和分布都有影响。

草原的演化伴有沙漠、沙地与黄土的堆积。综合以上因素，内蒙古草原地区所分布的五大沙地、五大沙漠，以及内蒙古草原南部和东部分布着较大面积的黄土丘陵等，都是在更新与世以来草原生物演化相伴所形成的景观类型，也是当今一项独特的草地与土地资源。

草原的形成与人类的进化是同步进行的。两者大约都是起源于200多万年，人类逐渐走过猿人阶段、早期智人阶段、晚期智力的阶段，一直到旧石器、新石器时期，进化到现代人，然而通过许多古文化遗址都反映出人类的进化对草原的依赖。

草原与人类和谐共荣的发展。草原的自然属性和生态功能为人类的生存和进步提供了有利的资源与环境保障，使草原成为人类文明发祥的摇篮，游牧民族也创造了持续绵延历久弥新的游牧文化。游牧文化的精髓就是人与草原的同生共荣，牧民培育的五畜良种可充分利用草原的资源，高度适应草原的环境，在草原演化的历程中创造了人畜与草原协同发展的社会生态系统。

3 草原的生态功能和资源价值

水文调节和转化功能。降水是草原地区水资源的来源，随着蒸发、流动等一系列的转化和循环过程，草原起到调节作用，也创造了一个能够满足人类生活所需要的环境和过程。

转化太阳能的生物生产功能。草原生态是一个生物多样性聚集地生态系统，内蒙古草原各区域的牧草种类达千余种之多，因此，具有良好的转化太阳能是生物生态的最基本的功能。

草原的固碳与固氮功能，形成稳定的土壤营养库。草原生物群体与土壤共同组成了碳素和氮素的动态储存，为草原生态系统的可持续运行提供了保障。

草原土地覆盖与下垫面的防控功能。草原的退化引发沙尘暴等恶劣天气，就说明地面和下垫面功能的重要性。

生物遗传多样性传承保护功能。内蒙古草原牧草种类达千余种，可为家畜提供优良牧草及营养，并保持优良品种遗传性能的延续，稳定的草原生态系统成为重要基因宝库。

草原物质与能量储蓄所及其多元转化功能。今日的草原大地上，以生物与非生物途径储备了极其丰富的能量和物质资源，构成了聚宝盆式的资源储蓄所。

综上，我们现在对草原生态功能和资源价值要有不断地深化认识，对草原资源价值的开发利用要不断提升，要深化认识提高资源利用的综合效益，就是要依靠改革与创新：科技创新、文化创新、制度与组织创新。

4 草原退化和修复机制的问题

4.1草原退化的含义

草原退化是草原生产力衰退与环境恶化的过程，是多因素叠加耦合作用的复杂过程，主要表现是草原生物组成与植被退化、土壤退化、水文循环系统的恶化、近地表小气候环境的恶化等。过大的牧压和超负荷的收割，突破了许多植物的再生能力和群落自组织力，使植被稀疏矮化，生物量减少，优良的草群衰减，劣质草种增生。伴随着植被的退化，动物种群(如鼠类、昆虫、土壤动物等)也发生消长。总之，草原生态系统健康综合阈值衰退。

4.2草原退化的一项动态监测工作

1962-1965年，我们在内蒙古典型草原地带的锡林河中游(N43°38′，E116°42′)，海拔1187m的地段对保持原生状态的大针茅+羊草的草原，连续四年进行植物群落组成和地上植物产量定点测定。当时该地处在较轻度放牧的利用状态，未显示出退化的特征。到1983年，由于持续放牧强度过重，已退化演变成为冷蒿+糙隐子草群落，原有的优势植物和恒有植物大针茅、羊草明显衰减，冷蒿、隐子草成为优势种，变蒿、星毛萎陵菜等植物的数量增长。

从1983年起，我们每年从5月初～9月末，对该地按15天的周期，分8期，分种测定：地上现存生物量，高度，密度(株、丛、枝数)，盖度，生育期等，并对环境要素进行测定。目前，这项监测工作连续进行30年，已建立了数据库，作为中长期草原恢复的基础性研究数据。2001年起，在锡林郭勒草原区中部选定了两个退化草原空间演替的梯度系列：白音库伦-大敖包山，锡林浩特-阿尔善油田，进行了草原演替系列和演替群落变型的调查与测定工作。

4.3退化草原的地面环境变化

退化草原的植物高度、密度减低，使地面裸露度加大，随之在大风季节，近地面风力作用增强，地表风蚀加强，草原表土粗粒化，加之气温和降水变化，引发地表环境和整个生物系统一系列变化，引起一部分敏感植物种群增减。

4.4退化草原的土壤变化

土壤是草原生态系统的重要资源库，一些作为限制性因子的资源均在土壤中进行分配和周转。由于土壤稳定性高于植被，尚未退化到土壤结构发生明显变化，资源储备与周转功能尚未明显衰退的条件下，土壤中的资源对于草原生物生产力下降的植被而言是充裕的。因植被的退化，植物对土壤养分的消耗量会趋于减少，所以土壤退化常常滞后于植被的退化。根据实验样区不同处理的土壤养分测定，可以认定土壤养分含量的变幅不甚显著。

4.5退化草原植物组成的变化

在过度放牧的条件下，家畜选择性采食使饲用品质差的物种种群逐渐扩大，以至成为群落中的主要成员，而饲用品质好的牧草日益减少，乃至消失；在割草利用方式下，由于割草作业必须保持一定高度的留茬，连年割草的结果使高大的牧草衰减，低矮的禾草增加，从而使割草效率降低，单位面积收割量减少。在沙质土地、盐碱化土地上过度利用的后果是沙生、盐生植物的增长和繁殖。这些植物是在过度利用和特定生境因素的胁迫条件下发生的，往往饲用价值降低。退化草原土壤库中资源尚未枯竭，退化植物群落又不能充分利用这些资源，致使一、二年生植物与先锋植物得以侵入。例如典型草原放牧场、割草场上出现的黄蒿、猪毛菜、刺穗藜；荒漠草原中出现的栉叶蒿、冠芒草、画眉草、三芒草；沙地草场出现的沙竹、沙蒿；碱化草地上的虎尾草等。

4.6退化草原初级生产力的衰退

内蒙古典型草原未退化的草原在正常的年份，地上现存量可达到300g/m2，条件较差的年份可下降到200g/m2左右，平均为250g/m2左右。退化群落恢复8-10年以后，生产力已接近未退化群落，据测定，4年平均224g/m2，而退化草原的测值仅达到74g/m2，大约是未退化群落的30%。在夏季清鲜的冷蒿、变蒿占群落地上现存量的38%；糙隐子草占12%，小叶锦鸡儿占4%，而饲用品质较好的羊草、大针茅和冰草仅占15%。以冷蒿为主要优势种的退化群落中至少有50%的地上生物量是由家畜不喜食或难以采食的植物所组成。

4.7退化草原生态恢复的演变过程

冷蒿、变蒿和糙隐子草为优势种的退化草原是有代表性的退化变型，可作为生态恢复的起点。这三个主要植物，冷蒿、变蒿、糙隐子草的平均高度分别为13.0、16.7和12.3cm。恢复演替初期第1～3年，冷蒿仍是主要植物种，冰草开始取代了糙隐子草的优势地位，又逐渐超过变蒿，成为仅次于冷蒿的优势种。这个阶段，各种群有冗余资源的保证可迅速拓殖，生长季内最高地上现存生物量迅速增长，种群的高度增大，株丛生物量也逐渐增长。

冰草的逐渐增长，成为群落中生物量最大的种群。羊草也在缓慢增长。冷蒿、变蒿种群趋于衰退，一、二年生杂草也大大减少，群落中种群地位的更替以渐变方式实现。优势种的更替反映出土壤资源已开始被重新分配，植物生产力也有所提高。由于冰草、冷蒿均有形成聚块分布的格局，使一些种群开始以斑块形式占据资源空间，也为大针茅和羊草的增长提供了空间。