我国天然草地面积近40亿亩,主要分布在西部和北部的干旱、半干旱和高寒地区,占国土面积的27.6%,是陆地重要自然生态系统。作为生态与生产功能复合体,草原被誉为“水库”“钱库”“粮库”和“碳库”,对维护国家生态安全和经济社会可持续发展具有不可替代的作用。

然而,我国草原生态系统整体仍较脆弱,约70%的草原处于不同程度的退化状态,究其原因,与长期以来草原生态保护与生产发展之间的关系失衡、牧民生计维持与家庭增收过度依赖畜牧业发展、草原生态价值没有得到充分实现等密切相关。

放牧是影响全球草地生态系统土壤退化、土壤健康和碳汇能力的重要管理因素。草地类型、放牧强度和放牧持续时间均会影响草地生态系统的碳汇能力,然而,这些因素如何综合影响尚缺少系统的理论研究。

西北农林科技大学农业农村部西北耕地保育重点实验室主任上官周平,西北农林科技大学研究员邓蕾及其研究团队基于全国216个样点数据研究发现,受草地类型和放牧强度的制约,放牧后草地碳储量呈现“先增加后降低、基本稳定、逐渐降低”的变化规律。

邓蕾介绍,轻度放牧可以维持甚至增加草地生态系统的碳储量,过度放牧会降低所有草地生态系统的碳储量(包括植物、凋落物和土壤),年均减少约1.4吨/公顷,且这些碳损失需要较长时间才能恢复。对未退化的草地来说,从碳汇功能维持或者提高的角度,轻度放牧是荒漠草原(<2羊/公顷)和典型草原(3-4羊/公顷)最好的放牧强度,而中等放牧强度是草甸草原(5-6羊/公顷)和高寒草原(7-8羊/公顷)最优的放牧强度。发现“适度干扰假说”适合于未退化草地,若草地已经处于退化阶段,即使轻度放牧也会加剧草地进一步退化,即符合“动态不平衡假说”。草地的再生与更新对放牧强度的响应(即放牧优化)取决于草地类型和放牧时间。

很多人认为放牧就是对草场进行破坏,但事实上适当的轻度或中度放牧可以维持甚至增加碳储量,也会通过减少植物病害来间接保护草地。但如果过度放牧则会导致植物生产力降低、土壤酸化、土壤氮匮乏、微生物异养呼吸加剧,使草地生态系统碳储量(包括植物、凋落物和土壤)不断减少。制定草地放牧制度时需要因地制宜,在高寒草原多处于不同程度退化的情况下,其在非生长季放牧比生长季放牧更有利于草地碳固持;干草原(如荒漠草原)的最优放牧强度低于湿草原(如草甸草原),且放牧下干草原的碳储量下降速度快于湿草原。因此,在制定草地放牧制度时必须考虑具体的草地特征,以确保稳定的生产率和最佳的生态系统固碳效益。

指导专家:邓蕾 西北农林科技大学研究员

中国科协科普部

新华网

联合出品

来源: 科普中国-绿色双碳

内容资源由项目单位提供