全 文 ：农牧交错带系统生产力概念及其对生态
重建的意义*
程 序1* * 毛留喜2
( 1 中国农业大学农学和生物技术学院, 北京 100094; 2中国气象局总体设计室,北京 100081)
摘要 论证了黄土高原农牧交错带在全球所有同纬度 ( 39 !~ 41 !N) 地区中是作物生长盛期内光、温
及降水条件组合最好的地带, 并以初步的实证和观测支持了这一论点. 阐述了通过开发能很好地适应自
然条件, 特别是能扬长避短,充分利用总体上虽较严酷而局部具有优势的气候资源的∀系统生产力#的新思
路;中心选择和应用生物量高、水分效率高、覆盖作用好的新作物和相应的种植制度,围绕生物量∀ 为牧而
农#式地实行农牧结合;重∀ 料#于粮草, 相应改变传统农业的格局,以大幅度地提高黄土高原地区的系统生
产力, 探索走出一条生态重建和支柱产业协调发展新路的可能性.
关键词 农牧交错带 系统生产力 生态重建 草畜产业
文章编号 1001- 9332( 2003) 12- 2311- 05 中图分类号 S181 文献标识码 A
Concept of system productivity and its significance in ecological reconstruction of pasture and agriculture tran
sitional zone in China. CH ENG Xu1 , MAO L iux i2 ( 1College of Crop s , China Agr icultural Univer sity , Beij ing
100094, China; 2 Chinese Bureau of Meteor ology , Beij ing 100081, China) . Chin. J . A pp l . Ecol. , 2003, 14
( 12) : 2311~ 2315.
In recent years, the debate on the strateg ies of developing Loess Plateau has been ended w ith a consensus, i. e. ,
instead of traditional grain product ion, grass/ livestock industries together w ith some other specific industr ies such
as fruits and for ests ought to be the ∀ polar# industr ies in this ar ea. However, such a new pattern has not ap
peared. Enlightened by the basic principles of ecology , the intrinsic contr adiction betw een out put and mainte
nance/ repair of agroecosystem, in terms of ener gy requirement, could not be w ell coordinated and resolv ed just by
raising t he pr imary productivity or secondary productivity, which is particularly the case for such a ecolog ically
fragile area as Loess Plateau. In this paper , a new concept of system productiv ity was proposed as a possible way
that could use pluses and bypass minuses in ingeniously fitting the natur al conditions and fully and rationally uti
lizing natural r esources, especially the super iorities of climate resources, and center ed on t he selection and utiliza
tion of plant germplasms w ith higher water use efficiency, better co ver age effect, and max imum biomass po tential
for fodder , i. e. , cultivating fodder/ feedoriented plants for new livestock industry, thus finding an unprecedented
approach that can harmonize the ecolog ical r econstruction and development of vital industries.
Key words Pasture and agr icultur e transitional zone, System productivity , Ecolog ical r econstruction, Grass/
L ivestock industries.
* 国家重点基础研究发展规划资助项目( G2000018606) .
* * 通讯联系人.
2002- 06- 14收稿, 2003- 02- 21接受.
1 引 言
北方农牧交错带是将我国东部农区与西部草原牧区分
隔开的生态过渡带,自然条件较严酷, 年降雨量仅 250~ 500
mm, 且年际变异剧烈, 是传统种植业的边际地区. 其中西段
恰与黄土高原的北部重合.这一地带是黄河及海河水系的水
源涵养地,也是对我国中、东部极其重要的生态屏障. 长期以
来,由于未能在科学上揭示这类特殊农业生态系统的生产力
形成、稳定和提高的规律,因而农业活动一直受传统的生产
力概念的束缚.结果是农牧交错带不但未能发挥对农区应有
的生态屏障作用、对牧区的系统耦合作用以及对我国中、东
部农区的良好水源涵养功能;反而因长期掠夺式和高强度的
水土资源开发,加上极单一性的粮食生产, 成为一种特殊的
∀ 生态脆弱带# [ 1]以及我国大面积贫困县集中区之一.
由国情所决定, 我们不得不在这类国外大多弃耕甚至移
民的半干旱偏旱区进行有相当集约度的农牧业生产[ 2] .为了
在 21世纪该地区实现可持续的食物安全保障, 唯有从高效
利用水、土、气等资源上寻找出路,在兴利中除弊,使之逐渐
形成我国牧业生产重要的后备基地, 从而从根本上提高人口
承载力水平, 彻底改善生态环境.因此, 唯一的出路是揭示如
何在确保生态安全、重建受损生态系统和大面积提高生物生
产力的同时, 大幅度提高农牧业生产力的途径.
长期以来, 在短缺经济和粮食自给方针的制约下, 加上
该地区农民特别强烈的种粮、存粮情结, 北方农牧交错带广
泛种植粮食作物. 这不但违背了生态学规律, 造成生产力水
平低下, 农民贫困,加重了水土流失和土地荒漠化 ,也违背了
应 用 生 态 学 报 2003年 12 月 第 14 卷 第 12 期
CHINESE JOURNAL OF APPLIED ECOLOGY , Dec. 2003, 14( 12)∃2311~ 2315
经济学规律 .据研究, 西北地区除拥有得天独厚的引黄灌溉
条件的宁夏回族自治区(中、北部)和较好绿洲条件的新疆维
吾尔自治区外,粮食生产早已失去了优势[ 3] . 另一个直接后
果是农牧交错带的北界继续不断地往草原地区推移, 有的地
方如内蒙古中部已接近年降水量只有 250 mm 的地方; 同
时,带内原有的草地进一步被开垦. 导致生态条件更加恶化.
传统的生产力概念主要指体现于粮食作物的生产力[ 5] ,
而且还过于偏重籽粒生产力即所谓经济系数.即使是考虑人
工种草, 也只局限于能有直接经济收入的苜蓿等少数草种.
这种传统概念造成若干缺陷,如严重忽视农牧交错带气候资
源中之所长,以及在充分利用此条件时可能达到的较高作物
的生物学产量即∀ 生物量# ; 水资源在该地带极其短缺而宝
贵,却主要被耗水率高、经济价值很低的粮食作物生产所消
耗;严重忽视了作物间单位降水能够产生的生物量的明显差
异;第二性生产即畜禽业处于第一性生产的附属地位. 第一
性生产水平很低, 更谈不上任何有商品生产意义的畜禽生
产.对于系统生产力的研究国内近年来刚开始. 马世骏[ 11]曾
提出∀ 自然 % 经济 % 社会#复合系统概念,认为农业系统生产
力是由农业自然生产力、农业经济生产力与农业社会生产力
的整合体.韩纯儒和卢进登[ 10]提出, 农业系统生产力 ( ASP )
包括生物生产力和经济生产力两个部分.它是在人类控制下
农业系统的物质能量传递、转换以及价值形成、转移和增值
的综合能力.任继周[ 14]通过计算农牧系统耦合的效果指出,
农业系统生产力的形成机制是使系统的∀自由能#定向化, 通
过∀ 前植物生产层、植物生产层、动物生产层和外生物生产层
的协调和耦合得以实现.有关农业系统生产力的研究似尚待
深入. 考虑到我国北方农牧交错带的特殊情况,本文拟针对
这个生态环境和农业经济矛盾尖锐的∀两难#区,提出和探讨
∀ 半干旱农牧交错带农业生态系统生产力#的新概念及其内
涵.
2 以粮食单产为代表的初级生产力低下的作物生态
北方农牧交错带以粮食作物单产为代表的初级生产力
低下同粮食作物的在该地带的生态学适应性很差有着直接
的关系.在黄土高原农牧交错带这种边际土地强行进行粮食
作物生产,有很多完全不适应总体上较严酷的气候条件的地
方.首先, 由于温度条件决定了只能种植一季,粮食作物不能
越冬, 只能是一年生. 因而必须每年在 4 月下旬至 5 月上旬
进行春播.然而, 播种期间的多年气候观测资料表明, 此期间
发生严重干旱、影响及时出苗和正常全苗的机率非常大. 以
延安、绥德两地为例, 3~ 5 月的降水变率竟高达 87. 2% 和
73. 5% [ 16]其次,黄土高原农牧交错带春初夏连旱的机率亦
高达 60% ,而以禾谷类为主的一年生粮食作物对生长期要
求十分严格 ,久旱遇雨后的迅速补偿生长能力又很差, 因而
经常失收或严重减产.再其次, 一年生粮食作物如玉米、春麦
等形成有效的植被覆盖时间晚, 植被层保持的时间更只有
90~ 100 d, 土表裸露时间过长; 加上大量是山坡地种植, 由
于受土壤水分和植物养分的严重制约, 只能实行撂荒轮种,
这就更加大了土表裸露的比例, 从而使农业生产长期以来低
而严重不稳, 而且非常不利于土壤侵蚀的防治.
由于气候条件在总体意义上较为严酷, 加上土壤肥力很
低等原因,黄土高原粮食作物的生产潜力相对很低. 在雨养
条件下,该地粮食大面积平均单产很难突破目前已达到的
4 500 kg&hm- 2的上限. 即以粮食生产的平均经济系数 0. 4
计, 1 hm2 的生物量(干重 )产量上限为 11 250 kg&hm- 2 . 如
果跳出粮食作物的圈子就可发现, 某些作物包括草和小灌木
的生物量单产, 能远远超过上述粮食作物的生物量产量上
限.换言之, 这些非粮食作物对气候资源的有效利用率和对
同化能的有效转化率要比传统的粮食作物高得多.
在北方农牧交错带,由于广种薄收、撂荒耕种和土壤严
重荒漠化,加上局部过牧的影响, 天然草地的初级生产力水
平也非常低. 据文献[ 4]报道, ∀ 黄土丘陵草地分布区#属∀温性
草原类#的∀ 平原丘陵草原亚类# ,建群草(灌)种为长芒草、百
里香和冷蒿 .干草产量为 280~ 520 kg& hm- 2. 因此, 指望天
然草地的产出大力发展畜牧业几乎是不可能的.
据蒋定生等[ 6]研究,黄土高原地区改良草地和人工草地
平均单位面积的产草量亦不过分别达 6 100 kg& hm- 2和
7 800 kg&hm- 2. 且虽经多年努力,迄今两者的面积之和仍不
到草地总面积( 832∋ 104 hm2 )的 8% . 人工草地的产草量虽
然可提高 5~ 10 倍, 然而,我国的人工草地的发展史已证明,
其对投资以及打井等的高要求难以满足. 即便产草量可比天
然草地平均提高 8 倍左右, 生物量产量水平仍偏低.
正是因为产草量低加之有 8~ 10 个月地干旱寒冷的枯
草期, 使得在欧洲和大洋洲发达国家广泛应用的∀ 划区轮牧#
放牧方式, 在包括这个地区的我国北方草地∀ 屡试屡挫# . 至
于在此地分布的低产林, 年生长量更低. 每年仅长 1 ~ 3 t&
hm- 2. ∀ 小老树#更只有 0. 5~ 1. 0 t&hm- 2 . 由此可见, 即便
∀退耕#和∀发展畜牧业为主导产业#对于北方农牧交错带在
原则上都是适用的, 但是要很好地解决在这一地区特别尖锐
的生态效益同经济/社会效益的矛盾,必须接受多年来提倡
种树、种草, 而实际保存率极低[ 12]的教训; 更多地考虑在条
件较好的土地上种∀ 料# (辅以适宜的草)以及粮油作物副产
品的利用,建成舍饲或半舍饲畜牧业; 同时使大部分土地退
耕封育、自然恢复,才有可能走出一条具有中国特别是北方
农牧交错带特色的、切实可行的生态重建之路.
3 传统的初级生产力格局下农业生产同环境保育间
按照 E. P. Odum [ 12]的理论,农牧交错带农业生态系统
脆弱和不稳定的根本原因在于, 本来就很低的同化光能水
平,却还要以农产品形式输出, 因而能够用于系统维护和修
复的能量极少, 远不足以使生态系统保持稳定.
如何跳出这种∀两难#型格局? Odum [ 12]提出了两个假
说: 1)通过土地的分室利用,使以自然保护区脱离耕种形式
存在的土地占到总土地面积的相当比例 ; 2)充分利用生物量
潜力高的植物, 然后通过扩大碎屑食物链主角 % % % 微生物和
生物化学加工的作用,形成人类的食物. 据此, 作者设想, 通
2312 应 用 生 态 学 报 14卷
图 1 自然与农业生态系统的能流分配 ( E. P. Odum, 1983)
Fig. 1 Comparison of the dist ribut ion of energy betw een natural ecosys
t em and agricult rual ecosystem .
过采用农区和牧区系统耦合、生态工程(包括人工种草、料 )
和经济生产力的转换等, 稳定地扩大生产力组合即∀ 生态系
统生产力# (图 2, 以图中右半部箭头显著变粗示意) ,以期从
根本上解决问题.
图 2 协调发展与保育矛盾的概念化模式
Fig. 2 Conceptual model of reconciling the cont radictions betw een devel
opment and conservat ion.
图 2中, 牧区的生产力示意线凹凸不平, 表示初级生产
力受年际间降水量(及时间)的巨大变异而强烈波动. 农牧交
错带波动稍轻,初级生产力水平也不高.只有通过图中所示
的生态工程和转换 % % % 大幅度增加的草、料和农副产品的生
物量转为畜禽产品; 以及农区和牧区系统耦合的放大作
用[ 13] , 才能使生产力组合扩大,且具有很强的年际稳定性.
提出∀ 生态系统生产力#是为了同单一地提初级生产力
或次级生产力或经济生产力的传统做法严格地区别开来. 即
当把几种单一的生产力组合成系统,并围绕某一特定目标例
如改变系统产出种类, 调整生产力即相互之间的关系, 有可
能显著改善系统的功能 % % % 提高总体生产力水平. 其次, 生
态系统生产力还包含了某生态系统与另一不同功能的系统
耦合以后放大了的生产力的含义.
近年来,对黄土高原特别是农牧交错带发展战略的探讨
已趋向取得共识,即应以草、畜产业及果林等特色产业, 而非
以粮食作物生产作为农业的基本格局[ 8, 13] . 但 15 年来 , ∀ 旱
农#及∀黄土高原治理开发#对发展草、畜产业尚未取得突破,
成为公认的难点[ 3] . 这期间,除有市场条件对草、畜产品的消
费力疲软、市场波动过大等客观原因之外, 未完全摆脱传统
的生产力概念的束缚可能是一个重要原因.
4 打破传统初级生产力格局的∀农业生态系统生产
力#
根据以上分析, 提出中国半干旱农牧交错带∀ 农业生态
系统生产力#的定义:在特定的半干旱(约 400 mm&y r- 1)、生
长期长度不能较好满足禾谷类作物的要求且年际间波动大、
作物生长期降水量变异率很高( C. V. 值(0. 4)的条件下, 体
现为农业生态系统内成分之间及农区、牧区系统之间的耦
合,以单位面积土地表现为生物量物质形式的太阳能同化量
最大化为特征, 单位降水资源的最终经济价值产出量远大于
常规农业生产力的一种特殊的整体生产力.
当前, 黄土高原种植业、草地和林地的占地比例为 1. 0∃
2. 0∃0. 7; 内蒙古东南与河北省接壤带为 2. 8∃2. 0∃1. 0. 种植
业又以一年生粮食作物为主. 从对气候条件的扬长避短以及
为尽可能减少土壤侵蚀地表应有时间尽可能长的植被覆盖
这两条基本原则出发, 上述土地利用格局很不合理. 由于降
水和地力的极大制约, 传统意义上的草地 (天然或改良或人
工草地)生产力水平均很有限.出路可能在模糊∀ 草#( Grasses
and for ag es)和∀ 料# ( F odder )之间的界限. 因此, 今后对传统
的种植业、草地和林地的占地比例比较法也应进行修改.
粮食作物在黄土高原农业中历来占绝对优势地位,是同
这个地区降水少而且年际间变化极大、动辄成(旱)灾, 以致
于农民为求生而想尽一切办法种粮和存粮的∀ 粮食情结#密
切相关[ 3] . 而∀以粮为纲#和 ∀ 粮食自给#政策则更加剧了这
种偏向.但近年来,随着交通运输条件的大改善和农民收入
的增长, 情况已开始出现变化.例如, 农民从外地大量换细粮
(小麦、稻米等)乃至买细粮已十分普遍.最近国家出台的∀ 退
耕还林、草#的政策更是大大缓解了种植粮食和粮食自给的
压力. 这就为从根本上改变该地种植业的目标和土地利用结
构提供了前提条件. 同时,汲取以往多次退耕失败的教训, 必
须极其重视农民参与和维护退耕还林、草的积极性, 亦必须
确保农民从退耕还林、灌、草的土地上获得可观的经济收入;
也就是说, 要创建真正的特色产业,才能使退耕还林、草成为
可持续的行动. 所有这些, 都为我们重新考虑黄土高原地区
种植业的目标和方向提出了客观的需求 .
农作物的(自然降水)水分利用率在过去十几年的研究
中受到重视. ∀ 旱农#攻关研究开发出 1 mm 降水能生产多少
公斤粮食的∀ 水分生产力#概念[ 7] , 是认识上的一大进步. 然
而只着眼于粮食来衡量自然降水的有效利用率仍有缺陷. 例
如,如果粮食作物遇严重春旱或春初夏连旱未能出苗而失
收, 或因推迟播种、出苗及大量缺苗断垄而大幅度减产,则谈
不上能有多少∀ 水分生产力#. 因此,应改用生物学产量(生物
量)乃至某些同最适产业相关的特定指标来衡量这一地带自
然降水的有效利用率.
可见,提高农业生态系统生产力的一个可能途径在于,
本着对半干旱农牧交错带特殊的气候条件扬长避短,充分和
合理利用气候、土地等资源的指导思想, 从根本上改变传统
231312 期 程 序等: 农牧交错带系统生产力的概念及其对生态重建的意义
的以粮食生产为主要生产目标的方式,围绕以作为饲料的生
物量,而不是传统的粮食或牧草种植, ∀ 为牧而农#式地进行
农牧结合.为此, 挖掘植物多样性潜力,选择能够最大限度地
提高单位水资源的生物量(同化能) % % % 体现为饲草/料用途
% % % 产出的植物进行种植; 通过生态系统内农、林、牧、副业
各要素之间的耦合,农区和牧区系统之间的耦合, 以及生态
农业工程等措施,最终最大限度地提高单位水资源的经济价
值产出量,例如 1 mm 降水能生产多少 MJ(兆焦)的牲畜消
化能, 以及相应的经济价值. 通过这样的途径提高系统生产
力,进而希望解决多年来在黄土高原和旱农地区科技攻关一
直未解决的大力发展种草[ 18]和立畜牧业为主业的问题.
5 大幅度提高系统生产力的理论可能性及实证研究
黄土高原农牧交错带气候条件总体上虽然较为严酷, 但
并不排除其中有十分利于农作物生长的成分.以往的研究对
这一点似未给予应有的重视.几乎所有分析黄土高原农牧交
错带作物生产力的研究报告都是针对全年而不考虑季节和
月份来计算光温生产潜力或气候生产潜力.按这种传统指标
比较,北方农牧交错带的生产潜力的水平与全球同纬度( 39!
~ 41!N)地区相比, 不但不占优势, 相反几乎是最低的 (表
1) .如果只针对作物生长盛期的 7~ 8 月来计算,则可发现黄
土高原的光、温、降水条件组合最好,是以能量产出为衡量单
位的气候生产潜力最高的地带(表 2) ;以致在全球同纬度 10
个国家(因缺朝鲜资料,未计入)中能与日本并列第一, 达 3
600 kg&hm- 2; 显著高于位于第三的美国, 更远远超出其他 7
个国家. 其关键在于: 1)同其他国家相比, 我国作物生长盛期
的 7~ 8月内, 黄土高原农牧交错带的光辐射、温度、降水及
昼夜温差条件匹配最好,有利与同化产物的合成,减少呼吸
消耗; 由图 3可见, 7 月气温日较差在 10~ 13 h. 而同期我国
绝大部分农区的日较差值仅有 9 h; 2)黄土高原 6~ 8 月的降
水量占全年降水量的 60% 左右, 而且变率 ( 25. 4% ~
32. 0% )是全年各时段中最低的, 可以说是土壤水分供给最
有保障的时期. 其中在黄土高原延安至固原一线,年均温和
汛期降水量分别比上述 39!~ 41!N 地区还要分别高出 1. 9
) 和 156 mm,说明这一带气候生产潜力更大.
初步观测(表 3)结果表明,生物量产量潜力特别高的柳
图 3 中国 7月气温日较差等值线图
Fig. 3 Isothermal line of daily range in Jun e, China.
表 1 全球 39!N~ 41!N地带国家作物生产平均气候潜力比较*
Table 1 Comparison of countries located on the zone of 39!N~ 41!N for their annual crop productivity potentials( kg&hm- 2&yr- 1)
日本
Japan
中国
China
哈萨克斯坦
Kazakestan
乌兹别克斯坦
Uzbekistan
格鲁吉亚
Georgia
希腊
Greece
西班牙
Spain
葡萄牙
Portugal
亚美尼亚
Armenia
美国
United States
全年平均气候潜力* 62251 21693 32524 28764 27646 29570 34219 76021 17424 49516
排 位 Ranks 2 9 5 7 8 6 4 1 10 3
* Annual climate productivity potent ials. 1)数据来自国际气象组织,其中日本 3个观测站平均数(下同) ,西班牙 4个观测站,美国 5个观测站,以
及中国 7个观测站;其余国家均为 1个Data are from IMO, of them, average f igures are accepted for Japan ( three observation stat ions) , Spain( f ive) ,
U SA( five) and China(seven) . The figures of rest countries are based on one stat ion; ; 2)中国 7个观测站分别位于包头、右玉、大同、鄂托克旗、东胜、
河曲、北京 Th e locat ions for seven Chin ese stat ions are: Baotou, Youyu, Datong, Etok Banner, Dongshen, Hequ, and Beijing; 3)气候潜力的计算据基
于∀光合潜力# ( Pf ) 和∀ 光温潜力# ( Pt ) ,加降水订正系数( Fw )的公式 Pw = P t&Fw [18] Calculat ion of climat icprimary product ivity are based on a
formula consisted of photosynthesis potent ial( Pf ) and radiat ionthermal potent ial( Pt ) , plus revised index of Fw [18].
表 2 全球 39!N~ 41!N地带国家作物生产 7~ 8月气候潜力比较
Table 2 Comparison of countries located on the zone of 39!N~ 41!N for their crop productivity potentials of July through August ( kg&hm- 2)
日本
Japan
中国
China
哈萨克斯坦
Kazakhstan
乌兹别克斯坦
Uzbekistan
格鲁吉亚
Georgia
希腊
Greece
西班牙
Spain
葡萄牙
Portugal
亚美尼亚
Armenia
美国
United States
7~ 8月气候潜力* 3622 3514 982 111 1490 751 825 614 343 2747
排位 Ranks 1 1 4 9 3 6 5 7 8 2
* Climate product ivity potent ial.
表 3 几种作物的旱作生物生产力潜力初步观测
Table 3 Primary observation of biomass productivity potential s for several rain fed crops
作物名称
Crops
来源
Orig in
生长特性
Growth
characters
观测地点
Observat ion
sit e
生物学产量
Biomass dry weight
( kg&hm - 2)
备注
Note
甜高梁 Sweet sorghum 沈农甜杂 2号Shennong
2#
一 年 生
Annual
延安市, 内蒙古托克托旗
Yanan, Shannx i, T okto Banner
16000~ 19500 秸秆加籽粒产量之和
柳枝稷 Switchg rass 美国引入 Introduction
from USA
多 年 生
Perennial
陕西省安塞县 Ansai, Shannxi 6500~ 8000 第3、4 年生长高峰期
∀金谷子 TG118#Millet TG118 金谷子种子公司 Golden
Seed Co.
一 年 生
Annual
宁夏固原县 Guyuan, Nix ia 21000 秸秆加籽粒产量之和
新麦草 Russian ry e 俄罗斯 Russia 多 年 生
Perennial
河北省丰宁县 Fengnin, Hebei 2250~ 4500
2314 应 用 生 态 学 报 14卷
枝稷、甜高梁和∀金谷子# , 均属在 7 月至 8 月期间生长最为
迅速、对水分利用效率相当高、即生物量产量和蒸散量之比
值相对较高的植物.
从对黄土高原农牧交错带气候条件扬长避短和对气候
资源的充分高效利用的角度, 筛选和判断优势植物 (包括草
和灌木) ,应符合最好是同时满足以下 4 个基本条件: 1)较耐
低温,对生长期(包括无霜期)要求不甚严格. 这是因为该地
(5 ) 的初、终期内的光合有效辐射量 ( 159 333 J&cm- 2 )同
((10 ) 的初、终期内的光合有效辐射量( 123 414 J&cm- 2 )
相差过大,如不能充分利用 5~ 10 ) 的这部分占总量 25%的
光合有效辐射能是很大的浪费.例如草和小半灌木就属于这
部分光能的植物; 2)多年生, 无需每年春播 .因而可以有效地
避开频率很高的春旱及初夏旱; 3)耐旱力强, 表现为蒸散系
数相对偏低、遇旱可进入∀ 半休眠#状态. 一旦降雨即能快速
恢复生长,且补偿性生长效应(含补灌一水后的补偿性生长)
强烈; 4) 6~ 8 月期内能迅速生长和形成大的生物量. 例如马
铃薯就是一种符合多方面要求的作物, 因此近年来在黄土高
原农牧交错带受到农民普遍的重视. 当前需要筛选和培育出
更多、综合性状更优异的新作物.
表 4 华北农牧交错带不同土地与作物生物产量比较[ 18]
Table 4 Comparison of biomass production of di fferent plants in North
China transi tion zone between agriculture and pasture( kg&hm- 2)
项目
Items
莜麦
Naked
oat
天然草地
Natural
grassland
人工草场
Art ificial
grassland
林地
Forest
land
A 5079. 0 600. 0 2188. 5 183. 0
B 6382. 5 750. 0 3187. 5 619. 5
A:栗钙土生产力 Product ivity of chestnut soil, B:草甸栗钙土生产力
Productivity meadow ch estnut soil.
近年来 ,北方农牧交错带已出现了可喜的苗头, 畜牧业
开始由传统的放牧改为舍饲或半舍饲. 但这种对该地生态建
设具有历史意义的转折带来的一个直接后果,就是对数量上
周年有保障的和优质饲草饲料的高标准要求.仅靠生产力业
已很低的天然草地和很小的人工草地决难满足需求. 对华北
农牧交错带第一性生产力试验与调查研究表明(表 4) [ 20] , 栗
钙土地以农田为最高, 莜麦> 人工草> 天然草> 黑杨林. 生
物产量上,莜麦∃人工草∃天然草∃林之比为 27. 8∃12. 0∃3. 3∃
1;草甸栗钙土趋势相同, 相应比例为 10. 3∃5. 1∃1. 21∃1. 可
见,由草地支撑区域∀ 草结合#的畜牧业,由于草场生物产量
低下而远不及目前的∀ 农结合#. 因此, 建设稳定饲料(草)基
地,将具有高生产力潜力的饲料作物和饲草纳入种植制度和
生产系统,已迫切地摆上研究和开发的日程.
参考文献
1 Cheng X(程 序) . 2002. Relat ionship betw een agriculture and eco
logical deteriorat ion, restoration and reconst ruct ion in Loess Plateau
areas of Northw est China. Agri c S ci China , 1( 1) : 114~ 120
2 Cheng X(程 序) . 1999. Front ier issues of modern ecology in the
study of ecotone betw een agriculture and grassland. Resour S ci ( 资
源科学) , ( 5) : 1~ 8 ( in Chinese)
3 C heng X (程 序) . 2000. Selection and establishment of polar agro
indust ries an d ecological const ruction in the Northw est areas. J Res
Ecol Agr i (生态农业研究) ,18( 3) : 47~ 51 ( in Chinese)
4 Department of Animal Husbandry, M inist ry of Agriculture(农业部
畜牧司 ) , ed. 1996. Grassland Resources of China. Beijing: China
S cience & T echnology Press. 188~ 192 ( in Chinese)
5 GaoWS (高旺盛) . 1999. System Product ivity of Rainf ed Area and
It s Appropriate T apping. Beijing: China Agricultural University
Press. 40~ 42 ( in Chinese)
6 Jiang DS (蒋定生) . 1997. Soil Erosion and Its Control in Loess Plateau.
Beijing:China Water Conservancy Press. 109~ 119 ( in Chinese)
7 Jing K(景 可) , S hen YC (申元村 ) . 2002. Lessons and perspec
t ive of revegetat ion of forest and grasses in Loess Plateau. Sci
Technol R ev (科技导报) , ( 4) : 54~ 56 ( in Chinese)
8 Li B(李 博) . 1993. Development of sustainable grassland livestock
indust ry. In: Chen CD(陈昌笃) ed. Sustainable Developm ent and
E cology. Beijing: S cience Press. 43~ 59( in Chinese)
9 Li YS (李玉山) . 1999. Basic experiences of cont rol and tapping in
Loess Plateau. J Soil Erosion Water Cons(土壤侵蚀与水土保持学
报) , 5( 2) : 51~ 57 ( in Chinese)
10 Lu JD(卢进登) ,Han CR(韩纯儒) . 1993. Quant ificat ion of agro
system product ivity and analysis of it s current status. Chin J Ecol
(生态学杂志) , 12( 2) : 21~ 22 ( in Chinese)
11 Ma SJ(马世骏) , Wang RS( 王如松) . 1984. Integrated ecological
system of societyeconomynature complex. Acta Ecol S in (生态学
报) , 4( 1) : 1~ 9 ( in Chinese)
12 Odum EP. 1983. Basic Ecology. Philadelphia: Saunders College Pub
lishing. 487~ 498
13 Ren JZ(任继周) , Hou FJ(侯扶江) . 1998. China∗ s w estern grass
land resources and its development strategies. In: Western Center
ed.Annual Report of Research Centers on Western Environmental
and Resources Sciences. Lanzhou: Lanzhou University Press. 5~ 85
( in Chinese)
14 Ren JZ(任继周) . 1995.Agroecological productivity and its productive po
tentials. Acta Pratac Sin(草业学报) , (2) : 15~ 18 ( in Chinese)
15 Wang ZY(王志业) , Wu GC(吴光春) . 2001. Comparat ive superi
ority of agriculture in the Western China. In: Rural Census Group,
ed. Researches on the Hotpoint Issues of Rural China. Beijing:Ch i
na Stat istics Press. 74~ 184 ( in Chinese)
16 Zhu JF( 朱俊凤) . 1985. Regional Planning of Natural Resources
and Comprehensive Agriculture for Shelterbelt Areas of Northeast ,
North and Northw est China. Beijing: China Forestry Press. 12~ 30
( in Chinese)
17 LIU YH(刘玉华) . 2001. Comparison of biomass yields of dif ferent
lands in transit ion zone betw een argiculture and pasture. In : Zhang
LF(张立峰) ed. Researches and Demonst rat ion of Agro compre
hensive Development in Rainfed Farming of North China. Beijing:
China Agricultural Press. 372~ 390 ( in Chinese)
作者简介 程 序,男 1944 年 6 月生, 教授,博士生导师. 长期
从事农作制度和农业生态学的研究和教学. 发表论文 70 余
篇,其中 SCI收录论文 4 篇. Email: chengxu@ 95777. com
231512 期 程 序等: 农牧交错带系统生产力的概念及其对生态重建的意义