全 文 ：【21 世纪应用生态学科前沿报告会专栏】
21 世纪初我国草地生态学研究展望 3
梁存柱1 　祝廷成1 3 3 　王德利1 　吕新龙2
(1 东北师范大学草地研究所 ,国家草地生态工程实验室 ,长春 130024 ;2 内蒙古呼伦贝尔盟畜牧研究所 ,海拉尔 021008)
【摘要】　草地退化是我国天然草地面临的突出问题. 在 21 世纪初期 ,我国的草地生态学将围绕解决草地
退化这一核心问题展开深入的研究. 其热点领域应在草地恢复生态学、草地界面生态学、草地放牧生态学、
草地的健康诊断和草地的价值评估等 5 个方面. 其中草地恢复生态学是治理退化草地的基础 ;草地界面生
态学是剖析退化草地的切入点 ;草地放牧生态学是调控退化草地的手段 ;草地健康诊断有助于对草地退化
进行客观的评价 ;草地的价值评估则是对草地生态系统效益和服务的估算.
关键词 　草地生态学 　草地退化 　草地生态系统
文章编号 　1001 - 9332 (2002) 06 - 0743 - 04 　中图分类号 　Q149 　文献标识码 　A
Perspectives in researches on grassland ecology for the early 21st century in China. L IAN G Cunzhu1 , ZHU
Tingcheng1 ,WAN G Deli1 ,LüXinlong2 ( 1 Institute of Grassland Science , N ational L aboratory of Grassland
Ecological Engineering , Northeast Norm al U niversity , Changchun 130024 ; 2 Hulunbei r L ivestock Husbandry
Institute , Hailaer 021008) . 2Chin. J . A ppl . Ecol . ,2002 ,13 (6) :743～746.
Grassland degeneration is a prominent problem in China. More in2depth studies should be carried out on the key
problem —grassland degeneration for Chinese grassland ecologists in the early 21st century. Some hot research
fields were restoration ecology ,interface ecology ,grazing ecology ,health diagnoses and evaluation for grasslands.
Among them , restoration ecology was the foundation for restoring degenerative grasslands ; interface ecology
involved with the point of contact for analyzing degenerative grasslands ; grazing ecology was the effective way to
control degenerative grasslands ; diagnoses of grassland health benefited accurately appraising degenerative levels
of grasslands ; and evaluation for grassland was also considered as an estimation on services and benefits of
grassland ecosystems.
Key words 　Grassland ecology , Grassland degeneration , Grassland ecosystem.
3 国家自然科学基金重大资助项目 (90102011) .3 3 通讯联系人.
2001 - 12 - 07 收稿 ,2002 - 04 - 08 接受.
1 　引 　　言
草地生态学是生态学与草地学之间的交叉学科 . 当前 ,
我国天然草地面临的突出问题是草地退化. 中国草地退化面
积在 20 世纪 70 年代以前约占总面积的 10 % ,80 年代达
30 % ,90 年代已扩大到 60 %以上. 退化是加速度的 ,并由此
产生了一系列严重的环境问题. 在 20 世纪的最后十年中 ,草
地退化问题已引起草地生态学工作者的高度重视 ,并围绕退
化现状、特征、过程、机理和恢复治理等展开了研究 ,取得了
一定的研究成果[2 ,14 ,17 ,21 ,30～33 ,40～42 ] . 在治理方面 ,目前虽
然加大了治理力度 ,但仍是局部有些好转 ,整体继续退化. 草
地退化以及由此产生的一系列环境问题已受到社会各界的
普遍关注 ,在当前西部大开发、生态环境治理和农业结构调
整全面实施的浪潮中 ,解决草地退化问题是草地生态学面临
的紧迫而又艰巨的任务. 但是草地生态科技的支持体系还十
分薄弱. 面对这一严峻形势 ,21 世纪初的中国草地生态学应
主要在草地恢复生态、草地界面生态、草地放牧生态、草地健
康诊断和草地的价值评估等五个领域 ,有效地、有序地解决
防止草地退化和治理退化草地的科技问题. 其中草地恢复生
态学是治理退化草地的基础 ;草地界面生态学是剖析退化草
地的切入点 ;草地放牧生态可作为调控退化草地的手段 ;草
地健康诊断有助于对草地退化程度进行客观的等级划分 ;草
地的价值评估则是对草地生态系统效益和服务的估算 ,以期
充分认识草地的功能并唤起人们的生态意识.
2 　草地恢复生态学( Restoration ecology)
恢复生态学是运用生态学的原理和方法使受损生态系
统的结构和功能恢复到接近受干扰前的状态的一门科学 ,是
近十几年生态学研究中比较活跃的领域之一. 恢复生态学的
诞生与人口膨胀、经济发展导致掠夺性地利用自然资源并引
起生态环境恶化密切相关. 对于已破坏或损伤的生态系统 ,
必须施加外力 ,修复其结构 ,恢复其功能 ,恢复生态学正是为
此目的而发展起来的 [6 ,34 ] . 由于超负荷地利用草地 ,导致各
种低功能退化草地的大面积出现 ,使草地畜牧业的可持续发
展能力下降 ,草地恢复生态学的研究有望提供逆转这一趋势
的理论和方法.
退化草地的治理 ,可按照恢复生态学的 3R 生态工程开
应 用 生 态 学 报 　2002 年 6 月 　第 13 卷 　第 6 期 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
CHIN ESE JOURNAL OF APPL IED ECOLO GY ,J un. 2002 ,13 (6)∶743～746
展工 作. 3R 生 态 工 程 包 括 恢 复 ( Restoration ) 、重 建
(Reconstruction) 和 改建 ( Rehabilitation) 工程. 恢复 ,从远离
初始状态的方向向回推移 ,逆转退化的趋势. 如将退化草地
围封保护一段时间后 ,可自然恢复到接近初始状态. 重建 ,彻
底改变生态系统当前的状态 ,增加一些有益的成分 ,去除一
些有害的成分 ,建立一个既符合生态规律 ,又满足人类需要的
半人工草地或人工草地. 改建 ,把恢复与重建有机地结合起
来 ,使退化状态得到扭转[3 ] .退化草地的治理与森林、湿地、荒
漠等生态系统相比 ,具有恢复时间快 ,试验的空间尺度小 ,可
以沿用一些传统农业技术等特点 ,因此相对容易开展工作.
受损生态系统的恢复研究从 20 世纪 70 年代末就已开
始[4 ,5 ] ,发展到今天仍有诸多争论 ,还有待进一步的完善. 就
草地恢复生态而言 ,关于恢复的时间和进程 ,恢复的生态阈
限和经济阈值 ,3R 生态工程的耦合途径等也有待深入研究.
退化草地的生态恢复不仅要重视那些看得见的对象 ,也要关
注那些看不见的生态学过程 [34 ] . 这有助于深入了解草地生
态系统中各组织层次间的相互关系. 草地生态系统是一个有
机的整体 ,退化草地的恢复应遵循生态系统的非加和原理 ,
将 3R 工程的方方面面结合起来. 草地生态系统也是一个等
级系统 ,退化草地恢复治理随空间和时间尺度的不同 ,应采
取相应的策略[34 ] . 总之 ,退化草地的生态恢复是一个多方
位、多层次、多途径的综合研究 ,不可分而治之. 今天 ,遥感
(RS)和地理信息系统 ( GIS) 等信息科学的发展 ,为这种综合
研究提供了一定的技术支持 ,可为 21 世纪初期的草地恢复
生态学提供新的发展空间.
3 　草地界面生态学( Interface ecology)
如何剖析退化草地 ? 切入点是界面 (interface) . 界面一
词来源于物理学 ,是指两个或两个以上物相的分界面 [13 ] . 界
面现象在自然界普遍存在 ,是事物固有的属性之一. 马世骏
教授指出 ,生态界面是一物质薄层 ,是相邻系统之间物质交
换、能量流动、信息传递的传导系统[22 ] . 界面生态学就是以
这种活跃的生物与生物、生物与环境的分界面为研究对象的
生态学分支. 这一学科目前正处于初创时期 ,韩世杰等已对
温带森林的关键界面生态提出了理论框架 [12 ,13 ,28 ] ,但草地
界面生态的研究尚属空白 ,亟待发展.
草地区域的生态界面既是生态功能的密集区 ,又是压力
的敏感区[25 ] ,主要包括农/ 牧、森林/ 草原、草原/ 荒漠、荒漠/
绿洲等交错区界面. 草地生态系统本身包涵根/ 土、土/ 气、叶
·冠/ 大气、植物/ 动物 (草/ 畜) 4 个主要界面 ,是草地生态系
统与环境之间进行能量流动、物质交换、信息传递的第一发
生地 ,既是关卡 ,又是闸门 ,维持和调节着草地生态系统的平
衡.因为在这些界面上能量流动与物质循环最频繁 ,植被对
环境的反应最敏感 ,生物调节最强烈 ,环境胁迫最容易发生 ,
人与自然的矛盾最为突出. 只有当草地生态界面中植被与环
境 ,植物与动物 ,动、植物与人达到动态和谐时 ,草地生态系
统才能稳定与发展. 草地界面生态学当是以这些界面为研究
对象 ,探讨其特点、结构、相邻生态系统之间的耦合过程与机
理、能量和物质流通与人为活动的耦合、界面过程对环境变
异与人为干扰的反馈机制等. 当前 ,包括草地界面的范畴、草
地关键界面 (植物/ 动物、根/ 土、交错区界面等) 的格局与生
态过程、草地与社会经济界面的相关关系等均有待深入研
究.草地界面生态学将是一门多学科的边缘科学 ,是自然科
学与社会科学联系的桥梁之一. 同时 ,草地界面生态学的研
究对草地科学研究建立新的方法论也具有启示作用 [25 ] .
4 　放牧生态学( Grazing ecology)
　　草/ 畜界面 ,即草畜关系的研究 ,是放牧生态学的核心.
超负荷放牧导致草地退化一直是草地生态学家关注的问题 ,
过度放牧已被公认是引起草地退化的主要原因 ,因此研究草
地生态系统中草畜关系的放牧生态学将成为草地生态学研
究的重要分支领域.
解决草畜失衡和草地退化问题 ,传统上是用以草定畜.
但放牧生态学的研究指出 ,放牧过重导致草地退化 ,放牧过
轻既造成资源的浪费 ,也会引起草地退化 [35 ] ,中度放牧的草
场植物的均匀度和物种的多样性指数较高. 为此 ,90 年代前
后兴起了优化放牧理论和组织流动与转化理论两个学说 ,当
前仍处于理论探讨阶段.
优化放牧理论 (Optimal foraging theory ,OFT) [11 ] . 草地
是家畜的摇篮 ,草本植物和家畜从来都是相互适应和协同进
化的. 放牧好象一把双刃剑 ,其负面是啃食、损伤植物的光合
组织和分生组织 ,减小了光合面积 ,影响根系的延伸 ;其正面
是植物成熟组织被啃食 ,刺激了发育 ,可以提高存留叶片的
光合强度 ,从而提高植物的生长速度. 放牧改变微地形 ,加快
土壤水分及养分的循环与再分配 ,有利于植物的生长 [20 ,29 ] .
OFT理论是以家畜的采食行为为基础 ,试图研究在有限的
放牧时间内家畜的放牧策略 ,实现最大放牧效率及最低能量
消耗 ,重点研究放牧家畜与草地植物互为利用的适应性和经
济性.
组织流动与转化理论 ( Tissue flow and turnover theory ,
TFT) . 该理论由新西兰草地生态学家 Hodgson 等提出. 他认
为草地植物的生长与积累、家畜对植物的利用和畜产品的生
产是草地放牧生态系统物质循环的三个主要转化环节 ,各环
节既相互独立 ,又相互影响. 草地活物质净积累率是衡量草
地生产力的最有效指标 ,草丛中植物组织的物质循环 ,特别
是生长和萎蔫死亡的动态分析 , 是放牧管理的重要依
据[16 ,35 ] .有些学者还认为 ,放牧或割草后植物茎和叶出现再
生性补偿生长 (compensatory growth) ,适量放牧会刺激其快
速超量生长 ,从而获得高额的活物质净积累率 ,进而获得最
大的生产量[1 ] .
运用 OFT 和 TFT 等放牧生态理论 ,在治理退化草地中
可变被动迎合为主动调控 ,使放牧不仅是饲草的消耗 ,也是
草地管理的手段. 我国是畜牧业生产大国 ,有辽阔的各种类
型的天然草场 ,但在放牧生态学研究方面与畜牧业发达的英
国和新西兰相比 ,还有较大差距. 虽然近年来已有学者进行
了有益的探索 ,并取得了一些研究成果 [1 ,19 ,20 ,26 ,27 ,37 ] ,但距
447 应 　用 　生 　态 　学 　报 　　　　　　　　　　　　　　　　　　13 卷
离我国畜牧业可持续发展的实际需求还相差甚远. 当前我国
放牧生态研究主要集中在放牧对植被的影响方面 ,对于草、
畜间的正负反馈调节机制、各类家畜在不同草地类型中的放
牧行为生态、放牧生态理论指导下的草地管理模式等基础与
应用基础研究尚不足 ,有待进一步深入. 值此 21 世纪初期 ,
我国草地放牧生态必有广阔的研究空间.
5 　草地的健康诊断( Grassland health diagnosis)
庞大的人口生存压力和长期超负荷地利用 ,使草地的“健
康”受到损害 ,草地患上了“生态系统苦恼综合症 ( Ecosystem
distress syndrome ,EDS) [18 ]”.开展草地“诊断”,判断草地的“健
康”状况 ,以便“对症下药”,控制草地的进一步退化. 所谓草地
“健康”是一种比喻 ,以引起公众关注退化问题.
20 世纪 90 年代 ,生态系统健康的概念和思想广泛兴
起 ,时至今日已成为当今生态学研究的热点之一. 生态系统
健康 (ecosystem health) 是指生态系统能够正常地发挥其功
能. 它是环境管理的新方法 , 也是环 境 管 理 的 新 目
标[3 ,8 ,9 ,18 ,39 ] . 1999 年 8 月“国际生态系统健康大会”在美国
召开 ,讨论了生态系统的健康诊断 ,并采用美国生态学家
Costanza等[9 ] 和 Rapport [24 ] 等提出的活力 ( vigor) 、组织力
(organization)和恢复力 ( resilience) 等指标 ,总称 VOR 指标 ,
试图在一定的时间、空间范畴内 ,用基本功能的综合特征的
变化来衡量生态系统的”健康”状况. 在草地生态系统中 ,活
力代表草地的功能 ,草地的能量输入越多 ,物质循环越快 ,活
力就越高 ;组织力是草地的结构 ,草地的组织结构越优化 ,就
越健康 ;恢复力是草地克服胁迫及反弹回复的速率 ,弹性越
大 ,恢复力越强. 根据这三项指标 ,藉助于系统测量和预测公
式的运算 ,求出健康指数 HI ( Health Index) : HI = V ×O ×
R . 应用健康指数 ,把草地生态系统诊断出四个时期 :健康、
警戒、不健康和崩溃 ,找出预警指标及阈值 ,采取相应的建设
措施[25 ]加以“治疗”,得以早日康复 ,进入更佳状态.
评定草地退化的等级关系到恢复或治理的途径 ,一直是
草地工作者探索的重要领域. 从定性描述到定量化研究 ,进
行过有益的探索. 然而草地退化是一个多因素、多层次的相
互作用和综合胁迫的生态过程 ,对退化等级进行精确的、可
操作的定量刻画 ,是草地生态学的难点之一 ,现在的评价指
标体系和方法尚不能满足实际的需求. 生态系统健康诊断在
我国刚刚起步 ,目前仍限于国外概念、体系和研究方法的介
绍中[38 ] ,把健康诊断的指标和测定方法的可操作性如何成
功地结合起来 ,在今后一段时期尚需做深入的研究工作.
6 　草地的价值评估( Grassland value evaluation)
　　畜牧学将草地当作生产资料 ;生态学将草地看作是生态
屏障. 在我国 ,草地不仅是人们赖以生存和经济活动的基础 ,
又是涵养水源、遏止沙漠化的重要绿色屏障. 中国草原带位
于森林带和荒漠带之间 ,与东亚季风垂直相交 ,占有独特的、
十分宝贵的生态空间. 我国“沙尘暴”的起沙源地有两大类 :
一是荒漠带中的沙漠 ,如塔克拉玛干沙漠 ,草原带对其有阻
挡作用. 二是草原带中的沙地 ,如科尔沁沙地、浑善达克沙
地 ,草原带对其有覆盖作用. 因此草原带的屏障功能巨大 ,远
高于三北防护林. 在经历了最近几年多次沙尘暴之后 ,人们
已开始认识到草原对于防风固沙等生态系统服务的重要性.
草地是一种自然资本 ,作为一个生态系统 ,从宏观生态
学的角度来看 ,具有三重价值 :1)商品价值. 主要是畜产品及
其他产品的价值 ;2) 公益价值. 主要是调节气候、抗御干扰、
保持水土、控制侵蚀、降解污染、促进养分循环、传粉播种和
病虫害的生物防治等 ;3)服务价值. 主要是保健康复、生态旅
游、休闲娱乐、自然美的感受、基因库、科研价值等[3 ] . 近年
来 ,国际上开始用经济指标来评估生态系统对人类生活和生
存的贡献. 草地的价值评估 ,就是用货币定量评估这些服务
功能的价值 ,用货币杠杆来调整人和草地生态系统的关系.
当前 ,面对市场经济的大潮 ,1hm2 天然草地到底值多少
钱 ? 这是有待草地生态工作者回答的问题. 90 年代以来 ,生
态学与经济学交叉 ,信息系统的建立 ,高分辨率遥感影象的
应用 ,使生态系统的价值评估成为可能. Robert Costanza 等
13 位学者将由生态系统提供的商品和服务统称为生态系统
服务 ,并对全球生态系统服务与自然资本进行了价值估
算[10 ] . 据 Costanza[9 ]的估算 ,1hm2 草地为 232 美元/ 年. 全球
3. 898 ×106 hm2 ,总值为 906 亿元人民币. 这里的草地包含自
然植被中的草原、稀树草原、草甸、灌草丛、小半灌木荒漠和
草本沼泽等.
按照 Costanza 等提出的方法 ,张新时等[7 ]对我国天然草
地进行了价值评估 ,总面积 4349844km2 ,其价值达到 697. 68
亿元人民币 ,既 1hm2 约折合人民币 2000 元. 谢高地等[36 ]进
一步评估了我国各大区域草地生态系统价值的空间分布的
差异性 ;蒋延玲等[15 ]测算. 我国森林生态系统服务的总价值
为 11714 亿美元. 由此可见 ,粗略估计我国现有天然草地的
生态系统服务功能是森林生态系统的 12. 8 倍 ,草地生态系
统服务远大于森林生态系统. 每年我国陆地各类生态系统的
总价值 ,即或按最低额估算 ,是同一时期内人类劳动创造的
国内生产总值 ( GDP) 的 1. 3 倍 ,况且 GDP 常常来源于生态
系统的服务价值 [23 ] .
草地的服务显然不同于商品的服务 ,各个类型草地的价
值究竟差别如何 ? 生态建设项目在未来带来的收益是多少 ?
假如草地在将来受到更大的破坏 ,其价值损失如何 ? 草地市
场价值法如何正确用于草地生态系统 ? 这些内容将是 21 世
纪初草地生态学研究的热点. 在草地生态建设过程中 ,每隔
一段时间 ,把我国各类草地生态系统产生的价值估算出来 ,
绘制成草地生态效益动态分布图 ,用货币来表达经过生态建
设后我国草地的效益以人民币多少亿元的幅度在持续增值 ,
有助于唤起人们的生态意识. 生态效益中蕴育着昂贵的经济
效益 ,和谐的生态就是良好的经济.
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作者简介 　梁存柱 ,男 ,1964 年生 ,博士 ,副教授. 主要从事
草地生态学和植物地理学研究 ,发表论文 15 篇. Tel : 04312
5894007. E2mail :Liangczh @life. imu. edu. cn
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