全 文 ：第２０卷　第２期
　Ｖｏｌ．２０　 Ｎｏ．２
草　地　学　报
ＡＣＴＡ　ＡＧＲＥＳＴＩＡ　ＳＩＮＩＣＡ
　　　２０１２年　 ３月
　 Ｍａｒ．　　２０１２
新时期我国草地环境科学发展战略的思考
李凌浩１，王　堃２，斯琴毕力格３
（１．中国科学院植物研究所，北京　１０００９３；２．中国农业大学动物科技学院，北京　１００１９３；
３．内蒙古锡林郭勒盟行政公署，内蒙古 锡林浩特　０２６０００）
摘要：本文对世界草地环境科学的最新研究成果与发展趋势进行了综述，深入分析了当前我国草地环境面临的主
要问题；首次提出了精细草业的概念，论述了新时期我国草地管理的国家目标和草地环境科学发展的创新战略，并
分析了我国在草地环境领域取得突破的机遇。旨在为今后我国制定草地环境领域的政策规划、研究方向及学科布
局提供依据。
关键词：草地环境；国家目标；精细草业；草地管理；功能调控
中图分类号：Ｓ８１２；Ｆ３２３．２１２　　　　文献标识码：Ａ　　　　　文章编号：１００７－０４３５（２０１２）０２－０１９９－０８　
Ｐｅｒｓｐｅｃｔｉｖｅｓ　ｏｎ　ｔｈｅ　Ｎｅｗ－ｅｒａ　Ｓｔｒａｔｅｇｉｅｓ　ｆｏｒ　Ａｄｖａｎｃｉｎｇ　Ｇｒａｓｓｌａｎｄ
Ｅｃｏｌｏｇｙ　＆Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌ　Ｓｔｕｄｉｅｓ　ｉｎ　Ｃｈｉｎａ
ＬＩ　Ｌｉｎｇ－ｈａｏ１，ＷＡＮＧ　Ｋｕｎ２，Ｓｉｑｉｎ　Ｂｉｌｉｇｅ３
（１．Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ　ｏｆ　Ｂｏｔａｎｙ，ｔｈｅ　Ｃｈｉｎｅｓｅ　Ａｃａｄｅｍｙ　ｏｆ　Ｓｃｉｅｎｃｅｓ，Ｂｅｉｊｉｎｇ　１０００９３，Ｃｈｉｎａ；
２．Ｃｏｌｅｇｅ　ｏｆ　Ａｎｉｍａｌ　Ｓｃｉｅｎｃｅ，Ｃｈｉｎｅｓｅ　Ａｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｂｅｉｊｉｎｇ　１００１９３，Ｃｈｉｎａ；
３．Ｔｈｅ　Ｇｏｖｅｒｎｍｅｎｔ　Ｏｆｆｉｃｅ　ｏｆ　Ｘｉｌｉｎｇｏｌ　Ｐｒｅｆｅｃｔｕｒｅ，Ｘｉｌｉｎｈｏｔ，Ｉｎｎｅｒ　Ｍｏｎｇｏｌｉａ　０２６０００，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｉｎ　ｔｈｉｓ　ｐａｐｅｒ，ｔｈｅ　ｕｐ－ｔｏ－ｄａｔｅ　ａｄｖａｎｃｅｓ　ａｎｄ　ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ　ｔｒｅｎｄ　ｉｎ　ｇｒａｓｓｌａｎｄ　ｅｃｏｌｏｇｙ　＆ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎ－
ｔａｌ　ｓｔｕｄｉｅｓ　ｉｎ　ｔｈｅ　ｗｏｒｌｄ　ｗｅｒｅ　ｒｅｖｉｅｗｅｄ，ａｎｄ　ａｎ　ｉｎ－ｄｅｐｔｈ　ａｎａｌｙｓｉｓ　ｏｆ　ｉｓｓｕｅｓ　ｆａｃｉｎｇ　ｇｒａｓｓｌａｎｄ　ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ　ａｎｄ
ｓｕｓｔａｉｎａｂｌｅ　ｕｔｉｌｉｚａｔｉｏｎ　ｉｎ　Ｃｈｉｎａ　ｗａｓ　ｍａｄｅ．Ａｃｃｕｒａｔｅ　ｆａｒｍｉｎｇ　ｏｆ　ｇｒａｓｓｌａｎｄ，ａｎ　ｉｎｎｏｖａｔｉｖｅ，ｎｅｗ　ｃｏｎｃｅｐｔ，ｗａｓ
ｐｒｏｐｏｓｅｄ　ｆｏｒ　ｔｈｅ　ｆｉｒｓｔ　ｔｉｍｅ．Ｐｅｒｓｐｅｃｔｉｖｅｓ　ｏｎ　ｔｈｅ　ｎｅｗ－ｅｒａ　ｓｔｒａｔｅｇｉｅｓ　ｆｏｒ　ａｄｖａｎｃｉｎｇ　ｇｒａｓｓｌａｎｄ　ｅｃｏｌｏｇｙ　＆ｅｎｖｉ－
ｒｏｎｍｅｎｔａｌ　ｓｔｕｄｉｅｓ　ｉｎ　Ｃｈｉｎａ　ｗｅｒｅ　ｅｘｐｏｕｎｄｅｄ．Ｆｉｎａｌｙ，ｃｈａｎｃｅｓ　ｆｏｒ　ｍａｋｉｎｇ　ｂｒｅａｋｔｈｒｏｕｇｈｓ　ｉｎ　ｔｈｅ　ｅｃｏｌｏｇｉｃａｌ
ｓｔｕｄｉｅｓ　ｏｆ　ｇｒａｓｓｌａｎｄ　ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ　ｉｎ　Ｃｈｉｎａ　ｗｅｒｅ　ｊｕｓｔｉｆｉｅｄ，ｗｉｔｈ　ａ　ｖｉｅｗ　ｔｏ　ｐｒｏｖｉｄｉｎｇ　ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ　ｓｕｐｐｏｒｔ　ｆｏｒ
ｐｏｌｉｃｙ－ｍａｋｉｎｇ　ａｓ　ｗｅｌ　ａｓ　ｆｏｒ　ｎａｔｉｏｎａｌ　ｐｌａｎｎｉｎｇ　＆ ｄｅｓｉｇｎ　ｏｆ　ｒｅｓｅａｒｃｈ　ｄｉｒｅｃｔｉｏｎｓ　ａｎｄ　ｎｅｗ　ｐｒｏｊｅｃｔｓ　ｉｎ　ｔｈｅ
ｆｕｔｕｒｅ．
Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：Ｇｒａｓｓｌａｎｄ　ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ；Ｓｔａｔｅ　ｇｏａｌ；Ａｃｃｕｒａｔｅ　ｆａｒｍｉｎｇ　ｏｆ　ｇｒａｓｓｌａｎｄ；Ｆｕｎｃｔｉｏｎａｌ　ｒｅｇｕｌａｔｉｏｎ；
Ｇｒａｓｓｌａｎｄ　ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ
　　维持食物与生态安全是我国长期坚守的基本国
策，占国土总面积逾４０％的草地的生产力提高与生
态功能维持无疑是举国面临的重大挑战［１］。人口压
力持续，对畜产品需求不断增加，迫切需要草地生产
力的提升。作为我国北方最重要的生态屏障，草地
其保持水土、防风固沙、涵养水源和景观美学等功能
需要长期维持，而固碳和生源要素保持功能则需进
一步增强［２］。过去１０年西部大开发，随着 “退牧还
草”和“围封转移”战略的实施，我国累计退耕（牧）面
积已达５０００万ｈｍ２。草地状况整体向好，植被覆盖
度明显提高，病虫鼠害爆发周期延长，沙尘暴发生频
率下降，土地荒漠化势头基本得到遏制。
但是必须看到，新时期、新形势下我国草地物质
生产与生态环境整体形势依然严峻。经过１０年的
退化草地修复和生态系统管理实践表明，我国退化
草地仅仅实现了结构和初级功能的部分恢复。草地
生产力依然低下，生态服务功能处在初级水平，生物
多样性局部丧失和地下养分库持续衰竭等问题仍然
十分突出。在全球气候变化、草原牧区能源工业化
和城镇化高速发展的现实情况下，要求我们重新审
视和思考新时期我国草地环境科学发展的新战略。
首先需要十分准确地把握当前我国草地面临的新形
收稿日期：２０１１－１１－２９；修回日期：２０１１－１２－２７
基金项目：中国科学院战略先导项目“碳专项”子课题（ＸＤＡ０５０７０１０２）资助
作者简介：李凌浩（１９６４－），男，河北承德人，博士，研究员，主要从事草地生态学研究，Ｅ－ｍａｉｌ：ｌｉｎｇｈａｏ＠ｉｂｃａｓ．ａｃ．ｃｎ
草　地　学　报 第２０卷
势和新问题；其次，应制定出一个十分清晰的草地资
源环境可持续发展的路线图和高度科学的草地管理
国家目标；第三，要充分发挥草地科学在实现国家目
标中的重大理论支持与技术支撑作用。
１　当前我国草地环境面临的主要问题
　　我国草地面积约４亿ｈｍ２，占世界草地面积的
１２．５％，占国土面积的４１．７％，是我国耕地面积的３
倍多［３］。草地资源是我国重要的国土资源，是维持
食物安全和改善膳食结构的重要物质财富，是维持
国家生态安全的主要阵地。当前我国草地环境面临
的问题主要表现在以下３个方面。
１．１　草地生产力低下
我国草原牧草平均产量不足４５０ｋｇ·ｈｍ－２，其
中优良牧草比重不足２０％，灌丛化趋势增加，小半
灌木＋杂类草＞禾草＋豆科牧草。天然草地的家畜
承载能力十分有限，饲草供给能力差，在正常气候条
件下仅能保障夏季的家畜放牧性饲草供应。而在退
牧、禁牧的国家政策下，传统自由放牧正在转向舍
饲、半舍饲，以及全年放牧到季节性放牧的转变。因
此，草地生产力低和可收获性差就成为今后限制我
国草地畜牧业发展的短板和瓶颈。另一方面，人工
草地保有面积小。我国严格意义上的多年生人工草
地的实际保有面积不足３３．３万ｈｍ２，占全部草地面
积的比例不到０．１％，造成冬季饲草储备不足，严重
缺乏抵御自然灾害的能力。
１．２　生态系统稳定性差
草地生态系统稳定性差是我国草地畜牧业面临
的另一突出问题。主要体现在：牧草产量年度波动
大、生物多样性降低、功能类群计量关系失衡和难以
以草定畜。牧草产量年变化率一般在３０％～８０％，
优良牧草年变化率高达６０％～１８０％。中科院内蒙
古草原生态系统定位站１９７９－２０１０年监测数据分
析结果显示，封育３０年、保护最为完好的羊草
（Ｌｅｙｍｕｓ　ｃｈｉｎｅｎｓｉｓ）草原，其牧草产量年变化率也高
达３６％。夏季干旱是当前影响草地生产稳定性最
主要的自然灾害类型。
１．３　土壤固持能力减退
随着过去１０年西部大开发 “退牧还草”和“围
封转移”战略的实施，我国草地生态环境趋于好转。
但必须看到，这种恢复仅是植被结构与功能的部分
恢复。例如，植被覆盖度和高度有所提高，但产量依
然低下，以先锋植物和一、二年生杂类草为主，而生
物多样性未有改善，生态系统整体功能依然未有根
本改观。就草地生态系统功能的主体土壤系统而
言，天然草地土壤贫瘠、沙化依然严重，地下生产力
低下；土壤有机碳贮量整体没有明显变化，而土壤
Ｎ库则整体继续下降，有效Ｐ养分供应明显不足；
植物根系进一步表层化，细根比重增加，死亡周转加
快。研究表明，土壤固持能力的恢复尚需要３０～５０
年的时间。
２　世界草地科学的新理念与新趋势
占世界陆地面积５２．２％的草地生态系统是物
质生产和生态服务最主要的陆地生物圈与人类活动
圈，对于人类社会的生存与发展发挥着越来越大的
作用。无论是现代草地生态学的发展趋势，还是全
球环境问题和中国的现实状况，都要求草地生态学
研究与草地畜牧业实践都要在可持续性科学的大框
架下继续发展，即在可持续发展的前提下，不断提高
草地的物质生产和生态系统服务能力。人类要想获
得更广阔的可持续发展空间，必须树立人工生态设
计和定向干预的理念，而不能一味被动地适应自
然［４，５］。因此，无论是健康的、还是退化的草地生态
系统，“进一步提高草地生产力，维持草地稳定性和
提升草地固持能力”是当前人类社会面临的重大科
学命题。
２．１　草地生产力调控
生态系统中存在着各种计量关系。例如，生命
物质的化学生态计量比、土壤Ｃ／Ｎ 比与机械组成
比、植物根冠比、植物功能群组成比，乃至整个区域
的土地利用类型比、畜牧业的草畜比等等。生态系
统调控的实质就是对上述各种计量关系进行调整。
当前，草地生产力调控研究的重点是：如何提高牧草
的总产量？如何增加优良牧草比重？以及如何增强
草地抵御自然灾害的能力？
长期以来，“围栏封育，依靠自然力恢复”一直是
全世界普遍采用的一种恢复退化草地和提高草地生
产力的技术措施［６］。然而，越来越多的证据表明，长
期封育的草地，其生产力提高的幅度不到其最大潜
力的４６％，主要是由于植物萌发受到阻碍并导致植
被更新困难等［７］。由于缺少动物采食，生态系统物
００２
第２期 李凌浩等：新时期我国草地环境科学发展战略的思考
质循环和自我调节功能丧失。此外，其恢复速度缓
慢，容易产生火灾，浪费生物量［８，９］。面对当前全球
人口不断增长和社会物质产品需求的压力，这样的
生产力调控方式显然是不切实际的。因此，亟待寻
求高度人工设计和定向干预的草地生产力调控途
径［１０］。
草地施肥的效果是毋庸置疑的，在３０ｋｇ·ｈｍ－２
的施 Ｎ 强度下，牧草产量通常可以提高３０％～
８０％［１１］。国内外研究结果均表明，长期少量施Ｎ可
以显著增加禾本科优良牧草的比例，能够定向调控
植物群落的植物功能群组成，主要是由于不同植物
具有不同的Ｎ素利用效率和响应对策［１２，１３］，以及提
高优良牧草（例如羊草）的结实率。天然草地大面积
施肥的可行性一直受到学术界和管理人员的高度质
疑，主要是经济上的投入－产出比和实际操作的可
行性。基础割草场的雨季施肥是一个值得研究的草
地生产力调控途径，其在冬季雪灾年份发挥的作用
和产生的经济效益是显而易见的。然而，这方面的
研究在国内外都极其有限。
通过浅耕翻、松土补播优良牧草，能够显著增加
天然草地中优良牧草的比例。然而，在草地改良中
其效果往往不理想，主要是由于实施的经营理念和
技术细节上的问题。目前，国际上提出了适应性草
地管理的科学概念［１４］，并进一步提出了将精准农业
的发展思路引入到天然草地管理、退化草地恢复和
草地生产力调控的实践中［９］。
长期以来，国际上一直将草地灌丛化作为草地
退化或荒漠化的一种类型。当前在全球变化背景
下，需要对灌丛的生态系统功能重新加以认识。由
于灌丛地下根系生物量大，木质素含量高，具有超强
的固碳功能；另一方面，灌丛类多属于固Ｎ植物，根
系深、吸收地下深层水能力强，在严重干旱年份仍然
能够保持一定的地上生产力。在冬季大雪年份，由
于其地上部高大，大部分枝条能够露出，可解决家畜
的急需。在美国长期以来，一直通过保持一定比例
的灌木、半灌木种类来增强草地抵御冬季雪灾的能
力，特别是对于野生动物［１５］。
人工和半人工草地是生产力提升的主体。在我
国农牧交错区发展人工草地、加强全年饲草储备，可
以极大地缓解天然草地应对自然灾害（干旱、雪、沙
尘暴）的饲草供应压力，发展高效优质的集约化草地
畜牧业［１］。通过在不同区域建立国家战略饲草贮备
基地，进行区域间、不同季节间饲草调配，能够从根
本上解决草地应对灾害气候和全球变化的能力［１６］。
在灌溉、施肥、田间管理等集约措施下，其牧草生产
能力能够超过温带天然草原［９］。在当前科技手段和
综合国力明显强盛的情况下，在半干旱区大规模调
水工程实施的可能性越来越大。因此需要在传统经
营理念的基础上，提出具有中国特色的创新草地发
展思维。
由于全球人口的激增，对食物的需求将在未来
５０年翻番，这对食物生产和生态系统的服务功能将
形成严峻挑战［１７］。从被动适应和改善自然到主动
的人工生态系统设计，是实现可持续性生物圈、增加
地球承载力的必由之路［５］。通过人工设计，形成具
有结构完善、功能稳定、信息完整及调控有效的生态
系统，保证系统的健康运行和良好发展并不断调整
使之日臻完善［１８］。应用人工生态设计的原理与方
法，进行生态－生产功能区优化布局是实现区域生
态－经济－社会协调发展的新途径［１９］。当前的发
展趋势是通过大量的野外控制实验，研究高度人工
设计和定向干预的草地生产力调控途径，为草地的
可持续发展提供具体的研究实例，丰富其理论基础、
完善其理论框架。
２．２　草地生态系统稳定性维持
生态系统稳定性主要通过对其物质生产和生态
服务功能的时间和空间格局与过程的波动程度来考
察。就草地生态系统而言，主要是考察地上净初级
生产力和生物多样性的季节变化和年度变化，以及
群落之间、地域间以及区域间随气候和环境要素变
化的波动程度和稳定性［２０］。由于物种与功能群之
间存在着补偿效应，乃至群落之间、地域间以及区域
间通过人为调控可以形成的补偿性，构成了草地的
稳定性维持机制［２１］。
生物多样性对生态系统生产力及其稳定性具有
正效应的机制归纳为互补效应和选择效应，其中，互
补效应包括生态位分化和互利效应［２２］；将多样性导
致稳定性机制归结于平均效应、负协方差效应和保
险效应［２３］。国内外研究均表明，草地生物多样性导
致群落的稳定性［２３～２５］。长期封育的草地将导致生
物多样性的下降［２４］。长期少量施 Ｎ会导致植物丰
富度的损失，使净初级生产力的年 度 波 动 增
加［１３，２６］。放牧、刈割、火烧和少量施 Ｎ能够定向调
控草地生态系统的物种组成与功能类群计量关
系［１１］。
土壤生物多样性是生态系统稳定性维持的根
本。目前，对保持稳定性的草地地下生态学过程及
１０２
草　地　学　报 第２０卷
其调控途径尚不清楚，其长期被作为一个“黑箱”来
对待。土壤中生活着大量的微生物，大约只有１％
的土壤微生物是可以分离培养的。对于土壤中Ｃ
和Ｎ转化微生物功能类群多样性仅具有初步了解，
而对于完整的土壤生物链、营养级构成及其多样性
特征基本上一无所知［２７，２８］。草地土壤动物在稳定
性维持中的作用相当关键，但这方面的研究开展极
少［２５，２９］。
２．３　草地固持力提升
草地固持力包括地下生产力、土壤有机碳贮量、
养分元素库存量、有效养分供应能力，以及防风固沙
与水土保持能力等生态系统服务功能的诸多指标。
植物－土壤相互作用是陆地生态系统固持力形成与
保持中最重要的生态学过程。通过对植物－土壤相
互作用的研究，无疑能够深入揭示出草地生态系统
固持力保持与提升的科学机理［２７］。
地下生态学过程，特别是地下生产力形成机理
与调控技术，是草地固持力研究的核心内容［３０，３１］。
国际上一直致力于多年生、深根系、根组织木质素与
纤维素含量高的旱生灌木、半灌木的筛选、引入和田
间管理技术，试图寻找提高根系生产力和生物现存
量，以及减缓根系死亡周转和碳素分解的调控途径，
以提高草地的固碳能力。当前，促进木质素合成基
因导入的分子生物学技术正在用于草地固碳植物定
向培育中。
整合地上与地下生态学过程的互作机制研究是
近年来生态学研究的热点问题［３２，３３］。对于以生态
固持功能为主的草地而言，人们更加希望将净初级
生产力的大部分转移到地下，而地上维持更多的生
物量。长期围封、放牧、刈割和少量施 Ｎ对于植物
Ｃ素分配和根冠比的调控作用在不同草地类型、不
同气候背景下的反应十分不一致。在我国温带草
原，长期围封和施 Ｎ趋向于降低植物群落的根冠
比［７］，降低植物的根系寿命［３４］，向大气释放更多的
Ｃ素。而放牧和刈割趋向于导致植物根系的深层化
和根冠比的增加。根茎草地浅耕翻之后能够明显促
进植物的地下生物量和延长根系寿命［３５］。植物根
系对于不同管理措施的响应无疑是因种类而异的，
而这方面的研究少之又少。
化学计量生态学（ｅｃｏｌｏｇｉｃａｌ　ｓｔｏｉｃｈｉｏｍｅｔｒｙ）是
一门新兴的生态学分支学科，主要关注在植被与土
壤相互作用过程中化学元素的比例与平衡问题［３６］。
目前已有工作主要是针对碳（Ｃ）、氮（Ｎ）、磷（Ｐ）３种
元素，即Ｃ∶Ｎ∶Ｐ化学计量生态学进行的［３７］。因
为这３种元素在生物体内含量相对较高、作用相对
较大，而且Ｎ和Ｐ往往还是生物完成其生活史的限
制性养分元素，也是生态系统生产力的常见限制因
子［３８，３９］。通过对不同植物叶片、根系与土壤中养分
元素的计量比进行考察，能够得出一定的相关关系，
从而确定不同植物之间、不同功能群植物之间、地上
与地下部生物量之间，以及植物与土壤之间养分元
素计量比率的分异与一致性规律，反映出植物养分
利用效率与适应对策以及土壤有效养分供应能力的
差异，从而制定相应的调控策略［３８］。通过养分添
加、植物物种引入或去除等不同人工干预措施，对植
被生产力和固持能力导向的植被－土壤养分过程进
行调控。
植被－土壤间Ｃ和 Ｎ的生物循环是维持草地
生态系统生产力和固持力的基础［４０］。通过植被管
理、土壤调控和生物干预，使得进入土壤的Ｃ和 Ｎ
数量尽可能地多，减少输出损失，延长周转时间等无
疑是增加养分固持能力的有效途径［４１］。激发草地
Ｐ的有效性能够显著提高植物的Ｎ素利用效率，维
持草地高的生物量；豆科牧草补播对于增加土壤的
Ｎ库贮量，增强有效Ｎ素供应是极为有效的途径。
３　新时期我国草地环境科学发展战略
３．１　草地管理的国家目标
最近１０年来，无论学术界还是决策管理人员都
已经深刻地认识到，我国草地的畜牧业生产功能的
重要性正在被其生态系统服务功能所逾越。草地的
生态系统服务功能大致可区分为由简单到复杂的３
个层次：初级功能（防风固沙、水土保持、土壤母质培
育）、次级功能（生物量形成、Ｃ与Ｎ固持）和高级功
能（生物多样性维持）。因此，草地管理的目标应该
是实现其初级功能向次级功能和高级功能的全面提
升。新时期我国草地管理的国家目标应该定位在
“生产力提高、稳定性维持和固持力提升”。
３．２　草地管理的技术路线与途径
我国草地管理的总体思路是：在可持续性科学
的大框架下开展设计，将精准农业的发展思路引入
到草地管理的实践中，建立“精细草业”的概念与理
论体系，研发出高度人工设计和定向干预的草地调
控技术，通过对草地生态系统进行适应性管理，最终
实现“生产力提高、稳定性维持和固持力提升”的国
２０２
第２期 李凌浩等：新时期我国草地环境科学发展战略的思考
家目标。
我国４亿ｈｍ２ 草地中，可利用面积所占比例为
８４．３％，包括温性草原、高寒草地、温性荒漠、暖热性
灌草丛和草甸沼泽等５个大类１８个草地类型［３］。
实际可调控面积大约０．６７亿ｈｍ２，主要包括温带草
原、草原化荒漠、沙地草地、高寒与低地草甸和农牧
交错带人工草地等，主要基于年平均降水量（＞１００
ｍｍ）和现实生产力（＞４５０ｋｇ·ｈｍ－２）的考虑［４２］。
１０年内总的发展目标确定为“６６．６７万ｈｍ２ 人工草
地、０．０６７亿ｈｍ２ 割草场和０．６７亿ｈｍ２ 放牧草地”
生产力和固持力翻一番的发展目标。
３．２．１　温带草原　草甸草原以净初级生产力提高
为主要调控目标。包括松嫩平原和呼伦贝尔草原，
可调控面积０．１亿ｈｍ２。通过雨季施肥、５％豆科牧
草补播、浅耕翻和半人工草地建设，使生产力大幅度
提高，土壤Ｃ和Ｎ素水平保持在平衡状态。以基本
割草场建设为主。
典型草原以生态系统稳定性维持为主要调控目
标。以锡林郭勒草原为主，可调控面积０．１６７亿
ｈｍ２。通过“草地斑块定点修复”技术改良草地，增
加植物多样性和优良牧草比重。在群落中保持５％
的块状灌丛植被，在１０％的低湿地雨季施肥和建立
旱作多年生人工草地，保持饲草生产的年度稳定性。
以基本放牧场建设为主，草地调控采用“１／１０计量
调控功能置换模式”，畜牧业生产采取“季节畜牧
业”模式。
荒漠草原以植被覆盖度恢复与Ｃ、Ｎ固持力提
升为主。以乌兰察布草原为主，可调控面积０．０６７
亿ｈｍ２。通过围栏封育、控制放牧使植被覆盖度由
４０％提高到８０％；１０％深根系、高木质素含量、高根
冠比植物引入与定向调控，增加土壤有机质。畜牧
业以“北繁南育、南草北调”模式为主，与农牧交错带
建立区域饲草补偿机制，形成县、乡、村、户之间的草
－畜功能协作网络。
３．２．２　农牧交错带　包括辽西平原、河北坝上、内
蒙古南部、阴山北麓。以生产力提高和Ｎ库提升为
主。多年生人工草地可由３．３３万 ｈｍ２ 提高到
６６．６７万ｈｍ２，其中２６．６７万ｈｍ２ 豆科集约化人工
草地，产量达到１５０００ｋｇ·ｈｍ－２；旱作豆科、禾本科
混播草地４０万ｈｍ２，产量达到７５００ｋｇ·ｈｍ－２；牧
草总产量接近温带草原。以奶牛饲养和肉牛育肥为
主，“农牧耦合、生态保育”为主要模式。
３．２．３　沙地草地　降水量２５０～４００ｍｍ地区的沙
地草地，包括呼伦贝尔、科尔沁、浑善达克和毛乌素
４大沙地，可调控面积近０．０４７亿ｈｍ２。以植被覆
盖度增加和Ｃ、Ｎ固持能力提升为主，土壤有机质培
育为长期目标。采取飞播和网格固沙技术使植被覆
盖度由２０％提高到６０％。采取沙地生态环境治理
的“三分模式”和农林草耦合的“三圈模式”。
３．２．４　草原化荒漠　降水量１００～１５０ｍｍ地区的
草原化荒漠和典型荒漠，包括巴丹吉林、腾格里、乌
兰布和、库不齐４大荒漠的部分地区，总面积近０．１
亿ｈｍ２。以植被重建、固Ｃ功能提升和土壤母质培
育为主，稀疏灌丛覆盖度由５％增加到２０％。我国
荒漠区主要有锦鸡儿属（Ｃａｒａｇａｎａ　Ｆａｂｒ．）灌木、四
合木（Ｔｅｔｒａｅｎａ　ｍｏｎｇｏｌｉｃａ）、梭梭（Ｈａｌｏｘｙｌｏｎ　ａｍ－
ｍｏｄｅｎｄｒｏｎ）、沙冬青（Ａｍｍｏｐｉｐｔａｎｔｈｕｓ　ｍｏｎｇｏｌｉ－
ｃｕｓ）、白刺（Ｎｉｔｒａｒｉａ　ｓｉｂｉｒｉｃａ）、霸王（Ｓａｒｃｏｚｙｇｉｕｍ
ｘａｎｔｈｏｘｙｌｏｎ）等１０余种灌木、半灌木植物，旱生或
超旱生，地下／地上比在４．６～１４．９，主根深度可达
４．５～９．６ｍ，寿命达３０～５０年。木质素含量极高，死
亡周转时间约几百年。其地下固碳能力可达１５０００
ｋｇ·ｈｍ－２，０．１亿ｈｍ２ 荒漠固碳总量可达０．２Ｐｇ。
３．２．５　高寒与低地草甸　低地草甸可调控面积
０．０６７亿ｈｍ２，在全国１１片重点牧区均有分布。高
寒草甸可调控面积０．０６７亿ｈｍ２，主要分布在阿勒
泰、甘南、甘孜和环湖地区。通过补播木本植物提高
植被高度和增加豆科植物，以生产力改良和Ｃ、Ｎ固
持能力提升为主。
３．３　草地环境科学的重大问题与创新模式
未来１０年，我国草地环境科学发展的总体思路
是，定位研究、控制实验、样带观测与网络研究相结
合，现代生态组学方法、分子生物学技术与草地适应
性管理科学相互交叉，揭示出草地生态系统功能调
控的重大科学机理，研发出草地调控的核心技术与
创新模式／范式，建立具有中国特色的草地生态系统
管理新思维与新理论。
３．３．１　科学问题
３．３．１．１　草地植被－土壤相互作用机理　以样带
调查与联网定位研究相结合，阐明草地生态系统植
被－土壤间的相互作用机理，揭示关键功能植物的
地带性空间分布格局，揭示出植物－土壤－土壤生
物化学生态计量比的梯度变化规律和区域特征。主
要内容包括：①土壤微生物基础数据库；②植物多样
性格局、植物叶性状、根叶比和化学计量比率的大尺
度格局；③土壤养分元素（Ｃ、Ｎ、Ｐ）的计量化学比及
其地带性规律。
３０２
草　地　学　报 第２０卷
３．３．１．２　草地生产力调控与稳定性维持机理　通
过定位研究、长期野外控制实验与生态温室模拟研
究，揭示以提高牧草产量、增加优良牧草比重和增强
草地稳定性为目标的生态系统调控机理。主要包
括：①植被管理、放牧控制与土壤调控的长期生态学
效应；②物种组成与功能类群计量关系与稳定性补
偿效应；③关键土壤生物功能群界定与根系、根际
（菌根）、土壤动物间的功能协同。
３．３．１．３　草地生态系统固持力提升机制　以控制
实验与田间试验相结合，阐明地下生产力形成机理
和土壤养分库提升机制。分子生物学技术、精准管
理技术相结合，研发出草地Ｃ、Ｎ固持力提升机制与
综合调控途径。主要包括：①提高根系生产力和生
物现存量的地下调控途径；②植物Ｃ素分配和根冠
比的调控机制；③植物根系－根际－土壤系统Ｎ、Ｐ
转化与生物内循环；④土壤Ｃ∶Ｎ∶Ｐ计量关系及其
有效性调控。
３．３．２　关键技术
３．３．２．１　退化草地“斑块定点修复”技术　以０．５
～５０ｍ２ 草地裸斑（ｇａｐｓ）为基本操作单元，主要研
究：①丸衣、营养杯单株豆科牧草补播技术；②集、
调、控雨水无管道滴灌技术；③土壤有机质改土与优
良牧草植入式建植技术。
３．３．２．２　天然草地大面积水肥调控技术　主要包
括：①草地专用肥，包括缓释肥、微量元素复合肥、微
生物肥、有效Ｐ活化剂等；②水肥耦合与雨季施肥
技术。
３．３．２．３　灌木植被设计与生态功能补偿技术　主
要包括：①灌木植物种类筛选与植被建植技术；②灌
木植被设计、管理与枝、叶性状控制技术；③乔灌草
生态功能补偿方案与立体混合搭配技术。
３．３．２．４　土壤Ｃ、Ｎ固持力提升的生物工程技术　
主要包括：①调控土壤Ｃ、Ｎ转化的微生物－酶学工
程技术；②促进植物根冠比的内源激素调控技术；③
提高根系木质素含量的转基因生物技术。
３．３．２．５　荒漠植物规模繁育与植被重建技术　主
要包括：①灌木种苗的快速繁殖技术，主要是种子育
苗、枝条扦插与组织培养技术；②农杆菌介导的遗传
转化与关键酶基因表达的荒漠植物性状定向培育技
术。
３．３．３　创新模式
建立针对不同区域、不同草地类型的“计量生态
调控模式”，开展在物种、功能群与群落水平“高度人
工设计与定向干预”的草地调控和生态系统与区域
水平的“功能补偿性”调控试验示范研究，建立基于
可持续性科学和政策管理层面的示范特区。
精细草业的思路是：在未来草地管理与草业可
持续发展的实践中，要精心规划技术路线，精准设计
实施方案，精良装备技术手段，精确调控环境要素，
通过对草地生态系统进行精细管理，最终实现“生产
力提高、稳定性维持和固持力提升”的目标。具体而
言，在草地管理与调控中，要以斑块为基本单元，以
目标物种和功能群为基本对象，对水、土、气、生要素
的调控要精准集约，对地上与地下过程调控要精确
定位，对生态系统功能与过程要精致耦合①。
生态草业示范特区建设与以往基于植被恢复重
建、土地合理利用、流域水土保持等单一模式、单一
目标的试验示范区建设不同，是以一个完整社会经
济单元（乡、县、自然保护区）为基本单位，进行自然
－经济－社会复合系统要素的整体设计与系统调
控，以促进社会可持续发展为最终目标。
４　我国在草地环境领域取得突破的机
遇分析
在退化草地修复和草地功能调控的机理研究与
技术研发方面，国内开展了大量卓有成效的工作。
在中国科学院“西部行动计划”实施的１０年间，先后
在内蒙古草地、黄土高原林草交错区、巴丹吉林荒
漠、塔里木荒漠－绿洲过渡带、高寒草甸、浑善达克
沙地等区域系统深入地开展了植被恢复重建、风沙
环境治理、农牧耦合技术与适应性管理等方面的基
础生态学研究，以及生态修复技术的研发与示范推
广工作，建立了一批高水平与高显示度的试验示范
区，先后提出了一些针对不同区域的生态系统优化
管理模式［４３］。
中国生态系统研究网络在相关区域分布有８个
生态系统定位研究站，拥有我国保护最为完好的地
带性原生植被和连续多年的环境要素长期监测数
据，初步阐明了草地生产力、稳定性与生物多样性的
关系及其受人类活动的影响。在内蒙古草原、松嫩
平原和高寒草甸６个地点开展了大型控制实验，考
察Ｎ、Ｐ元素的添加和水分控制对草地生产力和固
持力的影响，以及物种去除、刈割、放牧等对生物多
４０２
① 方精云．“建立生态草业特区，探索牧区经济发展新
模式”院士咨询报告．中国科学院植物研究所，２０１１：１－１４
第２期 李凌浩等：新时期我国草地环境科学发展战略的思考
样性与稳定性的影响［９］。
中国科学院寒区旱区研究所在荒漠植物筛选、
植被重建与沙地治理技术方面取得了世界领先的科
技成果；新疆生态与地理研究所在荒漠－绿洲生态
水文调控和人工植被建植技术方面已获得多项发明
专利；植物研究所在草地生物固氮、苜蓿（Ｍｅｄｉｃａ－
ｇｏ）品种收集与转基因改良、根系木质素合成与调
控、四合木组培快繁技术等方面的研究已经进入田
间试验，生态环境研究中心在酶学工程和草地土壤
Ｎ素环境调控，以及微生物所在草地土壤微生物基
因库等方面的研究均获得较大进展。我国应率先提
出生态系统调控的创新性观点，致力于将精准农业
的发展思路引入到天然草地管理、退化草地恢复和
草地功能调控的实践中，建立“草地斑块定点修复”
的外科手术式的退化草地调控模式；系统研究天然
草地大面积施肥的可行性和灌木物种引入的草地稳
定性维持原理与技术，研发高度人工设计和定向干
预的草地生产力调控途径。基于上述科学思路开展
研究，将有可能揭示出草地生态系统功能调控的重
大科学机理，建立具有中国特色的草地生态系统管
理新思维与新技术。
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）
２０１２年《草地学报》征订启事
《草地学报》是中国科协主管、中国草学会主办、中国农业大学草地研究所承办的学术刊物，是了解草地
科学前沿科技、创新成果和草业发展的重要窗口。主要刊登国内外草地科学研究及相关领域的新成果、新理
论、新进展，以研究论文为主，兼发少量专稿、综述、简报和硕博士论文精要，主要面向从事草地科学、草地生
态、草地畜牧业和草坪业及相关领域的高校师生和科研院、所、站的科研人员。一般按受理先后次序刊发，重
大成果、重大项目可优先发表。稿件要求详见本刊《稿约》。
《草地学报》为中文核心期刊、中国科技核心期刊、中国农业核心期刊、ＲＣＣＳＥ中国权威学术期刊，并被
美国ＣＡ及Ｔｈｏｍｓｏｎ　Ｒｅｕｔｅｒｓ　Ｍａｓｔｅｒ　Ｊｏｕｒｎａｌ　Ｌｉｓｔ、英国ＣＡＢＩ及ＺＲ、波兰ＩＣ等检索机构收录。同时为《中
国科学引文数据库（ＣＳＣＤ）》、《中国学术期刊综合评价数据库（ＣＡＪＣＥＤ）》、《中国学术期刊文摘》及其英文
版源期刊，并被《中国核心期刊（遴选）数据库》、《万方数据－数字化期刊群》、《中国期刊全文数据库（ＣＪＦＤ）
》、《中国生物学文摘》、《中国生物学文献数据库》、台湾《ＣＥＰＳ中文电子期刊》收录，并荣获首届《ＣＡＪ－ＣＤ规
范》执行优秀期刊奖。２０１０年影响因子为１．８３３（据《中国学术期刊影响因子年报（２０１１）》）。
《草地学报》为双月刊，全铜版印刷，彩色四封，逢单月月末出版，国内外公开发行（国内邮发代号：８０－
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