我国草原生态修复用种的机遇与挑战
当前,我国70%的草原存在不同程度的退化,草原生态系统整体仍较为脆弱,草原生态保护修复的任务依然十分艰巨。生态修复草种是草原生态修复的物质基础,目前我国生态修复和绿化草种基本全部依赖进口,这成为限制我国草原生态建设的主要瓶颈。
1987—2022年,我国共审定登记草种品种674个,不足美国同期育成草品种的1/6,生态修复草种育成品种不到100个,生态修复草种育成品种及育种材料严重缺乏。因此,当前亟待全面开展不同草原区生态修复草种资源区划、种质资源本底情况调查,重要生态修复草种的收集、保存、利用和评价,为我国草原生态保护修复提供物质材料和科学基础,为草种国际竞争提供科技基础支撑。
草原退化与修复问题
什么是草原/草地?
草原/草地是多个学科和部门广泛使用的名词术语,但因不同领域的使用者对其内涵的界定不同,在使用过程中造成分歧、交叉、重叠等诸多问题。草原/草地的概念总体可以归为农学、国土资源和植被学三大范畴。
在国际农学和植被学范畴、中国农学和法律的范畴,草原和草地是同义词。其主要指生长草本植物或兼有灌木和稀疏乔木,可以为家畜和野生动物提供食物和生产场所,并可为人类提供优良生活环境及许多生物产品,是多功能的土地-生物资源和草业生产基地。具体划分依据为草本植物覆盖度大于5%、乔木郁闭度小于0.1、灌木覆盖度小于40%,包括天然草原和人工草地。据此定义,我国草原/草地面积约60亿亩,约占国土总面积的41%。
在中国国土资源范畴,草地(草地地类)是指一种土地利用类型,是生长草本植物为主的土地,包括天然牧草地、人工牧草地和其他草地。该定义主要用于国土(自然资源)部门的土地利用分类,具体使用时应称为“草地地类”。据此定义,我国草地地类总面积近40亿亩,约占国土总面积的27.5%。
在中国植被学范畴,草原(草原植被)是指半湿润半干旱区的地带性植被、由早生多年生草本植物为主(有时为早生的小半灌木)组成的植物群落,主要分布于欧亚解原一斯太普草原的东部,根据层片结构划分为草甸草原、典型草原和荒漠草原三个植被亚型。该定义主要用于植物地理学或植被学等学术领域,具体使用时应称其为“草原植被”。
国土“三调”公布的草地面积约为40亿亩,并不意味着我国原有的60亿亩草原面积大幅减少了,而是由于国土(自然资源)部门使用的草地术语实质为现状的草地地类,与农林草部门使用的广义草原术语的内涵及分类标准不同所致。如果将草原作为牧业生产、生态服务和文化传承的土地-生物资源来统计,国土“三调”的草地范围之外,还有一大部分需要纳入草原/草地范畴的土地-生物资源。
草原/草地约占全球陆地总面积的40%,约占全球农用土地的69%,但全球49%的草地发生不同程度退化,严重影响了生态服务功能的发挥。草原/草地约占我国国土总面积的41%,而70%以上的草原发生退化(包括沙化和盐渍化)。因此,退化草地的生态恢复是全球亟待解决的重大生态环境问题。
草原/草地退化的归因,主要是气候变化和人类活动。气候变化方面,气温升高、降水时空变率较大也是重要原因。人为干扰方面,旅游、围栏、开垦、采矿、道路建设、鼠害等都是重要原因。
除退化外,草原/草地面积萎缩是目前面临的另一问题。据报道,目前全国草原/草地每年减少525万—675万亩,相当于一个青海湖。根据国家统计局的数据,2007—2017年耕地面积变化情况,全国耕地面积增加1.97亿多亩;内蒙古、西藏、甘肃、青海、新疆、四川6省区耕地面积增加7309.5万亩,增幅21.4%。草原牧区省份增加的耕地大部分是开垦草原,内蒙古新增的7965万亩相当于湖北省现有耕地总面积。
2000年以来,国家实施了一系列草原生态建设工程,截至2019年累计投资2400多亿元,虽然总体上遏止了草原退化的势头,但目前草原保护修复的基础理论和核心技术缺乏,造成“治标不治本 ”“旧伤未愈,新伤又起”的现实问题,需要通过科技攻关破解草原保护修复的“卡脖子”难题。
2021年发布的全国重要生态系统保护和修复重大工程总体规划(“双重规划”)总体目标提出:从2021年到2035年,通过大力实施重要生态系统保护和修复重大工程,全面加强生态保护和修复工作,全国森林、草原、荒漠、河湖、湿地、海洋等自然生态系统状况实现根本好转,生态服务功能显著提高,生态稳定性明显增强,自然生态系统基本实现良性循环,国家生态安全屏障体系基本建成,优质生态产品供给能力基本满足人民群众需求,人与自然和谐共生的美丽画卷基本绘就。自2019年12月,我国共计实施25个山水林田湖草生态保护修复试点工程,涉及24个省(区、市)约111万立方千米的国土面积,投入中央支持建设资金共计360亿元。
2021年,国务院办公厅《关于加强草原保护修复的若干意见》,提出了4个方面12条工作措施,包括基础工作:草原调查、监测评价、规划编制;草原保护:加大保护力度,完善草原自然保护地体系;草原修复:推进生态修复,统筹林草生态修复,发展草种业;草原利用:合理利用,完善承包,有偿使用,绿色发展。
草原生态修复基本原则,是自然修复为主、人工干预为辅,从修整到复原再到持续。草原生态修复要分区分类分级实施,生态修复分区分为温带干旱半干旱区、热带亚热带干旱半干旱区、高寒区等;分类生态修复包括水土流失型、沙化(石漠化)型、盐渍化型、鼠虫病害型、毒杂草入侵型、“黑土滩”型等;分级生态修复包括未退化、轻度退化、中度退化、重度退化、极度退化等。
草原生态修复需要精准施策,主要修复措施包括以草定畜:在生态较好的地区,科学利用草原;围栏封育:放牧状态下难以自我修复的地区,上述两种主要应用自然修复(轻度退化)。免耕补播:人力补播、机具补播、飞机播种等(用种);改善生境:疏松土壤、施肥、灌溉、除杂等;灾害防控:鼠害、虫害、病害等防治,上述两种主要应用轻度人工干预(中毒退化)。植被重建:重新建植人工植被(用种),主要应用重度人工干预(重度退化)。
草原生态修复用种的机遇
目前,草原生态修复用草种需求量大,草原生态修复用种潜力高。据估算,2023年各类生态修复用草种需求量约6万—7万吨,这为草原生态修复用种提供了重要发展机遇。
我国草原生态修复用种资源丰富。据统计,我国草原共有18个草地类、813个草地型,草原上生长有1.5万多种植物,其中饲用植物6700余种。草原生态修复用种类型多样,生态修复草种主要包括栽培草种、野生乡土草种与引进草种。其中,野生草种资源是培育栽培草种的物质基础。我国拥有主要栽培草种的野生类型69种,主要栽培草种野生近源植物295种。因此,野生草种的驯化选育将是生态修复草种培育的主要途径,亟须开展全国草种资源清查工作,摸清我国草种资源的“家底”,为草原生态修复用种的创新创制提供科学依据。
此外,我国现有育成草品种数量可观。1987—2022年,由全国草品种审定登记委员会审定登记地方品种、育成品种、野生栽培品种、引进品种四类共计674个,通过内蒙古自治区、甘肃省和四川省草品种审定委员会审定的草品种接近200个。
但是,目前我国的草种商品化率不高,存在育种家“重品种选育,无力推广应用”,经营者“重贸易、轻生产、不育种”的问题,草种“育、繁、推”一体化体系尚未形成,亟须建立育成草种完备的商品化生产体系,充分发挥育成草种对草原生态修复的巨大支撑作用。
草原生态修复用种的挑战
首先,草种繁育面积小、单产效益低。
据国家林草局国有林场和种苗管理司“2023年度全国草种供需分析报告”显示:2021年全国主要草种生产区种子收获面积约为65万亩,草种收获总量为3.48万吨,与生态修复用草种需求量约6万—7万吨的差距较大。
其次,草种创制技术较为落后,新品种育成速度较慢。
目前,草种育种技术主要集中于驯化选育(第一代技术)、突变或杂交育种(第二代技术),较少用分子设计育种(第三代技术)和智能育种(第四代技术)等先进的育种技术手段加快育种进程。大多数野生多年生草种都是多倍体植物(四倍体或六倍体),有性生殖较弱,需要利用先进的育种技术创制新品种。
第三,草种结构不够合理、生态修复用种缺乏,用于生态修复的多年生草种缺乏。
2021年生态类草种主要包括披碱草、冰草、老芒麦、羊草、无芒隐子草、野牛草、碱茅、雀麦、早熟禾、沙打旺、锦鸡儿、胡枝子,柠条等生态修复用草种和结缕草、草地早熟禾、野牛草等草坪兼用型草种。其中披碱草0.72万吨、早熟禾0.11万吨、羊草250吨,其他生态修复用草种和草坪草种产量极低。生态类草种存在系统性短缺的严重问题。
第四,野生草种资源挖掘不足,乡土草种质资源保护不力。
受多种因素影响,以及未开展全国性草种质资源普查,致使我国草种质资源本底不清,乡土草种质资源保护、挖掘和利用严重不足。要加强种子繁育、种子加工、种子生产、种子质检,仍缺乏抗旱草种、抗寒草种、耐盐碱草种、耐风沙草种的资源保护与挖掘。
第五,草种自主供给能力不足,高度依赖进口。
2019年中央“一号文件”提出,加快选育和推广优质草种。根据国家林草局国有林场和种苗管理司“2023年度全国草种供需分析报告”统计的近5年草种进口情况,1/3草种靠进口(一半是黑麦草,其次是羊茅、紫花苜蓿),80%紫花苜蓿种子靠进口,优良草坪草种子基本上靠进口。1992年至2019年草种进出口贸易量显示,主要草种的进口量远大于出口量。
第六,草种生产高度依赖政策资金,缺乏市场引导下的自主投入。
我国草种生产市场化发育不成熟,主要依赖于国家投资。20世纪80年代初期,由政府直接投资,先后在全国各地建设了30多个繁育场,但由于经营不善及后期无经费支持等原因,至今所剩无几(青海同德草种繁育场为全国仅存的草种生产基地之一)。21世纪初,国家又连续数年投资,在全国建立了76个草种生产基地,但因建设主体大多为科研、事业单位,不符合市场机制,这些基地未能更多发挥草种生产基地的作用。
第七,草种草种法律体系薄弱,管理制度不完善。
目前,我国草种管理法律体系由《中华人民共和国草原法》《中华人民共和国种子法》《草种管理办法》《草品种审定管理规定》法律、行政法规、部门规章以及地方性法规地方政府规章组成,缺乏专门的草种法律法规。政策体制方面,原有的草品种审定制度、草品种区域试验制度不能满足新时期草原生态修复草种的推广,亟待更新。草品种VCU测试与草种DUS测试制度的推广还存在测试基础设施不全、技术不完善等问题。草品种市场准入制度、草种认证制度及良种推广制度等尚未建立。现有的招投标法,无法限定招投标草种的产地。生态用草种异地调配,不利于生态修复工作的有效开展。
发展草原生态修复用种的建议与对策
第一,科学编制全国草种业中长期发展规划,提出草种业发展战略。第二,健全草种科研和管理机构建设,保证草种创制、生产、加工、质检等各个环节的质量。第三,建立健全草种管理制度体系,保障草种“育、繁、推”一体化健康发展。第四,加强草种质资源保护与利用,全面挖掘乡土草种质资源。第五,推进草育种技术快速发展,加快草种育成速度。第六,强化草种基地建设管理,保障生态用种安全。建立激励机制,实现草种研发与生产的有机衔接和相互促进。(作者董世魁系北京林业大学草业与草原学院院长)
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