《中国生态六讲》连载之四十六
珍惜天堂草原
蒋高明
本文载《中国生态六讲》，中国科学技术出版社，北京，2016
草原是十分重要的陆地生态系统类型，其总面积约占地球陆地面积的40%。草原分布的植被类型是以草为主，间以少量灌木，乔木非常稀少。草原分布的地方，土壤层薄，降水量少，木本植物无法广泛生长。在欧亚大陆，草原分布西自欧洲多瑙河下游起，经罗马尼亚、原苏联、蒙古，直达我国境内，形成世界最宽广的草原带。在北美洲，由南罗斯咯撤河开始，沿经度方向，直达雷达河畔，形成南北走向的草原带。在南美洲，主要分布在阿根廷及乌拉圭境内；在非洲，主要分布在南部，但面积很小。人类从森林走出后，最直接利用的对象就是草原，畜牧业是草原的主要产业。受工业化和全球市场化影响，全球的草原面临严重的退化问题，尤以我国为甚，草原恢复与保护任务非常艰巨。
“天苍苍，野茫茫，风吹草低见牛羊”，在草原行走，感觉天就在前边不远，可越走就越感觉走不到头。那些小草手牵着手，延绵至天际, 构成了地球陆地生态系统的重要景观。草原是什么？它们是从哪里来的呢？
草原是大自然“冷静”的杰作，春季少雨、夏季温湿、冬季寒冷的气候条件，造就了草原。在历史时期，目前的部分草原是被森林覆盖的。在今天的草原上，能够开采出煤矿，就说明当时的草原是为高大的乔木所覆盖的，煤炭是木本植物的化石。
远在7000万年前，我国的地理轮廓与现在大不相同。当时，一些高山和高原尚未隆起，西部的中亚细亚平原和青藏高原地区还是一片汪洋；新疆准噶尔盆地、塔里木盆地以及青海柴达木盆地携手相连；而亚热带的北界约在北纬42°左右（现今北纬33°左右），年平均气温比现在高9～18℃。在东半球，由于东西伯利亚与阿拉斯加尚未分离，北方冷空气无法侵入，致使中国的东部地区完全受太平洋暖流和东南季风的影响。冬季暖而湿润，夏季热而多雨，到处都是林木葱郁的森林景色。
后来，地壳发生了很大变化，从南半球冈瓦纳古陆分裂出来的几个陆块，不断向北漂移。到距今4000万年左右已漂到北纬20°，与欧亚大陆直接相连，古地中海则分成东西两段退出青藏地区。同时，中亚的地壳也受到冲击和挤压而抬升为陆地，与新疆相连。西北诸大山系的隆起，海水从中亚的退却，使这里的大陆性气候不断加剧。森林的范围越来越小，最后连稀树草原也逐渐地被荒漠草原所代替。
至距今250万年时，地壳水平运动仍未减弱。在中国西部，由于喜马拉雅山、昆仑山、天山、阿尔泰山和青藏高原不断隆起，阻挡了北大西洋和印度洋暖湿气流的东进，加速了中国西北干旱区的形成；准噶尔盆地、塔里木盆地和柴达木盆地的相继分离，沙漠的出现，又使植物向旱生化方向迈进了一步；加之同期气候出现波动，时冷时热，冰川也广泛生成。气温普遍下降10℃之多，冰期比间冰期又下降6～10℃，森林逐渐让位于草原和荒漠。
在距今250～150万年间，森林迅速转变为森林草原和空旷的草原。从前大部分喜热植物种在冰川期已逐渐绝种，而北方草本植物种却大量出现。柴达木盆地和河西走廊也变成了麻黄、藜科、蓼科、豆科、菊科、百合科、禾本科和莎草科等植物组成的草原，并进一步向荒漠类型发展。同时，由于中亚已经抬升为陆地，起源于非洲干旱地区的植物区系如柽柳、白刺等，便从中亚侵入我国干旱区，局部地区出现盐生灌丛。从此，草原得到了发展和加强，而森林则退缩到相当高度的山地上。
这一时期中国东部地区，也因受印度板块和太平洋板块运动的影响，大小兴安岭、秦岭、太行山等山脉已初具雏形；东部临海地带和贺兰山、六盘山东侧的内陆也逐渐抬升，陕甘高原、内蒙古高原、黄土高原相继形成。这时，全国的地貌轮廓基本上接近于今日的面貌，为中国草原的形成和分布奠定了地理基础。
由此可见，草原是由独特的气候、土壤、生物等因子的共同作用所形成。其中，大气温度和降水占主导地位，并对其他因子产生重大影响。在草原上，光照、二氧化碳都不是限制因子，而水热条件，尤其水热组合，最能反应草地生态状况。中国温带草原的年积温在3700-5000℃，年降水量 250-450mm。
将年降雨量/0.1 ×年积温，得出中国草地的湿润度为0.67-0.9。从全球范围内看，草原分为干旱(0.28-0.85)、微干(0.85-1.81)类型。即使中国的草原面临季节性干旱胁迫，我们依然比真正的地中海草原具有十分有利的条件。中国草原是雨热同期，而地中海附近、美洲、非洲的部分草原，雨热出现的最佳时期是冬夏季，那里的雨和热是分离的，是真正意义上的干旱区或半干旱区。
草原上的生物
狭义的草原，也有人称为典型草原。Steppe，翻译为大草原，源于拉丁文Stipa, 是针茅属的属名。针茅是内蒙古高原草原Steppe特有的建群种、优势种。这类草原从匈牙利开始，一直延绵到中国的呼伦贝尔，形成了约8000公里的草原带。针茅包括西伯利亚针茅、大针茅、小针茅、禾草，除了针茅，羊草等近几百种低温、旱生、多年生草本植物，都是草原上的常见植物。除了禾本科植物，草原上还混有多种双子叶杂类草，如豆科、菊科植物等。
广义的草原，还包括草原上水分条件较好的草甸。草甸分布范围很广，陆地上只要有浅层水的地方都有这些类型分布。草甸草原是草原中较湿润的一种类型，常混生大量中生或中旱生双子叶杂类草，以及根茎禾草和苔草。莎草科、豆科、菊科、藜科植物等占有相当比重。在水分条件更好的草甸草原上，分布有大量的有花植物。这类草原夏季非常漂亮，有人形象地称之为“五花草甸”。在河漫滩、湖泊四周、河道两岸滩地、山麓河道谷地，由于长期洪水泛滥，泥沙淤积，或河水溢出河床，泥沙沉积，形成了大面积或狭长的平坦草地，这样的环境并不缺水。草甸植被以水生、湿生植物为主，主要有芦苇、莎草科植物、茭草、水蓼、鸭跖草、双穗雀稗、长芒稗，以及大穗结缕草、獐茅、盐蒿、碱蓬等。
随着海拔高升高、温度降低，草甸中的单子叶植物多为嵩草类或苔草类，构成了高寒草甸景观；以及非常耐旱的荒漠草原等。从这些名称即可看出，这些草原的景观不同，构成草原的物种也出现了很大变化。
在海拔4000米以上的高寒、干燥、强风条件下，发育而成的植物，是以寒旱生、多年生丛生禾草为主的，该植被型草地称为高寒草原。青藏高原北部、东北地区、四川西北部，以及昆仑山、天山、祁连山上部，经常见到垫状植物、匍匐状植物和高寒灌丛，地梅、蚤缀、虎耳草、矮桧等为高寒草原的常见种类。
荒漠化草原则由强旱生丛生小禾草组成，并大量混生超旱生荒漠小灌木和小半灌木。植被具有明显旱生特征，组成种类少，主要由针茅属的石生针茅、沙生针茅、戈壁针茅，蒿属的旱篦子蒿，以及无芒隐子草等。
在全球分布的草原中，还有一类热带草原。我们不具备这种类型，但我国的浑善达克、科尔沁、毛乌素、呼伦贝尔四大沙地，约15.6万平方公里，相当于英国陆地面积的60%，在保护良好的状态下，构成了类型非洲的“萨王那”景观，我们称之为温带稀疏树林草原。
草原植物多具有旱生结构，如叶面积缩小，叶片内卷，气孔下陷等。地下部分发达，其郁闭程度常超过地上部分。多数植物根系分布较浅，集中在0～30厘米的土层中。草原建群植物生长、发育的盛季在六、七月份，以营养繁殖为主。不少植物的发育节律，随降水情况发生变异。
与草原相伴而生的还有大量的动物，以反刍动物和部分肉食动物为代表，以黄羊、狼、鹤、天鹅、鹰、鼠、兔等动物为主。在这些物种中，有些被人类视为有害动物，如草原上栖息着170多种啮齿目动物，形成鼠害的常见种类有80多种，如田鼠、鼢鼠、黄鼠、沙鼠、旱獭等。草原昆虫以植食性为主，也是草原食物链的重要一环。中国草原上的虫害以各种蝗虫、草原毛虫、草地螟、草原叶甲虫等为主，其中蝗虫多发生在新疆、内蒙古等干旱、半干旱区草原上。草原上，牧民饲养的五畜（绵羊、马、牛、骆驼、山羊）也是草原动物的重要组成部分。开阔的草原适宜善于竞走的大型植食动物生活，如野驴、野牛、骆驼、黄羊等。以穴居为主的啮齿类动物也是草原上常见的第一性消费者。
草原的生态功能
作为陆地上重要的绿色生态系统，草原具有多种生态功能，有以下几个方面：
第一，固定二氧化碳，提供氧气。通过光合作用，草原植物可吸收大气中的二氧化碳并放出氧气。平均25平方米的草原就把一个人呼出的二氧化碳全部还原为氧气。草地生态系统中的植物、凋落物、土壤腐殖质构成了系统的三大碳库，是全球碳循环中的重要环节，对全球气候具有重大影响。
第二，过滤有害物质，净化空气。草原被誉为“大气过滤器”，发挥着改善大气质量的显著作用，为人类提供舒适怡人的生活环境。草原植物可以吸收、固定大气中的氨气、硫化氢、二氧化硫和汞蒸气、铅蒸气等有害有毒气体，减少空气中有害细菌含量，并可过滤、吸附、空气中的尘埃，有效减少空气中的粉尘含量。据研究，草原上空的粉尘量仅为裸地的1/3-1/6。
第三，防风固沙，稳定陆地表土。草原是陆地上重要的绿色植被覆盖层，广泛分布于陆地表面。草原植物对风蚀作用的发生具有很强的控制作用，寸草能遮丈风。据研究，当植被盖度为30%-50%时，近地面风速可削弱50%，地面输沙量仅相当于流沙地段的1%。如果在干旱地区建立与风向垂直的高草草障，风速要比空旷地区低19%-84%。草原植被贴地面生长，根系发达，能覆盖地表，深入土壤。
第四，涵养水源、防治水土流失。草原具有良好的拦截地表径流和涵养水源的能力。草原植被可以吸收和阻截降水，降低径流速度，减弱降水对地表的冲击，并渗入到地下，形成地下水。据研究，天然草原不仅能截留可观的降水量，而且因其根系细小，且多分布于表土层，因而比裸露地和森林有较高的渗透率，其涵养土壤水分、防止水土流失的能力明显高于灌丛和森林。这是由于草原植物具有发达的根系，具有极强大的固土和穿透作用，能有效增加土壤孔隙度和抗冲刷、风蚀的能力，有效降低水土流失和土壤风蚀沙化。
第五，保护生物多样性，为人类社会可持续发展提供大量种源。我国天然草原有野生植物1.5万种，冬虫夏草、雪莲等珍稀濒危植物数百种，植物种类占世界植物总数的10%以上。已知的草原饲用植物有6352种，其中包括200余种我国特有的饲用植物。草原上的药用植物多达6000种。有野生动物2000多种，草食家畜300多种，其中野骆驼、野牦牛、野驴、藏羚羊、白唇鹿等40余种被列为国家一级野生保护动物。
草原的生产功能
草原还具有十分重要的生产功能，即可为人类直接提供食物，满足人类物质生活的需要。以草原为基本生产资料的牧业，可为人类提供大量的肉、皮、乳、毛、绒，改善人类的生活条件，丰富人们的物质生活。内蒙古呼伦贝尔、锡林郭勒、科尔沁、乌兰察布、鄂尔多斯和乌拉特6大著名草原，生长着1000多种饲用植物，其中饲用价值高的就有100多种，尤其是羊草、羊茅、冰草、无芒雀麦、披碱草、野黑麦、黄花苜蓿、野豌豆、野车轴草等禾本和豆科牧草，是著名的优良牧草。肥美的草原，孕育出丰富的畜种资源；充足的日照，更有利于植物的光合作用；丰富自然的植被食物链，尤其是独特的饲草饲料资源，富含奶牛所需的粗蛋白、粗脂肪、钙、磷等多种营养素，为奶牛提供了最优质的营养。
我国有各类草原60亿亩，约占国土面积41%，是耕地的3.2倍，草原本应在维护国家生态安全和食物安全方面发挥主导作用。遗憾的是，目前我国草业的生产方式极其落后，生产功能十分低下，畜牧业占农业总产值的比例较低，如内蒙古、新疆、四川、西藏、青海、甘肃等六大牧区，土地面积占全国的59.4 %，但畜牧业产值仅占全国畜牧业产值的16%，占全国农业总产值的5%。从这组简单的数据不难看出，我国草地的生产功能并没有发挥应有的水平。
从生产功能来看，我国60亿亩草地仅承载1.6亿人口，而18亿亩耕地却供养着近8亿人口，并为4亿城市人口提供绝大多数的粮食、蔬菜、肉、蛋、奶等；全国耕地生产的地上生物产量（秸秆+粮食）高达12亿吨，而草地生物产量仅3亿吨，为农田的25%。测算表明，我国草地的生活供给能力仅为耕地的4-5%；如果将其提高到耕地的10%，那么就相当于新增“耕地”6亿亩，能养活3.5-4亿人。因此，我国草地的生产潜力巨大。
退化草原的恢复
从北京向北，约180公里的地方，有一片很大的沙地草地，面积5.3万平方公里，这就是浑善达克沙地。在沙地腹地，有个叫巴音胡舒的嘎查(蒙古语，村落)，这里的草丛高度带1.43米，鲜重达5300斤/亩；滩地草丛最高达1.85米，生物量超过鲜重6500斤/亩；自然生长的榆树高度已达5-8米。许多地段植被甚至实现100%恢复，已形成稳定的群落。与对照组相比，固定沙丘生物量提高了3.8倍，丘间低地提高9倍。野生动物也得到了自然恢复，野兔、沙狐、大雁、灰鹤甚至狼，又回到了这片久违的土地上。
然而，就在15年前，这是一片严重退化的沙地，退化到牲口啃食沙地榆的枝条叶，只能在局部见到小小的草皮，大片的黄沙地带已经与真正的沙漠相差不远了。当地的牧民，经常要为牲畜们的食物发愁；冬天因为断草，经常发生牲畜饿死的悲剧。
不仅如此，这些轻轻的沙粒经常乘上西北方向吹来的大风，飘到北京、天津、山东、上海，乃至全国各地，成为威胁交通安全和人体健康的沙尘暴。严重的时候，甚至飞跃1300公里的日本海，成为日本媒体新闻报道的题材。严重的沙尘暴，惊动了中国国务院的领导。
当年国务院总理带领的考察车队中，还有一支来自中国科学院的科学家队伍，我也在那支队伍里。从那时起，我带领自己的课题组进驻浑善达克沙地，在那里与黄沙进行了整整十年（2001-2011年）的艰苦斗争。为了治理严重沙化的土地，恢复当地生态，我们尝试了各种方法，最终真的在一片黄沙的土地上，恢复出了本地多描述的草地生态系统景观。
项目区位于内蒙古自治区正蓝旗巴音胡舒嘎查，有72户牧民，288口人，面积12.6万亩的沙地草场，含有流动沙丘、半固定沙丘、固定沙丘、滩地、湿地5种景观类型。我们选择了严重退化的4万亩土地进行试验。
经历了最初几种方法的失败后，我们提出“以地养地”“自然恢复”的全新治理思路。我们划出退化土地中的1000亩作为高效地，占4万亩土地的2.5%。在高效地上，我们进行集中投入，打井、灌溉、架电、修路，为牲畜种植高效饲料，发展集约型畜牧业。这些投入使高效地成为当地居民生产和经济活动的中心。剩余97.5%的土地呢，我们把它划为封育区。在封育区，不进行植树、灌溉等大规模投入，主要投入是建围栏，实行休牧，控制牲畜对草原的破坏，使沙地借助自然力恢复。为防止沙丘流动对周围区域造成的破坏，我们在流动沙丘上种植一些灌木或插一些柳条，作为沙障，保护自然恢复的草地。
上述做法取得了很大的成功。过去，一户牧民每年要买2万斤干草。自然恢复试验成功后，牧民每户可以分得7万斤干草，结束了买草的历史。在居民收入方面，控制牲畜量后采取“以禽代畜”的做法，即用鸡、鹅等禽类，替代减少的牛、羊等大牲口。结果显示，草原养鸡的效益高于养牲畜。2007年，牧民那森乌日图养殖400只鸡，净收入7000多元；2010年，他卖掉了所有的牛羊，改为养鸡和发展生态旅游，年收入超过10万元。后来，美国科学杂志对该成果进行了报道，研究成果进入了西方大学教科书。
草原的管理
中国的草原分布面积广阔，包括内蒙古、四川、新疆、西藏、青海、甘肃、云南、黑龙江、吉林、辽宁、河北、宁夏、山西等13个省区的268个牧区半牧区县（旗、市）。有草原，才有畜牧文化，才有与之相关的各项传统。因此，草原的存亡还关系到少数民族文化的存亡。
在基本草原保护区或保护地，不允许开垦草原，不允许改变基本草原的用途。围绕基本草原保护，国家在建设项目审批核准、资金支持、税收减免和金融服务等方面，给予优惠政策，帮助该地区健康发展；加强基础设施建设，改善饮水、交通、用能、通信条件，鼓励牧区特色优势产业发展。
草原在地球上存在了几万年，在调节气候、涵养水源、保持水土、防风固沙上具有重要作用，必须予以保护。基于草原生态系统的特点和广泛调研，我们建议国家有关部门，统一协调和推进草原管理工作；在行政体制机制、土地管理与生产方式、资源开发与利用、人才引进、牧民教育与培训、牧区组织化、税收政策等方面提供特殊政策。具体建议如下：
第一，创新行政体制机制。目前草原管理的很多问题根源在于行政机制方面。要统一协调和推进草原生态的筹建工作，细化草原区规划方案和产业布局，完善核心技术体系，开展生产方式与管理体制创新方面的探索与试点工作。草原管理应由科技、企业管理、政策等方面的专家和当地优秀行政人员组成，决策草原建设的重大事项，制定发展规划和相关政策。
第二，创新土地和草场管理体制，建立新型生产经营和牧区组织体系。开展牧区土地和草场管理体制及牧区组织化创新试点工作。按照统一的土地规划，由特区政府主导，实施新型的土地管理体制，将土地和草场经营权向专业大户、家庭牧场、牧民合作社、大型企业流转，加大对土地和草场的投入和新技术的推广应用，促进牧区劳动力资源向特区新兴产业带转移，实现土地和草场经营的规模化、集约化和专业化。
第三，创新税收政策，完善生态补偿机制。目前，牧区矿产资源国家与地方税收分配政策、草畜产品加工税收政策等不尽合理，难以吸引企业和社会资金到牧区投资，也不能为牧区生产方式创新提供长期的财政和税收保障。草原生态奖励与补偿的法律法规体系还较为薄弱，对利益相关者权利、义务和责任的界定不够明确，对补偿内容、方式和标准缺乏完善的规范，逐渐将草原生态补偿机制，改变成“造血机制”。对于实施草原生态补偿的牧民，应严格春节禁牧，保证草原复苏。
第四，建立优惠的人才政策，加强牧民职业培训。对自愿到草原艰苦地区工作的大学生和研究生等各类人才，以及长期在牧区工作的技术人才和专家提供多方面的优惠政策。选拔具有相关专业训练、管理能力强、有实践经验的优秀人才担任草原各部门的主要技术和管理负责人；聘用优秀大学毕业生担任嘎查（村）、苏木（乡）长官，切实执行草原地区政府的各项决策；建立职业学校（相当于中专或大专），培养新一代草产业工人及技术和管理人员；引领牧区社会事业健康发展，解决牧民就业问题，促进民族团结和社会稳定。
