圍欄禁牧與放牧對(duì)草地生態(tài)系統(tǒng)固碳能力的影響

童培培

摘要：圍欄禁牧與放牧在不同程度上都會(huì)影響草地生態(tài)系統(tǒng)的固碳能力。以現(xiàn)階段草地生態(tài)系統(tǒng)固碳能力為基礎(chǔ)，結(jié)合近年來國家對(duì)圍欄禁牧與放牧提出的要求，明確新時(shí)代發(fā)展背景下生態(tài)系統(tǒng)的重要性，分析圍欄禁牧與放牧對(duì)草地生態(tài)系統(tǒng)固碳能力構(gòu)成的影響，以期提出有效的解決方案，構(gòu)建和諧發(fā)展的生態(tài)環(huán)境。

關(guān)鍵詞：圍欄禁牧;放牧;草地生態(tài)系統(tǒng);固碳能力

中圖分類號(hào)：S812.29

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B

doi： 10.3969/j.issn.2096-3637.2018.10.112

0 引言

大氣中的碳主要是以二氧化碳的方式被植物光和固定，但并不一直存在于植物體內(nèi)，會(huì)依據(jù)根部分泌物、凋落物的分解等方式進(jìn)入到土壤中，而草地生態(tài)系統(tǒng)碳儲(chǔ)量大約有90%以上都在土壤碳庫中，而草地生態(tài)系統(tǒng)的固碳能力會(huì)受土壤碳儲(chǔ)量影響。因此，圍欄禁牧與放牧對(duì)草地生態(tài)系統(tǒng)固碳能力的影響主要分為兩方面：一方面是植被生產(chǎn)力;另一方面是土壤的碳儲(chǔ)量。

1 影響草地生態(tài)系統(tǒng)的植被生產(chǎn)力

不管是圍欄禁牧還是放牧，草地植被生產(chǎn)力構(gòu)成的影響主要分為以下幾點(diǎn)：其一，圍欄禁牧背景下的植被生產(chǎn)力要高于放牧背景下的植被生產(chǎn)力。在退化的草地生態(tài)系統(tǒng)下，放牧難以維持生產(chǎn)力需求，而圍欄禁牧可以控制牲畜對(duì)植被的影響，進(jìn)而提升草地的生產(chǎn)力。如，研究內(nèi)蒙古科爾沁沙質(zhì)退化草地可知，隨著圍封年限的增加，植被生物量也在持續(xù)上升，對(duì)比放牧的草地植被生產(chǎn)力有一定提升;其二，雖然大部分研究發(fā)現(xiàn)圍欄禁牧背景下的植被生產(chǎn)力要高于放牧背景下的植被生產(chǎn)力，但也有部分研究證明有的草地生態(tài)系統(tǒng)，尤其是那些長時(shí)間放牧的區(qū)域，放牧更有助于草地植被生產(chǎn)力的提升;相反圍欄放牧對(duì)這些草地植被生產(chǎn)力有負(fù)面影響。例如，烏拉圭草原在圍封后的草地生產(chǎn)力要低于中等放牧背景下的草地生產(chǎn)力;其三，放牧對(duì)草地植被生產(chǎn)力具備補(bǔ)償效應(yīng)。通過對(duì)比研究高寒灌叢草甸和重度放牧可知，圍封可以提高高寒灌叢草甸的植被生產(chǎn)力，但地下的生物量卻很低。另外，在有關(guān)新聞報(bào)道中也曾提到，放牧補(bǔ)償效應(yīng)的高低受采食植物的生產(chǎn)、成長期影響。我國在20世紀(jì)50年代就開始結(jié)合植物的成長時(shí)期提出合理的放牧管理，這對(duì)牧場的再生長和有效利用有積極作用;其四，放牧對(duì)草地植被生產(chǎn)力的補(bǔ)償效應(yīng)還會(huì)受地下與地上生產(chǎn)力劃分的影響。實(shí)驗(yàn)證明，放牧對(duì)植物地下生產(chǎn)力具有積極和消極兩方面的影響，亦或者是沒有影響，因此在實(shí)踐管理中若是提出不科學(xué)的放牧形式和過度放牧[1]，勢必會(huì)影響草地成長和植被生產(chǎn)力。

2 圍欄禁牧與放牧影響草地生產(chǎn)系統(tǒng)土壤碳儲(chǔ)量

圍欄禁牧?xí)档筒莸氐闹脖粨p失概率，進(jìn)而控制碳元素的消耗，以此提升土壤的碳儲(chǔ)量。通過實(shí)驗(yàn)表明，退化的干旱與半干旱草地在圍欄禁牧背景下，土壤中的碳含量越來越高，超出放牧草地生態(tài)區(qū)域。通過當(dāng)前中科院對(duì)中國陸地生態(tài)系統(tǒng)固碳能力的強(qiáng)度和空間分布進(jìn)行研究可知：一方面，中國陸地生態(tài)系統(tǒng)在過去幾十年一直扮演著重要的碳匯角色。例如，在2001-2010年期間，陸地生態(tài)系統(tǒng)年均固碳201 Tg（百萬噸），相當(dāng)于抵消了同期中國化石燃料碳排放量的14.1%;另一方面，實(shí)驗(yàn)證明人類有效干預(yù)能提高陸地生態(tài)系統(tǒng)的固碳能力。如我國重大生態(tài)工程（如天然林保護(hù)工程、退耕還草工程等）和秸稈還田農(nóng)田管理措施的實(shí)施，分別貢獻(xiàn)了中國陸地生態(tài)系統(tǒng)固碳總量的36.8%（74Tg）和9.9%（20Tg）。在其他沒有退化的草地生態(tài)系統(tǒng)中，圍欄禁牧對(duì)土壤碳儲(chǔ)量會(huì)構(gòu)成正面影響，也有研究表明圍欄禁牧?xí)?duì)土壤碳儲(chǔ)量構(gòu)成消極影響，而放牧?xí)黾油寥赖奶純?chǔ)量。在實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，不同草地類型的土壤碳含量對(duì)放牧構(gòu)成的作用存在差異，且會(huì)受降水、植被類型及放牧程度、土壤質(zhì)地等因素影響，因此工作人員在選擇草地管理模式的過程中，要在思考上述因素的基礎(chǔ)上，保障草地?fù)碛羞m宜的固碳能力，只有這樣才能保障所選的管理模式可以實(shí)現(xiàn)預(yù)期設(shè)定的工作目標(biāo)。

具體內(nèi)容主要分為以下幾點(diǎn)：其一，與植被生產(chǎn)力相關(guān)。草地植被生產(chǎn)力的提升會(huì)增加土壤里的碳元素。退化的草地在圍欄禁牧后，植被的生產(chǎn)力要高于放牧后的草地植被生產(chǎn)力，且土壤碳儲(chǔ)量也會(huì)持續(xù)上升，恢復(fù)正常;其二，與植被的群落結(jié)構(gòu)相關(guān)。圍欄禁牧與放牧條件下的草地植被群落結(jié)構(gòu)會(huì)影響草地生產(chǎn)力，進(jìn)而間接影響土壤的碳儲(chǔ)量;其三，與植被地上凋零物相關(guān)。圍欄禁牧背景下的草地掉落物的累積會(huì)控制植被光合效果，影響碳從植被向土壤轉(zhuǎn)移的速度，進(jìn)而影響土壤的碳儲(chǔ)量;其四，與植物的呼吸作用相關(guān)。有專家提出，植被的生物量在一定范圍內(nèi)的光合作用凈生產(chǎn)力最大，低于或超出這一范圍的將難以保障植物對(duì)碳的固定和土壤對(duì)碳元素的累積。這是因?yàn)樵谥脖粩?shù)量提升的條件下，植物的呼吸作用也在提高，相對(duì)于部分植物物種而言，數(shù)量的提升會(huì)降低光合作用碳固定量與呼吸作用下的碳損失量的比值，進(jìn)而影響碳的固定和轉(zhuǎn)移;其五，與土壤碳的分解釋放過程相關(guān)。從植物地上轉(zhuǎn)移到土壤中部分碳元素被微生物吸收，并以二氧化碳的方式釋放到空氣中，這一過程影響著土壤碳儲(chǔ)量的變化，因此在圍欄禁牧與放牧工作中，人員可以通過整改土壤中不同形式碳的組成與分解速率，合理掌控土壤碳的分解與儲(chǔ)備量。

3 未來發(fā)展探究

草地生產(chǎn)系統(tǒng)擁有強(qiáng)大的碳匯能力，在全球變暖的背景下，草地生態(tài)系統(tǒng)會(huì)吸收工業(yè)釋放的大量二氧化碳，對(duì)緩解氣候變暖有積極作用。但人類生活形式多樣，不同程度上都會(huì)影響草地生態(tài)系統(tǒng)的固碳能力，尤其是牲畜放牧活動(dòng)。通過了解當(dāng)前管理情況可知，因?yàn)椴豢茖W(xué)放牧形式的推廣，導(dǎo)致大量草地面積出現(xiàn)退化問題，減少草地的固碳能力，促使人們逐漸認(rèn)識(shí)到這項(xiàng)工作的嚴(yán)重性，開始加大了對(duì)這方面的關(guān)注和研究。而圍欄禁牧就是解決草地植被和固碳能力問題的有效方案之一，但目前對(duì)這一方案的應(yīng)用也存在爭議。因此如何科學(xué)對(duì)草地實(shí)施放牧管理，確保其擁有強(qiáng)大的固碳能力是當(dāng)前研究工作者關(guān)注的焦點(diǎn)問題[2]。

圍欄禁牧與放牧對(duì)草地生態(tài)系統(tǒng)固碳能力的影響分為植被生產(chǎn)力與土壤碳儲(chǔ)量兩方面。前者控制了生態(tài)系統(tǒng)中碳的輸出和輸入，而后者直接展現(xiàn)生態(tài)系統(tǒng)的固碳能力。通過了解當(dāng)前實(shí)踐管理工作可知，工作人員依據(jù)圍欄禁牧與放牧來強(qiáng)化草地土壤碳儲(chǔ)量的研究并不完善，因?yàn)闉榱烁妹鞔_圍欄禁牧與放牧對(duì)土壤碳儲(chǔ)量的影響，要深層探索土壤碳輸出與輸入對(duì)其他因素的影響，并對(duì)土壤碳儲(chǔ)量進(jìn)行估算，明確評(píng)價(jià)不同放牧方式對(duì)土壤碳儲(chǔ)量構(gòu)成的影響，以期為選擇適宜的管理方式提供有效信息[3]。

4 結(jié)束語

綜上所述，通過實(shí)踐研究表明，不管是圍欄禁牧還是放牧對(duì)草地生態(tài)系統(tǒng)固碳能力的強(qiáng)化和提升而言都有積極和消極作用，因此工作人員要在了解草地生態(tài)環(huán)境的基礎(chǔ)上，深層探索植被生產(chǎn)力與土壤碳儲(chǔ)量，以此為選擇適宜的方式奠定基礎(chǔ)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)預(yù)期設(shè)定的工作目標(biāo)。

參考文獻(xiàn)

[1]徐海峰.不同利用方式對(duì)龍里草地有機(jī)碳含量的影響[J].南方農(nóng)業(yè)，2017，11（28）：80-82.

[2]穆少杰，朱超，周可新，等 內(nèi)蒙古草地退化防治對(duì)策及碳增匯途徑研究[J].草地學(xué)報(bào)，2017，25（2）：217-225

[3]鄒婧汝，趙新全，圍欄禁牧與放牧對(duì)草地生態(tài)系統(tǒng)固碳能力的影響[J].草業(yè)科學(xué)，2015 （11）：1748-1756.