李 璇，李國軍，康學(xué)紅，蒲致娟，黃文亮，張建勇

（1.甘肅省合作市氣象局，甘肅 合作 747000；2.甘南藏族自治州氣象局，甘肅 合作 747000）

瑪曲地理位置屬青藏高原東端，甘南藏族自治州西南部，在100°46′～102°29′E，33°06′～34°33′N之間，地處甘青川三省交界處，海拔3 300～4 806 m[1]，氣候?qū)俚湫偷母咴箨懶詺夂?，高寒陰濕[2]，全縣土地總面積1.019 1×106hm2，擁有集中連片的天然優(yōu)質(zhì)草場8.586 67×105hm2，占土地面積的84.3%，是甘肅省甘南藏區(qū)純牧業(yè)縣[3]，又是甘南州重要的畜牧業(yè)生產(chǎn)基地，天然草場植被覆蓋良好，植物種類豐富，素有“亞洲第一草場之譽(yù)”[4]。黃河自瑪曲縣西南進(jìn)入甘南，流向東南經(jīng)西北出境，形成黃河首曲，黃河干流在瑪曲境內(nèi)流程433 km，獨(dú)特的地理環(huán)境孕育了大面積的草地和濕地資源，具有很強(qiáng)的水源涵養(yǎng)和水土保持功能，是黃河上游重要的生態(tài)屏障和水源補(bǔ)給區(qū)[5-6]，素有“中華水塔”之稱。瑪曲植被為高寒常綠革葉灌叢、草甸、草原植被類型，縣境西北部以高寒灌叢草甸居多，中南部以亞高山草甸為主體，東部集中分布大面積沼澤和沼澤化草甸[7]。氣候原因、過載放牧引起草地生態(tài)環(huán)境的惡化，導(dǎo)致大部分零星沼澤地目前基本全部干涸，年產(chǎn)流量急劇減少，水資源銳減，甘南境內(nèi)補(bǔ)給黃河的水量減少了15%左右，黃河下游斷流[8-10]，黃河沿岸沙化面積達(dá)5.333 3×104hm2，高寒草甸利用不充分，亞高山草甸超載過牧，草地生產(chǎn)力和土壤質(zhì)量退化[11]，危及畜牧業(yè)的根本。文章用天然草地合理載畜量的計算公式[12]，通過數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析理論載畜量和實(shí)際載畜量差異原因，提出合理的應(yīng)對策略。

1 資料來源及說明

選取瑪曲縣氣象局1994—2020年混合牧草產(chǎn)量農(nóng)業(yè)氣象觀測數(shù)據(jù)、氣候數(shù)據(jù)、甘南州統(tǒng)計局甘南統(tǒng)計年鑒數(shù)據(jù)，以及《甘肅草地資源》[13]中的1997年甘南瑪曲相關(guān)數(shù)據(jù)為分析瑪曲天然草地載畜量變化和亞高山草甸載畜量變化的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)（見表1）。由表1可知，瑪曲高寒草甸類、沼澤類、亞高山森林灌叢草甸亞類、亞高山灌叢草甸亞類面積相比較小，草地資源有限，載畜量變化不明顯，基本保持穩(wěn)定數(shù)值。用瑪曲歷年換算折算的總羊單位數(shù)據(jù)減去高寒草甸類、沼澤類以及亞高山森林灌叢草甸亞類、亞高山灌叢草甸亞類所承載的共567 270個羊單位，得到可利用面積最大的亞高山草甸歷年實(shí)際載畜量，亞高山草甸歷年載畜量變化與天然草場總載畜量的變化相一致。

表1 1997年瑪曲草地類型、面積、鮮草產(chǎn)量和載畜量

2 天然草地合理載畜量的計算標(biāo)準(zhǔn)

2.1 全年利用草地可食草產(chǎn)量的計算公式

式中：Yy為全年利用草地可食草產(chǎn)量，kg/hm2；Yym為實(shí)測的含水量14%之草地可食干草產(chǎn)量（取4—9月末測定之草地地上部可食草生物產(chǎn)量的平均值)，kg/hm2；Gc為草地牧草再生率，%；Ry為草地產(chǎn)草量年變率，%。

2.2 用家畜單位表示的草地年合理承載量的計算公式

式中：Aus為1 hm2放牧草地在全年放牧期內(nèi)可承養(yǎng)的羊單位，羊單位/（hm2·a）；Y為1 hm2全年放牧草地可食草產(chǎn)量，kg/hm2；E為全年放牧草地的利用率%；H為全年放牧草地牧草的標(biāo)準(zhǔn)干草折算系數(shù)；Ius為羊單位日食量[1.8 kg標(biāo)準(zhǔn)干草/（羊單位·d）]；D為全年放牧草地的放牧天數(shù)，單位d。

2.3 用草地面積單位表示的草地年合理承載量的計算公式

式中：Sus為1羊單位全年放牧草地的可利用面積，hm2/（羊單位·a）；Y為1 hm2全年放牧草地可食草產(chǎn)量，kg/hm2；E為全年放牧草地的利用率%；H為全年放牧草地牧草的標(biāo)準(zhǔn)干草折算系數(shù)；Ius為羊單位日食量[1.8 kg標(biāo)準(zhǔn)干草/（羊單位·d）]；D為全年放牧草地的放牧天數(shù)，單位d。

3 歷年草地總載畜量和亞高山草甸載畜量變化

根據(jù)天然草地合理載畜量家畜換算折算系數(shù)計算標(biāo)準(zhǔn)，結(jié)合歷年甘南統(tǒng)計年鑒各類牲畜及幼畜年度存欄數(shù)得到瑪曲1994—2020年歷年載畜量數(shù)據(jù)如圖1所示。統(tǒng)計得出瑪曲1994—2020年天然草場平均承載202.59萬個羊單位，占全州所承載羊單位的32.7%。2007年以前載畜量在200萬個羊單位以下，2008年以后載畜量在200萬個羊單位以上。2008年載畜量271.91萬個羊單位為最大。1994—2005年載畜量呈較平穩(wěn)的波動起伏變化；2005—2008年載畜量呈線性遞增變化，2007—2008年載畜量增量71.97萬個羊單位為最大；2008—2020年載畜量呈線性遞減，平均每年減少5.46萬個羊單位。統(tǒng)計得出瑪曲1994—2020年亞高山草甸平均載畜量144.08萬個羊單位，占草地總載畜量的71.1%。

圖1 1994—2020年瑪曲縣放牧草地實(shí)際總載畜量和亞高山草甸實(shí)際載畜量變化

4 結(jié)論分析

4.1 草地類型年單位載畜量

由《甘肅草地資源》甘南瑪曲相關(guān)調(diào)查數(shù)據(jù)統(tǒng)計數(shù)據(jù)，通過計算載畜量與可利用面積之比得出用家畜單位表示的草地年載畜量高寒草甸類為1.68羊單位/hm2·a，沼澤類為3.19羊單位/hm2·a，高寒灌叢草甸類為2.03羊單位/hm2·a，計算可利用面積與載畜量之比得出用草地面積單位表示的草地年載畜量高寒草甸類為0.6 hm2/羊單位·a，沼澤類為0.31 hm2/羊單位·a，高山灌叢草甸類為0.49羊單位/hm2·a。高寒灌叢草甸類的亞類草甸單位載畜量見表2。

4.2 草地資源年代際尺度變化對比

《甘南統(tǒng)計年鑒》顯示，1997—2010年天然草場面積和可利用草場面積無明顯變化，2011年天然草場面積和可利用草場面積發(fā)生明顯變化，2011—2020年天然草場面積和可利用草場面積無明顯變化，2011年可作為分界點(diǎn)。由表3計算得到1997年和2011年用家畜單位表示的草地年載畜量分別為1.98羊單位/hm2·a、3.08羊單位/hm2·a，用草地面積單位表示的草地年載畜量分別為0.51 hm2/羊單位·a、0.33 hm2/羊單位·a。14年變化表明天然草場總面積減少了3.165×104hm2，是沼澤類面積的3.5倍，占高寒草甸類面積的19%；可利用草場面積減少了2.835×104hm2，是沼澤類可利用面積的3.3倍，占高寒草甸類可利用面積的18%；用家畜單位表示的草地年載畜量增加了1.1羊單位/hm2·a，用草地面積單位表示的草地年載畜量減少了0.18 hm2/羊單位·a，載畜量增加了1.5倍。

表3 1997年和2011年瑪曲草地面積和載畜量對比

4.3 草地年總載畜量對比分析

由圖1可知?dú)v年草地總載畜量與1997年瑪曲載畜量1 696 779羊單位作比較，1994—1998年、2000—2005年有11個年份小于此載畜量平均8.89萬個羊單位；1999年、2006—2020年有16個年份大于此載畜量，1999年大于此載畜量4.36萬個羊單位，2006—2020年有15個年份大于此載畜量平均61.66萬個羊單位，載畜量保持高負(fù)載。

4.4 亞高山草甸年單位載畜量變化與對比分析

把亞高山草甸混合牧草干物質(zhì)產(chǎn)量觀測數(shù)據(jù)、年降水量和本地化參數(shù)代入公式（1）、（2）計算得到亞高山草甸歷年用家畜單位表示的草地年理論載畜量，代入公式（1）、（3）計算得到亞高山草甸用草地面積單位表示的草地年理論載畜量。由圖2可知：1995年、1998—2001年、2018—2020年有8個年單位實(shí)際載畜量小于單位理論載畜量平均1.59羊單位/hm2·a；1994年、1996—1997年、2002—2017年有19個年單位實(shí)際載畜量大于單位理論載畜量平均1.26羊單位/hm2·a?，斍?994—2020年亞高山草甸平均年單位載畜量2.82羊單位/hm2·a或0.35 hm2/羊單位·a，比1997年增加0.61羊單位/hm2·a或減少0.1 hm2/羊單位·a。1997年亞高山草甸用家畜單位表示的草地年單位實(shí)際載畜量2.07羊單位/hm2·a，是牧草產(chǎn)量觀測得出的年單位理論載畜量0.67羊單位/hm2·a的3.09倍，為最大比值，其原因是氣候突變導(dǎo)致的牧草產(chǎn)量突變形成的結(jié)果[14]。2008年亞高山草甸單位實(shí)際載畜量與單位理論載畜量相差2.61羊單位/hm2·a，為最大差值，2008年亞高山草甸超載最多。

圖2 1994—2020年瑪曲亞高山草甸年單位實(shí)際載畜量和單位理論載畜量變化

4.5 亞高山草甸資源變化

天然草場總載畜量超載與否主要由亞高山草甸載畜量所決定。亞高山草甸載畜量在27年統(tǒng)計中有19年超載，超載率達(dá)70.4%，由于高寒草甸牧草生長期短，只在7—8月放牧利用，普遍存在利用不充分，沼澤面積銳減，使得亞高山草甸的超載率實(shí)際上高于70.4%。2008年以來亞高山草甸實(shí)際載畜量每年平均減少的趨勢與天然草場總載畜量的減少相一致，2008—2020年總共減少了65.531 2萬個羊單位（平均每年減少5.46萬個羊單位），相當(dāng)于65.531 2萬只成年羊或14.56萬頭成年牛（平均每年減少5.46萬只成年羊或1.21萬頭成年牛）。2008—2012年《甘南統(tǒng)計年鑒》數(shù)據(jù)表明亞高山草甸天然草場面積和可利用面積基本保持穩(wěn)定不變，由于氣候原因?qū)е履敛萆a(chǎn)力急劇減少，使得2008—2012年實(shí)際載畜量比理論載畜量超2倍多。

4.6 可利用高產(chǎn)量牧草資源

通過瑪曲牧草觀測資料計算得出牧草平均干鮮比為1：2.5，經(jīng)27年樣本統(tǒng)計得到亞高山草甸平均全年可食干牧草產(chǎn)量為2 944.6 kg/hm2（鮮草產(chǎn)量為7 361.5 kg/hm2），要滿足亞高山草甸現(xiàn)存載畜量，平均全年可食干牧草產(chǎn)量應(yīng)達(dá)到3 507.2 kg/hm2（鮮草產(chǎn) 量 應(yīng) 達(dá) 到8 768 kg/hm2），1998—1999 年、2018—2020年牧草產(chǎn)量達(dá)到此產(chǎn)量。由表4可知，瑪曲可利用高產(chǎn)量牧草有亞高山草甸垂穗披堿草、亞高山草甸蒿草+密生苔草鮮草、沼澤裸果扁穗苔+甘肅蒿草、高寒沼澤化草甸華扁穗草和異穗苔草+針藺+展苞燈芯草，并且依據(jù)草場資源技術(shù)規(guī)程的等級標(biāo)準(zhǔn)[15]，可利用高產(chǎn)量牧草的產(chǎn)量評定級別為2～3級。

表4 瑪曲可利用高產(chǎn)量牧草平均最大鮮草產(chǎn)量和產(chǎn)量評定級別

4.7 亞高山草甸載畜量合理規(guī)劃

瑪曲2008—2020年亞高山草甸載畜量數(shù)據(jù)統(tǒng)計，如果實(shí)際載畜量等于理論載畜量，實(shí)際載畜量由平均3.61羊單位/hm2·a減少到平均2.95羊單位/hm2·a，即平均減少0.66羊單位/hm2·a，那么亞高山草甸載畜量應(yīng)保持在150.53萬個羊單位，并且2020年以后在保持載畜量不變的情況下應(yīng)減少33.678萬個羊單位，用5年時間達(dá)到合理載畜量，平均每年出欄數(shù)應(yīng)為6.736萬個羊單位，相當(dāng)于7萬只成年羊或1.5萬頭成年牛。

5 應(yīng)對策略

5.1 開發(fā)草地資源

牧草生產(chǎn)力的波動變化和牲畜載畜量的線性變化兩者不平衡，導(dǎo)致理論載畜量和實(shí)際載畜量的長期不同步是畜牧業(yè)生產(chǎn)的主要矛盾，也是生態(tài)環(huán)境惡化的主要人為因素[16]。加快草地沙漠化、荒漠化治理進(jìn)程，恢復(fù)已破壞的草原生態(tài)，可增加天然草場的可利用面積。沼澤、濕地牧草生產(chǎn)力高，保護(hù)和開發(fā)濕地資源有重要意義。

5.2 合理利用資源

實(shí)施退牧還草政策，人工種植和培育高產(chǎn)牧草，增加牲畜出欄數(shù)，減少存欄數(shù)相當(dāng)于反向增加草地利用面積。充分利用高寒草甸放牧，林區(qū)和農(nóng)區(qū)的高海拔草地放牧。統(tǒng)籌規(guī)劃合理調(diào)配充裕飼草料。這些措施是提高畜牧業(yè)生產(chǎn)效率的有效途徑。

5.3 發(fā)展生態(tài)旅游經(jīng)濟(jì)

甘肅省瑪曲縣因獨(dú)特的自然風(fēng)光與人文景觀,具有極大的旅游開發(fā)價值。對瑪曲草原來說既要實(shí)施生態(tài)保護(hù)又要開發(fā)旅游經(jīng)濟(jì)，那么共同的切入點(diǎn)就是發(fā)展生態(tài)旅游經(jīng)濟(jì)。同時應(yīng)當(dāng)看到旅游開發(fā)可能給瑪曲縣脆弱的生態(tài)環(huán)境帶來不利影響[17]，因此應(yīng)當(dāng)重視生態(tài)旅游經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展。

5.4 以生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值為導(dǎo)向

瑪曲縣由于人口的增長，環(huán)境壓力呈持續(xù)增大趨勢，草地和濕地退化導(dǎo)致該區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值減少[18]。應(yīng)當(dāng)運(yùn)用GIS和遙感技術(shù)，利用生態(tài)價值系數(shù)模型對草原生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值進(jìn)行全面科學(xué)的評估，使草地資源利用效率最優(yōu)化，經(jīng)濟(jì)價值最大化。