我國草原分區-分類-分級生態修復模式研究

平曉燕 王鐵梅 董世魁

doi：10.11733/j.issn.1007-0435.2024.01.001

引用格式：

平曉燕， 王鐵梅， 董世魁.我國草原分區-分類-分級生態修復模式研究［J］.草地學報，2024，32（1）：1-12

PING Xiao-yan， WANG Tie-mei， DONG Shi-kui.Study on the Regional-Classified-Hierarchical Ecological Restoration Model for Grasslands in China［J］.Acta Agrestia Sinica，2024，32（1）：1-12

摘要：草原是我國重要的自然資源和生態屏障，草原生態修復是我國生態文明建設的重要內容，也是提升草原生態系統服務功能和固碳潛力的重要途徑。已有大量研究針對退化草原提出了多種有效的生態恢復措施，但缺乏系統性和針對性的總結。本文在系統梳理和總結國內外草原生態修復研究的基礎上，基于文獻計量學的研究方法，總結了我國草原生態修復經歷的三個階段。同時，針對不同區域、不同退化/受損/破壞類型和和不同退化程度的草原，探索和提出了我國草原分區-分類-分級生態修復模式，并對我國草原生態修復的未來發展提出了相關建議，以期為我國草原生態修復和可持續管理提供科學依據和參考。

關鍵詞：草原；生態修復；區域化；修復技術；修復草種

中圖分類號：Q812.5??? 文獻標識碼：A????? 文章編號：1007-0435（2024）01-0001-12

Study on the Regional-Classified-Hierarchical Ecological

Restoration Model for Grasslands in China

PING Xiao-yan1，2， WANG Tie-mei1，2， DONG Shi-kui1，2*

（1. School of Grassland Science， Beijing Forestry University， Beijing 100083， China； 2.Research Center for

Grassland Resource and Ecology， Beijing Forestry University， Beijing 100083， China）

Abstract：Grasslands are important natural resource and ecological barrier in our country. Grassland ecological restoration is an important part of Chinas ecological conservation，as well as an important approach to enhance the ecosystem service function and carbon sequestration potential of grassland. Extensive studies have been conducted on degraded grassland，and many effective restoration practices have been proposed. However，there is a lack of comprehensive and target-oriented summaries of these restoration practices. This study conducted a systematic review of domestic and international research on grassland ecological restoration based on bibliometric research approach. We summarized the three stages of grassland ecological restoration in China and explored a regional-classified-hierarchical ecological restoration model for grasslands under different regions，different degradation types and different degradation degrees. Additionally，we provided relevant suggestions for the future development of grassland ecological restoration in China，and aimed to provide scientific basis for the ecological restoration and sustainable management of grasslands in our country.

Key words：Grasslands;Ecological restoration;Regionalization;Restoration techniques;Grasses used for grassland restoration

收稿日期：2023-07-28; 修回日期： 2023-09-27

基金項目：中國工程院咨詢項目“退化高寒草甸與濕地生態系統恢復與重建技術研究”（ 項目編號2022-DFZD-26-01）資助

作者簡介：

平曉燕（1985-），女，漢族，河南汝州人，博士，副教授，主要從事草地生態學方面研究，E-mail：pingxy@bjfu.edu.cn； *通信作者 Author for correspondence， E-mail： dongshikui@sina.com

草原是陸地生物圈的重要組成部分［1］，是我國重要的自然資源和生態屏障，也是保證草原區農牧民生產、生活和生態功能的重要物質基礎，在我國自然資源中占據十分重要的地位［2］。由于氣候變化和人類活動的影響，我國90%的天然草原呈現出不同程度的退化［3］。為恢復退化草原，我國實施了多項草原生態保護和修復工程，草原生態環境惡化的狀況得到初步遏制［4-5］。但是，草原長期存在草畜矛盾和社會經濟發展與生態環境保護之間的矛盾，再加上全球變化以及草原生態修復工作的復雜性，導致我國草原生態修復經歷了“退化-治理-再退化-再治理”的往復循環現象，“局部改善、總體惡化”的整體態勢沒有從根本上得到扭轉［6-7］。因此，探究退化草原生態修復的技術模式對草原可持續發展和科學合理的管理草原具有十分重要的意義。

生態系統修復有助于增加食物供應和固碳潛力、減少水土流失和保護生物多樣性，是解決糧食安全、氣候變化和生物多樣性喪失等問題最關鍵可行的解決方案之一［8-10］。國際上已開展了森林和濕地的生態恢復、植被重建、入侵物種清除、草原禁牧補播和土壤修復等多種類型的生態修復項目［1，11］。國內生態修復大都針對林地、水域、濕地、沙地或礦山等區域［12-14］，或退化、沙化、“黑土灘化”或鹽堿化草原的生態恢復與治理［15-18］，但針對草原生態修復理論與技術的研發與實踐相對較少［8，19］。

草原生態修復通過改良生物群落的結構和功能來提升生態系統的穩定性和多功能性，實現草原生態-社會-經濟多重效益的提升，特別是退化草原生態修復過程中生物多樣性和固碳速率的提高，使草原發揮出較大的固碳潛力和碳匯價值［12，20-22］。因此，退化草原的生態修復成為研究熱點和社會各界的關注焦點。聯合國將2026年認定為“國際草原與牧民年”，聯合國環境規劃署決議指出2021—2030年為生態系統恢復10年［23］。2021年國務院發布《關于加強草原保護修復的若干意見》，表明草原保護修復已上升為國家戰略，是實現我國生態文明建設的重要途徑［24］。我國草原分布范圍廣，類型眾多，退化方式多樣，如何針對不同退化類型和退化程度的草原開展生態修復是當前面臨的突出問題。急需探索系統全面的草原生態修復理論與技術模式，提升草原生態修復效果［2］。因此，本文通過系統梳理和總結國內外相關草原生態修復理論和研究，對草原生態修復的文獻計量、相關概念與理論、草原分區-分類-分級生態修復模式及未來的發展方向進行了闡述，以期為新時期我國草原生態修復提供科學依據和參考。

1? 草原生態修復的文獻計量學分析

生態修復是近年來生態學和地學領域的研究熱點，近十年來相關論文和新聞報道增長迅猛［12］。以“生態修復”為“關鍵詞”在中國知網進行文獻查詢，1980年1月1日—2022年12月31日期間與生態修復相關的期刊、學位論文、會議論文、報紙、成果等中英文發文數量突破了3.78萬篇。以“修復”為“主題”搜索詞，以“草原”和“中國”為“篇名、關鍵詞、摘要”搜索詞，在中國知網搜索1980年1月1日—2022年12月31日期間與我國草原修復相關的中英文發文量，共計1 685篇，其中，2022年發表相關論文數量最高，為293篇（圖1）。草原生態修復相比草原生態恢復的研究起步較晚，發展較為緩慢［19］。

與我國生態修復研究的發展階段類似［13］，自1980年至今我國草原生態修復的研究與實踐總體經歷了3個階段（圖1）。其中，1980—2000年我國處于經濟優先的發展階段，草原主體功能為草畜產品供給，對草原生態環境的關注相對較少，這一時期我國草原發生了不同程度的退化，草原生態修復處于萌芽期，相關研究較少，僅在1998年有過一篇報道。2000—2012年是我國從經濟優先向生態優先的過渡階段，草原主體功能處于生產功能向生態功能的過渡階段，草原生態修復研究處于發展期，學者們相繼開展草原的退化機制及退化草原的生態修復技術研發與實踐等工作，這一時期我國相繼實行了“退耕還林還草”“京津風沙源治理”等生態修復工程，促進了我國草原生態修復的科學研究和實踐。2012年至今，我國草原生態修復有了跨越式的發展，草原管理進入生態優先的階段，草原生態修復研究處于爆發期，這一階段研究數量迅速上升。學者們相繼針對不同退化類型、退化程度草原開展針對性的生態修復研究。

2? 草原生態修復的相關概念與理論

基于國際恢復生態學會（Society for Ecological Restoration，SER）對于“生態修復”的定義，本研究將“草原生態修復”定義為“依靠草原生態系統的自我調節能力，幫助和修復退化、受損或被破壞的草原生態系統恢復的過程”［25］。不同學者針對北方退化草地治理和適應性管理［26-27］、國土空間生態修復［28］、生態系統修復［12-13］、退化草地系統性恢復［29］和草原管理生態學理論與模式［30-31］等進行了深入的研究，并提出了第三代演替（Tertiary succession）、框架物種（Framework species）、再野化（Rewilding）、遷地種子庫（Ex suit seed banks）和物種庫（Species pools）等一系列生態修復的新方法［11］。本研究在前期工作的基礎上，基于草原的生態修復特點和我國草原生態保護修復的國家戰略［24，32-33］，提出我國草原生態修復的理論框架（圖2）。

借鑒王德利等［29］提出的退化草地系統性恢復理論，草原生態修復的最終目標是實現生態系統的穩定平衡和多功能的協同提升。草原生態修復的對象不僅包括退化草原，也包括受損/破壞草原，按照草原的退化/受損/破壞程度和生態修復的難易程度，分為自然恢復、人為干預的生態重建及自然恢復和生態重建相結合等3種生態修復措施（圖2）。草原生態修復以系統性恢復為基礎，退化/受損/破壞草原經過生態修復趨向于原生草原以多年生草本植物為主、復雜多樣的地下結構和巨量的地下碳庫等特征，而生態修復的周期取決于草原的退化/受損/破壞程度［1］（圖3）。退化/受損/破壞草原的生態修復軌跡取決于退化途徑和修復措施，在此過程中會發生土地利用的轉換及植被-土壤的干預反饋。當草原的退化/受損/破壞程度超出生態系統恢復閾值（土壤基質受損、極端氣候災害等）時，可能發生木本植物的入侵或偏途演替，此時需要人為干擾措施來修復受損土壤及植被，促使草原生態系統的結構和功能趨于穩定。但是受氣候變化的影響，草原生態修復的結果不一定會使草原恢復到退化前的原生狀態，有可能趨于新的生態平衡［10］。對于未退化/受損/破壞草原，需根據國家生態保護修復戰略，構建草原自然公園和自然保護地，結合草原放牧管理和生態旅游制度，建立草原保護利用新模式。

3? 我國草原分區-分類-分級生態修復模式探究

如何認知并充分利用草原的自然恢復能力，協同適宜的人工干預措施實現草原生態平衡，目前仍缺乏深入系統的研究［27，29］。我國草原分布范圍廣，不同區域的草地類型、氣候條件、水文特征、土壤類型和草原利用方式也各不相同，草原退化/受損/破壞方式及程度存在較大的差異，因此，不宜采用統一的生態修復模式，需根據不同區域的自然條件和草原的退化/受損原因或破壞方式，堅持“節約優先、保護優先、自然恢復為主”的方針，分區-分類-分級地開展草原生態修復，著力提升草原生態系統的自我恢復能力［7，32，34-35］。我國草原區域生態修復的研究相對較少，張騫等［16］總結了青藏高原5個草原分區的生態問題并提出針對性的“分區-分類-分級-分段”生態修復方案；Liu等［34］基于生態修復因子將祁連山分為8個生態修復區，并闡述了每個區的生態修復重點。本研究通過文獻查閱和資料收集，對已有的草原生態修復技術與模式進行優化、融合和集成，提出我國草原分區-分類-分級的生態修復方案。

3.1? 草原分區生態修復方案

董世魁等［68］基于生態地理單元分異、主體功能優先、產業布局協調、結合歷史傳統和行政邊界完整等原則，構建了新時代生態文明背景下我國草原分區體系，將我國草原分為內蒙古高原草原區、西北山地盆地草原區、青藏高原草原區、東北華北平原山地丘陵草原區和南方山地丘陵草原區等5個大區，并闡述了不同分區的主體生態功能和生態修復的產業發展方向。近自然恢復理論認為利用鄉土草種開展區域草原生態修復，能促進群落的恢復演替進程，實現草本植物-動物-微生物的系統性恢復［29，69-70］。據此，本研究針對不同區域的氣候特征和植物的生態適應特性，綜合考慮區域的主體生態功能，提出我國草原分區生態修復方案（表1）。方案針對不同分區的主體生態功能和草原退化的主要類型，結合文獻調研、我國牧草區劃和草地資源情況，提出了不同區域針對性的生態修復技術和適合該區域的生態修復草種［71-72］。分區生態修復模式的建立有助于管理部門或研究機構從區域尺度上開展系統性的生態修復布局和生態修復工程。

3.2? 草原分類生態修復方案

相同的分區內草原的退化/受損類型或破壞方式多種多樣，因此，要根據草原的退化/受損原因或破壞方式確定適宜的生態修復技術，目前，已有研究對我國不同退化/受損/破壞草原的生態修復技術進行了總結與分析［41，69］。京津風沙源區放牧退化草原的生態修復技術中圍欄封育占比35.8%，補播占比12.4%，該區域沙化草原最常用的生態修復技術則為草方格、生物沙障和干草覆蓋［42］。

本研究通過文獻調研，對我國不同退化/受損/破壞草原的生態修復技術進行了總結和歸納，篩選出最常用或最有效的生態修復技術，形成我國草原分類生態修復方案（表2）。不同類型的退化/受損/破壞草原應采取針對性的生態修復措施，如放牧退化草原應采取圍欄封育、免耕補播或季節性休牧等生態修復技術，沙化草原應采取圍欄封育、沙障布置或干草覆蓋等生態修復技術，鹽漬化草原應采取松土、覆草或補播等生態修復技術，石漠化草原應采取植生帶建植、圍欄封育或補播等生態修復技術，礦區應采用改良劑修復、鄉土植物補播、生物修復或客土噴播等生態修復技術，黑土灘型退化應采取圍欄封育、補播、人工草地建植等生態修復技術，毒害草型或鼠蟲害型退化應采取生物防治、圍欄封育、化學防治和人工防除等生態修復技術。

3.3? 草原分級生態修復方案

要科學合理地實現草原的區域化生態修復，在分區和分類生態修復方案的基礎上，還應根據草原的退化/受損/破壞程度和生態限制條件，針對性的開展草原分級生態修復措施。我國草原分級生態修復方案見圖1和表3。

對輕度和部分中度退化/受損/破壞草原，采取圍欄封育、適度放牧或劃區輪牧等生態修復措施，減少對草原的過度利用，依靠草原的自然修復能力，促進草原植被和生態系統功能的系統性恢復。該方案強調受損生態系統的自我恢復能力和生態彈性，修復后生態系統的穩定性較強，生態修復的成本較低，但所需時間較長，是國際上較為推崇的生態修復理念［13，76］。對中度退化/受損/破壞草原，宜采取施肥、松土、切根和灌溉等方式改良土壤，或季節性休牧等方式減輕放牧草原壓力，促進草原植被的恢復。對重度或極度退化/受損/破壞草原，適宜采用免耕補播、人工草地建植等修復措施，引入先鋒植物和鄉土草種，減少地表裸露，增加植被覆蓋度，豐富生物多樣性，該方式成本高但見效快。

此外，在水土條件適宜的區域，可建植放牧型多年生人工草地，提升優質牧草的生產和供給能力，減輕天然草原放牧壓力，促進退化/受損/破壞草原生態修復。在進行免耕補播時，補播物種的選擇也受退化程度的影響，輕度退化草原更適宜補播豆科牧草，中度退化草原應進行豆科和禾本科混播，重度退化草原應補播禾本科牧草［31］。

4? 草原生態修復的研究展望

當前已對青藏高原黑土灘（山）型［17，55-56］、黃土高原水土流失型［43，64］、內蒙古高原沙化型［26，39，49，73］和西南石漠化型［66-67］等不同退化類型的草原開展了較多生態修復研究，取得了豐碩的研究成果。但與水域、森林、荒漠等領域的生態修復研究相比草原的研究基礎仍較為薄弱，難以支撐高效、可持續的草原生態修復技術的科技需求。因此，本研究基于研究現狀，提出未來我國草原生態修復工作的研究重點，主要集中在以下4個方面。

4.1? 加強草原生態修復的精準化和差異化

4.1.1? 加強草原生態修復方案的精準化和差異化制定? 我國草原生態狀況仍面臨著底數不清、狀況不明等問題，隨著我國草原調查監測工作的開展，將逐步獲得我國不同區域的草原健康和退化狀況，依據草原的生態狀況、草原的退化/受損/破壞類型和程度，實時進行草原生態保護與修復的診斷與決策，“分區-分類-分級”制定精準的生態保護與修復方案是草原生態修復的首要發展目標［77］。依托草原調查監測成果，結合遙感監測方法和技術，構建草原生態現狀和變化狀況數據庫，整合草原生態狀況智能監測平臺、生態修復優良鄉土草種智能信息平臺等資源，構建集合“草原生態狀況診斷+生態修復草種區劃+草原生態修復技術”等數據于一體的草原智能化生態修復平臺［34，49，53］。在考慮生態修復的成本和生態補償的情況下，制定區域化和差異化的生態修復方案，實現草原生態修復的智能化、數字化和可視化管理［32，78-80］。

4.1.2? 加強草原生態修復效果的精準化評價? 草原生態修復效果的準確和高效評價是判斷草原生態修復成效和制定下一步生態修復方案的關鍵依據，針對森林、水域和濕地等領域的生態修復效果評價指標和標準體系已較為成熟［81］。2022年11月國家林業和草原局發布草原生態修復技術規程［82］，但草原的生態修復效果還缺乏針對性的評價指標體系，因此，構建簡明、高效、綜合的草原生態修復效果評價指標體系將是未來的工作重點［7］。植物的物種豐富度可以解釋54%的生態系統多功能性，是描述生態系統多功能性最準確的指標之一［83-84］。同時，為保證國內外不同區域、不同類型的草原生態修復效果評價結果的可比性，草原生態修復效果的評價指標體系應與國際恢復生態學會提出的生態恢復實踐的國際原則與標準相統一［85］。最后，也要加強多源多平臺遙感技術的綜合運用，結合大數據、無人機遙感與監測、物聯網和5G通信技術等前沿技術的交叉融合，實現草原生態修復過程和修復效果的智能化監測和數字化管理［14］。

4.2? 統籌推進山水林田湖草沙冰一體化保護修復和系統治理

基于我國2000—2010年國家生態系統評估結果，我國實施的生態保護和修復工程很大程度上提升了生態系統的服務功能，但大部分生態修復工程以單獨的修復單元為主［22］。早期的生態修復技術往往針對特定的修復區域或單一的生態系統類型，缺乏全局性和可持續性的系統生態修復［13］。我國的生態修復工程正由單門類、單目標的生態修復轉向國土空間系統修復和綜合治理，生態修復頂層制度逐漸完善［51，86-87］。在系統掌握全國森林、草原、濕地、荒漠等生態系統生態狀況的基礎上，對全國或區域的生態要素開展系統治理，針對生態要素的具體生態狀況，進行區域生態修復重點功能區劃，將草原與農田、森林、荒漠、濕地、城市、交通和工礦區實現合理布局和協同治理，實現國土空間生態修復和治理，并實現區域生態系統的整體性、系統性和完整性，強化生態系統的自我恢復和生態平衡［88］。

4.3? 草原生態修復配套產業的開發與完善

要提高草原生態修復的質量，實現草原區的綠色高質量發展，需要科學合理的開發和完善草原生態修復配套產業。已有部分草原區開展了生態修復配套產業的開發與實施，如在內蒙古半干旱生態脆弱礦區通過種植黃芪（Astragalus membranaceus）、菊芋（Helianthus tuberosus）等中草藥、經濟和能源作物［48］；或西南石漠化區域大力發展果業和花椒（Zanthoxylum bungeanum）、油茶（ Camellia oleifera）、林下菌材產業等生態修復產業，在提升生態效益的同時獲得高附加值的生態產品和經濟效益［67］。積極推動政府、企業和科研單位參與礦區生態修復，實現利益多元化與全民化［48］。探索兼顧生態效益和經濟效益的植被恢復技術［18］，結合優質高產多物種組合的混合人工草地建設，建立高效集約化的畜牧業生產模式，實現草原區生態環境的恢復和綠色發展［17，19，89-90］。

4.4? 提升草原生態修復的科技支撐能力

生態修復是一項綜合性、技術性和實踐性均較強的系統工程，草原生態修復需要草學、生態學、地學、環境科學、遙感與地理信息系統等多學科領域理論與技術的交叉與融合。草原生態修復應借鑒全球生態系統修復的優先領域［8］，基于“人-草-畜”和諧共生的發展理念，綜合考慮草原生態系統供給現狀、放牧壓力和社會經濟發展，在退化草原的恢復機理、生態修復關鍵技術、生態修復草種良種繁育體系構建、生態修復鄉土草種質資源挖掘等方面提供科技支撐［4-5，7，16，32，91］。草原生態修復技術已從單一要素的短期恢復轉向生態系統內動物、植物和微生物等不同營養級聯的長期高效重建，從而實現生態系統的整體保護、協同治理和綠色發展［11］。

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（責任編輯? 彭露茜）