草原生態修復與可持續利用的錫林郭勒方案
中國網/中國發展門戶網訊(記者 王振紅)“天蒼蒼,野茫茫,風吹草低見牛羊”。剛進入9月的內蒙古錫林郭勒草原依舊綠草如茵,一望無際,牛羊成群,風景如畫。

圖為內蒙古錫林郭勒草原。(供圖:中國科學院植物研究所)
我國是一個草原大國,草原總面積?約占全球草原面積的?12%,草原面積位居世界第一。被譽為“草原明珠”的錫林郭勒草原是我國11片重點牧區中草原面積最大的片區,面積約2.7億畝,優良牧草占草群的50%,是華北地區重要的生態屏障,也是距首都北京最近的草原牧區,境內有被聯合國教科文組織納入世界人與生物圈體系的錫林郭勒國家級草原自然保護區(以下簡稱“錫林郭勒保護區”)。
由于氣候變化、超載過牧、草原管理水平的相對落后,我國?90%?左右的天然草原處于不同程度的退化狀態,其中嚴重退化草地占?60%?以上,而草原的大面積退化又引發了一系列生態環境和民生問題。

圖為內蒙古錫林郭勒草原。(供圖:中國科學院植物研究所)
錫林郭勒保護區保留著我國北方完整的溫帶草原景觀,是歐亞大陸草原的重要組成部分,也是我國開展草地生態系統觀測研究、草原保護的典型區域。如何呵護綠色、保護生態,解決沙化、退化等問題,我國在溫帶草原區建立的第一個草原生態系統長期定位研究站——中國科學院植物研究所內蒙古錫林郭勒草原生態系統國家野外科學觀測研究站(以下簡稱“錫林郭勒站”)的科研工作者們,40多年一代又一代人的堅守,探索著草原生態保護與高質量發展新路子,向綠色要未來。

圖為中國科學院植物研究所內蒙古錫林郭勒草原生態系統國家野外科學觀測研究站。(供圖:中國科學院植物研究所)
草原生態修復與利用,他們在行動
錫林郭勒站先后建立沙地綜合治理、退化草原修復、天然草場合理利用、人工草地建植等試驗示范區,開展沙化草地風蝕防控、打草場輪刈休閑、放牧場刈牧輪換、鹽漬化草地綜合治理、混播人工草地草種優化配置和建植等核心技術研發,支撐錫林郭勒草原保護區試驗區及其周邊地區退化草原的生態修復與可持續利用,促進錫林郭勒草原生產和生態功能的協同提升,為全球荒漠化治理提供中國方案。

圖為中國科學院植物研究所研究員、內蒙古錫林郭勒草原生態系統國家野外科學觀測研究站站長白永飛。中國網 王振紅攝
緩解牧區草-畜矛盾,提升草地生態功能,堅持保護優先的原則,2001年以來,錫林郭勒站累計在內蒙古錫林郭勒盟等地試驗示范4萬余畝,輻射推廣80余萬畝。中國科學院植物研究所研究員、內蒙古錫林郭勒草原生態系統國家野外科學觀測研究站站長白永飛表示,“根據草地的退化程度和利用狀況,因地制宜地采取禁牧、休牧、減牧、輪牧及打草場輪刈休閑等草地管理措施和技術,從根本上減輕長期過度利用對草地的壓力。這是加速退化生態系統自然恢復和自我修復,提升其生態功能的重要抓手?!?/p>

圖為修復后的草原樣地。中國網 王振紅攝
白永飛表示,在濕潤半濕潤草原區、農牧交錯區及部分綠洲區,根據水資源的承載力,利用部分進行輪作和休閑的耕地,發展適度規模的高效人工草地和營養體農業,從而提升飼草和飼料的生產力水平,減少畜牧業對天然草地的過度依賴,創新畜牧業發展模式,是加速退化草地恢復的有效途徑。
“合理放牧不會導致草原退化,過度放牧才會引發退化。根據我們多年的研究發現,在非極度退化階段,通過保護與修復措施可恢復草原產能及生物多樣性?!卑子里w強調,“我們研究的目標是探索生態與生產的和諧規律,通過基礎研究和技術參數指導牧民、地方科技人員科學管理,實現‘生態優先、以人為本’的可持續發展。在‘利用中保護’,合理利用不會導致草原退化,需要明確合理利用的邊界與程度,既保障草原生態,又滿足牧民對美好生活的向往和需求?!?/p>

圖為中國科學院植物研究所工程師、內蒙古錫林郭勒草原生態系統國家野外科學觀測研究站執行站長王揚。中國網 王振紅攝
錫林郭勒草原處在干旱與半干旱氣候區,“從2000年開始,針對這個區域面臨的退化、沙化問題,我們開展了一些修復措施?!敝袊茖W院植物研究所工程師、內蒙古錫林郭勒草原生態系統國家野外科學觀測研究站執行站長王揚介紹說,比如針對這種沙地草地,我們采用生物網格的修復措施,種植黃柳等鄉土固沙植物,起到了很好的固沙效應。通過網格內補播鄉土耐旱草種并鋪設草簾保護,這樣有利于修復沙化草地。另外我們采取人工草地種植等,來解決干旱半干旱區域面臨的問題。通過這些措施也起到了一個很好的保護成效?!昂芏唷粠б宦贰步▏乙蔡幱诟珊岛桶敫珊祬^,生態系統類型有相似性。所以我們這些修復措施,對他們來說有較大的借鑒意義。目前我們有一些技術已經通過聯合國環境規劃署發布的《中國脆弱生態系統恢復優秀案例》,向全世界推廣?!蓖鯎P表示。
“天空地”一體化護航草原生物多樣性保護與可持續發展
中國科學院植物研究所副研究員、內蒙古錫林郭勒草原生態系統國家野外科學觀測研究站副站長趙玉金介紹說,錫林郭勒站不斷發展基于光譜遙感的“天空地”一體化草原生態系統監測技術體系,研發了牧草產量、質量和生態系統功能快速、無損光譜反演技術,草原退化程度遙感監測技術,編制了我國和蒙古高原草地植物多樣性空間分布圖,對我國434個國家級自然保護區和北方草地開展生態系統健康評估。

圖為中國科學院植物研究所副研究員、內蒙古錫林郭勒草原生態系統國家野外科學觀測研究站副站長趙玉金。中國網 王振紅攝
趙玉金表示,“草地監測就像給草原做一次體檢,結合近地面高清鏡頭、無人機高光譜和衛星遙感,直觀觀察草色變化,掌握草原分布狀況(‘望’),進一步通過模型反演,實現牧草營養(如纖維素、氮含量等)和牧草質量的快速、無損檢測(‘聞’‘切’),借助于遙感手段,我們也可以回溯草地變化的過去史(‘問’), 基于以上的‘望聞問切’,篩選和確定指示草原退化的特征指標(體檢或復查表),揭示關鍵驅動因素(誘因),建立預警機制,為后續對癥下藥開展草原防控修復提供數據和科技支撐?!?/p>

圖為錫林郭勒草原國家級自然保護區。中國網 王振紅攝
據了解,建成的“錫林郭勒草原國家級自然保護區智能監測管理系統”整合了四大系統:“天空地”一體化監控監管云平臺、資源“一張圖”可視化系統、資源監管大屏幕展示系統和生態災害預警指揮調度系統。運用無人機監測、物聯網傳感、大數據分析等技術,涵蓋野外巡護、科研監測、項目位置核查等多項業務,實現了野生動植物看得到、人為擾動管得住的全新智慧管理體系。自建成以來,通過紅外相機累計拍攝到猞猁、兔猻、馬鹿等野生動物影像數據18萬余件,識別到野生物種104種,記錄巡護里程12萬余公里,實現了保護區重點工作的高效化、智能化。

圖為沙地云杉。中國網 王振紅攝
王揚以珍貴物種沙地云杉為例向記者進一步解釋了“天空地”一體化監測體系的作用?!敖┠晡覀兺ㄟ^‘天空地’一體化,采用三種技術對整個種群進行摸底調查?!币皇腔跓o人機搭載的激光雷達,對整個區域的沙地云杉林進行掃描。為每棵樹定制“三維模型”,包括樹高、冠幅和胸徑都有用統一的標準監測到的一些參數。二是人工進行地面監測,通過人工測量樹高、胸徑,和激光雷達測定的數據進行模型的驗證,來提高監測的準確性。三是通過多光譜自動化的設備,測定云杉胸徑的增長速度?!拔覀兺ㄟ^自動化設備監測和人工監測相結合來提高準確性,為整個區域云杉林的監測提供了一些更便捷的方法。沙地云杉更多地分布在沙丘的陰坡,通過科學管理,為開展沙地云杉林小種群的保護與撫育提供精細尺度的觀測數據,實現了種苗的自然更新,也為種群的長期保護和發展提供了很好的保障?!彼硎?。

圖為草原實驗樣地。中國網 王振紅攝
“AI技術是未來草原監測的重要手段,需構建‘天空地’一體化水土氣生多要素監測以及大氣圈、生物圈、土壤圈和巖石圈多圈層協同的立體監測體系,明確各圈層之間的相互作用?!卑子里w表示,“未來的氣候變化和人類活動對生態系統有多大的影響?朝著什么方向去演變?怎么來建立模型預測?已經發生變化的,根據變化規律,我們怎樣去人工干預,保護修復,‘天空地’一體化監測研究提供了詳實的依據?!?/p>
白永飛強調,要突破單一維度,不僅以論文、長期觀測數據積累科學認知,更要強化預測能力與模型建設。推動科研成果轉化為技術、專利、標準,通過與地方政府合作,最終服務于草原保護修復及牧民增收,真正實現把論文寫在大地上,寫在廣袤的內蒙古大草原,寫在牧民們的心中。

圖為草原實驗樣地。(供圖:中國科學院植物研究所)

圖為草原實驗樣地。(供圖:中國科學院植物研究所)

圖為內蒙古錫林郭勒草原。(供圖:中國科學院植物研究所)

圖為內蒙古錫林郭勒草原錫林河上游。(供圖:中國科學院植物研究所)







