退化草地的系统性恢复:概念、机制与途径

草地是地球陆地面积最大、分布最广泛的多功能生态系统,长期以来过高的家畜数量使草地超载过牧,同时气候变化也对草地的生态稳定性产生负向作用,导致世界及我国的草地出现普遍性退化.草地退化是制约草地实现生产、生态功能的世界性环境问题之一,如何有效地使退化草地恢复是人类面临的巨大科学与技术挑战.迄今对草地恢复的研究已有几十年的历史,而这些研究总体上还处于初步发展阶段,并且实践多于理论研究,尚未形成有共识的草地恢复理论.只有深刻认识草地恢复的过程、机制及途径等理论问题,才能更有效地建立其相关的技术基础,进而研发出行之有效的草地恢复技术.本文作者针对草地恢复问题,分析总结了以往建立的草地恢复模型,即恢复演替理论、阈值模型、选择状态模型及过滤模型等,在此基础之上提出了草地的系统性恢复概念,即通过构建基本的草地关键组分(植被-动物-微生物的营养级物种与优势种)激发草地生态(跨营养级的养分-水分联系、地上-地下耦合等)的自组织过程,实现以系统稳定平衡和多功能协同为目标的恢复方式.草地的系统性恢复强调:恢复目标是接近或达到新的稳定平衡状态,这种状态能够保证维持草地主体功能即可.草地的恢复方式是从营养结构到生态过程和多功能的“系统化”,实际上是从“系统”角度定义、实施草地恢复;草地结构的恢复,即需要恢复草地的优势种或营养级物种,以此构建的生物多样性、食物网或生态网络之框架;草地过程的恢复是实现其自组织性,即依赖草地的内源动力,促发草地过程“自然地”达到稳定状态,这种内源动力源于草地系统存在的生物组分,由于生物可以进行新陈代谢而产生对环境的适应,以及环境对生物的反馈;草地功能的恢复主要是恢复草地的多功能(产品生产与生态服务),并使多功能之间形成协同与耦合,最终体现的是草地恢复的结构整体性、过程自组织性和功能完整性.文中还阐释了草地系统性恢复的相关机制,同时,对草地系统性恢复的主要方式或途径——封育式自然恢复、人工辅助式干预恢复、适度利用式激发恢复等,进行了深刻解析.鉴于我国牧区的草地面积、家畜数量基数、以及社会生产状况,草地的适度利用恢复可能是一种现实而有效的恢复途径.尽管草地恢复与草地退化密切关联,然而,草地恢复的过程与机制远比想象得更加复杂.本文构建了草地系统性恢复的概念框架,试图丰富、推动发展草地恢复的一般性理论.今后,仍然需要在不同的退化草地上,开展更多的长期试验与技术实践来检验、修正及发展这一概念.