三江源國家公園生物多樣性保護(hù)創(chuàng)新及實踐
中國網(wǎng)/中國發(fā)展門戶網(wǎng)訊 三江源區(qū)地處青藏高原腹地,是長江、黃河、瀾滄江的發(fā)源地,是全球生物多樣性熱點(diǎn)區(qū),也是我國重要的生態(tài)安全屏障。為保護(hù)該地區(qū)獨(dú)特的高寒生態(tài)系統(tǒng)和生物多樣性,2016年3月中共中央辦公廳、國務(wù)院辦公廳印發(fā)了《三江源國家公園體制試點(diǎn)方案》,三江源國家公園成為我國第一個國家公園體制試點(diǎn),2021年成為我國首批正式設(shè)立的國家公園之一,總面積達(dá)19.07×104 km2。三江源國家公園自然資源豐富,草地總面積13.25×104 km2,林地總面積為495.95 km2。三江源國家公園內(nèi)共有種子植物832種,野生動物310種,多為青藏高原特有種,且種群數(shù)量大,被稱為“高原上的野生動物王國”。由于其獨(dú)特的地理位置和地貌,該地區(qū)生態(tài)系統(tǒng)脆弱,極易受到氣候變化和人為活動的干擾,因此三江源國家公園生物多樣性保護(hù)創(chuàng)新與實踐,對于保護(hù)三江源區(qū)生態(tài)系統(tǒng)的原真性和完整性,維護(hù)我國生態(tài)安全、資源安全、戰(zhàn)略安全、物種安全,推進(jìn)美麗中國建設(shè),應(yīng)對全球氣候變化,促進(jìn)人與自然和諧共生,實現(xiàn)生態(tài)系統(tǒng)可持續(xù)發(fā)展等方面具有重要意義。
自國家公園體制試點(diǎn)開展以來,圍繞三江源國家公園生物多樣性保護(hù)存在的問題,基于三江源區(qū)草地的多功能性及生態(tài)系統(tǒng)原真性和完整性保護(hù),探索形成了“理念革新、理論創(chuàng)新、技術(shù)突破、模式集成、示范推廣、協(xié)同發(fā)展”的三江源國家公園生物多樣性保護(hù)科技支撐新范式,為我國生態(tài)文明建設(shè)提供了實踐路徑,為國際生物多樣性保護(hù)提供了有益借鑒,為以國家公園為主體的自然保護(hù)地體系建設(shè)提供了三江源經(jīng)驗。
三江源國家公園生物多樣性保護(hù):問題及成因
三江源區(qū)是世界上生物多樣性最集中的地區(qū)之一,所處的地理位置和獨(dú)特的地貌特征決定了其具有豐富的生態(tài)系統(tǒng)多樣性、物種多樣性、基因多樣性、遺傳多樣性和自然景觀多樣性。據(jù)三江源國家公園總體規(guī)劃(2023—2030年),三江源國家公園內(nèi)共有種子植物832種,分屬50科231屬;野生脊椎動物310種,隸屬于32目75科,其中獸類8目19科62種,鳥類18目44科196種,兩棲類2目5科7種,爬行類1目3科5種,是珍貴的種質(zhì)資源和高原基因庫。
如何遏制草地生態(tài)環(huán)境退化、恢復(fù)退化草地、保護(hù)野生動物棲息地,已成為三江源國家公園生態(tài)系統(tǒng)原真性、完整性維持及生物多樣性保護(hù)亟待解決的關(guān)鍵問題。三江源區(qū)是生態(tài)系統(tǒng)極為脆弱的地區(qū),由于土層發(fā)育年輕,土壤貧瘠,抗侵蝕能力弱,植物生長緩慢,生產(chǎn)能力低下,生態(tài)系統(tǒng)處于年輕的發(fā)育階段,表現(xiàn)出不穩(wěn)定性和強(qiáng)烈變化的特征。另外,受全球氣候變化和人為活動的干擾,氣候向偏暖或局部濕潤趨勢發(fā)展,造成冰川退縮、雪山融化、河流徑流量減小、土壤侵蝕、草地退化和土地沙漠化問題。草地退化伴隨著植物多樣性的喪失,進(jìn)而改變了野生食草動物的棲息環(huán)境,導(dǎo)致野生動物棲息地破碎化、島嶼化和關(guān)鍵物種種群數(shù)量下降等,生物多樣性遭到不同程度威脅,野生動物棲息地生態(tài)環(huán)境面臨挑戰(zhàn),影響了三江源區(qū)生物多樣性等生態(tài)服務(wù)功能的發(fā)揮。
與國際生物多樣性保護(hù)計劃相融合:理念革新
生物多樣性和生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)政府間科學(xué)政策平臺(IPBES)與政府間氣候變化專門委員會(IPCC)聯(lián)合主辦研討會形成的報告強(qiáng)調(diào):生物多樣性喪失和全球氣候變化對人類健康發(fā)展具有不可分割的威脅,需要一種綜合方法來協(xié)同應(yīng)對。世界自然基金會(WWF)發(fā)布的《地球生命力報告2022》指出,“地球生命力指數(shù)”(living planet index,即脊椎動物種群平均下降幅度)自1970年以來平均下降了69%,說明構(gòu)建自然向好(nature positive)型社會刻不容緩。因此,“昆明-蒙特利爾全球生物多樣性框架”呼之欲出,其目標(biāo)是采取廣泛行動,轉(zhuǎn)變社會與生物多樣性的關(guān)系,確保到2050年實現(xiàn)“人與自然和諧相處”的共同愿景,并為《生物多樣性公約》和其他生物多樣性相關(guān)多邊協(xié)定、進(jìn)程和文書提供綱領(lǐng)性指導(dǎo)文件,也將促進(jìn)《2030年可持續(xù)發(fā)展議程》的執(zhí)行。
實現(xiàn)自然向好型社會的重要前提是尊重世界各地土著居民和當(dāng)?shù)厣鐓^(qū)的權(quán)利,而緩解氣候變化和生物多樣性喪失雙重危機(jī)的重要途徑則是提升環(huán)境保護(hù)和自然修復(fù)水平、可持續(xù)的生產(chǎn)和消費(fèi)食品以及快速深入推進(jìn)全產(chǎn)業(yè)脫碳。三江源國家公園在體制機(jī)制試點(diǎn)階段,就充分重視與國際生物多樣性保護(hù)計劃接軌,圍繞生物多樣性保護(hù)、生態(tài)恢復(fù)和高質(zhì)量發(fā)展之間存在的問題,創(chuàng)新性發(fā)展了草地多功能性理論,明確了多功能目標(biāo)實現(xiàn)新途徑,研發(fā)了物種保護(hù)和區(qū)域發(fā)展新技術(shù),提出了2個相結(jié)合發(fā)展新理念,即:科學(xué)研究與工程實踐相結(jié)合的示范推廣范式、生物多樣性與牧民可持續(xù)生計相結(jié)合的和諧發(fā)展模式,為全球生物多樣性保護(hù)提供了可推廣、可借鑒的成功案例。
草地功能再認(rèn)識及多功能目標(biāo)管理:理論創(chuàng)新
隨著人類社會的快速發(fā)展、人民生活水平不斷提高和社會矛盾的變化,對草地功能的認(rèn)識也隨之發(fā)生變化。新時代草地除了傳統(tǒng)的畜牧業(yè)生產(chǎn)功能外,調(diào)節(jié)功能、供給功能、支持功能及文化功能等也逐步被人們所探知應(yīng)用。在草地生態(tài)服務(wù)價值中,管理者最為關(guān)注的兩大屬性分別為草地生物多樣性保育和自然資源屬性。三江源國家公園兼具生物多樣性保育、草地服務(wù)功能及觀賞價值。通過三江源自然保護(hù)區(qū)、國家公園的建設(shè)與實踐,構(gòu)建新時代草地多功能目標(biāo)和管理框架,從功能、資源和服務(wù)3個層次賦予草地多功能性。依據(jù)草地功能可將草地分為保護(hù)草地、放牧草地和栽培草地3種類型,動物、植物和微生物則形成了草地的資源多樣性。此外,草地還可實現(xiàn)調(diào)節(jié)、供給、支持和文化等多樣性的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能。新時代草地多功能目標(biāo)管理框架凝練了草地功能類型多樣性、生物資源和多樣性服務(wù)等基礎(chǔ)理論,創(chuàng)新了草地資源利用、生態(tài)功能提升和生態(tài)產(chǎn)品價值實現(xiàn)等技術(shù)體系,探究了草地生態(tài)、生產(chǎn)和生活等多功能優(yōu)化管理路徑(圖1),以維系草地多功能屬性,保護(hù)草地健康和可持續(xù)利用,實現(xiàn)了保護(hù)自然、服務(wù)人民和永續(xù)發(fā)展的目標(biāo)。
草地多功能目標(biāo)管理框架的理論基礎(chǔ)和技術(shù)原理指導(dǎo)技術(shù)創(chuàng)新,通過技術(shù)體系集成區(qū)域發(fā)展模式,形成草地多功能目標(biāo)管理的完整創(chuàng)新體系和鏈條。草地多功能目標(biāo)管理框架的理論基礎(chǔ)包含生態(tài)系統(tǒng)生態(tài)學(xué)、生物多樣性、營養(yǎng)級(食物網(wǎng))、營養(yǎng)非平衡、營養(yǎng)生態(tài)位、中度干擾、適合度、再野化和資源空間優(yōu)化配置等理論。草地多功能目標(biāo)管理框架的技術(shù)體系包括地表信息精準(zhǔn)測量及遙感反演、基于草地物質(zhì)積累的牧食率及承載力測度、牧草育種等技術(shù)體系,以及飼草種植-加工與家畜營養(yǎng)均衡飼養(yǎng)、生物多樣性維持及資源保護(hù)和利用、生態(tài)功能提升和生態(tài)產(chǎn)品價值實現(xiàn)等技術(shù)體系。草地多功能目標(biāo)管理的模式涵蓋綠色發(fā)展指標(biāo)體系、氣候-生物-資本資源區(qū)域耦合、有蹄類野生動物與放牧家畜均衡管理、草地多功能目標(biāo)管理模塊化動態(tài)模型等內(nèi)容。
草地多功能目標(biāo)管理框架將草地的多功能性作為自然保護(hù)地體系建設(shè)的重要內(nèi)容,可以更好地實現(xiàn)草地多功能目標(biāo)管理與自然保護(hù)地建設(shè)。具體實踐為:優(yōu)化保護(hù)地草地、放牧草地和栽培草地空間布局,實現(xiàn)草地的多功能管理目標(biāo)(圖1);科學(xué)核定放牧草地載畜量,實現(xiàn)草地資源的可持續(xù)利用;因地制宜擴(kuò)展栽培草地建植,創(chuàng)建現(xiàn)代和區(qū)域性草牧業(yè)生產(chǎn)新模式,突破高寒地區(qū)草牧業(yè)季節(jié)性和區(qū)域性營養(yǎng)不均衡的瓶頸;實施保護(hù)地放牧家畜與當(dāng)?shù)匾吧巢輨游锲胶夤芾淼氖痉豆こ蹋`行人與自然生命共同體理念;實施新的補(bǔ)償標(biāo)準(zhǔn),以“機(jī)會+管護(hù)”成本為原則進(jìn)行補(bǔ)償,根據(jù)保護(hù)效果尋找新的補(bǔ)償機(jī)制,解決區(qū)域間資源配置不平衡和不充分的問題。
生物多樣性保護(hù)新技術(shù)研發(fā)和應(yīng)用:技術(shù)突破
保護(hù)青藏高原生物多樣性,首要是保護(hù)生物賴以生存的生態(tài)環(huán)境。通過對三江源國家公園野生動物監(jiān)測、棲息地評估、生態(tài)廊道規(guī)劃、承載力核定、生態(tài)修復(fù)、優(yōu)質(zhì)牧草種植及加工和家畜營養(yǎng)均衡養(yǎng)殖等方面進(jìn)行新技術(shù)研發(fā)和應(yīng)用,實現(xiàn)三江源國家公園生物多樣性保護(hù)精準(zhǔn)化管理和技術(shù)突破(圖2)。應(yīng)用無人機(jī)、人工智能(AI)自動判別、系留氣球、直升機(jī)搭載光電吊艙、衛(wèi)星遙感監(jiān)測等新設(shè)備,對三江源國家公園野生動物棲息地分布、群落數(shù)量、生態(tài)廊道等進(jìn)行有效監(jiān)測和規(guī)劃。綜合考慮不同植被草地類型、牧草質(zhì)量、季節(jié)動態(tài)、動物數(shù)量及營養(yǎng)需求等因素,根據(jù)不同畜群結(jié)構(gòu)換算成羊單位指數(shù),核算國家公園草地承載力。對三江源國家公園的退化棲息地實施近自然修復(fù)為主的恢復(fù)治理,生產(chǎn)承接區(qū)栽培草地產(chǎn)量質(zhì)量雙提升,生態(tài)畜牧業(yè)創(chuàng)新應(yīng)用進(jìn)行系統(tǒng)研究,研發(fā)配套關(guān)鍵技術(shù)。
動物空中監(jiān)測平臺及其技術(shù)創(chuàng)新
多無人機(jī)合作調(diào)查藏羚種群數(shù)量。對可可西里卓乃湖產(chǎn)羔地6 km2的藏羚進(jìn)行精準(zhǔn)監(jiān)測,傳統(tǒng)調(diào)查需要4—6 d才能完成飛行作業(yè),通過4架無人機(jī)聯(lián)合優(yōu)化作業(yè),時間縮短為2 h,獲得大約6×104只的藏羚影像資料,是迄今為止發(fā)現(xiàn)的小面積大密度最完整的資料。
系留氣球空中監(jiān)測平臺。首次在海拔4 600 m以上進(jìn)行系留氣球?qū)Φ孛嬗^測作業(yè),使用熱紅外傳感設(shè)備對藏羚夜間行為進(jìn)行監(jiān)測,獲取藏羚夜間采食、休憩、遷徙和交配等行為資料。氣球升空150 m可監(jiān)測2—5 km范圍內(nèi)大型野生動物,溫度分辨率大于0.1℃,地面分辨率3—5 cm,為野生動物行為研究及數(shù)量調(diào)查提供創(chuàng)新技術(shù)支撐。
直升機(jī)搭載光電吊艙及光電球。吊艙及光電球可搭載可見光、中波紅外、偏振光、激光雷達(dá)、高光譜等設(shè)備,地面可見光分辨率達(dá)到5—7 cm,高光譜成像儀分辨率達(dá)30 cm,續(xù)航能力達(dá)500 km,具有續(xù)航能力強(qiáng)、地面分辨率高、綜合(動物、植被特征、地形地貌、水資源)監(jiān)測的優(yōu)勢。
衛(wèi)星遙感監(jiān)測。借助高分遙感衛(wèi)星,在設(shè)定的大樣方區(qū)域進(jìn)行觀測,獲取試點(diǎn)區(qū)域高分辨率遙感數(shù)據(jù)。基于高精度遙感生物多樣性監(jiān)測評價方法,提取野生動物種群數(shù)量信息,形成區(qū)域野生動物種群分布控制性數(shù)據(jù)。遙感影像分辨率高于或等于0.12—0.25 m的分辨率時,結(jié)合地理特征信息,采用深度學(xué)習(xí)的方法,可確定大型有蹄類野生動物數(shù)量及分布。通過監(jiān)測計算,國家公園核心保護(hù)區(qū)2.3×104 km2范圍內(nèi)藏羚、藏原羚和藏野驢數(shù)量分別為3.7萬、3.4萬和1.7萬頭(只),密度大于地面樣帶監(jiān)測數(shù)據(jù)。目前,探明三江源國家公園牧草干物質(zhì)生物量為516.78 kg/hm2,家畜生物量為3.61 kg/hm2,野生食草動物生物量為1.52 kg/hm2,食肉動物生物量為0.017 kg/hm2(圖3),三江源國家公園營養(yǎng)級結(jié)構(gòu)穩(wěn)定,食物鏈趨于完整。
空中監(jiān)測影像的食草動物AI判別。對無人機(jī)影像進(jìn)行灰度化、高斯濾波、二值化處理、返回檢測,自動獲取主要大型食草動物種群數(shù)量與空間分布,精度達(dá)到90%以上。
國家公園瀕危動物棲息地評估及生態(tài)廊道規(guī)劃技術(shù)
棲息地破碎化阻礙了不同生境斑塊的同物種群體間交流,增加了近親繁殖及遺傳漂變導(dǎo)致的滅絕風(fēng)險,限制了物種應(yīng)對長期環(huán)境變化的能力。因此,保持和恢復(fù)野生動物景觀連通性對野生動物保護(hù)極為重要。尤其是對于生境破碎化嚴(yán)重的物種,通過建立物種遷移廊道,增強(qiáng)生境連通性能夠保持物種種群間的擴(kuò)散和基因交流。基于野生動物本底調(diào)查,結(jié)合查閱文獻(xiàn)獲得的物種分布位點(diǎn),收集4大類77小類環(huán)境變量,選擇相關(guān)環(huán)境變量構(gòu)建模型,確定旗艦物種高、中、低適宜區(qū)和不適宜區(qū)。物種遷移阻力面及遷徙廊道構(gòu)建,以核心保護(hù)區(qū)(適宜分布區(qū))作為廊道建設(shè)的“源”,節(jié)點(diǎn)之間累積成本最低的路線,即為物種遷徙廊道。在此基礎(chǔ)上,繪制了藏羚、藏野驢、藏原羚等野生動物分布圖,利用棲息地適宜性指數(shù)對雪豹、藏羚、藏野驢等10個物種的棲息地適宜性進(jìn)行評估,設(shè)計了適宜的遷移廊道。
草地放牧承載力核定技術(shù)創(chuàng)新
根據(jù)草地生產(chǎn)學(xué)和動物營養(yǎng)學(xué)原理,計算高寒草地典型草地的牧草產(chǎn)量、營養(yǎng)品質(zhì)的季節(jié)動態(tài)以及不同食草動物的采食量和營養(yǎng)需求,參考《草畜平衡評價技術(shù)規(guī)范》(LY/T 3320—2022),結(jié)合天然草地退化狀況和管理目標(biāo),制訂草地放牧利用率標(biāo)準(zhǔn),據(jù)此核算草地食草動物的承載力。
剖析食草動物對草地承載力的影響因素,對草地承載力進(jìn)行科學(xué)精細(xì)核定。根據(jù)家畜羊單位核算系數(shù),將放牧家畜數(shù)量校準(zhǔn)核定為羊單位;量化有蹄類和嚙齒類食草動物對草地承載力的貢獻(xiàn);根據(jù)產(chǎn)草量和營養(yǎng)品質(zhì)地面監(jiān)測數(shù)據(jù)及遙感校正的季節(jié)動態(tài)草地牧草有效供給量,確定栽培草地在草畜平衡中的貢獻(xiàn);權(quán)衡生產(chǎn)方式對草地承載力的影響。研究為三江源區(qū)草地管理提供了數(shù)據(jù)支撐,經(jīng)核算,三江源區(qū)及三江源國家公園草地承載力分別為0.58和0.21 SHU/hm2。
三江源國家公園一般管控區(qū)放牧家畜營養(yǎng)均衡養(yǎng)殖技術(shù)
在精確核定不同場景下高寒草地食草動物承載力基礎(chǔ)上,通過天然草地優(yōu)化配置,開展返青期休牧、合理放牧利用、分區(qū)輪牧和冷季適度補(bǔ)飼,降低草地壓力,提升草地生態(tài)功能,為野生動物繁衍生息提供空間。在春季草地返青期,實施天然草地返青期休牧,此時放牧家畜進(jìn)行短期圈養(yǎng),促進(jìn)草地植被生長;夏季草地盛草期,在保護(hù)草地的前提下實施天然草地合理放牧,提升草地利用效率;在秋季草地繁殖生長期實施分區(qū)輪牧,保護(hù)草地繁殖生長和種子庫;在冬季枯草期,實施適度補(bǔ)飼,提高家畜繁活率、促進(jìn)健康生長。在三江源區(qū)采用返青期休牧技術(shù),草地群落高度、蓋度、地上生物量和地下生物量分別達(dá)到8.13 cm、95.81%、379.51 g/m2和2791.32 g/m2。應(yīng)用藏羊和牦牛營養(yǎng)均衡飼養(yǎng)技術(shù),飼養(yǎng)周期分別縮短2.5年和4.5年,取得了明顯的生態(tài)、社會和經(jīng)濟(jì)等效益。
國家公園外圍支撐區(qū)高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)飼草種植及加工技術(shù)
充分利用農(nóng)區(qū)和農(nóng)牧交錯區(qū)的耕地、光、熱等資源,結(jié)合不同飼草作物種間的土壤營養(yǎng)需求和生態(tài)位差異,開展不同牧草(禾本科和豆科)的混播、套播,苗期根據(jù)雜草生長情況進(jìn)行除雜,提高優(yōu)質(zhì)牧草供給量。根據(jù)放牧家畜營養(yǎng)需求,挖掘不同飼草料間的組合效應(yīng)及家畜消化利用潛力,對不同飼草料進(jìn)行組合搭配、揉搓粉碎、青貯發(fā)酵等加工處理,生產(chǎn)青干草、草塊、草顆粒、捆裹青貯等系列草產(chǎn)品,為國家公園內(nèi)放牧家畜提供優(yōu)質(zhì)飼草保障。在三江源國家公園外圍支撐區(qū)廣泛應(yīng)用,如玉樹市巴塘灘、囊謙縣,果洛州瑪多縣,海南州貴南、興海、同德等縣。在三江集團(tuán)的貴南草業(yè)公司、青海省現(xiàn)代草業(yè)發(fā)展有限公司、貴南縣嘉倉、雪域諾央畜牧業(yè)專業(yè)合作社等進(jìn)行推廣應(yīng)用,年均建植高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)人工草地450 hm2,年生產(chǎn)加工優(yōu)質(zhì)飼草4 355 t,燕麥青干草粗蛋白含量7%以上,青貯燕麥粗蛋白含量8%以上,解決了1.15萬羊單位冬季舍飼飼草供給,取得了顯著的生態(tài)、社會和經(jīng)濟(jì)效益。
三江源國家公園多樣性保護(hù)實踐:模式集成
星空地一體化生態(tài)監(jiān)測體系及應(yīng)用。在整合近10年來三江源地區(qū)所有相關(guān)野生動物調(diào)查研究成果的基礎(chǔ)上,以樣線-樣方-樣點(diǎn)的地面調(diào)查為主,結(jié)合無人機(jī)、紅外相機(jī)和衛(wèi)星遙感等新技術(shù)手段,建立了星-空-地一體化的野生動物調(diào)查方法,完成了三江源國家公園野生動物本底調(diào)查,建立了國家公園野生動物物種數(shù)據(jù)庫。編制完成了三江源國家公園野生動物物種名錄,含陸生野生脊椎動物270種,隸屬4綱29目72科,其中獸類8目19科44屬62種,鳥類18目45科121屬196種,兩棲類2目5科7種,爬行類1目3科5種。三江源國家公園內(nèi)共分布有各類保護(hù)動物203種,約占分布物種總數(shù)的3/4。其中,國家一級和二級重點(diǎn)保護(hù)野生動物分別為16種和42種,有益、有重要經(jīng)濟(jì)價值、有科學(xué)研究價值的野生動物142種,省級保護(hù)動物30種。
瀕危動物棲息地評價與保育模式。集成應(yīng)用適宜棲息地評價技術(shù)、生態(tài)廊道設(shè)計技術(shù),構(gòu)建“調(diào)查-監(jiān)測-生境適宜性-生境連通性的生物多樣性保護(hù)模式”。利用國家公園野生動物物種數(shù)據(jù)庫、地理信息系統(tǒng)(GIS)空間分析、遙感影像解譯,基于保護(hù)等級和承載力等不同策略疊加分析,繪制保護(hù)物種分布圖集1套10張,分析評估了國家公園藏羚、藏野驢、野牦牛、藏原羚、雪豹、獵隼、高山兀鷲、大鵟等8種珍稀野生動物適宜的棲息地分布范圍,規(guī)劃6處特色鮮明的生態(tài)旅游體驗區(qū),規(guī)劃出7條藏羚遷移廊道,增加生境連通性,旗艦物種數(shù)量持續(xù)上升。為公園內(nèi)珍稀野生動物潛在棲息地識別、保護(hù)和修復(fù)提供依據(jù),為國家公園邊界調(diào)整提供數(shù)據(jù)支撐。
三江源國家公園物種再野化模式。在三江源國家公園及周邊地區(qū),依據(jù)營養(yǎng)生態(tài)位、種群擴(kuò)散能力、中度干擾理論和資源空間化配置等相關(guān)理論,優(yōu)化不同草地類型的空間布局、調(diào)和家畜和野生食草動物的營養(yǎng)生態(tài)位、提高野生動物種群承載力,實現(xiàn)三江源國家公園生物多樣性保護(hù)生態(tài)、生產(chǎn)和生活功能最優(yōu)化,形成了以生物多樣性保護(hù)為目標(biāo)的“自然保護(hù)地再野化模式”。在三江源周邊地區(qū)通過籽實體農(nóng)業(yè)到營養(yǎng)體農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)變,建立6.7×104 hm2高質(zhì)量人工草地,每年可輸出61×104 t牧草,基本實現(xiàn)了國家公園類的草-野生食草動物-家畜平衡。在三江源周邊地區(qū)建立畜牧業(yè)生產(chǎn)轉(zhuǎn)移承接區(qū),發(fā)展高效畜牧業(yè),實施食草動物與家畜的平衡管理的示范工程,通過轉(zhuǎn)移81萬只羊單位家畜,擴(kuò)大有蹄類野生動物棲息地3.85×104 km2,實現(xiàn)生態(tài)保護(hù)和畜牧業(yè)生產(chǎn)的“雙贏”。
高寒草地生態(tài)-生產(chǎn)功能雙提升模式。高寒草地自然景觀和群落結(jié)構(gòu)是放牧家畜和食草類野生動物與草地植被協(xié)同演化的結(jié)果,是長期放牧活動和野生食草動物啃食條件下形成的偏途頂級群落。集成草地承載力核定及其預(yù)警、食草動物種群數(shù)量動態(tài)監(jiān)測、草地可持續(xù)利用等技術(shù),形成“基于原真性維持的高寒草地合理利用模式”,監(jiān)測年際和季節(jié)動態(tài)的食草動物承載力,確定草地超載臨界值,為區(qū)域草地管理提供基本遵循,20年來草地生產(chǎn)力逐步增長并趨于穩(wěn)定。在退化高寒草甸實施生態(tài)修復(fù)技術(shù)、黑土山(坡)分類干預(yù)修復(fù)技術(shù)、退化高寒草原生態(tài)修復(fù)技術(shù),形成鄉(xiāng)土草種混播+免耕補(bǔ)播+生物炭+功能菌肥+生長季休牧技術(shù)的近自然修復(fù)體系,集成“三江源草地生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能提升模式”。治理重度退化高寒草地71×104 hm2,建設(shè)退牧還草和飼草料基地291×104 hm2,植被覆蓋度提高到70%以上,地上生物量達(dá)到4.5—7.5 t/hm2;區(qū)域水源涵養(yǎng)量、土壤保持量和防風(fēng)固沙量分別為742 m3/hm2、28.4 t/hm2和22.44 t/hm2,均呈現(xiàn)增加趨勢。近20年三江源區(qū)生態(tài)系統(tǒng)凈生產(chǎn)力持續(xù)增加,多年平均值為0.37 t/hm2,每年固碳潛力約840×104 t。
科學(xué)研究與重大生態(tài)保護(hù)工程相結(jié)合:示范推廣
生物多樣性保護(hù)新模式的實踐。通過推廣“調(diào)查-監(jiān)測-生境適宜性-生境連通性的生物多樣性保護(hù)”模式,2016年公布的IUCN紅色名錄中藏羚從“瀕危”調(diào)整為“近危”,2017年IUCN紅色名錄將雪豹從“瀕危”調(diào)整為“易危”、棕熊、狼及小型貓科動物易得可見,食物鏈和食物網(wǎng)趨于完整,生態(tài)系統(tǒng)復(fù)雜性和穩(wěn)定性明顯增加(圖3)。三江源國家公園藏羚、藏原羚、藏野驢、野牦牛和白唇鹿種群數(shù)量分別為6萬頭、6萬頭、3.6萬頭、1萬頭和1萬頭(圖4);食肉動物主要有雪豹、棕熊、赤狐、藏狐、兔猻、荒野貓、獵隼等,種群較多的是藏狐、兔猻和荒野貓,數(shù)量分別為2萬只、2萬只和1萬只。
三江源國家公園草畜平衡管理工程落地實施。支持建設(shè)外圍支撐區(qū)(生產(chǎn)承接區(qū)),轉(zhuǎn)移超載家畜到公園外的外圍支撐區(qū),實現(xiàn)“保護(hù)”與“生產(chǎn)”功能的區(qū)域資源的優(yōu)化配置。在三江源東部的同德、貴南等地,建植飼草基地,壯大草產(chǎn)業(yè)并實現(xiàn)籽實體農(nóng)業(yè)向營養(yǎng)體農(nóng)業(yè)的快速轉(zhuǎn)變,突破了草地畜牧業(yè)營養(yǎng)供求季節(jié)不平衡瓶頸,有效解決國家公園過載過牧問題,為青藏高原國家公園建設(shè)中的“人-畜-地”矛盾提供了示范樣板。
草地多功能管理模式創(chuàng)建及示范應(yīng)用。基于自然資源稟賦差異化及多功能特性,創(chuàng)建草地多功能管理模式(圖5),在三江源及周邊區(qū)域規(guī)模化應(yīng)用,實現(xiàn)了不同類型草地在區(qū)域高效耦合,孵化出青海省“西繁東育、高繁低育”等草地畜牧業(yè)工程,構(gòu)建“以小保大,減壓增效”的高原草牧業(yè)生產(chǎn)新范式,助推三江源區(qū)草地畜牧業(yè)發(fā)展邁向新臺階。
針對區(qū)域生態(tài)功能維持及生物多樣性保護(hù)科技需求,提交咨詢建議,為國家戰(zhàn)略和政策制定提供科技支撐服務(wù)。筆者團(tuán)隊提交的《三江源區(qū)生態(tài)保護(hù)與可持續(xù)發(fā)展咨詢建議》、《草地建設(shè)成就、問題及建議》獲決策層的重視,并納入“三江源生態(tài)保護(hù)和建設(shè)(二期)工程”和青海省“十三五”規(guī)劃;策劃建立“海南州國家可持續(xù)發(fā)展議程創(chuàng)新示范區(qū)”獲國務(wù)院批準(zhǔn)。12項咨詢建議及報告推動了“三江源國家公園”正式設(shè)園、“全國草地生態(tài)畜牧業(yè)試驗區(qū)”、“草原生態(tài)保護(hù)補(bǔ)助獎勵機(jī)制”和“退牧還草工程”等重大工程實施,為指導(dǎo)同類地區(qū)實施各項生態(tài)保護(hù)和修復(fù)重大工程提供了科學(xué)依據(jù)。
生物多樣性保護(hù)與牧民可持續(xù)生計相結(jié)合:協(xié)同發(fā)展
制定“以小保大,減壓增效”系統(tǒng)解決方案,提高草地生產(chǎn)效率。創(chuàng)建并示范高寒放牧區(qū)天然草地合理利用及家畜繁育、農(nóng)牧交錯區(qū)飼草料生產(chǎn)及集約化養(yǎng)殖、河谷農(nóng)業(yè)區(qū)農(nóng)副產(chǎn)品高效利用為一體的“三區(qū)耦合”模式。推廣建植高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)人工草地6.7×104 hm2,年生產(chǎn)加工優(yōu)質(zhì)飼草61×104 t,解決400萬羊單位冬季飼草供給問題,新增年出欄量215萬羊單位,占三江源區(qū)家畜出欄量的30%,有效減輕了天然草地放牧壓力,增強(qiáng)了家畜抵御雪災(zāi)的能力。
“生物多樣性保護(hù)+”5項新技術(shù),多策并舉、多方參與實現(xiàn)物種多樣性保護(hù)。包括“生物多樣性保護(hù)+生態(tài)畜牧業(yè)”“生物多樣性保護(hù)+棲息地修復(fù)”“生物多樣性保護(hù)+飼草產(chǎn)業(yè)”“生物多樣性保護(hù)+野生食草動物與家畜平衡”和“生物多樣性保護(hù)+食物網(wǎng)營養(yǎng)級復(fù)雜性”技術(shù)(圖6)。建立飼草料生產(chǎn)示范基地38×104 hm2,牛羊營養(yǎng)均衡養(yǎng)殖基地2個,健康養(yǎng)殖牛羊75萬頭(只)。牧草良種及牛羊營養(yǎng)均衡飼養(yǎng)累計銷售收入達(dá)到2.37億元,有效促進(jìn)了三江源草地生態(tài)功能恢復(fù)、草地畜牧業(yè)生產(chǎn)方式轉(zhuǎn)變及經(jīng)濟(jì)效益提高。有效支撐了三江源國家公園建設(shè),促進(jìn)了三江源區(qū)生態(tài)功能恢復(fù)、后續(xù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展、生物多樣性保護(hù)和社會的和諧穩(wěn)定,加快了畜牧業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整和畜產(chǎn)品增值的技術(shù)研發(fā),推動了當(dāng)?shù)剞r(nóng)牧民參與保護(hù)生態(tài),改變了當(dāng)?shù)貍鹘y(tǒng)的生產(chǎn)生活方式,引導(dǎo)農(nóng)牧民脫貧致富和鄉(xiāng)村振興,實現(xiàn)了區(qū)域生物多樣性保護(hù)和經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展的共贏。
探索以原真性保護(hù)效果為依據(jù)的生態(tài)補(bǔ)償機(jī)制新思路。基于“機(jī)會成本+管護(hù)成本”為基礎(chǔ)的補(bǔ)償原則,以區(qū)域理論載畜量為牧壓上限,核定國家公園內(nèi)的家畜數(shù)量,轉(zhuǎn)移超載家畜到公園外的外圍支撐區(qū)。《三江源國家公園野生動物與家畜爭食草場問題及補(bǔ)償試點(diǎn)建議》,在三江源國家公園13個行政村開展兩期補(bǔ)償試點(diǎn),共投入資金近2 000萬元,解決區(qū)域資源配置不均衡和發(fā)展不充分的問題,減少人類放牧活動對野生動物的影響,有效緩解了家畜和野生食草動物爭食草場及人獸沖突,助力實現(xiàn)生態(tài)保護(hù)與民生改善同向發(fā)力,促進(jìn)人與自然和諧發(fā)展。
以數(shù)字技術(shù)賦能國家公園建設(shè),拓展國家公園大數(shù)據(jù)應(yīng)用。立足國家公園的自然稟賦和建設(shè)功能,以數(shù)字技術(shù)建立面向生態(tài)、環(huán)境監(jiān)測的生態(tài)環(huán)境物聯(lián)網(wǎng)監(jiān)測平臺,實現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸、管理、實時在線展示等功能。在三江源國家公園核心保護(hù)區(qū)建立四處長期監(jiān)測樣地,實現(xiàn)氣象、水文、生物要素全天候監(jiān)測及數(shù)據(jù)實時傳輸;建立面向三江源國家公園1.7萬生態(tài)管護(hù)員的巡更管理平臺,實現(xiàn)生態(tài)管護(hù)和監(jiān)測功能;建立面向科研、管理和決策部門的三江源國家公園數(shù)字產(chǎn)品管理展示平臺,實現(xiàn)數(shù)據(jù)成果共享;制作72套關(guān)鍵動植物3D 增強(qiáng)現(xiàn)實(AR)數(shù)字模型和4套虛擬現(xiàn)實(VR)國家公園生態(tài)環(huán)境情景體驗?zāi)P停ǔ擅嫦虼蟊姷淖匀痪坝^體驗平臺,實現(xiàn)國家公園自然價值、人文價值和美學(xué)價值,進(jìn)一步實現(xiàn)了全民共享。
三江源國家公園生態(tài)保護(hù)建設(shè)是黨中央、國務(wù)院統(tǒng)籌推進(jìn)“五位一體”總體布局的重大戰(zhàn)略決策。黨的二十大報告提出“推進(jìn)以國家公園為主體的自然保護(hù)地體系建設(shè)”為自然保護(hù)地體系高質(zhì)量發(fā)展新階段注入了新的動力。三江源國家公園的正式設(shè)園,探索出了具有中國特色的國家公園治理模式。三江源國家公園生物多樣性保護(hù)創(chuàng)新與實踐,有效提升了青海國家公園示范省建設(shè)戰(zhàn)略和生物多樣性保護(hù)科技支撐和創(chuàng)新能力,為三江源國家公園、祁連山國家公園、青海湖國家公園乃至未來青藏高原國家公園群現(xiàn)代化治理體系及適應(yīng)性管理提供了有效技術(shù)途徑和新范式。
(作者:趙新全,中國科學(xué)院西北高原生物研究所 青海大學(xué)省部共建三江源生態(tài)與高原農(nóng)牧業(yè)國家重點(diǎn)實驗室;徐世曉、趙亮、張同作、胡林勇、李奇、郭同慶,中國科學(xué)院西北高原生物研究所。《中國科學(xué)院院刊》供稿)