三江源國家公園生物多樣性保護創(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區(qū),也是我國重要的生態(tài)安全屏障。為保護該地區(qū)獨特的高寒生態(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方案》,三江源國家公園成為我國第一個國家公園體制試點,2021年成為我國首批正式設(shè)立的國家公園之一,總面積達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創(chuàng)新與實踐,對于保護三江源區(qū)生態(tài)系統(tǒng)的原真性和完整性,維護我國生態(tài)安全、資源安全、戰(zhàn)略安全、物種安全,推進美麗中國建設(shè),應(yīng)對全球氣候變化,促進人與自然和諧共生,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開展以來,圍繞三江源國家公園生物多樣性保護存在的問題,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,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提供了有益借鑒,為以國家公園為主體的自然保護地體系建設(shè)提供了三江源經(jīng)驗。
三江源國家公園生物多樣性保護: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、恢復退化草地、保護野生動物棲息地,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,進而改變了野生食草動物的棲息環(huán)境,導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、進程和文書提供綱領(lǐng)性指導文件,也將促進《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?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的重要途徑則是提升環(huán)境保護和自然修復水平、可持續(xù)的生產(chǎn)和消費食品以及快速深入推進全產(chǎn)業(yè)脫碳。三江源國家公園在體制機制試點階段,就充分重視與國際生物多樣性保護計劃接軌,圍繞生物多樣性保護、生態(tài)恢復和高質(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,明確了多功能目標實現(xiàn)新途徑,研發(fā)了物種保護和區(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提供了可推廣、可借鑒的成功案例。
草地功能再認識及多功能目標管理: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,保護草地健康和可持續(xù)利用,實現(xiàn)了保護自然、服務(wù)人民和永續(xù)發(fā)展的目標。
草地多功能目標管理框架的理論基礎(chǔ)和技術(shù)原理指導技術(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管理的完整創(chuàng)新體系和鏈條。草地多功能目標管理框架的理論基礎(chǔ)包含生態(tài)系統(tǒng)生態(tài)學、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。草地多功能目標管理框架的技術(shù)體系包括地表信息精準測量及遙感反演、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。草地多功能目標管理的模式涵蓋綠色發(fā)展指標體系、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、草地多功能目標管理模塊化動態(tài)模型等內(nèi)容。
草地多功能目標管理框架將草地的多功能性作為自然保護地體系建設(shè)的重要內(nèi)容,可以更好地實現(xiàn)草地多功能目標管理與自然保護地建設(shè)。具體實踐為:優(yōu)化保護地草地、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(圖1);科學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;實施保護地放牧家畜與當?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;實施新的補償標準,以“機會+管護”成本為原則進行補償,根據(jù)保護效果尋找新的補償機制,解決區(qū)域間資源配置不平衡和不充分的問題。
生物多樣性保護新技術(shù)研發(fā)和應(yīng)用:技術(shù)突破
保護青藏高原生物多樣性,首要是保護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、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精準化管理和技術(shù)突破(圖2)。應(yīng)用無人機、人工智能(AI)自動判別、系留氣球、直升機搭載光電吊艙、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為主的恢復治理,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的藏羚進行精準監(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、高光譜等設(shè)備,地面可見光分辨率達到5—7 cm,高光譜成像儀分辨率達30 cm,續(xù)航能力達500 km,具有續(xù)航能力強、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)域進行觀測,獲取試點區(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,采用深度學習的方法,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。對無人機影像進行灰度化、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致的滅絕風險,限制了物種應(yīng)對長期環(huán)境變化的能力。因此,保持和恢復野生動物景觀連通性對野生動物保護極為重要。尤其是對于生境破碎化嚴重的物種,通過建立物種遷移廊道,增強生境連通性能夠保持物種種群間的擴散和基因交流。基于野生動物本底調(diào)查,結(jié)合查閱文獻獲得的物種分布位點,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,以核心保護區(qū)(適宜分布區(qū))作為廊道建設(shè)的“源”,節(jié)點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)學和動物營養(yǎng)學原理,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,制訂草地放牧利用率標準,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,對草地承載力進行科學精細核定。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;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;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,此時放牧家畜進行短期圈養(yǎng),促進草地植被生長;夏季草地盛草期,在保護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,保護草地繁殖生長和種子庫;在冬季枯草期,實施適度補飼,提高家畜繁活率、促進健康生長。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)濟效益。
三江源國家公園多樣性保護實踐: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-樣點的地面調(diào)查為主,結(jié)合無人機、紅外相機和衛(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保護野生動物分別為16種和42種,有益、有重要經(jīng)濟價值、有科學研究價值的野生動物142種,省級保護動物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,基于保護等級和承載力等不同策略疊加分析,繪制保護物種分布圖集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、保護和修復提供依據(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為目標的“自然保護地再野化模式”。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,擴大有蹄類野生動物棲息地3.85×104 km2,實現(xiàn)生態(tài)保護和畜牧業(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)修復技術(shù)、黑土山(坡)分類干預(yù)修復技術(shù)、退化高寒草原生態(tài)修復技術(shù),形成鄉(xiāng)土草種混播+免耕補播+生物炭+功能菌肥+生長季休牧技術(shù)的近自然修復體系,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,地上生物量達到4.5—7.5 t/hm2;區(qū)域水源涵養(yǎng)量、土壤保持量和防風固沙量分別為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。
科學研究與重大生態(tài)保護工程相結(jié)合:示范推廣
生物多樣性保護新模式的實踐。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”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”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)。筆者團隊提交的《三江源區(qū)生態(tài)保護與可持續(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。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)保護補助獎勵機制”和“退牧還草工程”等重大工程實施,為指導同類地區(qū)實施各項生態(tài)保護和修復重大工程提供了科學依據(jù)。
生物多樣性保護與牧民可持續(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,增強了家畜抵御雪災(zāi)的能力。
“生物多樣性保護+”5項新技術(shù),多策并舉、多方參與實現(xiàn)物種多樣性保護。包括“生物多樣性保護+生態(tài)畜牧業(yè)”“生物多樣性保護+棲息地修復”“生物多樣性保護+飼草產(chǎn)業(yè)”“生物多樣性保護+野生食草動物與家畜平衡”和“生物多樣性保護+食物網(wǎng)營養(yǎng)級復雜性”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)累計銷售收入達到2.37億元,有效促進了三江源草地生態(tài)功能恢復、草地畜牧業(yè)生產(chǎn)方式轉(zhuǎn)變及經(jīng)濟效益提高。有效支撐了三江源國家公園建設(shè),促進了三江源區(qū)生態(tài)功能恢復、后續(xù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展、生物多樣性保護和社會的和諧穩(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?shù)剞r(nóng)牧民參與保護生態(tài),改變了當?shù)貍鹘y(tǒng)的生產(chǎn)生活方式,引導農(nóng)牧民脫貧致富和鄉(xiāng)村振興,實現(xiàn)了區(qū)域生物多樣性保護和經(jīng)濟社會發(fā)展的共贏。
探索以原真性保護效果為依據(jù)的生態(tài)補償機制新思路。基于“機會成本+管護成本”為基礎(chǔ)的補償原則,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償試點建議》,在三江源國家公園13個行政村開展兩期補償試點,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)保護與民生改善同向發(fā)力,促進人與自然和諧發(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)管護員的巡更管理平臺,實現(xiàn)生態(tài)管護和監(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、人文價值和美學價值,進一步實現(xiàn)了全民共享。
三江源國家公園生態(tài)保護建設(shè)是黨中央、國務(wù)院統(tǒng)籌推進“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“推進以國家公園為主體的自然保護地體系建設(shè)”為自然保護地體系高質(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,中國科學院西北高原生物研究所 青海大學省部共建三江源生態(tài)與高原農(nóng)牧業(yè)國家重點實驗室;徐世曉、趙亮、張同作、胡林勇、李奇、郭同慶,中國科學院西北高原生物研究所。《中國科學院院刊》供稿)