新疆草地退化原因及对土壤生态和生物多样性的影响

田新春

（新疆维吾尔自治区草原总站，新疆乌鲁木齐 830000）

我国天然草地面积近4亿hm2，占世界总草地面积的13%，占国土总面积的41%。中国近80%的草地位于干旱和半干旱地区[1]。作为我国最大的陆地生态系统，草原具有很高的生态价值和经济价值。它在调节区域气候中起着关键作用，同时也是生态环境保护的主要目标，特别是北方偏远地区。

大量研究表明，在长期的过度放牧和人为干扰下，我国草地已经严重退化[2-3]，出现草地沙漠化、生物多样性降低和碳汇损失等一系列问题。这些问题威胁着中国畜牧业、生态安全和可持续发展[4]。近年来，许多研究集中在界定草地退化的指标上，但对草地退化对生态的影响及后期发展则研究较少。

新疆维吾尔自治区作为我国五大牧区之一，其草地资源总面积达5 725.87万hm2，占新疆总面积的34.44%，畜牧业生产与草地资源相互制约[5]。然而，近年来草地退化现象逐步严重，对新疆畜牧业的可持续发展造成严重影响，同时加剧了沙漠绿洲生态环境的脆弱性。调查数据表明，草地加速退化，不仅给新疆畜牧业的可持续发展带来严重威胁，也导致生态环境恶化。

本文探讨了新疆草地退化的原因，分析了草地退化对土壤生态及生物多样性的影响，指出了草地退化带来的严重危害，并提出了建议，以期为草地的可持续利用和管理提供参考。

1 新疆草地退化现状

调查报告显示，新疆80%以上的草原均有不同程度的退化现象，其中退化较为严重的草地面积达2 880万hm2，占全区可利用草地面积的60%，草地产草量比20世纪80年代下降高达50%，严重的甚至高达80%；2009年资料显示，新疆牧区和半牧区天然草原产草量平均下降了3.4%。

2010年新疆畜牧科学院等多家机构对新疆6个牧业县（市）退化草原抽样调研，结果表明，产草量比20世纪80年代下降30%～70%。随着草原退化加重，有害草种类频增、泛滥，优质牧草种类大幅减少。

2 新疆草地退化的原因

2.1 鼠虫病害加剧

近年来，草地鼠虫害日益加重，导致草地生态失调，已成为造成草地退化、水土流失等现象的重要因素之一。全国草原监测报告显示，2015年全国草原鼠害危害面积达2 908.4万hm2，约占全国草原总面积的7.4%；全国草原虫害危害面积1 254.7万hm2，约占全国草原总面积的3.2%。2005年新疆鼠虫危害面积为289.97万hm2，至2009年鼠虫危害面积增加到761.11万hm2。徐瑶[6]研究发现，在退化草地中，鼠害的发生率为100%。2014年巴州草原站以阿尔金山草原为对象，通过实地调查初步计算鼠虫危害面积达520万hm2，对当地草原生态环境造成了严重的负面影响。

2.2 过度放牧与开垦

新疆草地生态系统具有分布广、面积大、类型多样的特征，利用天然草场放牧是新疆草地畜牧业的特色。中华人民共和国成立以来，随着草原畜牧业的快速发展，牲畜数量逐步增加，草地资源承载压力越来越大。20世纪90年代以后，新疆牧民人口增加，1984年牧民人口49.74万人，2008年底增长4.5倍。1949年新疆牲畜存栏数为1 038.22万头 （只），到2014年末达4 763.46万头（只），超载48%。20世纪80年代，全疆草原理论载畜量为3 224.86万头（只），2013年载畜量为24 29.08万头（只），载畜量下降了24.68%。此外，不同地区的草地类型不同，下降幅度参差不齐。

随着社会经济的发展，草原不断被开发，部分地区存在乱开滥垦现象，或未妥善处理旅游开发与草原生态之间的关系，加剧了草地沙化和水土流失。

2.3 气候环境改变和人为活动不合理

随着温室气体排放的增加，全球平均气温持续升高，在过去的几十年里，我国气温上升趋势明显[7]。有研究表明，降水是影响草地生长的主要气候因子，特别是在干旱或半干旱地区的荒漠草地和高寒草地。当气候转变为干旱气候时，原有草地植被随着气候的转变发生演替或改变，土壤中长期积累的有机物、养分和黏粒物质逐步减少。慈龙骏等[8-9]调查研究表明，气温升高将导致干旱程度加剧，荒漠化区域面积增加。与2004年相比，2009年荒漠化草地面积增加了9 037.35 km2，增加了1.77%[10]，而南疆盆地和东疆盆地蒸发量增加了1/3以上。

气候环境变化和人为活动共同作用加速了草地生态系统的退化。几年前，我国大力推行牧民定居安置工程和草场承包制度，修建房屋畜棚和围栏、人工种植等[11]，导致中高覆盖度的草地面积直线下降，草地退化严重，影响面积大、持续时间长。净初级生产力（NPP）是指单位面积、单位时间内植被通过光合作用积累的有机物总量[12]。NPP对气候变化和人类活动尤为敏感，能够准确反映植被生长对气候和人为因素的响应。研究发现，比较植被实际净初级生产力（ANPP）和潜在净初级生产力（PNPP）能够定量评价人类对植被生产力的影响[13]。杨红飞等[14]在近10年新疆草地生态系统ANPP研究中发现，草地植被在6—8月期间NPP占全年NPP的63.17%，虽然不同草地类型的平均NPP月变化差异较大，但均在7月达到峰值。

此外，水资源利用不合理是流域中下游草地荒漠化的主要因素，哈密盆地、吐鲁番盆地、天山北麓东段、天山北麓中段、渭干河流域等区域水资源利用全部超载[15]。河道上游的不合理引水、开荒等，使平原水域面积减少，优势草种大量消失[16-17]。

3 草地退化的影响

3.1 草地退化对土壤生态的影响

从生物学角度分析，草地退化通常被认为是土壤基底覆盖量的减少。草地退化降低了净初级生产力，进而降低了土壤肥力和土壤有机碳储量。土壤中的有机碳主要来源于植物残体、根系及其分泌物。

以根系分泌物为例，根系分泌物是植物生长过程中由根系的不同部位溢出或分泌的一些无机离子、质子和有机化合物的统称[18]。根系分泌物主要由碳基化合物组成[19]，其对土壤碳循环有直接影响。研究发现，与凋落物和根系周转相比，根系分泌物在很大程度上有助于土壤碳输入[20]。

此外，草地退化会增加土壤中CO和CO2含量。可见，草地退化对土壤中的碳影响较显著[21]。

3.2 草地退化对生物多样性的影响

人为活动是草地退化中最重要的影响因素，如将自然草地生态系统转化成可供人类利用的农业、工业等生产系统，如放牧、滥采滥挖、旅游开发、气候变化等，将引起草地大面积退化，对生物多样性产生有利或不利的影响[22]。

以放牧为例，放牧过程中牲畜通过啃食、践踏破坏了草地环境，进而改变了草地群落结构[23]。从遗传多样性分析，过度放牧使物种繁育受阻，如生殖枝数量减少、结实率降低或植株还未开花就被啃食，有性繁殖减少，个体间、种群间基因交流减少，故而降低了遗传多样性。从物种多样性分析，放牧采食或践踏降低了优势种的优势度，为竞争力较弱物种拓宽了生存空间，使物种的种类和数量发生了变化，导致物种多样性发生了变化。

以文化旅游为例，旅游过程中因游客选择性的采摘、挖掘等，植被的群落结构及多样性受到不同程度的影响。大量旅游项目的开发建设等，严重破坏了植被景观、群落结构及多样性[24]。

此外，人为过度刈割，可改变植物个体形态、地上和地下生物量分布、营养物质含量，改变物种在群落中的地位及占比；人为开垦导致农耕地数量大量减少[25]。不适宜的开垦使草地植被退化、土壤沙化，加剧了土壤盐碱化，进而降低了植物多样性。同时，土壤中的碳、氮、磷元素是植物赖以生长的重要养分元素，人为乱垦严重破坏了土壤养分结构。

新疆地区环境干燥，草地生态系统敏感脆弱，易受人类活动的影响。2008年新疆牧区有近44%的天然草场发生不同程度的退化。朱美玲等[26]对新疆7个牧业县和半牧业县的草地退化数据研究发现，过度放牧是造成草地退化的决定性因素，牧民超载放牧是导致草原生态环境恶化的主要原因。随着草地畜牧业的快速发展，牲畜数量剧增，在草场面积固定的情况下，草地载畜量持续增加，逐渐超出草场的实际承载力[26]。

4 建议

退化草地的植被量减少，故根系生物量减少，在生长季根系分泌物释放量也随之降低，影响了土壤碳输入，对草原生态系统安全造成了严重威胁。因此，相关人员要进一步研究，制定有效的草地退化防治策略，实现土壤碳固定。

草地资源的退化受牧区生态条件、文化、技术、政策、经济发展等多种因素的影响，牧民扩大养殖规模是草地退化的主要因素。新疆牧区长期不合理放牧，影响了草地植被生长发育、降低了ANPP，造成了草地退化，进而影响了草地生态系统。因此，调控放牧是保护草地资源的最重要手段。此外，还应考虑多种因素，有效结合草地开发与利用，制定与当地发展相匹配的策略，从而促进草地资源可持续利用。