李 嵐,侯扶江

(草地農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 蘭州大學(xué)草地農(nóng)業(yè)科技學(xué)院,甘肅 蘭州 730020)

我國草原生產(chǎn)的主要自然災(zāi)害

李 嵐,侯扶江

(草地農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 蘭州大學(xué)草地農(nóng)業(yè)科技學(xué)院,甘肅 蘭州 730020)

摘要：草地是主要的陸地生態(tài)系統(tǒng)組成之一。中國是位居世界第二的草地資源大國，但近50年來,草原災(zāi)害頻繁發(fā)生。草原災(zāi)害不僅影響牧草品質(zhì)和產(chǎn)量,而且對牲畜也造成嚴(yán)重影響。牲畜作為動(dòng)物生產(chǎn)層的重要組成部分,關(guān)系到生態(tài)系統(tǒng)的活力以及生產(chǎn)效益的高低。目前草地農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)在整個(gè)生物圈中已經(jīng)承受著最底層的壓力。本文對草原雪災(zāi)、暴風(fēng)災(zāi)害、生物災(zāi)害(包括鼠害、蟲害)、旱災(zāi)的產(chǎn)生原因、分布區(qū)域、發(fā)生頻率、趨勢進(jìn)行分析總結(jié)。通過借鑒國外草原災(zāi)害發(fā)生的應(yīng)對策略,結(jié)合我國國情,提出相關(guān)的政策建議。

關(guān)鍵詞:草原災(zāi)害;雪災(zāi);暴風(fēng);鼠害;蟲害;旱災(zāi)

草地資源是草地農(nóng)業(yè)的基礎(chǔ)[1-2]。我國天然草原面積約4億hm2,占國土面積的41.7%,其中可利用草原面積超過2/3,但家畜生產(chǎn)力水平不及發(fā)達(dá)國家的1/3[3]。2014年,全國肉類總產(chǎn)量8 707萬t,其中牛肉產(chǎn)量689萬t、羊肉產(chǎn)量428萬t、牛奶產(chǎn)量3 725萬t,牧區(qū)和半農(nóng)半牧區(qū)天然草原牛、羊出欄分別為1 102萬頭和7 039萬頭,至少占全國牛羊肉產(chǎn)量的1/5～2/5[4]。然而,頻繁發(fā)生的自然災(zāi)害等嚴(yán)重制約著各國的草原生態(tài)生產(chǎn)力,據(jù)估計(jì)每年自然災(zāi)害造成的家畜死亡率都在5%以上,其中由于受自然條件的影響而發(fā)生動(dòng)物疫病，由此導(dǎo)致畜禽死亡而造成的直接經(jīng)濟(jì)損失每年達(dá)200多億元[5-6]。根據(jù)草原生產(chǎn)的災(zāi)害成因,主要分為氣象災(zāi)害，如雪災(zāi)、火災(zāi)、大風(fēng)災(zāi)害、干旱災(zāi)害以及三化災(zāi)害，生物災(zāi)害，如病、蟲、鼠災(zāi)等,人為災(zāi)害，如過牧等，這些災(zāi)害之間互為因果，有著復(fù)雜的相互關(guān)系。它們都是由于自然異常變化或人類活動(dòng)影響草原生態(tài)服務(wù)功能,破壞草地農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)草―畜―人的和諧、平衡,造成經(jīng)濟(jì)損失和人員傷亡。為此,研究草原災(zāi)害的成因、分布、頻率以及應(yīng)對措施，不僅對植物生產(chǎn)層具有重要意義,更對增強(qiáng)草原抗災(zāi)防災(zāi)能力,提高畜牧業(yè)生產(chǎn)水平和生產(chǎn)效益有著重要的意義[7]。目前國內(nèi)外學(xué)者對單一災(zāi)害的研究較多，但對影響草原生產(chǎn)力的多種災(zāi)害的宏觀分析較少；對災(zāi)害造成的損害研究較多，而對災(zāi)害積極方面研究較少。本文在涉及雪災(zāi)、鼠害等多種自然災(zāi)害的基礎(chǔ)上，宏觀總結(jié)影響草原生產(chǎn)的災(zāi)害，同時(shí)提出其相應(yīng)的積極意義，以便制定更加優(yōu)化的應(yīng)對策略。

1雪災(zāi)

雪災(zāi)也稱白災(zāi)[7],積雪深度、積雪日數(shù)以及氣溫是成災(zāi)必要條件[8]。當(dāng)積雪深度≥10 cm，根據(jù)成災(zāi)因子，雪災(zāi)可分為3個(gè)等級(表1)。

雪災(zāi)對草原生產(chǎn)的影響，除了阻礙家畜覓食、采食和行動(dòng)外，與之相伴的低溫是傷害家畜的重要因素。一般氣溫降至-30 ℃時(shí),牲畜出現(xiàn)血壓上升、肺出血、凍傷等癥狀；24 h內(nèi)降溫6 ℃以上,對牲畜的影響更大[10-11]。我國北方牧區(qū),馬、羊的掉膘臨界低溫分別為-5和-15 ℃[12],大雪和暴雪往往造成 61.9%～92.3%的牲畜掉膘、5.7%～48.5%的牲畜死亡,9.6%～36.3%的懷孕母畜流產(chǎn),羔犢初生重降低0.5～3.7 kg[12]。

我國雪災(zāi)年際波動(dòng)幅度大,近年呈現(xiàn)增加趨勢[6]，目前,全國每年草原雪災(zāi)面積約90億hm2[12],占草原面積的10%[11]，是制約牧區(qū)畜牧業(yè)發(fā)展的重要因素。我國草原雪災(zāi)多發(fā)生于蒙、新、青和藏4省(自治區(qū))。內(nèi)蒙古大興安嶺、北疆和青藏高原為雪災(zāi)多發(fā)區(qū)[13]。近50年來,錫林郭勒盟雪災(zāi)11月發(fā)生的次數(shù)超過50%,3～4月發(fā)生的次數(shù)約40%;錫林郭勒盟和烏蘭察布市北部雪災(zāi)2～3年一次[13];據(jù)統(tǒng)計(jì)，50.9% 的雪災(zāi)發(fā)生在北疆，南疆占38.8%，其中阿勒泰地區(qū)遭受輕度白災(zāi)11 次、中度白災(zāi)4 次、重度白災(zāi)6次[5,10]。青海牧區(qū)總共發(fā)生30次雪災(zāi),嚴(yán)重的有12次,特大雪災(zāi)6次[14]。1949-2002年,西藏共遭受大面積雪災(zāi)80次,其中受災(zāi)牲畜超過200萬頭的雪災(zāi)共發(fā)生7次[15]。雪災(zāi)影響面積一般在10萬km2以上,青藏高原可達(dá)20萬～30萬km2,甚至更廣[16]。

2風(fēng)災(zāi)

風(fēng)災(zāi)亦稱之為黑災(zāi)[4]。沙塵暴是風(fēng)災(zāi)的重要表現(xiàn)形式,主要影響牲畜采食,更嚴(yán)重的甚至發(fā)生牲畜丟失現(xiàn)象。陜、甘、青、寧、新、蒙是我國草原沙塵暴的高發(fā)區(qū),尤其是甘肅河西走廊、新疆和內(nèi)蒙古西部等西北內(nèi)陸干旱區(qū)[17-20]。

總體上,西北牧區(qū)沙塵暴發(fā)生次數(shù)在過去60多年呈增加趨勢(圖1),但沙塵暴發(fā)生日數(shù)減少。青海春季沙塵暴平均達(dá)7次以上[18]；內(nèi)蒙古地區(qū)是中國西北華北沙塵暴高發(fā)區(qū)之一。1995―2007年內(nèi)蒙古沙塵暴多達(dá)945次, 其中特強(qiáng)沙塵暴49次、強(qiáng)沙塵暴83次、次強(qiáng)沙塵暴130次、弱沙塵暴683次[19]；南疆沙塵暴主要時(shí)段集中在4―10月，月平均沙塵暴日數(shù)7.1～14.6 d;北疆多發(fā)時(shí)段在4―9月，月平均沙塵暴日數(shù)1.2～2.3 d[20]。沙塵暴的發(fā)生與連續(xù)干旱、草原嚴(yán)重退化有關(guān),反過來又加劇了草原生態(tài)環(huán)境的惡化[23]。

表1　雪災(zāi)等級[9]

圖1　1951-2010年西北牧區(qū)強(qiáng)沙塵暴發(fā)生頻率[21-22]

3火災(zāi)

草原火災(zāi)是冬春季節(jié)草原生產(chǎn)面臨的主要自然災(zāi)害,尤其春季,因?yàn)榻邓?氣溫回升快,大風(fēng)日數(shù)多,地被物干燥[24]。火災(zāi)主要損害地表的牧草,影響牲畜增重,甚至直接造成牲畜死亡。草原火災(zāi)周期性波動(dòng)主要受氣候和生物量積累的周期性影響[24]。

我國是世界上草原火災(zāi)比較嚴(yán)重的國家,草原易發(fā)生火災(zāi)面積占1/3,頻繁發(fā)生火災(zāi)面積占1/6;2006-2014年全國草原火災(zāi)發(fā)生次數(shù)在83～320次,年過火面積5 158～39 338.6 hm2,年際間波動(dòng)較大[25-26](圖2)?；馂?zāi)區(qū)域主要集中于冀、蒙、遼、黑、甘、新6個(gè)省份,火災(zāi)次數(shù)占全國的61.09%,其中內(nèi)蒙古火災(zāi)最多;近30年共發(fā)生4116起,平均每年發(fā)生137.2起[27]。內(nèi)蒙古草原火災(zāi)空間分布呈東多西少趨勢,呼倫貝爾市是草原火災(zāi)的高發(fā)區(qū);火災(zāi)發(fā)生有兩個(gè)時(shí)段,一個(gè)在3―6月,另一個(gè)在11-12月[28]?；馂?zāi)空間分布呈東多西少趨勢,主要與地被可燃物有關(guān)[29]；1994-2004年呼倫貝爾草原火災(zāi)造成212 頭牲畜受傷, 8 944頭死亡,燒毀貯存飼草134.15萬kg,總共過火面積 144.2萬hm2[30]。

圖2　我國草原火災(zāi)動(dòng)態(tài)[24]

4生物災(zāi)害

主要是鼠、蟲、病害,是生物特有的活動(dòng)規(guī)律、氣候等自然因素和放牧等管理活動(dòng)共同作用的結(jié)果。

4.1鼠害

草原鼠害是嚙齒目和兔形目的小型哺乳動(dòng)物對草原生產(chǎn)造成的破壞。我國草原上分布的鼠類有100余種，主要分布在青、蒙、藏等13個(gè)省(區(qū)),常見有高原鼠兔(Ochotonacurzoniae)、高原鼢鼠(Eospalaxbaileyi)等20種，它們采食牧草的地上或地下部分、破壞草原地表和地下土層、傳播疾病等，威脅家畜和人類[31]。

近10年,我國年鼠害危害面積3 675.8萬～4 087.2萬hm2,約占草原總面積的10%,年際間波動(dòng)不大(圖3)[26]。2012年,危害面積較大的鼠類主要是高原鼠兔和高原鼢鼠,其危害面積分別占全國危害面積的42%和12%[31]。青藏高原是我國草原鼠害較為嚴(yán)重的地區(qū),2013年青藏高原高原鼠兔和高原鼢鼠危害面積分別占全國鼠害總面積的71.74%和27.25%[32]。新疆阿勒泰草原每年鼠害危害面積4萬～18萬hm2,年際間波動(dòng)幅度較大,但呈減少趨勢[33]。

圖3　我國草原生物災(zāi)害動(dòng)態(tài)[25]

2008-2012年,甘肅草原鼠害累計(jì)危害面積達(dá)2 606.3萬hm2,年均危害面積521.27萬hm2。按平均1 hm2損失牧草2 kg，1 kg鮮草0.2元計(jì),因鼠害造成的牧草損失約1 042.52萬元[34]。

4.2蟲害

成災(zāi)蟲類主要為蝗蟲和草原毛蟲(Gynaephoraalpherakii)。草原蝗蟲爆發(fā)主要由于冬春高溫、夏初的干旱少雨以及草原退化,牧草氮含量下降是直接原因。草原毛蟲的幼蟲消耗牧草、影響家畜正常采食,也引發(fā)家畜中毒。其它蟲類包括葉甲(Chrysomelidea)、草地螟(Loxo-stegesticticalis)等[31,35-36]。

近10年,我國年草原蟲害面積1 388.1萬～2 700.7萬hm2,約占草原總面積的3.5%～6.8%,平均年危害面積2 099萬hm2,其中嚴(yán)重危害面積1 011萬hm2,年均鮮草損失1 106 964萬kg[26](圖3)。2008-2012年,甘肅草原蟲害累計(jì)危害面積達(dá)700.2萬hm2,年均危害面積140萬hm2,大都來自天然草地。其中,嚴(yán)重危害面積達(dá)342.6萬hm2。造成的牧草損失約31.5億kg[37]。2008年北方地區(qū)草地螟突發(fā),草原蟲害面積達(dá)到2 700.7萬hm2,為歷年最高。按1個(gè)羊單位日食鮮草5 kg計(jì),每年草原蟲害損失鮮草相當(dāng)于517萬羊單位采食量[38],導(dǎo)致的草原退化、家畜中毒等損失尚不計(jì)算在內(nèi)。

5旱災(zāi)

我國草原旱災(zāi)等級分三等(表2),出現(xiàn)嚴(yán)重夏旱的頻率為10%～20%,春夏連旱的概率基本在40%左右[40]。旱災(zāi)使草原植物出現(xiàn)“矮小化”現(xiàn)象,產(chǎn)草量下降,而一些地區(qū)毒草則生長旺盛[12]。

我國草原旱災(zāi)總體呈東西分布,有向西部擴(kuò)展的趨勢;近50年,旱災(zāi)具有面積增大和頻率加快的趨勢;20世紀(jì)90年代以后,草原旱災(zāi)的影響和損失明顯高于之前,受災(zāi)牲畜也大幅度增加。1989-1998年,旱災(zāi)在所有氣象災(zāi)害中占50%,1999-2005年達(dá)到60%以上[41]。20世紀(jì)90年代以來,青海和新疆旱災(zāi)面積年增速為 8.35萬hm2;青藏高原牧區(qū)旱災(zāi)呈多發(fā)態(tài)勢,發(fā)生頻率超過40%,中等以上風(fēng)險(xiǎn)等級的區(qū)域面積總計(jì)為 103.26萬km2,占青藏高原總面積的40%[42-44]。20世紀(jì)50年代以來,新疆草原受旱面積逐漸增大(圖4),近幾十年間共發(fā)生較大范圍的旱災(zāi)16次[44]。

表2　我國草原干旱等級[39]

圖4　1966-2009年新疆牧區(qū)旱災(zāi)動(dòng)態(tài)[44]

1950-2011年,我國年均遭受干旱災(zāi)害的面積為2 147.48萬hm2,造成的糧食損失達(dá)1.623 1×1010kg,飲水困難大牲畜數(shù)達(dá)2 128.64 萬頭[45]。1990-2007年內(nèi)蒙古草原平均每年因干旱造成臨時(shí)飲水困難170.46萬人和2 071. 52萬頭大牲畜。 18年間全區(qū)因干旱造成糧食損失3 627 53萬t,是糧食總產(chǎn)量的11.79%,造成農(nóng)業(yè)直接經(jīng)濟(jì)損失達(dá)5 794 926.32萬元[46]。

6討論

我國草原自然災(zāi)害主要發(fā)生在西北牧區(qū),并且呈上升趨勢。其中雪災(zāi)、旱災(zāi)對畜牧業(yè)的影響最大,其往往造成牲畜掉膘或死亡。其它災(zāi)害主要通過影響牧草,使牲畜無法充分采食。

目前國內(nèi)外學(xué)者對單一災(zāi)害的研究很多，但對影響草原生產(chǎn)力的多種災(zāi)害的宏觀分析較少。由于極端氣候事件具有復(fù)雜性，國內(nèi)對草原雪災(zāi)的研究主要集中在對造成重度雪災(zāi)的暴雪天氣個(gè)例進(jìn)行分析，個(gè)例要反映整個(gè)地區(qū)的情況還是有些薄弱；同時(shí)，暴雪的預(yù)報(bào)準(zhǔn)確率較低，下一次及未來有可能發(fā)生雪災(zāi)的時(shí)間和地點(diǎn)的判斷研究較少，或者研究的時(shí)間和范圍較模糊，明顯滿足不了迅速發(fā)展的畜牧業(yè)生產(chǎn)的需要，不具有實(shí)施預(yù)防的現(xiàn)實(shí)意義。在暴風(fēng)災(zāi)害方面，由于沙塵暴形成過程和下墊面的復(fù)雜性，影響因子眾多，定量研究工作仍處于初步階段。國內(nèi)學(xué)者對草原火災(zāi)、生物災(zāi)害、旱災(zāi)的研究基本集中于其對牧草的危害，而對牲畜的危害研究較少，忽視了適度的火燒和生物多樣性對草原的積極作用。其中蟲害主要集中于對蝗蟲的研究而忽略了草原毛蟲以及其它蟲類對草原危害機(jī)制的研究。

國外草原也經(jīng)受不同程度的災(zāi)害,蒙古國、美國、澳大利亞、加拿大、前蘇聯(lián)等草原大國經(jīng)常受到災(zāi)害的困擾。為了抵御雪災(zāi),美國建立了預(yù)警機(jī)制,建設(shè)家畜避難所,加強(qiáng)畜圈防護(hù)強(qiáng)度[47-49]。為了預(yù)防沙塵災(zāi)害,更好監(jiān)測牧場的情況,澳大利亞牧場倡議改善地被植物、保持生物多樣性計(jì)劃,盡量建植低可燃性的植被,建立火災(zāi)危險(xiǎn)警報(bào)早期預(yù)警系統(tǒng)對火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)等級進(jìn)行預(yù)報(bào)[50]。美國防控鼠害,首先是預(yù)警,定位觀測、線路調(diào)查和常年觀測相結(jié)合,生物防治,以及短期適度放牧相結(jié)合等措施,抗旱機(jī)制包括調(diào)整畜群(如控制載畜量)和草原建設(shè)(如建立干旱儲(chǔ)備牧場、建植一年生或多年生栽培草地等)[51]。

草原災(zāi)害也有相對的積極作用。草原雪的厚度、深度減少會(huì)影響到牲畜的飲水,特別是4、5月份牧草返青。降雪天氣明顯降低了草原火險(xiǎn)等級,同時(shí)增加了空氣濕度,對抑制疾病和降低草原火險(xiǎn)等級有積極作用,另一方面增加了土壤水分,促進(jìn)了來年牧草生長。沙塵暴在某種程度上能凈化空氣,一定程度上抑制全球變暖;此外,沙塵暴是全球尺度的物質(zhì)輸送方式之一,所遷移的沙塵一定程度上彌補(bǔ)了陸地和海洋的土壤養(yǎng)分。在熱帶、亞熱帶地區(qū),火是重要的草原管理方式,適度的燃燒也有利于草原更新。草原有害生物是生態(tài)系統(tǒng)的組分,是食物鏈與營養(yǎng)循環(huán)的重要環(huán)節(jié),如果對生物災(zāi)害的防控超過限度,生態(tài)系統(tǒng)就會(huì)遭到破壞。

實(shí)現(xiàn)草原防災(zāi)減災(zāi)的重要手段是要建立完善的草地農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)，完善現(xiàn)代放牧制度,實(shí)行季節(jié)畜牧業(yè)[52],發(fā)展草地季節(jié)性畜牧業(yè), 實(shí)行以草定畜,使不同季節(jié)的牲畜飼養(yǎng)量同其草地載畜能力基本相適應(yīng)。針對可利用飼草資源在空間(不同類型牧場)和時(shí)間(不同季節(jié))上的動(dòng)態(tài)特征,充分利用暖季牧草生長快、家畜基礎(chǔ)代謝低、牧草利用率高的優(yōu)勢,提高牧草-畜產(chǎn)品轉(zhuǎn)化速度, 提高單位草地面積的畜產(chǎn)品數(shù)量,同時(shí)留足冬季放牧場,科學(xué)貯備牧草,結(jié)合補(bǔ)飼。有針對性地對放牧畜群結(jié)構(gòu)進(jìn)行調(diào)整,例如確定適宜的馬牛羊等各類牲畜比例、適當(dāng)擴(kuò)大母畜基數(shù),制定相應(yīng)的畜群周轉(zhuǎn)計(jì)劃(例如秋季強(qiáng)度肥育,有針對性地淘汰老、弱、病畜)等[53-56];草原牧區(qū)嚴(yán)格執(zhí)行劃區(qū)輪牧、季節(jié)輪牧,在牧草的返青期和結(jié)實(shí)期推遲放牧,促進(jìn)牧草正常繁殖、更新。傳統(tǒng)的“豬-糧”農(nóng)業(yè)系統(tǒng)割斷草與畜的天然聯(lián)系,在農(nóng)耕地區(qū)建立豐產(chǎn)草地,開發(fā)農(nóng)田秸稈的飼料,大力發(fā)展優(yōu)質(zhì)栽培草地和改良草地，建立優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)飼料基地實(shí)行營養(yǎng)體農(nóng)業(yè),種草養(yǎng)畜,發(fā)展“籽粒-營養(yǎng)體型”農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)由耗糧型動(dòng)物向食草型動(dòng)物轉(zhuǎn)變。牧區(qū)現(xiàn)有耕地種植牧草,適宜區(qū)域割草,發(fā)展前植物生產(chǎn)層的景觀生產(chǎn)效益和后生物生產(chǎn)層的產(chǎn)品增值,多層次管理,正發(fā)揮草地農(nóng)業(yè)系統(tǒng)的巨大潛力[56-59]。

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(責(zé)任編輯王芳)

The main natural disasters affecting grassland productivity in China

Li Lan，Hou Fu-jiang

(State Key Laboratory of Grassland Agro-ecosystems, College of Pastoral Agriculture Science and Technology, Lanzhou University, Lanzhou 730020, China)

Abstract:Grassland is the main composition of the terrestrial ecosystem. China is the second largest country with grassland resources in the world. However, grassland disasters occurred frequently within the last fifty years, which not only affected forage quality and yield, but also had a serious impact on livestock. Livestock, as an important part of the animal production level, is related to the vigor and production efficiency of the whole ecosystem. Currently, grassland agricultural ecosystem has been suffering from the deepest pressure throughout the biosphere. The paper analyzes the causes, distribution area, frequency of occurrence and development trend of four typical disasters in grassland including snow storms, cyclones, biological disasters(including rats, insects)and drought. Then, policy suggestions are recommended after drawing lessons from international grassland disaster strategies in combination with China’s national conditions.

Key words:grassland disaster; snow disaster; cyclones; rat disasters; insect pest; drought

DOI:10.11829/j.issn.1001-0629.2015-0413

*收稿日期：2015-07-20

基金項(xiàng)目：國家自然科學(xué)基金(31172249)；長江學(xué)者和創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)發(fā)展計(jì)劃(IRT13019)；國家科技支撐計(jì)劃課題(2012BAD13B05、2011BAD17B02-03)；公益性行業(yè)(農(nóng)業(yè))科研專項(xiàng)資助(201403071-6)；“973”課題(2014CB138706)

通信作者：侯扶江(1971-)，男，河南扶溝人，教授，博導(dǎo)，博士，主要從事放牧管理研究。 E-mail：cyhoufj@lzu.edu.cn

中圖分類號：S812.6

文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

文章編號：1001-0629(2016)5-0981-09*1

Corresponding author:Hou Fu-jiangE-mail:cyhoufj@lzu.edu.cn

李嵐,侯扶江.我國草原生產(chǎn)的主要自然災(zāi)害.草業(yè)科學(xué),2016,33(5)：981-989.

Li L,Hou F J.The main natural disasters affecting grassland productivity in China.Pratacultural Science，2016,33(5)：981-989.

后生物生產(chǎn)層

接受日期：2015-12-08

第一作者：李嵐(1989-)，女，河南三門峽人，在讀碩士生,主要從事草業(yè)經(jīng)濟(jì)研究。E-mail：lli13@lzu.edu.cn