规模化苜蓿草地……北方规模化人工草地……南方永久性改良草地

人工草地生态评价 林草新闻 2023-09-08 07:02 发表于北京

中国不仅是最大的主粮生产国，也是最大的家畜生产国，2020年中国生产了7760万吨肉类，比第二大肉类生产国美国高50%。这种规模的肉类产品持续生产对中国的饲草料供给提出了严峻挑战。同时，中国北方草原的生产力和肉类供给规模显著下降，发展饲草生产与种养结合模式是保障我国饲料安全的有效对策之一。在目前中国肉产品需求旺盛、饲草供给紧张的情况下，大力发展人工草地是践行大食物观、贯彻落实农业供给侧改革的重要途径。尤其是多年生人工草地，不但具有很高的生物生产能力，也具有可观的生态和环境效益，在固碳固氮、防风固沙、保持水土和降低农业污染方面发挥着十分重要的作用。

1、规模化苜蓿草地：家畜好口粮，土壤好管家

苜蓿是世界范围内种植最广泛的豆科牧草，因其优良的品质和跨越气候带的广泛适应性，成为我国大规模牧草生产和农牧交错区土地恢复中使用的最佳候选植物物种之一。我国目前苜蓿播种累计面积达384万公顷，占所有优质牧草播种总面积的40%。在北方苜蓿主产区（内蒙古、吉林、黑龙江、河北、陕西、甘肃等地），灌溉条件下苜蓿草地每年可以割3茬以上，每亩可生产600-1000公斤苜蓿干草、提供植物蛋白120-200公斤。按近5年平均价格约1800元/吨计算，苜蓿草地年均效益超过1000~1500元/亩，高于国家统计局2021年统计的约824元/亩的粮食收入，苜蓿干草能提供大量优质蛋白饲料，可有效缓解饲料粮压力。

规模化苜蓿草地碳固存潜力模拟发现，在降雨和灌溉条件下苜蓿人工草地土壤固氮能力达到90~200公斤/公顷，较休耕管理下的土壤有机碳含量提高0.85~1%，在最有可能的未来气候条件下，边际土地栽培苜蓿土壤碳以每年4‰以上的速度增加。在当前耕地质量安全及双减任务的大背景下，在一部分耕地及边际土地栽培苜蓿或进行草田轮作，不但有益于粮食供给安全，也是耕地质量管理的重要途径。

∆ 图1 紫花苜蓿

2、北方规模化人工草地：防风固沙，降低生态资源消耗 

春季的沙尘天气长期以来困扰着北方城市，尚未返青的草原和刚刚播种的耕地是主要的沙尘源。北方规模化苜蓿人工草地返青早、根系深，在减少土壤风蚀、抵御风沙方面具有得天独厚的优势。相比农田，苜蓿草地平均能够延长地表覆盖80天，年平均防风固沙量是农田的3倍左右，能够有效抵挡土壤风蚀、防风固沙。风蚀模型估算表明，以北方苜蓿保留面积2000万亩计，在不考虑灌溉和降水的情况下，平均年防风固沙量约为8404.6万吨，每年比传统农作物减少土壤风蚀445.15万吨，极大的减少了土壤风蚀。在增加防风固沙能力的同时，苜蓿全年均有地表覆盖，具有雨水截留和减缓蒸发的作用，在防止水蚀和涵养水源方面也具有显著作用。

另一方面，基于2019—2022年中国北方苜蓿草地调研，我们采用全生命周期评价方法评估了传统农田和苜蓿草地在生产资源投入和环境效应方面的差异，结果表明苜蓿草地生态系统的环境效应比农田生态系统低18.75%，对环境友好程度相对较高。其中，在资源消耗方面，苜蓿草地与传统农田相比能源消耗减少了31.21%，所需土地面积减少了43.61%，水资源消耗减少了63.43%；在环境影响方面，苜蓿草地与传统农田相比，气候变暖潜值降低了43.09%，环境酸化潜值降低了50.27%，富营养化潜值降低了46.78%。在绿色发展的大背景下，通过草田轮作、改造中低产田发展一部分苜蓿人工草地，对于耕地质量提升、农产品质量安全也具有重要意义。

∆ 图2 牧草收获场景

3、南方永久性改良草地：保持水土，减少农业面源污染

我国南方草山草坡面积约6500万公顷，分布在南方各省份山区丘陵地区。其中1200万公顷位于山地夷平面及缓坡地带、夏季最高温度低于39度的区域，气候湿润、温度适宜，具有良好的适宜于发展人工草地的自然资源条件，在解决一些制约的关键技术后，可以通过改造建立与新西兰、欧洲媲美的永久性人工草地带。

∆ 图3 南方草地

在我国南方山地区域，水土流失面积约占流失总面积的44%，同时农田水土流失产生的氮磷流失也是农业面源污染的主要原因。国家牧草产业技术体系人工草地生态评价岗位联合恩施综合试验站、榆林综合试验站，在湖北省火烧坪乡上世纪八十年代建立的永久性改良草地开展了为期三年的实验，研究了南方草山草坡不同利用方式下土壤碳氮累积、水土流失和土壤污染情况，结果发现：南方改良草地中有豆科植物且根系密集，土壤中的微生物群落丰富，改良草地土壤碳氮累积远高于农田，有机碳和全氮含量分别为 4.3%和0.35%，在保持土壤肥力方面发挥着积极作用，且肥力提升水平显著高于农田。不同土地利用方式下水土流失情况表明，小雨条件下耕地产生的地表径流最高，约为南方天然草山草坡和改良草地的11倍和15倍。大雨条件下农田产生大量的地表径流，水土流失总量约为南方天然草山草坡和改良草地的5~7倍，而南方改良草地形成径流量最低，天然草山草坡泥沙流失量最低。南方改良草地在涵养水源、保持水土等方面表现非常突出。

∆ 图4 节水灌溉苜蓿生产

综上所述，大力发展人工草地，发挥草地的生态生产协同功能，作为防风固沙，水土保持的坚实“堡垒”，是贯彻习近平生态文明思想和大食物观思想的生动实践，对维护国家生态安全和食物安全意义重大。

环境效应：指工农业生产活动对环境的影响，包括气候变暖、环境酸化、富营养化等方面的潜势。

注：文中照片均由人工草地生态评价提供。