[科学时报]国家需求是我们的方向——“中国北方草地退化与恢复机制及其健康评价”项目研究纪实

【来源:《科学时报》2009-2-23 A2 国内 | 发布日期:2009-02-23 | 作者:科学时报 】    

近日,由兰州大学草地农业科技学院南志标教授、任继周院士等组织实施的中国北方草地退化与恢复机制及其健康评价项目荣获国家科技进步奖二等奖。该项成果研究周期历时10年,也是兰州大学草地农业科技学院(前身是甘肃草原生态研究所)近30年学术积累的结晶,从一个侧面反映了我国草业科技的发展。

  自1996年项目启动以来,兰州大学草地农业科技学院组织了内蒙古大学、甘肃农业大学等国内草业科学研究的优势科研院所和北方主要牧区的草业科技推广骨干,经过10年的研究与示范,在国际上首次提出草业系统的界面论,并应用于生产实践,研制出草地健康评价的CVOR综合指数及其测算模型和一系列辅助指标体系,评估我国北方草地的经营状况,指导农牧区草地管理和草地农业系统建设。

瞄准西部发展需求

实现国家食物安全、生态安全、可持续发展和农民增收,是我国农业发展和环境建设的战略目标。在我国西部地区实现这一目标尤为迫切。

  西部的土地面积、草地面积和人口分别占全国的68.8%97.8%27.4%。同时,西部生物多样性丰富,各类特有动植物约占全国的50%~80%。但是,西部目前生态环境恶化,水资源利用过度,生物多样性受损。荒漠化土地面积占全国的95%,水蚀面积占全国的58%。草地占国土总面积的41.7%,其中90%已发生退化,草地生产与生态功能日趋衰退,单位草地面积畜产品产量仅为世界平均水平的30%左右。沙尘暴强度不断增加、江河断流或泛滥,严重影响西部广大农牧民的生活水平和城乡环境质量。


  草地退化是世界性难题,国际学术界从人地关系的角度对草业系统的研究不足,对草地退化停留在表观描述和表征治理阶段,缺少系统的理解和防治,草地农业生态系统健康评价是国内外尚未彻底解决的难题,亟须深入研究。


  中国北方草地退化与恢复机制及其健康评价项目正是基于国家草业生产与科技需求而设立,力求回答我国北方草地退化的机制,明确退化草地的恢复机理,建立草地生态系统健康评价的方法与指标,为从根本上解决草地退化这一关乎国计民生的重大问题提供科技支撑与理论储备,完善草业科学研究的理论与方法体系。同时,理论联系实际,在不同农业生态区域建立草地农业系统的试验示范样板。

理论实践并重

中国北方草地退化与恢复机制及其健康评价从立项之初,就提出了理论联系实际的要求。在项目执行的10年时间里,项目组选择了我国北方天然草地的代表性区域,包括内蒙古锡林浩特、阿拉善左旗,甘肃环县、肃南裕固族自治县和甘南藏族自治州玛曲县等地,共设立了试验样地44个,面积340公顷,草地围栏总长度86.2公里

  在长期系统研究过程中,揭示了草地退化与恢复过程中土壤、植物、微生物、家畜与啮齿类动物的动态及其对草地生态系统的作用;明确了草地退化的主要原因;阐明了草地围封禁牧对草地生态系统的正负作用,研究提出了合理利用与改良草地的技术体系。在试验区建立了4660公顷的示范样板,以畜产品单位衡量,不同区域的草地生产力提高了33.3%~100%,部分草地已达到或接近发达国家水平。


  项目组根据西部发展状况,以系统耦合为手段,在我国北方牧区、农区、半农半牧区,分别建立了藏粮于草、保障我国食物安全和生态安全的草业可持续发展模式,在示范区得到了验证,在相关区域进行了大范围的推广。项目的整体技术已对我国草业实现技术性跨越,推动草业科技进步发挥了显著作用,为国家制定退化草地恢复、新牧区建设和退牧还草等重大决策提供了科学依据及技术支持。


  项目组共获取样品3万余份,获取数据25万余个;发表论文399篇,其中SCI论文36篇;国际会议特邀报告16次,国内重要学术会议特邀报告27次;共培养毕业博士研究生21名,硕士研究生50名。同时,邀请美国、英国、澳大利亚、新西兰、德国、南非等国草原专家50余人合作攻关,吸引澳大利亚国际农业中心项目3项、中国新西兰和中国南非政府间合作项目各一项,举办国际草地学术研讨会2次。

生态、经济效益兼得

在甘肃、青海、新疆等主要牧区,项目组研究提出了天然草地栽培草地家畜相耦合、放牧加补饲、适时出栏幼畜的新型季节畜牧业模式,实施区域内或区域间的系统耦合。如甘肃省肃南县作为牧区模式县,甘肃省临泽作为农区模式县,建成牧区农区耦合系统,生态生产力增加近4倍。内蒙古自治区锡林郭勒盟与传统农区乌兰察布市实施牧区农区系统耦合,家畜在牧区繁育,农区育肥,优势互补,实现了退化草地恢复与农牧民增收的双赢。通过项目实施,带动地方累计治理退化草地2722万公顷,占我国草地总面积的6.7%,可利用草地面积的8.3%,累计新增产值40.5亿元,新增利润11.4亿元。

  在甘肃环县等半农半牧区,研究提出了天然草地栽培草地农田家畜相耦合,放牧加舍饲的发展模式。建立核心示范区2000余公顷,示范户180户,肥育牛230头,羊1800只,项目示范区农户人均年增收669元,较全县平均水平提高10.9%。与单一种植小麦相比,牧草生产的纯收入平均增加了45.8%,种草与养畜结合的收入增加了3倍,草地家畜系统生产模式使化肥投入减少了一半,工业辅助能投入降低了32%,有机能投入提高了31%,净能值产出率提高了2.65倍,环境负载率降低了92%,资源利用效率提高,环境压力显著减小,可持续性指数提高了31倍,而且水土流失的风险也大大降低。


  在黄土高原传统的农耕区,项目组提出了实施农田栽培草地家畜畜产品加工相耦合,藏粮于草存钱于牧的草地农业发展模式。在大量试验研究的基础上,项目组向甘肃省提出了以平凉为中心建立我国黄土高原巨型畜牧业基地的建议。平凉市根据建议,制定了畜牧业基地建设规划,把以平凉为主的草畜产业从农业经济支柱产业提升为全市经济主导产业,在保证粮食自给的基础上,扩大耕地种草,苜蓿保留面积达100万亩,饲用玉米达100万亩。同时,政府引导做大做强龙头企业和扩大企业群体,促使种、养、加工、销售一体化的产业链得到充分延伸。到2005年底,平凉市牛饲养量达到83.4万头、出栏量达到33万头、牛肉产量达到2.3万吨。全市牛产业总收入达到15亿元,占到农民纯收入的三分之一,占到农户现金收入的50%,来自牛产业的财政收入达到了8700多万元。经过近10年实施,平凉牛产业已经成为甘肃省畜牧业的品牌和支柱。


  通过项目的实施,甘肃省甘南州、环县、肃南县,内蒙古阿拉善盟、锡林郭勒盟,青海省海北洲和新疆阿勒泰地区等地环境条件明显改善,群众保护环境意识明显增强,天然草原的植被盖度从20%~25%提高到43%~75%,产草量提高63%~130%。项目的实施,取得了显著的经济、生态和社会效益,提升了西部农牧民的生产生活水平。

科研教学互动,培养创新人才

通过执行重大科研项目,使学生尽快进入学科前沿,培养创新人才,是兰州大学草地农业科技学院教学与人才培养工作的指导思想,仅在该项目的执行过程中,共有21名博士生、50名硕士生和54名本科生参加了项目工作。项目的研究基地和任务为学生完成其学位论文搭建了广阔的舞台,而研究生又是高质量完成项目的生力军,项目发表的论文约50%来自研究生的工作。一名本科生在甘肃省环县完成了其大学生创新创业项目牧草种群生长对践踏的响应,获第九届全国挑战杯竞赛奖并作为甘肃省唯一获奖人,获挑战学子称号。7名研究生通过参与项目工作,获得全国草业科学王栋奖学金。学院还主办了以健康草原、和谐社会为主题的第一届全国草业科学研究生论坛。在第21届国际草地大会(IGC)和第8届国际天然草原大会(IRC)上有近40名研究生参加了会议并展示研究成果。任继周院士主编的《草地农业生态系统通论》,及时总结了项目部分研究成果,作为草业科学研究生教材。科研和教学的良性互动,促进了学院的教学和人才培养,以任继周院士和南志标教授为带头人完成的研究型综合大学草业科学人才培养体系的建设与发展,获2007年甘肃省教学成果一等奖。草业科学专业教学团队2008年被教育部评为国家级教学团队。

团结协作攀高峰

  以项目的实施带动团队的发展,是兰州大学草地农业科技学院的一大特点。

  任继周院士曾对兰大草地农业科技学院提出效率、效益、开放、开拓的理念,这一理念深深影响了团队的建设。20余年来,任继周院士作为团队学术带头人,为团队的发展呕心沥血,并身体力行,以其自身的表率,影响教育了几代学子,形成了求实、高效、开拓、攀高峰的团队精神。


  而今,兰州大学草业科学团队已经形成了老中青结合,学历高,学术背景多样,组织结构合理的学术梯队。在农业部以往组织的全国农业科研单位综合实力评估中,他们在1200余个科研院所中,最好的成绩为第九名,荣获综合实力百强所的称号。在改革开放、国家评选科技进步奖以来,草业领域获奖的7项奖项中,该学术团队主持完成4项,参加完成1项。2008年在教育部组织的一级学科评估中,他们获得全国畜牧学一级学科的第四名。在中国科学技术信息研究所近五年进行的中国科技期刊评估中,任继周院士创办的《草业学报》,始终为百种优秀学术期刊。作为依托单位,这里设有农业部草地农业生态系统学开放实验室、农业部牧草与草坪草种子质量监督检验测试中心、甘肃省西部草业工程技术中心等机构。这支团队,曾主持了3个国家自然科学基金支持的重点项目,现正主持另一项国家自然科学基金重点项目和国家首个牧草学的“973”项目。在基础研究、应用研究和服务三农方面,团队的研究能力不断获得验证。我们有理由相信,在未来的发展中,这支团队仍将坚持团结协作攀高峰的精神,开门办学,充分利用国内外人才与科技资源,立足西部,协作攻关,为我国草业发展作出更大贡献。


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