从广袤无垠的草原到城市中错落的绿地,从生态屏障的守护到产业模式的升级,草业科学的研究早已突破传统牧区的边界,延伸到与人类生活息息相关的每一片绿地。中国工程院院士、中国草学会理事长南志标认为,草业的健康发展不仅维系着生态平衡,更与食物安全、乡村振兴紧密相连,亟需以系统思维破解草地“保护与利用”的深层矛盾。
在草业研究中,“草地”的内涵远比人们想象的更丰富。南志标对其进行了清晰界定:不仅包括天然草原、农田栽培草地,还涵盖所有“观赏草地”——城镇草坪、足球场草坪、高速公路护坡草地、机场草坪等,一切不以收获动植物产品为目的的草地都属于这一范畴。如今,草业科学研究已覆盖全国所有区域,从牧区到农村再到城市,草地的生态与经济价值正被重新认知和定义。
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然而,草地退化是全球共同面临的生态挑战,中国更是受此影响较深的国家之一。数据显示,全世界30%的草地已出现退化,中国草地的退化率虽从过去的90%降至如今的70%,但仍处于全球退化较严重的行列。以往,人们对草地退化的认知多停留在“过度放牧”或“全球气候变化”等表层原因,却忽略了更深层的系统问题。
南志标梳理出草地退化的完整链条:首先是植株变矮、植被组成变差,接着引发土壤质量下降,进而导致“土草耦合关系”逆转,最终造成牧草产量和家畜生产力的降低。而这一链条背后的核心问题,在于农业系统的不合理——仅依靠草原自身无法解决退化问题,必须打破“就草原论草原”的局限思维,建立“农区与牧区结合、种植业与养殖业结合”的联动模式。
近年来,兰州大学草地农业科技学院提出的“近自然修复”理论得到了广泛认可。这一理论强调,修复退化草地需参照当地原生良好植被,选用乡土草种建立栽培草地,通过科学管理逐步接近原有的自然状态。目前,该理论已被纳入国家生态修复重大专项,为退化草原的重生提供了切实可行的技术路径。
草业的发展还与农业结构优化密切相关。南志标提到,20世纪30年代,我国农田种草比例仅为0.1%,而英国、法国、德国、美国等发达国家当时已达到30%-50%。长期以来,人们过度聚焦粮食生产,却忽视了饲草生产的重要性,导致饲草短缺成为制约农业与牧业平衡发展的瓶颈。
为改变这一现状,研究团队在甘肃庆阳这一典型黄土高原农耕区开启了“粮草复种”实验。庆阳作为传统农耕区,当地资源禀赋对农作物而言呈现“一季有余、两季不足”的特点:冬小麦6月收获后,要到9月底才能再次播种,7-9月的空闲期恰好是降雨和热量最充沛的时段,土地却长期处于闲置状态。
研究发现,在小麦收获后的空闲期种植燕麦、大豆、豌豆等饲草作物,能带来多重效益:每亩可增收350-600公斤干草,足够一只50公斤的羊食用一整年;同时,小麦产量比对照组增加了20%,土地表层有机质含量增加52%;生态效益也十分显著,0-5米土层储水量增加,相当于多接纳24-76毫米降水,水土流失明显减少,土壤氮淋溶降低29%,整体经济效益提高32%。
“以前当地羊的饲料中,优良牧草仅占10%,利用夏季休闲地种植饲草后,不仅提高了粮食产量,还推动了养殖业发展,改善了生态环境,自然带动了农民增收。”这种模式让农民在增收的同时改善了生态,真正实现了“生产、生活、生态”的三生共赢,目前已在庆阳大范围推广。
草业的可持续发展,离不开产学研的深度协同。南志标认为,企业应成为“创新”的主角,因为创新成果可以通过企业直接投入生产应用。但现实中,这一理想状态的实现仍面临诸多挑战:我国草企业多为中小规模,多数企业年均科技创新投入不足5万元,且缺乏专门的科研机构;农业推广链条存在断裂,“最后一公里”的梗阻始终未能彻底打通。
以牧草育种领域为例,发达国家有完善的草种认证制度,育种者能从每公斤种子销售中获得提成,形成良性的研发循环;而我国缺少这样的机制,品种推广后往往与育种者脱节,难以形成持续创新的动力。
破解这一困境需要政策“组合拳”的支持。南志标提出,国家应从政策层面激励企业创新,通过减税、投资优惠等措施扶持草业企业发展壮大;高校需与农业推广部门紧密合作,让懂技术的“土专家”真正架起科技落地的桥梁;更要着力培养“知草爱草”的专业人才,吸引更多青年扎根基层、服务草业。
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谈及草业科学的未来发展,南志标指明了两大核心挑战。
在微观层面,需深耕牧草的基础生物学研究。多年生牧草多倍体杂交性强,给了解其生物学特性带来很大困难,其基因功能、生长规律远不如小麦、玉米、水稻等作物清晰,这直接导致种质资源创制难度极大。当前,牧草研究多停留在“知其然”的层面,而“知其所以然”的基础研究亟待加强。
在宏观层面,则要破解“草地生态系统功能与机制”的复杂难题。草原退化是土壤、植被、家畜、环境、人类活动相互作用的结果,唯有厘清这些要素的联动机理,才能实现精准调控。
值得欣慰的是,国家对草原的投入已从改革开放前的每亩两分钱,提升至如今的约200元;越来越多其他学科的专家也加入草业研究,从细胞生物学到生态系统学,多学科融合正为草业科学打开新的发展空间。
科学审核:南志标 中国工程院院士、中国草学会理事长
编辑整理:武玥彤 李欣哲 张梓煜(实习)
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