三江源草地生态系统观测研究站

科研状况和成果

最后更新:2024-01-25

  1. 承担任务

  自建站以来,三江源站申请/主持的科研项目/课题/子课题136项,合计经费21 309.07万元。其中国家科技支撑计划2项,国家重点研发计划10项,国家自然基金(青年基金和面上项目)13项,国家其他任务3项,中国科学院项目28项等。 

  2. 研究成果

  自建站以来,三江源站公开发表论文444篇,其中,SCI(E)论文207篇,CSCD论文222篇,其他收录文章及会议论文15篇;(参与)编写专著15部;获得国家科技进步奖1项,青海省科技进步奖8项(其中一等奖5项,二等奖2项,三等奖1项);授权专利32项;申请新品种10项,编写地方标准42项。基于三江源站研发技术及模式,累计生产牧草良种36590万公斤,用于青藏高原及北方退化草地治理267万公顷。黑土滩治理示范区1.4万公顷,推广治理黑土滩35万公顷,天然草地补播改良112万公顷,退牧还草草带更新733万公顷。建立饲草料生产示范基地38万公顷,牛羊营养均衡养殖基地2个,健康养殖牛羊75万头(只)。牧草良种及牛羊营养均衡饲养累计销售收入达到2.37亿元。科技培训2000人次。有效促进了三江源草地生态功能恢复、草地畜牧业生产方式转变、资源利用效率及经济效益提高。 

  3. 研究认识

  3.1围绕放牧活动和气候变化如何影响草地生态系统结构与功能的科学问题,率先开展高寒草地放牧、野外增温和碳水通量观测研究,阐明了放牧干扰和气候变化对高寒草地的影响过程及贡献,系统揭示了草地退化成因和机制,为退化草地生态恢复和可持续管理提供了理论基础和科学依据 

    高寒草地生态系统对放牧和气候变化的响应。发现了青藏高原草地放牧活动发生在全新世的早期,表明高寒草地是长期放牧下形成的偏途顶级群落。气候变暖可降低牧草营养品质,使结构性碳水化合物含量上升;合理放牧有助于维持较高的草地初级生产及物种丰富度,可减轻气候变暖引起的负面效应。明确了放牧管理是草地管理的核心,提出了三江源草地“用半留半”的合理利用原理,发现高寒草甸较强的碳汇功能(0.6-1.9T C /ha)。 

    高寒草地生态系统退化过程及成因。随着退化程度增强,土壤有机质(13%降至6%)、含水量均下降(36%降至17%),物种数由22种下降为15种,优良牧草比例由84%降至4%。高寒草地退化68%源自放牧等人类活动,32%源自气候的异常扰动。过度放牧使高寒草地生态系统植被-土壤-微生物-种子库之间协同性失衡,导致系统结构紊乱、功能衰退、自我修复能力逐步丧失。气候的异常扰动和人类活动对草地退化具有叠加效应。 

    基于资源空间配置的区域耦合理论。发现季节性草-畜供需失衡是制约高寒草地生态畜牧业可持续发展的瓶颈。基于高寒纯牧业区、农牧交错区和河谷农业区的分异特征和时空相悖性,制定了天然高寒草甸合理放牧利用策略,提出了放牧家畜季节性营养平衡对策,在前人工作的基础上,创建了高寒牧区“三区功能耦合理论”,丰富了季节性营养非平衡草地生态系统管理理论。 

  3.2 围绕草地生态畜牧业生产营养非平衡性及退化草地生态恢复的重大需求,制定了退化草地等级划分标准及分类恢复技术规程,研发了区域适宜的人工草地建植和营养均衡养殖为核心的草地生态-生产功能提升关键技术,有力促进了草牧业培育与草地生态保护协同发展。 

    高寒牧区人工草地建植及草产品加工技术。选育青藏高原适宜优质饲用牧草品种8个;开发出提高草地蛋白质生产能力及牧草加工技术1套,使冷季饲草的粗蛋白含量达到9%(传统利用技术约5%)。构建了高寒地区饲草生产“品种筛选-良种扩繁-丰产栽培-加工利用”标准化技术体系,为实现家畜营养均衡饲养提供了饲草保障。建立饲草料基地16万ha,生产优质饲草料17万吨。 

    放牧家畜营养均衡饲养技术。研发了高寒牧区牦牛和藏系绵羊“暖牧冷饲”的两段式营养均衡饲养技术,系统规范了牦牛和藏系绵羊冷季补饲日粮组成、饲养管理等关键技术;集成了高寒牧区放牧家畜季节性营养均衡调控技术体系,突破传统饲养方式下牦牛和藏系绵羊冷季体重下降的瓶颈(约为-93g/d 和-49g/d),使冷季补饲牦牛和藏系绵羊的日增重分别达到680g/d和160g/d,饲养周期分别缩短了1.5年和2.5年。为海南州生态畜牧业国家可持续发展实验区提供支撑。 

    退化草地等级划分及恢复技术创新与集成。提出了高寒草地轻度、中度、重度及极度4级退化评判标准;研发了退化高寒草地的生态恢复技术体系8套;制定了多年生人工草地稳定性管理措施:建植后第1年禁牧;第2年生长期(5-10月份)禁牧;第3年以后,牧草返青期(5-6月份)禁牧,生长期放牧率为40-50%。为三江源生态保护与建设(一、二期)工程提供了技术支撑。 

    基于上述技术和模式,推广治理退化草地112万公顷、黑土滩35万公顷。治理区植被覆盖度提高10-20%,退化草地减少54.26万公顷,草地平均产草量增加116 kg/ha,年均水土保持服务能力提升0.88亿吨,草地功能得到明显恢复和提升。 

  3.3围绕三江源生物多样性保护与区域发展战略需求,创新高寒草地草地畜牧业管理模式,减轻国家公园核心保育区的放牧压力,扩大野生动物生存空间,实现生物多样性保护与民生改善协调发展目标。 

    高寒草地生态畜牧业模式及推广。创建了“治理-种草-养畜-销售”为核心的生态衍生产业模式及“减压增效”的高寒草地生态畜牧业新范式,指导纯牧业区重点实施牦牛和藏羊放牧繁育,农牧交错区建设优良饲草基地、河谷农业区高效利用农副产品资源。牦牛和藏羊冷季出栏减畜184万羊单位/年,约占三江源区家畜总量的10%。在青海草地生态畜牧业试验区的100多个生态畜牧业合作社推广应用,实现了生态保护和民生改善的双赢。 

    三江源国家公园原真性和完整性维持途径。通过追溯青藏高原放牧草地生态系统的演化,揭示野牦牛和家牦牛分化发生在全新世早期。迄今0.8-1.0万年间,高寒草地受放牧影响,其景观和群落结构是家畜和牧草协同进化的结果,放牧是维系高寒草地原真性和完整性的关键因素。三江源国家公园家畜数量为有蹄类野生动物的4.5-8倍,维持食草动物-草地资源供给平衡,调控放牧家畜-野生动物数量平衡是维持国家公园原真性和完整性的重要途径。 

    在三江源国家公园建设中的应用及实践。创建了中国科学院三江源国家公园研究院,创新性地提出在三江源国家公园功能区划中增加外围支撑区的方案;优化核心保育区、生态保育修复区、传统利用区和外围支撑区资源空间合理配置,支撑了三江源国家公园的科学化管理。通过“324营养均衡饲养模式”可减轻核心保育区的天然草地放牧压力约217万羊单位,扩大有蹄类野生动物生存空间约4.3万km2,约占三江源国家公园面积的1/3。